Fehlersuche im HP-IB Interface an einem 8672A Synthesizer

Der 8672A Mikrowellensynthesizer ist wirklich ein feines Gerät. Entwickelt wurde er so um 1976/77. Der Aufbau und die Schaltungstechnik sind vermutlich der Traum jedes HF Entwicklers. Kompromisslose High-End Konstruktion der 70er. Der Frequenzbereich erstreckt sich von 2GHz bis 18.6GHz (eigentlich 18.599997GHz wegen den 3kHz Einstellschritt in diesem Bereich). Dahinter steckt eine aufwendige Konstruktion um einen YIG herum. Der eigentliche Synthesizer arbeitet von 2 bis 6.2GHz. Darüber wird mit einem sogenannten YTM, einem YIG tuned multiplier, das Signal verzwei- oder verdreifacht. Der YTM ist im Prinzip ein SRD (Step Recovery Diode) Multiplier mit nachgeschaltetem YIG Filter. Das Ganze ist ein einem einzigen Gehäuse untergebracht, um die Leitungslängen kurz zu halten und somit die Welligkeit zu verringern. Der Synthesizer selbst besteht aus mehreren PLL Schleifen, wobei der YIG mit einem DAC quasi "grob eingestellt" wird und dann lockt die Schleife auf die jeweilige "Latte" des Referenz-Frequenzkamms. Interessierten sei hier auf das HP Journal vom November 1977 sowie das Service Manual verwiesen. Hochinteressante Lektüre.

Aber nun zurück zu meinem Problem. Ich betreibe alle meine Geräte am HP-IB Bus um damit automatisierte Messungen durchführen zu können, und plötzlich übernahm der Generator die Einstellungen nicht mehr richtig, die er vom Hostrechner bekommen hat. Als ich im manuellen Modus mit meinem HP-IB Programm die Eichleitung durchrattern ließ, zeigte sich schon die erste Unstimmigkeit. Die Bereiche von 0 bis -110dBm wiesen zwei Fehlerhafte werte auf. Wenn der Rechner -40 schickt, werden am Generator daraus 0 und bei -70 sind es -30.
Nach all den Jahren verfüt man über ein gewisses Maß an Intuition und Erfahrung, und die zwei sagen mir, dass das Ganze sehr nach nem kaputten Bit riecht. Der HP-IB Bus überträgt seine Daten parallel mit 8bit.
Also spiele ich noch etwas weiter. Beim Auswählen des FM Bereiches gibt es ebenfalls zwei Werte die "zusammenfallen". 100kHz wird zu 10MHz und 30kHz zu 3MHz. Ausserdem wird RF ON/OFF zu 0dBm und +10dBm.
Nun wäre dieses Verhalten in der heutigen Zeit als etwas seltsam zu bezeichnen. Der 8672A allerdings stammt aus einer Zeit, in der es noch keine genormten Befehle beim HP-IB gab. Er besitzt nicht mal eine CPU sondern erledigt sämtliche Abläufe mit Zustandsautomaten und Co, die in Logikgattern und ROMs ausgeführt sind (witzigerweise reagiert diese "TTL Kiste" aber um ein vielfaches schneller als sein computerisierter Bruder 8657B). Dementsprechend sieht auch die Kommandosyntax aus. Wo man bei heutigen Geräten schreibt "FREQ12GZ", muss man dem 8672A "A12J2" sagen. Klingt unlogisch? Ist es auch, man muss die Tabellen im Handbuch zur Rate ziehen.
Als erste schaue ich mir also mal an, wie der Befehl für -40dBm lautet (das Programm habe ich vor längerer Zeit geschrieben, darum weiss ich das nicht mehr auswendig). -40dBm heisst "K4". K ist der Codebuchstabe und 4 dann der Parameter. Der Generator versteht statt -40 in meinem Fall 0. Und 0dBm heisst laut Tabelle "K0". .

