Akusto-optischer Modulator
Akusto-optischer
Modulator
Fortgeschrittenen Praktikum A 4.10
Fachbereich Physik
Institut für Angewandte Physik
AG Nichtlineare Optik / Quantenoptik
T. Halfmann
t
FP-A 4.10 Akusto-optischer Modulator
1
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Vorbereitung


Lesen Sie die Versuchsanleitung aufmerksam durch und machen Sie sich mit der
prinzipiellen Bedienung der einzelnen verwendeten Geräte vertraut!
Zeichnen Sie ein Blockschaltdiagramm zu den Programmen für die Aufgabenteile
3 und 7.
Informieren Sie sich über folgende Themengebiete:









Akusto-optischer Effekt & Funktionsweise eines AOM
Beugung am Gitter
Betriebsregime eines AOM
Impedanz-Anpassung
AOMs in Doppelpass-Konfiguration (siehe Paper in Versuchsanleitung)
Schwebung von Schwingungen nahezu gleicher Frequenzen
Lissajous-Figuren
Grundlagen von LabVIEW (siehe z.B. grundpraktikum.physik.unisaarland.de/scripts/LabVIEW_fuer_Anfaenger9.pdf)
Gefahren durch Laserstrahlung (siehe z.B. Wikipedia)
Überlegen Sie sich vor Versuchsbeginn wie die einzelnen Aufgabenteile durchgeführt werden und
welche Größen gemessen werden müssen. Erstellen Sie hierzu einen tabellarischen Messplan, der
sämtliche zu messenden Größen (inkl. Fehler!) jedes Aufgabenteils enthält.
Literatur
1. Robert D. Guenther, Encyclopedia of Modern Optics, Wiley, New York (1990)
2. Frank L. Pedrotti, Leno S. Pedrotti, Werner Bausch, Hartmut Schmidt, Optik für
Ingenieure, Springer Verlag, 4. Auflage (2007)
3. Eine Übersicht (in Englisch) finden Sie bspw. auch auf den Herstellerseiten von
AA Opto-Electronic unter „Theory & general application notes“, sowie Brimrose.
4. W. Demtröder, Experimentalphysik 2, Springer Verlag
5. J. Eichler, H.J. Eichler, Laser - Bauformen, Strahlführung, Anwendungen, Springer
(2006)
Einleitung
Akusto-optische Modulatoren (AOMs) sind unverzichtbare Bauteile in modernen Optiklabors.
Mit ihnen lassen sich sowohl die Intensität und Frequenz von Laserstrahlen modulieren als auch
deren Richtung. Die Anwendungsgebiete von AOMs umfassen bspw. die Erzeugung von
Laserpulsen (entweder durch direkte Intensitätsmodulation oder z.B. über Q-switching),
Grundlagenforschung (Spektroskopie, Laserkühlung, Bose-Einstein-Kondensation), Quantenoptik (elektromagnetisch-induzierte Transparenz, „ultra-slow light“, Speicherung und Auslesen von Lichtpulsen), die Telekommunikation (Signalmodulation) sowie Drucken mittels
Laserstrahlung und Lasershows.
Das Prinzip der akusto-optischen Modulation beruht auf der Beugung von (Laser-)Licht an
einem periodischen Brechungsindexgitter. Ein piezoelektrischer Aktor erzeugt eine Schallwelle
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in einem Kristall durch den der zu modulierende Laserstrahl geleitet wird. Diese Schallwelle
bewirkt eine periodische Modulation des Brechungsindexes, d.h. ein Gitter an dem der
Laserstrahl reflektiert wird. Dies ist analog zur Bragg-Reflexion. Anstatt der Beugung von
Röntgenstrahlen an den Gitterebenen eines Kristalls, erfolgt die Beugung im Fall der akustooptischen Modulation an den Gitterebenen der induzierten Schallwelle. Durch Variation des
Winkels zwischen einlaufendem Laserstrahl und Schallwelle in dem Kristall lassen sich
verschiedene Beugungsordnungen beobachten, für welche die gebeugte Strahlung durch
konstruktive Interferenz maximal wird.
Ziel des Versuchs ist es, sich mit der Funktionsweise von AOMs vertraut zu machen und diese
anhand der Aufgabenstellungen anzuwenden. Dazu zählen die Charakterisierung eines AOMs,
Erzeugung von Laserpulsen, Messung von Frequenzverschiebungen und kontrollierte zweidimensionale Ablenkung eines Laserstrahls.
Kurze Einführung in die akusto-optische Modulation
Der akusto-optische Effekt beruht auf der Wechselwirkung von Licht- und Schallwellen. Ein
piezoelektrischer Aktor erzeugt eine Ultraschallwelle der Wellenlänge S in einem Medium,
welche durch mechanische Spannung den Brechungsindex periodisch erhöht und reduziert.
Dadurch entsteht ein Gitter, an dem das Licht reflektiert werden kann. Reflexion von Licht der
Wellenlänge  tritt in jenen Richtungen auf, in denen Teilwellen aufeinander folgender Ebenen
konstruktiv miteinander interferieren. Man erhält den Winkel  unter dem konstruktive
Interferenz, d.h. Streuung auftritt
sin 𝜃 =
𝜆
𝑓𝑆
=𝜆
.
2𝜆𝑆
2𝑣𝑆
kS
einfallende
Wellenfront

reflektierte
Wellenfront

k
k´
S
Abbildung 1. k, k´ und kS sind die Wellenvektoren von einfallender und reflektierter Strahlung sowie der
Schallwelle der Wellenlänge S.
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Diese Bedingung wird Bragg-Bedingung genannt (analog zur Röntgenbeugung in Kristallen)
wobei fS die Frequenz und vS die Geschwindigkeit der Schallwelle sind.
Man kann die Streuung einer Licht- an einer Schallwelle auch im Teilchenbild über die Impulsund Energieerhaltung verstehen. Photonen mit einem Impuls ħk stoßen mit Phononen
(Gitterschwingungen) mit einem Impuls ħkS. Da der Gesamtimpuls vor und nach dem Stoß
gleich sein muss ergibt sich unter Berücksichtigung der Streuung von Photonen durch
Absorption und Emission von Phononen
𝑘⃗ ± 𝑘⃗𝑆 = 𝑘⃗´.
Ebenso muss die Energieerhaltung beachtet werden, was zu folgender Bedingung für die
Frequenzen der beteiligten Teilchen führt
𝑓 ± 𝑓𝑆 = 𝑓´.
