HP8902A測量接收機(jī)原理、使用與維修

廣東省博羅縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測所 鄭芝明

HP8902A測量接收機(jī)原理、使用與維修

廣東省博羅縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測所 鄭芝明

HP8902A測量接收機(jī)是計(jì)量信號發(fā)生器參數(shù)最主要的設(shè)備，它測量準(zhǔn)確度高、功能強(qiáng)、自能化程度高。

測量接收機(jī)；原理；使用；維修

一、引言

HP8902A測量接收機(jī)（以下稱接收機(jī)）目前在無線電計(jì)量測試中應(yīng)用廣泛。由于它測量準(zhǔn)確度高、功能強(qiáng)、帶有GPIB接口，在實(shí)際使用過程中需要注意該儀器的設(shè)置。通過對本單位的接收機(jī)故障維修總結(jié)一些故障及現(xiàn)象。

二、接收機(jī)基本原理

接收機(jī)是一個(gè)帶校準(zhǔn)功能的外差式接收機(jī)。它使輸入信號變成固定中頻信號，然后解調(diào)。進(jìn)行功率測量時(shí)，信號直接從功率傳感器模塊(如HP11722A)輸入，被功率傳感器模塊內(nèi)的熱電偶吸收，產(chǎn)生與輸入信號功率成比例的直流電壓，接收機(jī)將該電壓斬波、放大、檢波，再經(jīng)電壓與時(shí)間變換，然后計(jì)數(shù)輸出。因?yàn)榻邮諜C(jī)輸入阻抗固定為5OΩ，根據(jù)功率P與電壓V的關(guān)系P=V2/R，通過開關(guān)轉(zhuǎn)換，可直接從接收機(jī)表頭讀取被測信號的功率值或電平值。

三、接收機(jī)使用及注意事項(xiàng)

1.接收機(jī)頻率測量使用及注意事項(xiàng)

為了提高頻率測量準(zhǔn)確度，我們將原子頻標(biāo)TR2001A的10MHz的輸出端連接到接收機(jī)外晶振輸入端（Time Base 10MHz Input）。這樣頻率測量準(zhǔn)確度等級可以提升到1×10-10。

將功率傳感器模塊連接到接收機(jī)，設(shè)定接收機(jī)頻率測量功能，順序按“FREQ”和“AUTOMATIC”鍵，再將功率傳感器模塊測量端連接到被測量信號發(fā)生器（本單位的FLUKE9640A）輸出端，設(shè)置信號發(fā)生器的輸出頻率和電平。注意接收機(jī)頻率測量范圍在150kHz到1300MHz,功率電平測量范圍在-20dBm到+30dBm。順序按下“7.4”和“SPCL”鍵，可以將頻率測量結(jié)果的分辨率提升到1Hz。

接收機(jī)頻率測量有兩種模式:1.自動(dòng)調(diào)整模式，順序按下“FREQ”和“AUTOMATIC”鍵，即自動(dòng)量程模式，根據(jù)頻率的大小自動(dòng)調(diào)整到對應(yīng)的量程，該模式測量速度慢。2.手動(dòng)調(diào)整模式，在自動(dòng)調(diào)整模式狀態(tài)下輸入所要測量的頻率值數(shù)字和單位，即根據(jù)測量頻率大小，直接輸入所測頻率值，該模式測量速度快。

2.接收機(jī)功率電平測量使用及注意事項(xiàng)

為了確保功率電平測量達(dá)到最高準(zhǔn)確度，首先要開機(jī)至少預(yù)熱半個(gè)小時(shí)。之后對接收機(jī)功率電平進(jìn)行自校準(zhǔn)。

接收機(jī)功率電平自校準(zhǔn)步驟如下：A.將功率傳感器模塊測量端連接到“RF POWER CALIBRATION OUTPUT”端，B.按“RF POWER”鍵，如果沒有顯示“Error 15”,再按“ZERO” 鍵，會(huì)顯示“----”大約15秒，接著短暫的顯示“0.0 00W”，最后顯示小于3.0-06W（即3.0μW）的一個(gè)值，C.接著按“CALIBRATE”鍵，隨后顯示一個(gè)值，接著順序按藍(lán)顏色鍵和“SAVE CAL”鍵，隨后顯示一個(gè)在0.999-03W到1.000-03W之間的值，或者顯示一個(gè)在999-06W到1000-06 W之間的值，最后按“CALIBRATE”鍵完整功率電平自校準(zhǔn)過程。

如果在上述B步驟顯示“Error 15”，說明需要向接收機(jī)輸入功率校準(zhǔn)因子。具體的方法如下：順序按“37.3”和“SPCL”鍵，再按鍵輸入需要校準(zhǔn)的頻率值，再按鍵輸入校準(zhǔn)因子值，最后順序按藍(lán)顏色鍵和“MHz”鍵完成一個(gè)頻率點(diǎn)的校準(zhǔn)因子的輸入，如需要輸入其它頻率點(diǎn)的校準(zhǔn)因子，重復(fù)上述步驟。最后按“AUTOMATIC OPERATION”鍵回到正常操作，接著完成接收機(jī)功率電平自校準(zhǔn)步驟。