Wenn man sich die Befehle jetzt binär hinschreibt (Die Angaben hier sind ASCII Zeichen), sieht das so aus:

Gesendet: "K4" "01001011 0100100"
Verstanden: "K0" "01001011 0100000"

Man sieht, dass sich die Kommandos in Bit Nr. 2 unterscheiden! (Also das mit Stellenwert 4) Bei ein paar anderen Befehlen war der Unterschied ebenfalls dort.
Nun machte ich die Probe aufs Exempel. Mit "A6" würde die Frequenz auf 6GHz einstellen. "A" gibt die 1GHz Dekade an und die darauf folgenden Zahlen den Wert. Dem A würde das Schadhafte Bit Nr. 2 nichts machen, es ist dort ohnehin 0. Aber die 6 müsste zur 2 werden. Also schnell den Rechner programmiert und ausprobiert. Siehe da, der Generator springt auf 2GHz anstatt auf die Programmierten 6GHz.

Das Ganze war jetzt eine lehrreiche akademische Fingerübung, die zeigt, wie viel man nur durch Beobachten und Nachdenken in Erfahrung bringen kann. Der Hauptgrund für dieses Vorgehen war aber, dass der Generator selbst schon mal 27kg hat, auf ihm noch ein 8569B mit 30kg steht, auf dem Ganzen ein 8657B mit 18kg und der Turm von meiner HF Adapter Sammlung gekrönt wird. Ausserdem steht das Zeug unter dem großen Regalbrett, wodurch man beim zusätzlich verrenken darf. Alles in Allem eine dieser Aktionen, wo die Bandscheibe das Fenster durchschlägt und in Nachbars Garten zu finden ist....
Aber Gewicht hin oder her, für die 34500USD die das Teil laut dem 1982er Katalog gekostet hat, will man schließlich auch was bekommen.

Da ich jetzt weiss wo ich zu suchen habe, wird das Abbauen des Geräteturms nicht ausbleiben. Dabei werde ich noch ein paar eventuelle Wackelkontakte (leichte Levelschwankungen wenn er kalt ist z.B.) beseitigen und einige Fotos vom Innenleben machen. Diesen Anblick möchte ich den Lesern nicht vorenthalten.

Einige Tage später:

Heute habe ich den fast 80kg schweren Geräteturm abgebaut um an den 8672A zu kommen. Ein Verdacht war ja das HP-IB Kabel. Ganz richtig lag ich damit nicht, aber es war ein Kontaktproblem. Der HP-IB Stecker des 8672A ist mit einem 10834A von der Platine weg nach außen geführt. Für die Reparatur hab ich den Generator also nicht mal aufmachen müssen. Beim Kontrollieren der Schnittstelle fiel mir natürlich sofort der fehlende Kontaktfinger auf. Dieser war nämlich komplett nach unten an den Boden des Steckers gedrückt. Dieser war genau für das Bit, das ich als fehlerhaft identifiziert hatte.

Der HP-IB Anschluss mit verbogenem Pin

Den Adapter gibts zwar zu kaufen, aber ganz billig ist er nicht. Wäre zwar nicht so schlimm, aber vorher wollte ich ausprobieren, ob ich den Stecker wieder hinbekomme. So wie der Kontaktfinger verbogen war, dachte ich dass er beim zurückbiegen abbrechen würde.
Die Sorge war aber unbegründet, weil er sich problemlos ausbiegen und sogar wieder oben in die Halterung einfädeln ließ.

Ausgebogener und eingehängter Pin

Ein kurzer Test mit meinem HP-IB Programm zeigte, dass alles wieder funktionierte wie es soll.

Hier noch ein paar Fotos vom Innenleben:

Obere Abdeckung abgenommen

M/N und Reference Loop

Die LF Loop. Sie erzeugt die Schritte von 1MHz und darunter

Diverse Einschubkarten, darunter der YIG Treiber. Die "Schmauchspuren" kamen von einem Widerstand im Standby-Zweig, der sich spontan zu einem thermischen Ereignis entschlossen hatte (schon länger her)

(C) 2017 Ing. Christoph Baumann, OE2BCL

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