Durch Streuung an einer bewegten Schallwelle wird daher die Frequenz des Lichtes durch
Absorption oder Emission von Phononen leicht verschoben.
AOMs werden üblicherweise im Bragg-Regime betrieben, in welchem nur die erste
Beugungsordnung auftritt (warum?). Dieses Regime wird näherungsweise bei großer Länge des
Mediums im Vergleich zur Schallwellenlänge erreicht. Daneben ist aber manchmal auch das
sogenannte Raman-Nath-Regime von Bedeutung. Dieses tritt auf, wenn die Länge des
Mediums kurz, bzw. die Modulation des Brechungsindex so gering ist, dass keine Reflexion
des Lichts an einem Gitter erfolgt. Stattdessen erfährt eine Lichtwelle hier nur eine periodische
Variation der Phase und es treten auch höhere Beugungsordnungen auf.
Für eine detailliertere Darstellung sei auf die Literaturangaben sowie die Publikationen im
Anschluss an die Versuchsanleitung verwiesen.
Experimenteller Aufbau
6.1 Lichtquelle
Als Lichtquelle dient ein unpolarisierter Helium-Neon Laser der Wellenlänge =633 nm mit
einer Ausgangsleistung von 10 mW. Um das Licht zu polarisieren, befindet sich direkt hinter
dem Laser ein Polarisator. Dieser kann in Kombination mit einem polarisierenden
Strahlteilerwürfel (PBS) dazu genutzt werden die Intensität des Lichtes zu variieren.
6.2 Elektronische Oszillatoren (Voltage Controlled Oscillators) & Verstärker
Die elektronischen Oszillatoren (DRFA10Y) oder kurz VCOs erzeugen das HF- (RF-)Signal
welches über einen piezoelektrischen Aktor die Schallwelle im AOM erzeugt. Die Frequenz
der Schallwelle kann über den Frequenzmodulationseingang (FREQ IN) mit Spannungen UF
zwischen 0 V und +10 V geregelt werden. Dabei entspricht eine Spannung von 0 V einer
Frequenz von ca. 65 MHz und +10 V entsprechen ca. 95 MHz. Die Amplitude der Schallwelle
wird über den Modulationseingang gesteuert (MOD IN) (0 V < UM < +5 V). Beachten Sie, dass
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die Impedanz des Modulationseingangs 50 , die
des
Frequenzmodulationseingangs
jedoch
hochomig (> 1 k) ist! Das HF-Signal wird am
HF-Ausgang (RF OUT) abgegriffen. Da zum
Erzeugen einer ausreichend starken Schallwelle
eine HF-Leistung von ca. 1W (+30 dBm) benötigt
wird, der VCO jedoch nur eine Ausgangsleistung
von ca. 0 dBm liefert, wird das Signal des VCOs
mit einem Verstärker (AMPA-B-30) auf die
benötigte Leistung gebracht. Die benötigte
Versorgungsspannung des VCOs und des
Verstärkers von +24 V wird durch das
Labornetzteil bereitgestellt.
HeNe-Laser
VCOs
Verstärker
WICHTIG: Betreiben Sie die Verstärker niemals ohne Last, d.h. ohne angeschlossenen
AOM! Dies kann zur Zerstörung der Verstärker und VCOs führen (Preis: ca. 1400€).
6.3 Akusto-optische Modulatoren (AOMs)
Zu dem Versuch gehören zwei baugleiche AOMs (MT80-B30A1-VIS). Diese besitzen einen
HF-(RF-)Eingang an den der Ausgang des Verstärkers angeschlossen wird.
WICHTIG: Schalten Sie die Verstärker nur ein, wenn die AOMs angeschlossen sind!
Einschalten ohne angeschlossene AOMs führt zu Reflexionen am Verstärkerausgang die die
Verstärker und VCOs zerstören. Zur Sicherheit: Entfernen Sie NIE selbständig die Kabel
zwischen VCOs, Verstärkern und AOMs.
Der Laserstrahl muss durch die beiden Öffnungen
an der Seite der AOMs justiert werden um mit der
Schallwelle wechselwirken zu können. Justieren
Sie den Laserstrahl immer so durch den AOM, dass
die transmittierte Leistung maximal ist (möglichst
zentral durch die Öffnungen). Die AOMs sind auf
Halterungen befestigt die es Ihnen ermöglichen,
die AOMs bzgl. des Laserstrahls zu verschieben
und zu rotieren. Nutzen Sie dies zur Justage in den
einzelnen Aufgabenteilen.
Hinweis: Die beiden AOMs wurden so auf den Haltern befestigt, dass der eine horizontale und
der andere vertikale Ablenkung des Laserstrahls bewirkt (Frage: Woran erkennen Sie welcher
AOM horizontal und welcher vertikal ablenkt?). Nutzen Sie den AOM mit vertikaler
Ablenkung nur in Aufgabe 8.
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6.4 Funktionsgeneratoren
Die Funktionsgeneratoren (Agilent 33210A) erzeugen
Spannungen (DC, Sinus, Rechteck, Sägezahn, Puls) mit
Frequenzen bis zu 10 MHz. Diese dienen zur Ansteuerung
der Modulationseingänge (Amplitude (MOD IN) und
Frequenz (FREQ IN) der VCOs. Die verschiedenen
Modulationsformen können direkt über die Knöpfe an der
Vorderseite der Instrumente eingestellt werden inkl. ihrer
Frequenz, Amplitude und ggf. Pulslänge. Eine DC
Ausgangsspannung erhalten Sie über das Menü „UTILITY
– DC - ON“. Für weitere Details sei auf die Anleitung des
Funktionsgenerators verwiesen.
WICHTIG: Vergessen Sie nicht, die Ausgangsimpedanz der Funktionsgeneratoren an die
Eingangsimpedanz (50  für MOD IN und „high Z“ für FREQ IN) der VCOs anzupassen!
Dies geschieht über das Menü „UTILITY – Output Setup“. Achten Sie darauf, dass Sie nur
Spannungen im zulässigen Bereich (0 V ≤ UM ≤ +5 V bzw. 0 V ≤ UF ≤ +10 V) ausgeben!
6.5 Photodetektor
Der Photodetektor (PDA10A-EC) besitzt eine Bandbreite von 150 MHz und lässt sich durch
Anschluss an das Osilloskop zur Messung von (zeitabhängigen) Laserintensitäten verwenden.
Wird der Detektor an den Spektralanalysator angeschlossen, lassen sich Frequenzen im Bereich
seiner Bandbreite nachweisen.
