Der Hewlett-Packard 8640B ist ein HF Signalgenerator. Er liefert Signale von 500kHz bis 512MHz. Mit einem Frquenzverdoppler lässt sich der Frequenzbereich auf 1024MHz erweitern. Da sich die Frequenzbereiche überlappen, beträgt der einstellbare Frequenzbereich jedoch 450kHz bis 550MHz (bzw. 1100MHz mit externem Verdoppler)
Der Master-Oszillator ist als mechanisch abstimmbarer Topfkreis ausgeführt. Zum ziehen der Frequenz und für die FM Modulation besitzt der Topfkreis eine Kapazitätsdiode. Der Oszillator arbeitet im Bereich von 550MHz bis 230MHz. In den niedrigeren Bereichen wird das Signal über schnelle ECL Teiler heruntergeteilt und anschließend gefiltert. Im HP Journal vom Februar 1973 findet sich einiges an Informationen zum Aufbau und der Funktionsweise des 8640B/A
Die B-Type hat einen eingebauten Frequenzzähler und eine Vorrichtung zum verriegeln der Frequenz gegen den eingebauten Quarzoszillator und Type A verfügt lediglich über eine analoge Skala zur Einstellung der Frequenz.
Eigenschaften:
Allerdings haben, wie offenbar bei den meisten gebrauchten HP Geräten, die Gehäusefüsse gefehlt.
Als nächstes habe ich die Deckel abgeschraubt und mal das Innenleben begutachtet. Bis auf den Leiterplattenextender war alles drinnen. Kein Schlachtgerät also. Durch den Filter beim Lüfter sind die Platinen auch nach dieser langen Zeit sauber. (Den Datumscodes der ICs nach ist der Generator Baujahr 1984)
Eine Augenweide für jeden Elektroniker (Aber irgendwie wird der Tisch zu klein!):
Anmerkung: Das waren die Anfänge meines Labors, damals noch bei meinen Eltern daheim.
Also schnell die Spannungseinstellung am Netzteil überprüft (wird gerne vergessen) und eingeschalten.
Das Display Leuchtet und ein Signal kommt auch raus. Der HF Verstärker ist als Hybridschaltung von HP eigens für den Generator entwickelt worden. Zum Glück war der in Ordnung.
Allerdings stimmte die angezeigte Frequenz nicht. Die Ursache war schnell gefunden. Der Bereichsschalter und der Schalter für den maximalen FM Frequenzhub sind über ein Getriebe miteinander gekoppelt. Die Zahnräder sind aus Delrin und um eine Nabe aus Messing gespritzt. Das Delrin schrumpft über die Jahre und so bekommen die Räder Risse. Ausserdem war ein Kontaktfinger der Stufenschalter abgebrochen und nicht mehr auffindbar, und ein Anderer war schon sehr locker.
Also auf ins Reparaturvergnügen:
Das erste Problem gabs aber schon beim Abnehmen des Bereichsschalters. Die amerikanischen Schrauben haben andere Schlüsselweiten als die unseren. Darum musste ich einen alten Inbusschlüssel zurechtschleifen.
Hier das Ergebnis:
Der Knopf für den Frequenzhub war dann auch schnell abgenommen. Als nächstes habe ich die ganze Schaltereinheit ausgebaut....
...und zerlegt:
Hier sieht man eins der gebrochenen Zahnräder:
Etwas "diffiziler" wurde die Angelegenheit mit dem abgebrochenen Kontaktfinger. Wäre er noch auffindbar gewesen, hätte ich in einfach mit Epoxy befestigen können, aber es musste ein Ersatz her.
Schließlich fertigte ich aus einem alten Relaiskontakt einen Ersatz. Ich befestigte ihn mit einer Schraube auf einer Holzplatte. So konnte ich ihn mit der Trennscheibe bearbeiten ohne dass er wegfederte. Anschließend bog ich ihn zurecht.
Danach befestigte ich den neuen Kontakt mit Epoxydharz auf der Scheibe. Vorsorglich habe ich alle anderen Kontakten auch mit Epoxy gesichert. Zum Aushärten kamen alle Teile auf mein Tektronix 7603 Oszi. Bei höherer Temperatur härtet Epoxydharz schneller aus und die Festigkeit ist auch höher.
Vor dem Zusammenbau der Einheit habe ich noch die Blattfedern der Rastungen gereinigt und geölt. Die Knöpfe ließen sich vorher nur mehr sehr schwer drehen. Jetzt sind sie wieder leichtgängig. Ausserdem können bei den HP-Knöpfen diese "Fähnchen" (ein anderer Ausdruck fällt mir nicht ein) leicht abbrechen, wenn die Knöpfe zu schwergängig sind.
