Forum: HF, Funk und Felder Spectrum Analyzer, Receiver wann überlastet man den Eingang


von gaestchen-HF (Gast)


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Hallo zusammen,

eine kurze Frage, da ich das gerade nicht so überblicken kann.

Wir verwenden einen Rohde Schwarz ESU als Spectrum analyzer bzw. EMI 
Receiver.

Mich würde interessieren ab welchen werten bzw. Anzeigen im Display eine 
Gefahr für den physischen Eingang (also Übersteuerung bishin zum Defekt 
des Eingangs bzw einzelner Stufen im Gerät droht)

Mir ist bewusst dass das Gerät zB max +30dBm also 1W an 50 R abkann, das 
sind glaube ich etwa in der Region 7 V rms, und etwas mehr im Peak wenn 
ich mich nicht ganz täusche.

Das wäre für mich quasi das äquivalent zu einem IC uns dessen absolute 
Maximum Rating, danach geht mir die Eingangsstufe defekt nehme ich an.

Jetzt gibt's es aber noch ein bis zwei Overflow Detektoren im Signalpfad 
und an denen wäre ich sehr interessiert.

Konkret bei unserem ESU (im Datenblatt doch zu spärlich für mich 
erläutert)
Anzeige IFOVL im Display:
overload im IF Signal path after the Input mixer
Gegenmaßnahme, reference Level erhöhen (also "nur" ein Anzeigeproblem, 
keine Gefahr für das Instrument)
sehe ich das richtig? So steht es auch in einem Rohde Schwarz 
Standardwerk drin.

Dann gäbe es noch OVLD: overload of the Input mixer (hier denke ich wird 
es schon gefährlicher?)
Gegenmaßnahme: Dämpfung erhöhen, also würde in diesem Fall der 
Eingangsmixer mit unzulässig hohen Signalen übersteuert, ist das eien 
echte Gefahr oder auch nur "Software"?

Vielen Dank für eure Hilfe und viele Grüße.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Drei Möglichkeiten: 1. mit HF-Leistung den Eingangsabschwächer 
durchbrennnen, das wird teuer.
2. Ebenso aber Abschwächer auf 0dB dann geht der Mischer kaputt, 
ebenfalls teuer.
3. Auch noch den Eingangshochpass auf DC-coupling, dann brennt der 
Mischer schon durch DC ohne HF durch.

von Ralph B. (rberres)


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gaestchen-HF schrieb:
> Mir ist bewusst dass das Gerät zB max +30dBm also 1W an 50 R abkann

die 1 Watt sind die maximal zulässige Leistung welche der Abschwächer am 
Eingang verträgt, und ohne Schaden in Wärme umwandeln kann.

Der Mischer selbst hat einen maximal zulässigen Pegel von ca 1Veff. Das 
sind 20mW.

Bei höheren Leistungen am Mischer wird die maximal zulässige 
Sperrspannung der Mischerdioden überschritten. Diese beträgt meist 4V.

Bedenke das auser dem Eingangssignal auch noch das LO Signal an den 
Dioden liegen. Diese beträgt in der Regel +13dbm also auch 1Veff.

Durch die geometrische Addition der Eingangs und LO Spannung enstehen 
bei 20mW am Eingang eine gesamte Spannung von 4VSS an den Dioden, was 
dann schon grenzwertig ist. Der ideale Arbeitspegel am Mischereingang 
beträgt ca -30dbm.

Bei höheren Eingangspegel als -30dbm verschlechtert sich der IM3 Abstand 
und auch der Oberwellenabstand, so das Linien sichtbar werden, welche im 
Eingangssignal nicht enthalten sind.

Die Einschränkung des maximalen Pegels gilt auch für Signale, welches 
auserhalb des Spanbereiches befindet. Denn diese liegen ebenso am 
Mischer an.

Ralph Berres

von gaestchen-HF (Gast)


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Super, Dankeschön schonmal für eure detailreichen Antworten.

Jetzt entsteehn natürlich Zusatzfragen.