6.6 Oszilloskop
Das Oszilloskop (Tektronix TDS1001B) mit einer Bandbreite von 40 MHz erlaubt es Ihnen,
Spannungen zeitaufgelöst zu messen. Das Oszilloskop kann über ein USB-Kabel mit dem
Messrechner verbunden und ausgelesen werden.
6.7 HF Spektralanalysator
Der Spektralanalysator (HAMEG HMS1000) erlaubt die Analyse und Darstellung
elektronischer Signale mit Frequenzen bis zu 1 GHz. Um optische Signale verschiedener
Frequenzen zu analysieren wird das Licht auf einen Photodetektor geleitet, welcher die
optischen in elektrische Signale umwandelt. Der Ausgang des Photodetektors wird mit dem
Eingang des Spektralanalysators verbunden.
6.8 CCD-Kamera
Die CCD-Kamera kann über den Video-to-USB Konverter mit dem Messrechner verbunden
werden, um Bilder zu speichern. Beachten Sie, dass der CCD-Chip leicht sättigt. Verwenden
Sie daher einen Polarisator um die Laserintensität ausreichend abzuschwächen.
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Versuchsdurchführung
WICHTIG: Dokumentieren Sie immer alle Messergebnisse der einzelnen Aufgaben!!
Die Messdaten sind am Ende des Versuchs vom Betreuer unterzeichnen zu lassen.
Aufgaben:
1. Beschreiben Sie die verwendeten Bauteile des Versuchsaufbaus
Beschreiben Sie kurz die zur akusto-optischen Modulation benötigten Bauteile und skizzieren
Sie deren Zusammenschaltung.
2. Inbetriebnahme des AOMs
Nehmen sie den horizontal ausgerichteten AOM unter Anleitung des Betreuers in Betrieb
und erzeugen Sie die erste Beugungsordnung. Folgen Sie dazu dem Aufbau in Abbildung 2.
Der Laserstrahl soll horizontal über der Tischoberfläche in einer Höhe von ca. 10 cm verlaufen.
Abbildung 2. Schematischer Aufbau. PBS: Polarisationsstrahlteiler; PD: Photodetektor.
3. Beugungseffizienz in Abhängigkeit von der Intensität der Schallwelle
Messen Sie die Beugungseffizienz  in die erste Ordnung für verschiedene Frequenzen fS der
Schallwelle in Abhängigkeit ihrer Intensität I S. Die Beugungseffizienz =P1/P0 in die erste
Ordnung erhalten Sie, indem Sie die Leistung P 1, des in die erste Ordnung gebeugten Lichts,
sowie die Leistung P0 in der nullten Ordnung bei ausgeschaltetem AOM messen (P0 wird auch
hinter dem AOM gemessen!).
Legen Sie dazu jeweils manuell eine konstante Spannung UF zwischen 0 V und +10 V an den
FREQ IN Eingang des VCOs an und erstellen Sie ein LabVIEW Programm, welches die
Spannung UM zwischen 0 V und +5 V (nicht mehr und nicht weniger!) am MOD IN Eingang
in Schritten von 0,5 V variiert. Die jeweils gemessene Spannung am Photodetektor soll über
die USB-Schnittstelle des Oszilloskops ausgelesen werden und sowohl in Tabellenform in eine
Textdatei geschrieben werden, als auch grafisch dargestellt werden.
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Weiterhin stellen Sie die Intensität der Laserstrahlung mittels des Polarisators und des PBS so
ein, dass der Photodetektor nicht gesättigt wird (UPDout < +10 V) und verwenden Sie eine Linse,
damit der Lichtstrahl den Chip des Photodetektors vollständig trifft! Notieren Sie für die
Fehlerbetrachtung auch die Messungenauigkeiten der jeweiligen Größen und speichern Sie das
erzeugte Programm, um es für spätere Aufgaben nochmals nutzen zu können.
Nehmen Sie mindestens drei Messreihen für unterschiedliche Werte UF, z.B. UF=0 V, +5 V und
+10 V auf. Beachten Sie, dass sich bei einer Änderung von UF der Gitterabstand im AOM ändert
und dieser und der Spiegel daher nachjustiert werden muss.
Wichtig: Beachten Sie unbedingt die Impedanzanpassung der Funktionsgeneratoren an die
FREQ IN und MOD IN Eingänge. Fragen Sie bei Unklarheiten Ihren Betreuer.
4. Beugungseffizienz in die erste Ordnung in Abhängigkeit des Winkels
Messen Sie die Beugungseffizienz  in die erste Ordnung in Abhängigkeit des Winkels
zwischen optischer Achse (d.h. Richtung der einfallenden Strahlung) und der Achse des AOMs
(d.h. Richtung der Schallwelle).
Überlegen Sie sich zuerst, wie Sie diesen Winkel bestimmen können (Hinweis: Achten sie auf
Reflexe!). Achten Sie darauf, dass bei der Rotation des AOMs der Laserstrahl nicht vom AOMGehäuse abgeschnitten wird, da dies das Messergebnis verfälschen würde. Die Spannungen U F
und UM sind für diese Aufgabe beliebig innerhalb der erlaubten Werte 0 V ≤ UF ≤ +10 V und
UM = +5 V zu wählen. Notieren Sie auch hier wieder die Messungenauigkeiten.
5. Pulserzeugung
(a) Erzeugen Sie nun Laserpulse indem Sie die Modulationsspannung rechteckförmig variieren
(AOM an/aus). Generieren Sie Pulse folgender Pulslängen P und Repetitionsraten frep: (i)
P =500 ms; frep = 1 Hz; (ii) P =200 s; frep = 4 kHz; (iii) P =1 s; frep = 500 kHz; Weisen
Sie diese über den Photodetektor mit dem Oszilloskop nach und speichern Sie die Daten
auf dem Messrechner mit dem Programm OpenChoice Desktop. Wählen Sie die Zeitskala
des Oszilloskops so, dass man aus den gespeicherten Daten die Pulslängen und
Repetitionsraten erkennen kann!
(b) Bauen Sie nun das Experiment gemäß Abbildung 3 auf. Stellen Sie den AOM in den
gemeinsamen Fokus zweier Linsen L1 und L2. Der Laserstrahl wird nun in den AOM
fokussiert. Beginnen Sie mit einer Brennweitenkombination von f1=200mm und
f2=150mm. Erzeugen Sie mit dem Funktionsgenerator Rechteckpulse einer Pulslänge von
1 s und einer Anstiegszeit von 20 ns. Speichern sie den zeitlichen Verlauf der Laserpulse
für verschiedene Brennweitenkombinationen (f1,f2) zur späteren Auswertung auf dem
Messrechner. (Hinweis: An Position L1 sollte jede Linse (f1=200, 150, 100, 50 mm)
mindestens einmal gestanden haben.) Beobachten Sie, wie sich die Anstiegszeit der Pulse
verhält.
