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11.09.2023 (aktualisert am 14.09.2023)
Der Spectrum Analyzer THETA-COM Texscan VSM-5B stammt aus den 1970er Jahren und überstreicht den Frequenzbereich von 4 bis 450 MHz. Dieses als “tragbar” angebotene Gerät bringt immerhin 12 kg auf die Waage und kommt in einer stabilen Stahlblechkiste daher, die für den rauen Alltag beim Kunden vor Ort ausgelegt war. Meistens ging es um den Service von Kabel-TV-Anlagen, was den 75-Ohm-Eingang dieses Spectrum-Analyzers erklärt. Erstaunlich ist, was man aus dieser “Kiste” messtechnisch noch herausholen kann, wenn man etwas Geduld mitbringt. Nach ein paar Stunden Aufwärmzeit ist die Frequenz einigermaßen stabil und die Augen haben sich an das dunkle Nachleuchten gewöhnt. Es ist vor allen Dingen etwas für Liebhaber alter Technik, die eine Zeitreise 50 Jahre zurück in die Vergangenheit unternehmen wollen.
Eigentlich ist diese “Kiste” schon reif für das Museum. Mit etwas Übung lässt sich dennoch eine Menge herauskitzeln. Hat man Zeit und kommt es nicht auf genaue Messungen an, lässt sich das Gerät noch sinnvoll einsetzen. Man erlebt beim Arbeiten mit diesem Spectrum Analyzer das “elektronische Feeling” der 1970er Jahre. Das Gerät war damals hochmodern, da es abgesehen von der Bildröhre nur mit Halbleitern bestückt ist.
Für eine Großdarstellung auf die Fotos klicken! Die Videos von etwa 10 bis 30 Sekunden Länge sind alle ohne Ton. Kommentare stehen unter den Videos. Die Videos lassen sich groß darstellen.
Weitere Seiten zum Spectrum Analyzer THETA-COM Texscan VSM-5B:
– https://elektronikbasteln.pl7.de/spectrum-analyzer-theta-com-texscan-vsm-5b
– https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum/thread.php?board=54&thread=304
– http://theoldcatvequipmentmuseum.org/180/187/index.html
Anleitungen als PDF:
– Spectrum Analyzer THETA-COM Texscan VSM-5B Teil 1 Spezifikationen.pdf
– Spectrum Analyzer THETA-COM Texscan VSM-5B Teil2 Bedienungsanleitung.pdf
– Spectrum Analyzer THETA-COM Texscan VSM-5B Teil 3 Messbeispiele.pdf
– Spectrum Analyzer THETA-COM Texscan VSM-5B Skizze Signalwege Blockschaltbild
Wahrscheinlich war sein Einsatzgebiet vorwiegend die Untersuchung von analogen Kabel-TV-Anlagen. Dafür spricht ein “TV-Ausgang” und das stabile Blechgehäuse mit einem stabilen Blechdeckel und einem Tragegriff. Leider fehlen der Blechdeckel und der Tragegriff. Das Gerät kam also ursprünglich in einem stabilen Stahlblechgehäuse mit Deckel daher. In der Betriebsanleitung steht deshalb, dass fachfremdes Personal darauf hinzuweisen ist, das Gerät nicht durch die Gegend zu werfen. Im geschlossenen Zustand könnte man das für damalige Verhältnisse sündhafte teure Messinstrument mit einem Werkzeugkasten verwechseln.
Eine 12Volt-Bleigelbatterie lässt sich im Gehäuse unterbringen. Das Netzteil ist extern und dient auch zum Laden der Batterie. Dieses Netzteil habe ich nicht, weshalb ich den Spectrum Analyzer mit einem 13,8-Volt-Netzteil betreibe, das mindestens 2 Ampere liefern sollte. Messtechnisch hat es große Vorteile einen Spectrum Analyzer ohne Stromnetz zu betreiben. Es gibt keine Erdschleifen und Hochfrequenz kann nicht über das Stromnetz in das Gerät hinein vagabundieren.
Der Eingang des Spectrum-Analyzers hat 75 Ohm Impedanz an einer BNC-Buchse und danach kommt ein Abschwächer. Die Dämpfungsglieder von 20 dB bis 1 dB lassen sich mit Drucktasten auf der linken Seite der Front zuschalten.
