(BI4LBK) HP 3585A频谱分析仪拆解

I 简介

之前我们有一篇HP 3582A频谱仪的拆解，那是覆盖DC…25kHz的、使用数字采样及FFT运算方式的频谱分析仪。而本次拆解的HP 3585A频谱分析仪则是覆盖了20Hz…40MHz，使用超外差扫描接收机结构的传统模拟频谱分析仪。该机在结构上与我们通常熟悉的射频频谱分析仪基本相似，但对于低频段的分析做了许多优化设计，例如具备一个独立的1M欧姆输入阻抗的端口、输入信号自动量程、优秀的幅度精度、极低的机内杂散信号以及全合成低相位噪声本振，此外还标配有跟踪信号源。

HP 3585A于1978年上市，同一年上市的还有著名的HP 8568A射频频谱分析仪，与8568A一样，3585A也充分利用了高性能微处理器的优势，提供了当时其它频谱分析仪闻所未闻的全数字控制能力和丰富的测量功能。不过在图形显示能力方面，8568A则更加强大。3585A与其改进型号3585B持续生产了数十年，足可见市场对其品质和价值的认可。

HP 3585A的关键技术指标如下：

  • 频率范围：20Hz…40.1MHz
  • RBW：3Hz…30KHz,按1-3-10步进
  • 最大输入幅度（50欧）：+30dBm
  • 基本结构：超外差三次变频，一中频100.35MHz，二中频10.35MHz，三中频350kHz(提供三中频输出)

本篇所拆解的HP 3585A实际上是1986年制造的，在A型里面属于较后期的版本。拆解照片是在机器拆散后组装的过程中逆序拍摄的，因此可能存在部分不合逻辑或与原始状态不同的情况。

以下是一些测量的实例：

  • 使用内置的跟踪信号源测量晶体滤波器


  • 测量10MHz输入信号及其谐波


  • 测量1kHz以下的仪器噪底，使用50欧姆输入阻抗，输入接口悬空。可以看到该机噪声极低，尤其是低频范围内几乎没有可见的杂散信号。接下来的拆解可以看到HP是如何处理射频前端的屏蔽结构的。
    此处使用了该机的Noise marker功能，marker测出的电平会归一化到1Hz带宽。

II 拆解

首先是外部视图

这台机器运气比较好,还保留着操作速查卡。在机身下面总共有两张卡片，一张介绍仪器的基本操作，另一张则是HPIB程控命令的快速参考






跟踪源输出

信号输入。其中1MOhm有一个独立端口，另一个则可以切换50/75Ohm
该机有自动量程功能，可以根据频谱中幅度最大的一个点自动设置参考电平和输入衰减量

除了标准的Marker，还提供delta,noise和counter(中频频率计)模式，使用中频频率计模式时，当机器扫描到mkr处则会暂停扫描，测得mkr处的实际信号频率显示出来，然后继续扫描

其余视角




风扇罩下面是电源电路的一部分



接下来是机内拆解部分

该机十分沉重，净重有40kg。顶部涵盖了绝大多数电路，底部则主要是射频部分，包在一个大金属盒子内




前面板分为两半，上半部分按键板可以简单的拆卸下来，下半部分则与机内有许多难以拆除的连接线，因此在设计上做成了通常维护中无需拆卸的部分


以下是各个子系统组件的拆解，首先是数字控制部分

CPU板，使用的是HP自研的16bit处理器，与HP9825计算机同款




ROM板

RAM板
由于是中后期生产的机型，早期型号中使用的数十片4k*1bit DRAM已经被4片SRAM所取代

HP-IB接口板，使用了一颗nano processor

显示处理器的数字部分，同样使用了nano processor

该机是点阵-矢量混合显示方式，线段使用矢量绘制。以下图片是维修时拍摄的，显示处理器产生的测试图案，可见线段绘制的非常细腻

显示处理器的模拟部分


仪器内部的I/O接口卡


另有三张较小的板卡，分别负责处理器的时钟源，中频频率计，模拟X-Y记录仪输出

时钟源

中频频率计

模拟X-Y记录仪输出

下面是频率合成本振部分。恕我没有深入的了解该机的本振是何种结构，无法提供具体的介绍信息

模拟背板与数字部分的接口卡，包括本振和中频部分的控制


以下是一本振部分的各种板卡















下面这两个可能是最外层SUMMING LOOP的VCO，这两个VCO在机身的铝插槽内还有额外的磁屏蔽套




接下来是第三中频的最终处理部分。包括中频滤波器和对数放大，以及检波器，A/D转换部分


A/D转换器，用于采样视频信号
这是一个散装的SAR ADC


这个可能是视频滤波器，没有考证


同样的，没有查手册考证，这个可能是对数放大器，金属盒子下面好象是LC滤波器



以下几个板子都是350KHz第三中频的晶体滤波器






接下来是频率基准和跟踪信号源以及第二本振部分














接下来是CRT和XYZ输出放大器部分
该机的CRT型号与HP 3582A使用的相同，有关CRT本体的结构可查阅3582A的拆解





以下是前面板部分







下面是位于机身底面的射频/中频模块
该模块输入射频信号及1-2-3本振，最终输出350kHz第三中频

首先是模块的外侧，这一面主要是射频输入的调理电路，例如自动量程，射频衰减等电路


这个模块的外壳是两层结构，外层包裹着磁屏蔽材料，内部是硬质的铝盖

模块的框架是整体铸造成型的，内部分割成了一些接近独立的区域





下面是模块的内侧，这一面包含了三组中频的混频器和中频处理等电路







这个盒子内部的部分电路似乎是悬浮的，信号通过光耦传入，本振/中频的外导体则通过一圈电容接地


下面是底部剩余的其它组件

CRT的高压电路




当然还有喜闻乐见的，金光闪闪的背板






最后一部分与电路相关的是该机的电源模块。一次电源由变压器提供，二次电源则通过一组DC-DC模块提供，此外机内的部分板卡还带有自己的线性稳压器。电源模块的零件分布在后面板、DC-DC电源仓以及机器背面的底板上

下面是DC-DC电源部分


下面是位于机器背面的电源分配板

以及位于后面板上的变压器和整流器部分

拆去后面板可见两块电源背板的上下结构


以下是电源部分的所有板卡

















以下是后面板组件







最后是拆除所有板卡的机箱





~全文完，感谢您阅读~


本文为BI4LBK原创，版权归作者所有。

Comments

⬆︎TOP