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Abbildung 3. Schematischer Aufbau zur Pulserzeugung (b). L1: Linse 1; L2: Linse 2.
6. AOMs als Frequenzschieber
Bauen Sie den AOM in der sogenannten Doppel-Pass-Konfiguration auf (siehe Abbildung 4).
Nach Durchlaufen des AOMs sollen alle Beugungsordnungen (mit um 90° gedrehter
Polarisation) wieder durch den AOM zurückgeführt und mit dem Photodetektor (PD) und dem
Spektralanalysator nachgewiesen werden.
Abbildung 4. Doppel-Pass Konfiguration.
Für diese Aufgabe wird der AOM wieder mit konstanten Spannungen U F und UM betrieben.
Nehmen Sie Spektren zwischen 0 MHz und 400 MHz(!) für verschiedene HF-Frequenzen des
AOMs auf und bestimmen Sie die Mittenfrequenzen der Peaks mit dem Spektralanalysator.
Speichern Sie wieder die Messungen auf dem Messrechner für die spätere Auswertung mit dem
Programm HM Screenshot.
Kalibrieren Sie den FREQ IN Eingang des AOMs, indem Sie die einer Spannung U F
zugehörige Frequenz fS bestimmen.
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Hinweise: Sie benötigen für diese Aufgabe den Polarisationsstrahlteilerwürfel (PBS). Dieser
transmittiert p-polarisiertes Licht und reflektiert s-polarisiertes Licht. Benutzen Sie die /4Platte wie in Abbildung 4, um die Polarisation des vom Spiegel reflektierten Lichts um 90° zu
drehen. Der Photodetektor weist in dieser Konfiguration Licht der unverschobenen Frequenz in
der nullten Ordnung, sowie der verschobenen Frequenz in den ersten Ordnungen nach.
Überlegen Sie sich, welche Frequenzen Sie für eine gegebene AOM-Frequenz erwarten
nachzuweisen. Vergleichen Sie dies mit den Messungen.
7. Beugungseffizienz in Abhängigkeit von der Frequenz der Schallwelle
(a) Setzen Sie eine weitere Blende so in den Aufbau des AOMs in Doppel-PassKonfiguration, dass nur der Strahl mit der ersten Ordnung wieder durch den AOM
zurückgeführt wird und benutzen Sie eine zusätzliche Linse damit der Lichtstrahl den
Chip des Photodetektors vollständig trifft (siehe Abbildung 5).
Überprüfen Sie, ob der Winkel, unter dem der Strahl auf den AOM trifft, die BraggBedingung erfüllt. Modulieren Sie dazu die Spannung UF mit einer geeigneten
periodischen Funktion zwischen 0 V und +10 V, während Sie sich das Spannungssignal
des Photodetektors auf dem Oszilloskop anschauen. Für welche Spannung UF stellen
Sie demnach den Bragg-Winkel ein? Beobachten Sie außerdem die Position der
verschiedenen Beugungsordnungen auf Blende B2. Was stellen Sie fest?
(b) Messen Sie nun die Beugungseffizienz  in die erste Ordnung für unterschiedliche
Intensitäten und Frequenzen der Schallwelle. Erweitern Sie das in Aufgabe 3 erstellte
LabVIEW Programm, so dass die Spannung U F zwischen 0 V und +10 V in Schritten
von 0.5 V verändert wird. Für jeden Wert von UF soll wie zuvor die Spannung UM
jeweils zwischen 0 V und +5 V in Schritten von 0,5 V variiert werden und die jeweils
gemessene Spannung am Photodetektor über die USB-Schnittstelle des Oszilloskops
ausgelesen werden. Außerdem soll das neue Programm die Messdaten ebenfalls in eine
Textdatei schreiben und grafisch darstellen können.
Abbildung 5. Schematischer Aufbau zur Messung der Beugungseffizienz
in Doppel-Pass Konfiguration. B1: Blende 1; B2: Blende 2.
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8. AOMs als Deflektoren
In dieser Aufgabe soll der Laserstrahl mit Hilfe zweier AOMs zweidimensional abgelenkt und
Lissajous-Figuren erzeugt werden.
Abbildung 6. 2D-Deflektion eines Laserstrahls mittels zweier relativ um 90° gedrehter AOMs.
Wählen Sie für die Linse L2 die Linse mit der größten Brennweiten f2 (warum?) und stellen die
beiden AOMs gleichzeitig in deren Fokus gemäß Abbildung 6. Die Linse L1 vor den AOMs
wird für diese Aufgabe nicht benötigt. Schließen Sie für diese Aufgabe beide
Funktionsgeneratoren an die FREQ IN Eingänge der VCOs. Dies wird es Ihnen ermöglichen,
die AOMs mit unterschiedlichen Frequenzen zu betreiben. Achten sie darauf, die Impedanz des
zuvor zur Amplitudenmodulation verwendeten Funktionsgenerators anzupassen (50 → „high
Z“). Zur Ansteuerung der MOD IN Eingänge verwenden Sie jetzt ein BNC T-Stück sowie das
+5 V Schaltnetzteil mit BNC Stecker.
Justieren Sie die AOMs zuerst so (UF=0 V), dass Sie ein Beugungsmuster wie in Abbildung 5
gezeigt erhalten. Detektieren Sie das Beugungsmuster mit der CCD-Kamera und speichern Sie
es (notieren Sie sich den Abstand der Kamera vom AOM für die spätere Auswertung). Um eine
Sättigung des CCD-Chips zu verhindern, verwenden Sie den Polarisator in Kombination mit
dem Polarisationsstrahlteiler. Modulieren Sie nun Frequenz der Schallwelle sinusförmig über
die Spannung UF. Stellen Sie sicher, dass 0 V ≤ UF ≤ +10 V. Setzen Sie dazu bei den
Einstellungen der Sinusfunktion LowLevel auf 0 V und HiLevel auf max. + 10 V. Über die
Frequenz der Sinusschwingungen können Sie die Frequenzverhältnisse der Lissajous-Figuren
verändern.