Also mir ist klar, die erste Stufe nach meinem N-Konnektor ist die 
Eichleitung (HF-Dämpfung).
Das hatte ich vorher nicht bedacht, wenn ich diese wie oben beschrieben 
auf 0 dB setze, dann nehme ich an schaltet Relais einfach mein 
komplettes Signal durch auf den Preselector bzw. ersten Mischer, falls 
ich den Preselector deaktiviert habe.

Jetzt schreibst du aber Ralph, dass dort am ersten Mischer keine 30 dBm 
mehr anliegen dürfen, das wäre dann von außen auf meinem Gerät nicht 
ersichtlich.

Intern ist der ESU stets auf preset 10 dB min attenuation gesetzt, 
allerdings kann man das mit ein paar klicks deaktivieren, würde das 
bedeuten, dass der erste Mischer in Gefahr läuft bei zu niedriger oder 
0dB Dämpfung bei leveln über 0dBm durchzuschmoren?

Dankeschön.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Mit Gleichspannung geht es noch einfacher, das sind Schottky-Dioden, die 
haben vielleicht 100-200 mV Durchlaßspannung, darüber fließt schnell ein 
zu hoher Strom.
Auch 10 dB Dämpfung ist noch kein ausreichender Schutz für die Dioden, 
das bedeutet immer noch das 0,316-fache der Eingangsgleichspannung (für 
eine 50 Ohm Quelle).

von gaestchen-HF (Gast)


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Ja mit das mit Glecihspannung ist klar, zumindest wenn DC coupled 
eingestellt ist.

Es geht mir eher um zu hohe RF Signale und was die bewirken können in 
meinem Gerät.

Wie gesagt so ganz klar steht das für mich nicht im Datenblatt und auch 
nicht im Manual.

Konkret ist es eben aufgepoppt dass IFOVL dranstand und manche hier 
meinten das sei gefährlich für den ESU, aber so wie ich das sehe ist das 
dann "lediglich" ein ADC Darstellungsproblem bzw bei analogen Filtern 
ein übersteuertes Videomodul, aber das sollte zu keinen Zerstörungen 
führen können.

Aber die von Ralph genannten "guten" Zustände der Mischerdioden  sowas 
sind Details die interessieren mich sehr, da ich mich damit noch nicht 
auskennen.

von Ralph B. (rberres)


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gaestchen-HF schrieb:
> Das hatte ich vorher nicht bedacht, wenn ich diese wie oben beschrieben
> auf 0 dB setze, dann nehme ich an schaltet Relais einfach mein
> komplettes Signal durch auf den Preselector bzw. ersten Mischer, falls
> ich den Preselector deaktiviert habe.

ja so ist es.

gaestchen-HF schrieb:
> Jetzt schreibst du aber Ralph, dass dort am ersten Mischer keine 30 dBm
> mehr anliegen dürfen, das wäre dann von außen auf meinem Gerät nicht
> ersichtlich.

der nominal maximale Pegel diekt am Mischereingang beträgt in der Regel 
-30dbm.

Normalerweise sollte das Gerät aber melden , wenn der Pegel am Mischer 
zu hoch wird. Zumindestens bei modernen Geräten sollte das so sein.

gaestchen-HF schrieb:
> Intern ist der ESU stets auf preset 10 dB min attenuation gesetzt,

Das macht man schon alleine deswegen um die Anpassung am Eingang zu 
verbessern, was natürlich auf Kosten der Eingangsempfindlichkeit geht.

> allerdings kann man das mit ein paar klicks deaktivieren, würde das
> bedeuten, dass der erste Mischer in Gefahr läuft bei zu niedriger oder
> 0dB Dämpfung bei leveln über 0dBm durchzuschmoren?

Bei Leveln von 0dbm direkt am Eingang wird der Mischer noch nicht 
sterben, aber du wirst Signale sehen, welche nichts mit der Realität zu 
tun hat.

Ab +13dbm wird es richtig gefährlich.

Den Abschwächer auf 0db stellen sollte man nur dann, wenn man die volle 
Empfindlichkeit auch benötigt. Hier sollte man aber vorab im etwa 
wissen, was für Signale mit welchen Pegeln am Eingang auch auserhalb des 
Spanbereiches anliegen.

Überhaupt sollte man bei so ein Gerät immer erst dreimal hinterfragen 
was man macht.

