Converteer Advantest spectrum-analyzer R4131CN (75Ω) naar R4131C (50Ω)

Inleiding:
Dit artikel beschrijft een methode voor het converteren van de 75Ω versie van de R3141 series spectrum analyzers van Advantest naar de 50Ω versie. Dit is waarschijnlijk ook toepasbaar op de R4131BN/DN en de R4131AN, maar dat heb ik niet kunnen controleren. De 75Ω versies zijn veelal in de CATV sector gebruikt en zijn soms voor een keurige prijs te koop. Voor het meten aan RF schakelingen is meestal 50Ω nodig aan de ingang. Aangezien alles aan de binnenkant gewoon 50Ω is, kun je de 75Ω versies ombouwen. Je hoeft dus alleen aan de ingang wat te modificeren en daarna moet de firmware nog verteld worden dat je van doen hebt met een 50Ω exemplaar. Anders kloppen de omrekenfactoren niet van (dB)µV naar dBm.

Attenuator unit – de ingang:
Verwijder 2x 51Ω parallelle weerstanden (dat was samen 25,5 Ω). Dit zit in het dichtgeschroefde blikje van de attenuator direct achter de N connector en nog vóór de bruine C (deze laten zitten, die is voor de AC coupling). Overbrug printspoor na de volgende stap met soldeertin.

Connector:
Vervang de 75Ω NC connector voor een 50Ω N connector. Dit moet een lang model zijn met een platte achterkant en nog iets van een verlenging. Het liefst met een teflon isolatie om deze verlenging, maar alleen een verzilverde draad kan ook, mits deze de metalen rand van de behuizing  maar niet raakt, of daar in de buurt komt.

Dit is de originele 75Ω NC connector:

Een perfecte 50Ω connector is bijna niet te vinden, dus heb ik een exemplaar gebruikt die eigenlijk aan een coax kabeltje zat. Deze had een bijna platte achterkant. Dit kabeltje heb ik ruim afgeknipt en afgeslepen bij de trekontlasting, totdat alleen de binnenkern overbleef. Deze binnenader heb ik nogmaals op op lengte geknipt (vlak voor de bruine AC coupling C) na montage. Even wachten met vastsolderen.

Mijn exemplaar had een moer, in plaats van een schroefbevestiging in de vier hoeken. Dit heb ik aangebracht (tweede foto) voorop het metalen frame die de oude connector vasthield. De moer moet heel goed aangedraaid worden en er moet een washer (gekartelde ring) aangebracht worden achter de moer. Pas daarna mag de binnenader gesoldeerd worden aan de binnenzijde. Naast de connector kon ik toch nog de twee verzonken M3 schroeven aanbrengen. De andere twee heb ik weggelaten.

De moer was eigenlijk net iets te dik om achter het voorfrontje te passen. Dat was in mijn geval op te lossen door het aluminium iets weg te slijpen en uit te dunnen achter het gat van de RF input. Dat heb ik met een dremel gedaan en diverse slijpsteentjes. Als jij dit ook gaat doen, pas dan op dat je het gat niet per ongeluk uitslijpt. Je kunt de moer ook verdunnen, maar ik wilde de stevigheid behouden. De moer moet namelijk heel goed aangedraaid worden, om doordraaien te voorkomen.

200MHz calibratie output:
Verwijder de 22Ω weerstand tussen de print en de aansluiting voor de coax naar de BNC connector. Vervang dit door een draadje. Na het dichtschroeven van het blikje en het opwarmen van de spectrum analyzer: met een gecalibreerde powermeter, kun je de output instellen op -30dBm. Dat kan met de witte potmeter (R27) vlak achter de verwijderde weerstand. Er zit een gat in het blikje om bij deze potmeter te kunnen.

Software (firmware) configureren:
Houd “start/reset” knop ingedrukt tijdens het inschakelen van de spectrum analyzer

Weergave: “Press any key”

Druk op “trigger”

Ga met “time/div” van R4131CN naar R4131C en druk op “trigger”. Voor de andere versies ga je naar het overeenkomstige typenummer zonder de “N” toevoeging aan het eind.

De omrekenfactoren van µV of mV (spanning) waarden naar dBm (vermogen) kloppen vanaf nu, omdat de spectrum analyzer vanaf nu rekening houdt met 50Ω belasting in plaats van 75Ω.

Sluit een gecalibreerde meetzender aan met ingestelde frequentie van 200MHz en -10dBm aan output level. Op de spectrum analyzer (die eerst goed moet opwarmen), zet de RBW op 30kHz of hoger (niet te hoog), ATT op 10dB, units op dBm, reference level op ca. 0dBm, span op 1MHz en zoek het signaal.  Druk op “shift” (blauwe knop) en dan “sig trk” (peak knop). Regel op het voorfront de potmeter “AMPTD CAL” zodanig af, dat de marker -10dBm aangeeft.

“Signal track” kan weer uitgeschakeld worden door op de “off” knop te drukken naast de “marker” knop.

Als je voor altijd de units op dBm wil hebben na het inschakelen, zet dan alle instellingen op de gewenste stand en sla dat op door op “shift” (blauwe knop) te drukken en daarna op “Save” (Recall knop). Druk op de LCL knop om alle gemaakte instellingen op te slaan in geheugenbank 1, die altijd tijdens het opstarten zal worden geladen. Handige instellingen om voor het opslaan in te stellen: units op dBm, Ref level bijvoorbeeld op 0dBm, RBW en SPAN op de gewenste stand en een mooie veelgebruikte center frequentie. Ook de ATT kun je een gewenste stand meegeven, zoals bijvoorbeeld -10dBm. Dit kun je altijd aanpassen/updaten door de vernieuwde instellingen opnieuw op te slaan.

Frontje:
Nu kun je enkele waarden op het frontje met een sticker veranderen.

• De typeaanduiding zou je eventueel kunnen veranderen voor de N te verwijderen in R4131C.
• De 80dBµV aanduiding onder de 200MHz calibratie output kun je vervangen voor -30dBm.
• De input kan nu een 50Ω aanduiding krijgen, in plaats van 75Ω.
• Daaronder staat 127dBµV max. Dat kan nu +20dBm max worden.

Veel plezier met je vernieuwde spectrum analyzer! Laat me aub weten of u wat aan deze informatie hebt gehad, door het onderstaande reactieformulier in te vullen. Uw feedback is ook welkom. Plus eventuele tips voor lezers.

• Bekijk hier foto’s van de binnenkant van de Advantest R4131CN (nog 75Ω)
• Bekijk hier mijn revisatie verslag van mijn exemplaar, waar ook nog wat kenmerken staan beschreven van deze spectrum analyzer.