Erzeugen Sie nun Lissajous-Figuren. Wählen Sie dazu mit der Irisblende aus dem 2D
Beugungsmuster eine geeignete Ordnung aus und erfassen Sie diese mit der zur CCD-Kamera
gehörigen Software IC Capture 2.1. Erzeugen Sie Lissajous-Figuren mit mindestens vier
verschiedenen Frequenzverhältnissen und speichern Sie die Bilder. Wiederholen Sie diese
Messung nach ein paar Sekunden. Was beobachten Sie? Sind die Figuren zeitlich stabil?
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Auswertung
WICHTIG: Strukturieren Sie Ihre Ausarbeitung wie folgt:
1.) Grundlagen / Theorie
2.) Versuchsaufbau (inkl. Skizzen)
3.) Versuchsdurchführung (inkl. der aufgenommenen Messdaten)
4.) Auswertung
Die während der Versuchsdurchführung aufgenommenen Messwerte sind im Original an die
Auswertung anzuheften!! Es muss nachvollziehbar sein, wie die Auswertungsergebnisse aus
den Messdaten erhalten wurden!
1. Eichen Sie die Kontrollspannung UF. Tragen Sie hierfür die gemessene Frequenz der
Schallwelle gegen die Spannung UF in einem Diagramm auf. Geben Sie auch
Fehlerbalken an.
2. Diskutieren Sie den Ursprung der Peaks innerhalb des in Aufgabe 6 aufgenommenen
Gesamtspektrums (0-400 MHz).
3. Tragen Sie die mit Einfach- und Doppel-Pass-Konfiguration gemessenen Beugungseffizienzen in die 1. Ordnung bei der gleichen HF-Frequenz zusammen gegenüber der
Kontrollspannung UM auf und vergleichen Sie die jeweiligen Messreihen.
4. Stellen Sie die in Doppel-Pass-Konfiguration gemessenen Beugungseffizienzen in die
erste Ordnung als Kontourplot gegenüber der Kontrollspannung UM und der HFFrequenz dar. Rechnen Sie hierfür die Kontrollspannung U F in die HF-Frequenz um
(siehe 1.). Beschreiben Sie das Verhalten der Beugungseffizienz. Welche Bedeutung hat
dies für die praktische Verwendung von AOMs?
5. Tragen Sie die Beugungseffizienz in die erste Ordnung in Abhängigkeit vom Winkel
zwischen optischer und der Achse des AOM in einem Diagramm auf. Geben Sie auch
hier Fehlerbalken an.
6. Werten Sie die in Aufgabe 5. gemessenen Pulsverläufe bzgl. ihrer Anstiegszeit für
verschiedene Linsen aus (Hinweis: Die tanh(t) Funktion könnte sich hier als nützlich
erweisen). Diskutieren Sie die Ergebnisse. Vergleichen sie die gemessenen
Anstiegszeiten mit der Anstiegszeit laut Spezifikation des AOMs.
7. Berechnen Sie aus zuvor gemessenen Größen die Schallgeschwindigkeit im Kristall
inkl. des Fehlers.
8. Diskutieren und begründen Sie, in welchem Regime die AOMs dieses Versuchs
betrieben werden: Bragg oder Raman-Nath?
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Wichtige Punkte zum Laserschutz
Ganz allgemein gilt: Im Umgang mit Lasern ist der gesunde Menschenverstand nicht
zu ersetzen! Einige spezielle Hinweise werden im Folgenden angeführt.
1.
2.
3.
4.
5.
Die Laserschutzvorschriften sind immer zu beachten.
Halten Sie Ihren Kopf niemals auf Strahlhöhe.
Die Justierbrille immer aufsetzen.
Schauen Sie nie direkt in Strahl – auch nicht mit Justierbrille!
Achtung: praktisch alle Laser für Laboranwendungen sind mindestens Klasse 3, also
von vornherein für die Augen gefährlich, ggf. auch für die Haut – evtl.
auch hierfür Schutzmaßnahmen ergreifen. Zur Justage kann der Laserstrahl mittels
einem Stück Papier sichtbar gemacht werden.
6. Auch Kameras besitzen eine Zerstörschwelle!
7. Spiegel und sonstige Komponenten nie in den ungeblockten Laserstrahl einbauen! Vor
Einbau immer überlegen, in welche Richtung der Reflex geht! Diese Richtung zunächst
blocken, bevor der Strahl wieder frei gegeben wird.
8. Nie mit reflektierenden Werkzeugen im Strahlengang hantieren! Unkontrollierbare
Reflexe! Vorsicht ist z.B. auch mit BNC-Kabeln geboten, die in den Strahlengang
gelangen könnten! Gleiches gilt auch für Uhren und Ringe. Diese vorsichtshalber
ausziehen, wenn Sie mit den Händen im Strahlengang arbeiten.
9. Auch Leistungsmessgeräte können Reflexe verursachen! Unbeschichtete
Silizium-Fotodioden reflektieren über 30% des Lichtes!
10. Achtung im Umgang mit Strahlteilerwürfeln! Diese haben immer einen zweiten
Ausgang! Ggf. abblocken!
11. Warnlampen bei Betrieb des Lasers anschalten und nach Beendigung der Arbeit wieder
ausschalten.
12. Dafür sorgen, dass auch Dritte im Labor die richtigen Schutzbrillen tragen, oder sich
außerhalb des Laserschutzbereiches befinden.
13. Filtergläser in Laserschutzbrillen dürfen grundsätzlich nicht aus- oder umgebaut
werden!!!
14. In besonderem Maße auf Beistehende achten.
15. Optiken (Linsen, Spiegel etc.) nicht direkt mit den Fingern berühren!
Hiermit erkläre ich, dass ich die vorstehenden Punkte gelesen und verstanden habe. Ich
bestätige, dass ich eine Einführung in den Umgang mit Lasern sowie eine arbeitsplatzbezogene
Unterweisung erhalten habe.
Name:
Unterschrift:
FP-A 4.10 Akusto-optischer Modulator
Datum:
13
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Criterion for Bragg and Raman-Nath
diffraction regimes
M. G. Moharam and L. Young
The idea is well entrenched in the literature that thin phase gratings (whether holographic or acoustically in-
duced) should exhibit Raman-Nath behavior (and thus give several diffracted waves),and that thick phase
gratings should show Bragg behavior (one diffracted beam and that only for Bragg angle incidence). The
parameter Q of Klein and Cook, which is a normalized measure of grating thickness, has been extensively
used as a criterion for deciding which regime will apply. It is perhaps not generally realized that Q is not a
reliable parameter for this purpose but requires, as indeed Klein and Cook noted, a limitation on grating
strength. This limitation is a matter of practical concern. For example, we have observed Raman-Nath
behavior with Fe-doped LiNbO3 even for very large values of Q. The purpose of the present paper is to note
that a parameter p (first defined by Nath) is an effective replacement for Q, since p is reliable and Q is not.