Im Prinzip funktioniert dieser Spectrum Analyzer wie ein Überlagerungsempfänger mit hohem Dynamikumfang, der einen Frequenzbereich von maximal 4 MHz bis 450 MHz automatisch überstreichen bzw. scannen kann. Auf einer Bildröhre wird die Frequenz auf der X-Achse dargestellt, wobei die horizontale Ablenkspannung in Abhängigkeit von der Frequenz ist. Auf der Y-Achse wird der Ausgangspegel angezeigt. Man kann die Frequenz von Hand verdrehen oder durch einen Sägezahn- oder Dreiecksignal verändern lassen. Schließlich lassen sich verschiedene Filterbandbreiten des Empfängers auswählen. Je langsamer die Ablenkspannung gewählt wird und desto schmalbandiger das gewählte Filter ist, desto genauer ist die Auflösung der Frequenz.
Wählt man eine zu schnelle Ablenkfrequenz bei zu schmalbandigen Filtern, erscheint das Spektrum verwaschen und verzerrt. Wählt man eine langsame Ablenkfrequenz mit einem zu breiten Filter, erscheint die Durchlasskurve des Filters, wenn man einen sauberes Sinussignal analysieren will. Mit etwas Übung bekommt man den richtigen Dreh heraus. Manchmal ist es notwendig den Raum abzudunkeln, um das Nachleuchten zu erkennen. Obwohl das Gerät sehr alt ist, lassen sich damit erstaunlich gut schmalbandige und breitbandige Spektren im Bereich von 3 kHz/Div. bis 45 MHz/Div. darstellen. Da der Mischoszillator freischwingend mit einer Kapazitätsdiode abgestimmt wird, ist eine Warmlaufphase von 2 bis 3 Stunden notwendig, damit die Frequenz für Darstellungen von 3 kHz/Div. nicht zu schnell wegläuft. Um das Weglaufen zu korrigieren gibt es noch zwei Drehknöpfe für grobes und feines Nachführen der Frequenz.
Obiges Video: Aufgenommen mit 200 kHz/Div, langsamste Geschwindigkeit und mit einer Filterbandbreite von 500 Hz.
Obiges Video: Was passiert, wenn man die Abtastgeschwindigkeit erhöht? Die Auflösung wird immer geringer und verzerrter. Je langsamer die Abtastgeschwindigkeit, desto mehr Details kommen zum Vorschein, die nur durch das Nachleuchten der Bildröhre erkennbar sind. Zudem muss die richtige Filterbandbreite zum Einsatz kommen.
Obiges Video: Umschalten der “Dispersion”, womit die MHz oder kHz pro Division oder Karos gemeint sind. Je niedriger der Frequenzbereich / Kästchen eingestellt ist, desto mehr Details sind erkennbar. Die Frequenzdrift macht sich dann stärker bemerkbar und man muss das Signal suchen, weil der dargestellte Frequenzausschnitt kleiner ist.
Um Frequenzen einigermaßen genau ablesen zu können, gibt es noch Markengeber mit den Frequenzen 50 MHz, 10 MHz und 1 MHz. Die Pegel lassen sich auf dem Bildschirm ablesen. Genaue Messungen sind mit diesem Gerät, das ein halbes Jahrhundert auf den Buckel hat, also nicht möglich.
Heutzutage gibt es kleine Handheld-Spectrum-Analyzer bis 5 GHz, die mit DSP und FFT arbeiten und für um die 200 Euro wesentlich mehr können. Moderne digitale Speicheroszilloskope ermöglichen ebenfalls eine spektrale Darstellung auf Grund einer FFT-Berechnung, allerdings nur bis zur relativ niedrigen Grenzfrequenz des Oszilloskops, die meisten unter 100 MHz liegt.
Obiges Video: Darstellung des UKW-Rundfunkbandes an einem 1 Meter langen Stück Draht als Antenne im Keller, 1 MHz/Dev, Filterbandbreite 10 kHz, dann langsames Herabsetzen der Abtastgeschwindigkeit, zum Schluss Umschalten auf 500 Hz Filterbandbreite.