Ralph Berres

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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EInfach den Abschwächer in 10 dB-Stufen ändern.
Solange die Harmonischen noch genauso schnell ansteigen wie die 
Grundfrequenz, ist die Anzeige noch ok. Wenn sie schneller steigen sind 
es im Analyzer entstandene Verzerrungen.

von HST (Gast)


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Ein kleiner zusätzlicher Hinweis: Vorsicht, wenn man keine "normalen" 
Signale, sondern gepulste HF einspeist.

Wir hatten mal einen Fall, dass ein Kunde den Frequenzgang seiner 
Analysatoren mit einem Quecksilber-Pulsgenerator (extrem kurze, steile 
Impulse) kalibrieren wollte und damit die Mischer abgeschossen hat. 
Obwohl die zahlreichen einzelnen Frequenzkomponenten über einen breiten 
Bereich sehr niedrige Werte haben können (hängt von Pulslänge, 
Pulsamplitude und Pulsrate ab), sieht der Mischer durch den 
breitbandigen Eingang die Pulse mit ihrer evtl. recht hohen Spannung von 
mehreren Volt direkt. Der erste Puls reicht dann schon.

MfG,  Horst

von HFler (Gast)


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Blöde Frage: gibt es eigentlich ein Gerät, welches mit einer AGC und 
Leistungsbegrenzung ausgestattet ist und den Eingang vom Spekki 
wirkungsvoll gegen jede Art von Eingangssignal schützt?

von Ralph B. (rberres)


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Es gibt Limiter zum Vorschalten, welches Pegel über 10dbm begrenzt.

Moderne Spektrumanalyzer haben aber oft so ein Teil schon eingebaut.

Das schützt aber in erster Linie vor Impulsspitzen, weniger vor 
dauerhafte Signale mit zu hohen Pegeln.

Ralph Berres

von Sebastian Seehuber (Gast)


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HST schrieb:
> Ein kleiner zusätzlicher Hinweis: Vorsicht, wenn man keine "normalen"
> Signale, sondern gepulste HF einspeist.

Gut dass Du das erwähnst mit den " keine normalen " Signalen.

Es muss auch berücksichtigt werden wenn mehrere Signale an dem Eingang 
angelegt werden.
So z,B, bei Mobilfunk Stationen wo der Analysator am Sternpunkt der 
einzelnen Sendern angeschlossen ist. Die Leistungen addieren sich je 
nach Phasenlage, was den Eingang zerschießen kann.
Das gilt auch für Messungen an Broadcast Sendern.

von Ralph B. (rberres)


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Sebastian Seehuber schrieb:
> So z,B, bei Mobilfunk Stationen wo der Analysator am Sternpunkt der
> einzelnen Sendern angeschlossen ist. Die Leistungen addieren sich je
> nach Phasenlage, was den Eingang zerschießen kann.
> Das gilt auch für Messungen an Broadcast Sendern.

das gilt generell auch für Signale mit hohen Crestfaktor, wie z.B. 
COFDM, wie sie bei DVB, DAB Signalen und VDSL Signale angewendet werden.

Ralph Berres

von Sebastian Seehuber (Gast)


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Ralph B. schrieb:
> Es gibt Limiter zum Vorschalten, welches Pegel über 10dbm begrenzt.

Ja die gibt es, nur können die dazu führen dass das Signal verfälscht 
wird.
Das kann zu IMA Problemen führen, deshalb gilt auch beim Analysator 
möglichst wenig Komponenten vor dem Mischer sind besser.
Auch mit dem Nachteil das es eine erhöhte Gefahr für das Gerät bedeutet.

von Ralph B. (rberres)


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Sebastian Seehuber schrieb:
> Das kann zu IMA Problemen führen, deshalb gilt auch beim Analysator
> möglichst wenig Komponenten vor dem Mischer sind besser.

Das ist richtig. Generell sollte man schon in etwa wissen, was man dem 
Spektrumanalyze am Eingang anbietet.

Ralph Berres

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://www.minicircuits.com/WebStore/Limiters.html
Limiter bis 8,2 GHz und bis 5 Watt, Koaxial bis 2 Watt

z.B. https://www.minicircuits.com/pdfs/RLM-43-5W+.pdf
5 Watt 20 MHz bis 4 GHz

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