2 2
p is defined as X0 /A nonI, where Xois the vacuum wavelength of the light, A is the grating spacing, no is the
mean refractive index, and nj is the amplitude of the sinusoidal modulation of the refractive index. The
grating thickness does not enter p, so the terms thin and thick are, strictly speaking, irrelevant to the question of which regime is operative. However, thin enough gratings will tend to operate in the Raman-Nath
regime because the index modulation must be large for a thin grating to produce appreciable diffraction.
Klein and Cook noted, their analysis was based on the
Introduction
The phenomenon of light diffraction by periodic
phase gratings, whether holographically or acoustically
produced, has been treated extensively by many authors.1-15 There is general agreement that it is convenient to define two regimes in which phase gratings
operate. In the Raman-Nath regime, several diffracted
waves are produced. In the Bragg regime, essentially
only one diffracted wave is produced, and that only for
near Bragg incidence. It has been customary to refer
to gratings which operate in the Raman-Nath or the
Bragg regimes as thin and thick gratings, respectively.
Klein and Cook4 introduced a parameter Q, defined as
2 7rXoL/A2 no (where L is the grating thickness,
X0 is the
vacuum wavelength of light, A is the grating spacing,
and no is the mean refractive index) to distinguish between the two diffraction regimes. Values of Q < 1, i.e.,
thin gratings, were believed to give Raman-Nath operation. Large values of Q (Q > 10), i.e., thick gratings,
were believed to give Bragg regime operation. The use
of Q is well entrenched in the literature. However, as
assumption that v = 27rnL/Xo remains less than six;
and if v exceeds this value, it is necessary to place more
restrictive conditions on Q (which they proceeded to
discuss). Actually, it can be shown that Q may fail with
v as low as three. Recently, Magnusson and Gaylord 8
have shown theoretically that for a large modulation,
higher order diffracted waves become important
(Raman-Nath regime) even for large Q. Conversely,
for small modulation, only a single wave is diffracted in
spite of small values of Q. Kaspar 7 came to a similar
conclusion when he compared his theory for a grating
with a complex dielectric constant with the coupled
wave theory of Kogelnik. 3
qualitatively the effect of the magnitude of the modulation of the refractive index on the validity of Q as a
tool to predict the regime of diffraction. Various authors 8 9"16 have observed several diffracted waves during
hologram recording in lithium niobate and dichromated
gelatine when Q was large. We have observed up to
eight diffracted waves during hologram storage in 1-cm
thick Fe-doped lithium niobate crystal. For this experiment,
The authors are with University of British Columbia, Electrical
Engineering Department, Vancouver, B.C., V6T 1W5.
Received 30 November 1977.
0003-6935/78/0601-1757$0.50/0.
() 1978 Optical Society of America.
Alferness 9 has discussed
Q = 55.
These experimental observations, in addition to the
theoretical predictions which show that Q does not
work, led us to reconsider the basis of the use of Q and
to seek to find a parameter which could be used to predict the regime of diffraction. We will show that a parameter p defined as Xo2/A2non, (where n1 is the mod1 June 1978 / Vol. 17, No. 11 / APPLIEDOPTICS
1757
ulation of the refractive index and Ao,A, and no are as
defined before) can be reliably used to predict whether
one is in the Raman-Nath regime or in the Bragg regime.
The parameter p was defined first by Nath,1 2 who was
considering the case of normal incidence. Nath pointed
out that, if p is very large, the diffraction effect will not
be prominent, as is otherwise the case where p is nearly
zero. Phariseau13 and later Bergstein and Kermisch5
and Chu and Tamir 6 have obtained expressions for the
intensities of the first few diffracted orders near the first
Bragg incidence 5"13 and higher order Bragg angle 6 as-
suming that p is large (Bergstein and Kermisch5 and
Chu and Tamir 6 defined a parameter equal to 1/p called
s and q in successive papers.) Those authors 5 6"13 have
used p >> 1 (or 1/p << 1) in mathematical approximations
to obtain analytical expressionsof the intensities. They
did not use it to predict whether one is in the RamanNath or the Bragg regime. In fact, they did not address
either the problem of determining the diffraction regime
or the problem of the effectiveness of Q in distinguishing
between the two regimes.
Theory
Equation (4) shows that the Ith mode is coupled to
itself and to two adjacent modes ( - 1th and I + 1th
modes). Effective energy transfer between modes requires essentially that the factor pl 2 (1 - B) be relatively
small since, if this factor is much larger than 1, almost
all the energy will be coupled back to the th mode.
[This can be seen from Eq. (1) by neglecting the second
term of the right-hand side.] Therefore, if p < 1, appreciable energy may be transferred successfully to
higher order modes up to some value of I provided the
magnitude of B1 is appropriately limited. The number
of higher order modes depends on how small p is. (The
smaller p is, the larger the number of higher order
modes.)
If p = 0, Eq. (1) gives the well-known solution
in terms of Besselfunctions oj = jlJI (2v). This solution
is often obtained by Fourier expansion of the transmitted wave with spatially sinusoidal phase modulations. A similar solution was shown by Klein and Cook
for Q = 0. However, as the thickness L of the grating
goes to zero (Q - 0) the modulation of the refractive
index must go to infinity to retain the finite phase shift
(nL); and as n1 - a, p - 0. Clearly, the case where Q
or p = 0 is a nonphysical situation.
The problem of light diffraction by periodic phase
gratings has, of course, been treated in detail in many
15
papers.'-
We will only give a brief outline here.
holds, i.e., the mode with such that B1
The scalar wave equation is
V 2 E + k 2 E=0O
where k
(1)
2
= 32 - jat and E(x,z,t) is the complex amplitude of the y component of the field.
= 27rn/X is
Here, no, ni, XO,and A are as defined before.
1,
.
,a=
(2)
12
05-
An un-
O ZJ
slanted grating is assumed for simplicity. The electric
field E may be represented by its Fourier expansion
1.
as
~~~~~~~~~~~11
j
E
z(z)exp(-jia .),
(3)
0.5
where - = o - 1K, where K is the grating vector and
0.0
E
K = 27r/A, Uo is the wave vector of the incident wave (1
=
0), and = (x,y,z).