Das Mischprodukt des Überlagerungsempfängers liefert außerdem noch das Trägersignal des Mischoszillators. Dieser Träger ist sichtbar, wenn man das angezeigte Spektrum falsch wählt und unter Null Hz reichen würde. Dann erscheint bei Null Hz der Träger und links davon ist alles spiegelbildlich dargestellt.
Da die Ablenkung manchmal sehr langsam erfolgen muss, ist die Bildröhre in der Lage nachzuleuchten. Digitale Speicher waren damals noch nicht realisierbar. Als Leuchtschicht wurde P7 verwendet. Es erzeugt ein intensives Blau und das Nachleuchten ist im Gegensatz dazu grün. Ungewöhnlich ist der Einsatz einer Bildröhre mit magnetischer Ablenkung wie bei einem alten Fernseher.
Wie sieht Spektrum Analyzer innen aus? Ich habe ihn von seiner Blechkiste befreit. Dazu sind unten und hinten jeweils drei Schrauben zu entfernen. Die Gummifüße bleiben dran. Hier die Fotos von allen Seiten:
Fazit: Besitzer von modernen Spectrum-Analyzern mit farbigen TFT-Bildschirmen, DSP und FFT werden sicherlich über dieses Monstrum schmunzeln. Es bereitet aber sehr viel Freude ein Gefühl für dieses analoge Gerät zu bekommen, wenn man im Halbdunkel auf den leuchtenden Monitor schaut. Man lernt eine Menge dabei. Und wie ich hoffentlich zeigen konnte, lassen sich auch recht aufschlussreiche Messungen damit erledigen. Wer zum Beispiel als Funkamateur befugt ist Sender zu bauen und zu betreiben, kann durch die Untersuchung der Oberwellenabstrahlung böse Überraschungen vermeiden.
Neue Abdeckscheiben für die Drehknöpfe: Die als Verzierung gedachten dünnen Metallscheiben der Drehknöpfe waren mit der Zeit abgefallen. Eine Scheibe fand ich sogar im Gerät selbst.
Ich habe sie aus grauem Kunststoffdeckeln einer Frischkäseverpackung mit einer Nagelschere, einer Schieblehre und einem Steckzirkel nachgemacht und mit Alleskleber befestigt. Leider hatte ich kein passendes Aluminiumblech zur Hand. Damit lässt sich immer noch ein weiterer Versuch unternehmen. Die angebrachten Markierungen lassen nun schneller die eingestellte Position an den Drehknöpfen erkennen.
Der Spectrum Analyzer und der FA-NWT: Untersuchung des Netzwerktesters Version 1 von 2006 des FUNKAMATEUR (FA-NWT). Untersucht wurde ein 10 MHz-Signal, ein sauberer und frequenzstabiler Sinus, der mit DDS digital erzeugt wird.
Obiges Video: 10 MHz-DDS-Signal des FA-NWT. 500 Hz-Filter, 3 kHz/Div., langsamer Sweep. Das Signal sieht einwandfrei aus.
Obiges Video: Fehlerhaftes und rätselhaftes Überschwingen bei 15 kHz/Div. und 500 Hz Filterbandbreite. Der Fehler tritt nur bei extrem langsamer horizontaler Ablenkgeschwindigkeit auf. Dazu muss man den Sweep-Knopf herausziehen, was die Geschwindigkeit um den Faktor 0,1 verringert. Wahrscheinlich wurde der Fehler durch Brummschleifen oder das angeschlossene Netzteil erzeugt. Der Fehler liegt am Spectrum Analyzer und ist dann später nicht mehr aufgetreten.
Obiges Video: Der FA-Netzwerktester beim Sweepen von 10 bis 100 MHz in Aktion
Untersuchung eines Selbstbau-DDS-Sinusgenerator auf Basis eines AD9850: Leider liefert das 40MHz-Sinus-Signal Oberwellen, die über 400 MHz hinaus reichen:
Obiges Video: Mit einer Auflösung von 10 MHz/Div. wird von Hand von 0 bis 450 MHz die Frequenz verändert. Die meisten Oberwellen treten im Abstand von 40 MHz bis weit über 400 MHz auf.
Untersuchung eines mit einem Transistor aufgebauten UKW-Oszillators: Er schwingt auf etwa 100 MHz und seine Oberwellen reichen bis mindestens 400 MHz.