完成接收機(jī)功率電平自校準(zhǔn)后，再將功率傳感器模塊測量端連接到被測信號發(fā)生器輸出端，按“RF POWER”鍵即可測量信號發(fā)生器的功率電平。同樣，接收機(jī)功率電平測量也有兩種模式：1.自動(dòng)調(diào)整模式，2.手動(dòng)調(diào)整模式。

3.接收機(jī)調(diào)幅（AM）和調(diào)頻（FM）測量使用及注意事項(xiàng)

在使用調(diào)幅（AM）和調(diào)頻（FM）測量功能時(shí)，首先也要進(jìn)行自校準(zhǔn)。自校準(zhǔn)步驟如下：A.將功率傳感器模塊測量端連接到“AM/FM CALIBRATION OUTPUT”端，B.順序按“AM”和“CALIBRATE”鍵，大概等待20秒時(shí)間，會(huì)顯示一個(gè)AM校準(zhǔn)因子，而且這個(gè)值必須在99.00%到101.00%之間，C.順序按下“FM”和“CALIBRATE”鍵，大概等待20秒時(shí)間，會(huì)顯示一個(gè)FM校準(zhǔn)因子，而且這個(gè)值必須在99.00%到101.00%之間，最后按“CALIBRATE”鍵完整調(diào)幅（AM）和調(diào)頻（FM）自校準(zhǔn)過程。

完成上述的調(diào)幅（AM）和調(diào)頻（FM）自校準(zhǔn)后，再將功率傳感器模塊測量端連接到被測信號發(fā)生器輸出端，按“AM”鍵即可測量信號發(fā)生器的調(diào)幅度，按“FM”鍵即可測量信號發(fā)生器的調(diào)頻頻偏。

四、接收機(jī)維修過程及總結(jié)

本單位的接收機(jī)在使用過程中出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)，再次打開電源開關(guān)無法再次啟動(dòng)。

初步判斷是接收機(jī)的電源故障，查找說明書第5部分確認(rèn)電路板序號“A10”為直流電源供應(yīng)板，測量電路板上的測量點(diǎn)“TP4、TP5、TP6、TP7”的電壓值，發(fā)現(xiàn)“TP7”測量電壓值為“0V”和說明書上標(biāo)稱的“+40V”不一致。查看發(fā)現(xiàn)該電路板上的其中有一保險(xiǎn)絲斷裂，可以初步判斷是過載導(dǎo)致。換上規(guī)格相同的保險(xiǎn)絲。再查找信號輸入端連接的電路板，發(fā)現(xiàn)電路板上有一臥室鉭電容（2.2nF/25V）有燒壞，換上規(guī)格接近的鉭電容。啟動(dòng)接收機(jī)電源開關(guān)，接收機(jī)短暫顯示正常，隨后保險(xiǎn)絲再次熔斷，說明還有其它電路板存在過載。經(jīng)查找發(fā)現(xiàn)電路板“A19”上一色環(huán)電感（47μH/0.25W）有燒變色。換上對應(yīng)規(guī)格色環(huán)電感（德立電子生產(chǎn)）。啟動(dòng)接收機(jī)電源開關(guān)，顯示正常。用信號發(fā)生器輸入信號給接收機(jī)，頻率測量功能正常，但功率電平測量、“AM”和“FM”測量功能依然故障，顯示“Error01”。查找說明書中“Error01”，是混頻電路出故障，用示波器檢測信號發(fā)生器輸入路徑的關(guān)鍵點(diǎn)波形，發(fā)現(xiàn)在電路板“A4”輸入波形消失，檢查“A4”板電路，發(fā)現(xiàn)輸入端和接地端短路，即檢查出一臥室鉭電容（2.2nF/25V）短路，換上規(guī)格接近的鉭電容。再次啟動(dòng)測量接收機(jī)電源開關(guān)，顯示正常，用信號發(fā)生器輸入信號給測量接收機(jī)進(jìn)行測試，頻率測量、功率電平測量、“AM”和“FM”測量功能均正常。

總結(jié)本次接收機(jī)出現(xiàn)3個(gè)故障及現(xiàn)象：A.直流電源供應(yīng)板“A10”上一保險(xiǎn)絲燒壞，導(dǎo)致接收機(jī)無法再次啟動(dòng)，B.信號輸入電路板和 “A19” 電路板出現(xiàn)電子元器件（臥室鉭電容和色環(huán)電感）短路過載，導(dǎo)致接收機(jī)開啟后短暫顯示正常，隨后保險(xiǎn)絲再次熔斷，并有電子元器件燒焦的味道，C.電路板“A4”電子元器件（臥室鉭電容）短路，導(dǎo)致頻率測量功能正常，但功率電平測量、“AM”和“FM”測量功能依然故障，顯示“Error01”。

五、結(jié)語

綜上所述，本文詳細(xì)講解接收機(jī)測量信號發(fā)生器參數(shù)功能的使用，經(jīng)過多年實(shí)際工作的實(shí)踐，提出了接收機(jī)的操作注意事項(xiàng)以供探討，最后著重分析了接收機(jī)維修過程及總結(jié)。

[1]HP8902A Measuring Receiver Basic Operation and Application Guide,USA.

[2]賈耀宗,武衛(wèi)平,李文意,卞昕.JJF 1173-2007測量接收機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范[M].中國計(jì)量出版社,2007,02.