L-
Substituting Eqs. (2) and (3) in Eq. (1) and neglecting
the second derivative with respect to z, we arrive at the
well'known set of coupled wave equations:
2
jpl (1 - B)O + j(0- + 01+1),
to 1 for Bragg diffraction forming the th mode, and v
is a measure of the grating strength (and appears, e.g.,
in the coupled mode theory of Kogelnik for Bragg diffraction3 ). The absorption constant a may be neglected
without loss of generality since it can be allowed for by
the substitution 0i' = Oi exp(-az/cos0).
APPLIEDOPTICS/ Vol. 17, No. 11 / 1 June 1978
Ui
z
z
.~~~~
I
(4)
where B = 2A sinOo/Xol,O is the external angle of incidence, = v(z/L), v = rnL/Xo cosOl, and 0 is the angle
of diffraction of the zero-order mode. Thus, B1 is equal
1758
1 for the given
0. All the above applies to an infinite plane wave incident on an infinite grating, as in previous work.4
The above analysis was illustrated by solving the set
the propagation constant, and n is the refractive index.
A sinusoidal modulation of the refractive index is assumed.
n = no + n cos(2rx/A).
For p < 1, the dif-
fraction process is in the Raman-Nath regime. If p >>
1, appreciable energy may be transferred only into the
mode for which the Bragg conditions holds or nearly
05
100
5
10
15
GRATING STRENGTH(V)
20
25
Fig. 1. The intensity of four modes vs the grating strength v for p =
1 and B = 1/1 (i.e., Bragg incidence for the first-order mode). The
sum of the intensities of the four modes shown was close to unity for
this case, all the other modes being negligibly small.
Conclusions
The factor p has the advantage over Q as a criterion
for whether the Raman-Nath or the Bragg regime will
be observed with a given phase grating, that p is always
reliable and Q is not. A large Q is not. A large p favors
the Bragg regime. The relative light intensity going
into higher order modes is of the order 1/p 2 , so a value
0
of p > 10 indicates more or less ideal Bragg behavior. A
5~~~~'
further point is that the thickness L of the grating is
irrelevant in itself, since it does not enter p. This may
be explained as follows: to obtain a significant amount
of diffraction, the grating strength v has to be large
0.0
3Jt/2
1/2
2
GRATING STRENGTH(V)
enough in some sense. For v to be large enough in this
sense, then, if L is large, nj may be large or small; so p
would accordingly be large or small, and we could be in
either regime. On the other hand, if L is small, nj
Fig. 2. The intensity of the zero- and first-order modes vs the grating
strength v for p = 50 and B, = 1/1. All the other modes are negligible.
For this value of p, Q = 100 v.
would have to be large to obtain a sufficiently large v;
in which case p would be small, and the Raman-Nath
regime would hold. Therefore, the distinction between
thick and thin gratings or holograms as determined by
the value of L (for given Xo,no, and A) in Q = 27rXoL/
A2 no is invalid as a description of whether a single dif-
of Eq. (1), using the UBC computer center, fourth-order
Runge-Kutta routine with error control, for the
boundary conditions 4o(0) = 1, 01(0) = 0 for 1 s! 0. The
intensity of the lth mode is measured by 0* (v)01 (v).
The number of modes included (i.e., the number of
fracted beam will be produced, and this only for light
incident at or near the Bragg angle, or whether many
diffracted beams will be produced regardless of the
satisfaction
of a Bragg angle, e.g., at normal inci-
dence.
equations) was increased for each case until no further
significant effect occurred for a given value of p, e.g., for
p = 50, seven modes were included, and for p = 0.1,
twenty-three modes were needed.
This work was supported by an operating grant from
the National Research Council of Canada to L.Y.
Case 1: p
1 (Raman-Nath regime)
Figure 1 shows the intensities of several modes for p
1 as a function of the grating strength v. Bragg incidence for the first mode was assumed (i.e., B1 = 1 for 1
= 1). Clearly, even for values of v corresponding to large
values of Q = 2vp cos0j, the Raman-Nath regime applies;
and energy is transferred successively into a large
number of modes.
=
Case 11: p >> 1 (Bragg regime)
Figure 2 shows a plot of the intensity of the zero- and
first-order modes against v (and by implication Q) for
p = 50 and Bragg incidence for the first-order mode.
The energy is transferred to and fro between these two
modes as cos2 v and sin2 v in agreement with Kogelnik's
coupled wave theory. 3 Phariseau' 3 indeed showed that
intensities of the higher order modes are of the order of
1/p2 or less of that of the incident mode (provided that
p >>1). Figure 2 shows that the Bragg regime operates
for all Q given that p >>1. As p becomes larger, the
grating becomes more selective, i.e., BI must be closer
to 1 so that the product p 12 (1
-
B) is small enough that
the energy may be transferred to the 1th mode.
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1 June 1978 / Vol. 17, No. 11 / APPLIEDOPTICS
1759
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 76, 063112 共2005兲
Double-pass acousto-optic modulator system
E. A. Donley,a兲 T. P. Heavner, F. Levi,b兲 M. O. Tataw, and S. R. Jefferts
Time and Frequency Division, National Institute of Standards and Technology, 325 Broadway, Boulder,
Colorado 80305
共Received 2 March 2005; accepted 21 April 2005; published online 1 June 2005兲
A practical problem that arises when using acousto-optic modulators 共AOMs兲 to scan the laser
frequency is the dependence of the beam diffraction angle on the modulation frequency. Alignment
problems with AOM-modulated laser beams can be effectively eliminated by using the AOM in the
double-pass configuration, which compensates for beam deflections. On a second pass through the
AOM, the beam with its polarization rotated by 90° is deflected back such that it counterpropagates
the incident laser beam and it can be separated from the input beam with a polarizing beam splitter.
Here we present our design for a compact, stable, double-pass AOM with 75% double-pass
diffraction efficiency and a tuning bandwidth of 68 MHz full width at half maximum for light
transmitted through a single-mode fiber. The overall efficiency of the system 共defined as the optical
power out of the single-mode fiber divided by the optical power into the apparatus兲 is 60%.
关DOI: 10.1063/1.1930095兴
I. INTRODUCTION
For many laser cooling and trapping experiments, it is
necessary to shift and/or sweep the laser frequency at the end
of a cooling cycle. This is done to either adiabatically cool
the atoms to a lower temperature, or to manipulate them in
some other way, such as launching them in an atomic fountain. Most often, the laser frequency must be switched on
time scales shorter than 1 ms, and it may be that laser beams
with several different frequencies must be produced from a
single laser source.
