HP 8551B Spectrum Analyzer

HP 8551 mit Sichtgerät 852A und Preselector 8441A 

Der HP8551B ist das Grundgerät eines der ersten Spektrumanalyzer aus dem Jahre 1965, ein echter Oldtimer also. Zusammen mit einem Sichtgerät (HP 851B oder HP 852A) bildet dieses System einen kompletten Spektrumanalyzer für den Frequenzbereich von 10 MHz bis 12,4 GHz, mit externen Komponenten sogar bis zu 40 GHz (!). Durch diese auch für heutige Verhältnisse durchaus beeindruckenden Daten leitete HP mit diesem Gerät gewissermaßen ein neues Zeitalter der Mikrowellentechnik ein, denn bisherige Geräte waren meist sehr schmalbandig, weshalb oft mehrere teure Spectrum Analyzer gleichzeitig vorhanden sein mussten.

Zunächst aber ein paar allgemeine Daten, entnommen aus dem Handbuch:
  • 60 dB Display Dynamic Range
  • Betrachtbare Spectrum Widths von 100 kHz bis 2 GHz
  • Eichleitung mit 60 dB, einstellbar in 10 dB Schritten
  • Einstellbare IF-Verstärkung von 80 dB (1 dB Schritte) im Sichtgerät
  • Eingangsempfindlichkeit von bis zu -100 dBm im 1,8 - 4,2 GHz Band bei einer IF-Bandbreite von 10 kHz, jedoch mit anderen Einstellungen teilweise deutlich schlechter

  • Dieser Analyzer verfügt darüberhinaus bereits in manchen Betriebsmoden über eine PLL-Stabilisierung. Insgesamt ist er also durchaus ein attraktives Messinstrument, insbesondere für hohe Frequenzen und Einsteiger. Auch wird er häufiger (kostengünstig) auf Flohmärkten angeboten.
    Dadurch dass HP bei den technischen Spezifikationen keine Kompromisse einging, bringt die RF-Section allerdings alleine schon stolze 39,6 kg (!) auf die Waage. (Nein wirklich kein Schreibfehler, steht auch so im Manual ;) )

    Zu diesem System gehören mindestens ein Grundgerät (8551B, die A-Version wurde scheinbar nie vermarktet, da sie ein Hitze-Problem hatte) sowie ein Sichtgerät ("nur" ca. 15 kg):
  • HP 851B: Die Grundversion, eigentlich nur ein selektives Oszilloskop für 20 MHz, wo die IF liegt
  • HP 852A: Die wesentliche Verbesserung gegenüber dem 851B ist eine Variable Persistance-Röhre

  • Desweiteren gibt es mit dem HP 8441A einen Preselector (Mitlauffilter), um Spiegelsignale zu unterdrücken. Auch ist der HP 692A (Sweep-Oszillator) mit dem System kombinierbar, man kann also damit einen einfachen (skalaren) Network Analyzer konzipieren. Und mit dem HP 8406A stand ein Frequenzkamm-Generator für Kalibrationszwecke zur Verfügung.

    Ein großer Nachteil von HP-Geräten dieser Generation ist das damals von HP häufig verwendete Netzkabel, welches schwer beschaffbar ist. Auch entspricht dieses Kabel nicht mehr heutigen Vorschriften, da oftmals Kontakte (auf Netzpotential) freiliegen. Bei vielen Geräten ist die Netzbuchse bereits umgebaut oder gar durch ein fest verbautes Kabel ersetzt.
    Schwer beschaffbares HP-Netzkabel, nicht VDE-konform

    Zwischen der RF-Section und der Display-Section sind folgende Verbindungen notwendig:
  • Sweep: Die Display-Section erzeugt das Sweep-Signal, welche über ein BNC-Kabel zur RF-Section übertragen wird
  • IF: Das IF-Signal wird (ebenfalls über ein BNC-Kabel) zum Sichtgerät übermittelt.
  • CONTROL: Problematischer ist die für die automatische Wahl der ZF-Bandbreite notwendige Control-Verbindung, welche einen speziellen 14-poligen CENTRONICS-ähnlichen-Steckverbinder vorsieht. Dieser ist (noch) bei einigen Händlern erhältlich.


  • Das CONTROL-Kabel mit speziellem 14p-Steckverbinder



    RF-Section 8551B

    Die RF-Section etwas genauer: Die Center-Frequency wird über den mechanisch mit der Skala gekoppelten Drehknopf oben rechts eingestellt. Dabei kann durch Ziehen am Knopf eine grobe Einstellung vorgenommen werden. Die Skala wird (ebenfalls mechanisch) über den Bereichswahlschalter oben links ausgewält.
    Der Signal-Identifier weist bereits auf ein Problem hin: Signale außerhalb des ausgewählten Spektrums können ebenfalls zu einer Anzeige im beobachteten Spektrum führen, da der Analyzer Harmonischenmischung nutzt. Mit dem Signal-Identifier ist es möglich durch einen Frequenzshift zu ermitteln mit welcher Harmonischen gemischt wurde. Besser ist hier die Verwendung des Preselectors
    Auffällig ist auch die Stellung Standby des Netzschalters: Viele ältere Geräte bieten diese Möglichkeit des Warmlaufens um Schäden (hier im BWO) zu verhindern. Erwähnenswert ist auch die bei nicht allen Exemplaren vorhandene Gelegenheit die Mischer-Diode extern zu wechseln.



     Blick von oben in die RF-Section

    Der lang ersehnte Blick ins Gehäuse (von oben): Viele massive Abschirmungen sind typisch für die stets hochwertig ausgeführten Messgeräte von HP. Auch die Skalen fallen auf. Die Komponente hinten rechts ist ein erstklassig aufgebauter 2 GHz - Zwischenfrequenz - Verstärker. Die "Blechboxen" links im Bild sind Bestandteil des Power Supplys.


     Blick von unten in die RF-Section

    Der Blick von unten offenbart nun noch weitere Schönheiten: In der blauen Abschirmung rechts unten befindet sich die Eichleitung am Eingang, das Signal geht von dort direkt in den Mischer links davon, welcher in einem gedrehten Gehäuse untergebracht ist. Unter dem Blech links unten befindet sich ein Zirkulator. Darüber die leuchtend rote Warnung vor der Hochspannung (sollte man hier übrigens sehr ernst nehmen!!!). Die schwarze Komponente darunter ist der Lokaloszillator, ein Backward Wave Oszillator (BWO). Dieser ist auch der Grund, weshalb hier überhaupt Hochspannung benötigt wird, die Anzeigeröhre ist ja im Sichtgerät.
    Die beiden großen, auffälligen Röhren in der Mitte rechts sind Helix-Röhren (Spannungsregler).

    Abschließend bleibt zu sagen: Der HP 8551 ist ein durch seine Breitbandigkeit auffallender Spectrum Analyzer, welcher auch heute noch Vorzüge zu bieten hat. Die Tatsache, dass dieses Gerät nach nun mehr 50 Jahren noch immer einwandfrei funktioniert, spricht für die hochwertige Ausführung derartiger Messtechnik.

    03/2017, Markus


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