Nachdem ich den Mechanismus wieder zusammengebaut hatte (was mir beim dritten Versuch sogar RICHTIG gelang;-) ), baute ich das ganze Werkl wieder ein und schaltete den Generator an. Siehe da, alles ist so, wie es sein soll. Der Zähler zeigt die Frequenz an, die rauskommt und die FM Modulation funktioniert auch einwandfrei.
Ein weiteres Problem war ein abgebrochener Kunststoffzapfen, der die Platine (und damit auch den Stufenschalter!) des Audio-Oszillators hält. Nach dem Ausfräsen habe ich eine abgeschnittene Schraube mit Epoxy eingeklebt. (nicht besonders schön, aber es hält)
Alles funktioniert wieder so, wie es soll. Die Reparatur war zwar stellenweise eine nervige Fummelarbeit, aber es handelte sich ja um Mechanische sachen. Schlimmer wäre es, wenn ein exotisches Bauteil defekt gewesen wäre. Als Beispiel seien hier der Topfkreisoszillator, der Ausgangsverstärker (Hybrid von HP!!) oder das Display genannt. Die Displays sind obsolete Typen mit BCD Eingang und eingebauten Decoder. Viel Spaß beim Ersatz beschaffen... Als besonderes Schmankerl seien hier auch die ECL Teiler-ICs erwähnt. Die Pegel der ECLs von Motorola unterscheiden sich nämlich von denen von HP. Und die HP Typen sind praktisch gar nicht mehr erhältlich...
Die Platine mit den ECL Teilern. Normalerweise ist das Gehäuse, in dem die Platine sitzt, mit einem wuchtigen Deckel verschlossen. Die silbernen Leitungen sind aufgelötete Semi-Rigid (Festmantel) Kabel. Die ECL ICs haben HP-Teilenummern. Keine Ahnung, ob man die noch irgendwo bekommen würde.
In der Mitte sieht man den Topfkreis. Im Gehäuse darüber befindet sich der Abschwächer. Darunter ist das Gehäuse mit der "Nockenwelle" für die Filterbank. Diese wird mechanisch geschalten. Bei den Filtern gibt es allerdings ein Reed Relais, welches zwischen High und Low-Band umschaltet. (also etwa bei der Hälfte des eingestellten Frequenzbereiches)
Sehr schöner, reparaturfreundlicher Aufbau. Die untere der drei Platinen ist der Audio-Oszillator. Darüber befindet sich die Steuerelektronik für die Varaktordiode im Topfkreis. Die vielen Dioden und Widerstünde die man am Rand der Platine sieht, bilden das Linearisierungsnetzwerk für die Varaktorkennlinie. Es gibt jeweils ein Netzwerk für den positiven und negativen Bereich. Die oberste Platine enthält die Varaktor-Treiberstufe und den Schaltbaren FM Verstärker. Der Verstärkungsfaktor wird über den Knopf "PEAK DEVIATION" (Maximaler Frequenzhub) eingestellt. Am Rand kann man die sehr gut zugänglichen Messpunkte sehen.
Die goldenen Bauteile sind die Hybridverstärker. Links ist der Leistungsverstärker und rechts der Vorverstärker für den Modulator. Im rechten Teil sieht man auch die Modulatorschaltung. Sie besteht unter anderem aus den acht Dioden und den zwei übertragern. Die Verstärker sind, wenn überhaupt, nur noch zu Wahnsinnspreisen zu bekommen. Allerdings könnte man heute den Hybridverstärker durch einen MMIC ersetzen. Immerhin hat sich die Welt der HF Technik seit 1973 einige male weitergedreht.
Das Gehäuse mit den Verstärkern wird im betrieb gut warm. Das liegt daran, dass der Verstärker immer mit gleicher Leistung betrieben wird. So kann er immer unter optimalen Bedingungen arbeiten.
Die ganze Reparaturgeschichte hat sich an einem Samstag im Juni oder Juli 2010 ereignet. Seitdem tut der Generator hervorragend seinen Dienst.
Es war danach nur noch ein Wackelkontakt bei einem Display zu beheben, aber der ließ sich mit Kontaktspray und ein bisschen wackeln beseitigen.
Wie man sieht, lohnt es sich im Amateurbereich durchaus, wissentlich defekte Messgeräte zu kaufen und zu reparieren. Nicht immer ist das möglich,
aber wenn es gelingt, ist man um etliche Erfahrungen und natürlich ein funktionierendes Messgerät reicher.
Salzburg, Juni 2011
73 de Christoph Baumann, OE2BCL