Acousto-optic modulators 共AOMs兲 are widely used to
accomplish the frequency control in laser cooling experiments. When the laser frequency is scanned with an AOM,
the angle of the first-order diffracted beam shifts as well,
since the beam diffraction angle is a function of modulation
frequency. Changes in beam diffraction angle may be desirable for some applications where spatially resolved diffracted beams are needed, but for many applications any
change in the laser propagation direction is an unwanted side
effect. Using an AOM in the double-pass configuration is a
way to practically eliminate changes in beam steering during
frequency sweeps and jumps within the frequency tuning
bandwidth of the AOM. Here we present a detailed description of our modular double-pass system design and a study
of the system’s performance.
The article is organized as follows. In Sec. II, the laser
frequency jump and ramp sequence that is used to cool and
launch the atoms in the primary frequency standard at the
National Institute of Standards and Technology 共NIST兲 is
presented in detail. This provides a real-world example of the
level of laser frequency control that can be desirable for
a兲
Author to whom correspondence should be addressed; electronic mail:
[email protected]
b兲
Permanent address: Istituto Elettrotecnico Nazionale “G. Ferraris” Str.
Delle Cacce 91, Torino, Italy.
0034-6748/2005/76共6兲/063112/6/$22.50
atomic physics experiments. In Sec. III, background into the
properties of acousto-optic modulators is presented. In Sec.
IV, the double-pass configuration is introduced, our specific
design is discussed in detail, and the performance of our
design is presented.
II. ATOMIC FOUNTAIN LASER FREQUENCY
CONTROL
For laser cooling and trapping experiments, the optimum
laser intensity and detuning values that maximize the number
of laser-cooled atoms are not the same as the optimum values
for the lowest atom temperature. The laser intensity that
maximizes the number of atoms can depend on the details of
the atom source, but in general, a higher laser intensity is
better for a thermal source. The optimum laser detuning is
generally a few linewidths, but it can also depend on the
details of the atom source and the laser intensity. In contrast,
at low laser intensities the equilibrium atom temperature in
an optical molasses is equal to a small constant term
共⬃1 ␮K for 133Cs兲 plus a term that is proportional to the
laser intensity and inversely proportional to the laser
detuning.1,2 To simultaneously maximize the atom number
and minimize the atom temperature, often a brief “postcool”
stage is applied as the molasses is turned off. During the
postcool stage, the laser frequency is ramped further to the
red of the atomic resonance while the intensity is ramped to
zero.
The atom launch and postcool sequence for the vertical
laser beams used in the NIST-F1 atomic fountain clock at
NIST is shown in Fig. 1. NIST-F1 serves as the primary
frequency standard for the United States, and a detailed description of the apparatus has been published previously.3 We
accomplish the frequency sweeps and jumps shown in Fig. 1
with AOMs. The intensity ramp is produced by controlling
the rf power into the AOM with a voltage-controlled attenuator. With this sequence, we are able to collect about 107
76, 063112-1
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063112-2
Rev. Sci. Instrum. 76, 063112 共2005兲
Donley et al.
FIG. 2. Momentum conservation diagrams for the absorption of a phonon.
The two cases 关共a兲 and 共b兲兴 represent two configurations for the incident and
diffracted light beams where the conditions are Bragg matched for a given
orientation of the phonon momentum. Note that ␬, and thus ␪i and ␪d, are
made large in the diagrams for clarity. The Bragg angle is normally about 1°
or less, and the phonon momentum is roughly two orders of magnitude
smaller than the photon momentum.
FIG. 1. Laser frequency and intensity ramps typically used for NIST-F1.
The intensity is shown on the left vertical scale in units of the saturation
intensity, Isat. The laser detuning from resonance is indicated on the right
vertical scale. The atoms are initially collected in an optical molasses for
⬃250 ms. To launch the atoms in a moving molasses, the frequencies of the
up 共down兲 beams are shifted from their initial frequencies by typically
+2.5 MHz 共−2.5 MHz兲 for 1 ms. Then the atoms are postcooled in the
moving frame for 2 ms by ramping down the laser intensity while linearly
shifting the frequencies of both beams further to the red by 44 MHz. Note
that the frequency and intensity curves for the horizontal molasses beams
are not shown. Those beams also have a postcool sequence, but there is no
frequency step when the atoms are launched.
atoms per cycle, cool them to ⬃0.5 ␮K, and launch them
into a microwave cavity structure for Ramsey interrogation.
III. ACOUSTO-OPTIC MODULATORS
A. Bragg scattering
For most practical applications of acousto-optic modulators, the Bragg description of the modulation process is a
good approximation to the behavior of the system.4,5 The
main features of AOMs are derived in this picture by treating
the modulation as a photon-phonon scattering process.
The Bragg matching condition can be derived by treating
the acoustic and optical fields as particles with momentum ␬
and k, respectively, where ␬ 共k兲 is the phonon 共photon兲 wave
vector for the acoustic 共optical兲 field; ␬ = ⍀ / vs, where ⍀ is
the rf modulation frequency and vs is the speed of sound in
the crystal. Similarly, k = ␻ / vL, where ␻ is the light frequency and vL is the speed of light in the crystal.
A scattering process between photons and phonons results in the absorption or emission of acoustic phonons. A
first-order scattering process between a photon and a single
phonon is described by the energy-momentum relations
␻d = ␻i ± ⍀,
kd = ki ± ␬ .
shows momentum conservation diagrams that describe
photon-phonon scattering events in which a phonon is absorbed 共+first-order diffraction兲. The photon momentum of
the diffracted light is equal to the sum of the momenta of the
phonon and the incident photon. Conservation of energy requires that the frequency of the diffracted beam be shifted
upward from ␻ to ␻ + ⍀ for a phonon absorption process; but
since ␻ Ⰷ ⍀, the frequency shift can be ignored in the momentum conservation analysis, and 兩ki兩 = 兩kd兩. Adding together
the x and y momentum components leads one to Bragg’s law
sin ␪B =
␬
,
2 · ki
共2兲
where ␪B is the Bragg angle, and ␪i = ␪d = ␪B. Note that we
have derived Eq. 共2兲 without considering the effect of the
boundaries of the acoustic medium. Often it is desirable to
calculate the Bragg angle outside of the crystal, ␪B,ext. To
close approximation, if the crystal boundaries are parallel to
␬, the external Bragg angle is larger than the internal Bragg
angle by a factor of n, where n is the refractive index of the
acoustic medium.
The cases shown in Figs. 2共a兲 and 2共b兲 represent the two
geometries where the Bragg matching condition is met for
+first-order phonon absorption for a given orientation of ␬.
Notice that the incident photon wave vector for one case and
the diffracted photon wave vector for the other case counterpropagate. This point is relevant to the discussion of the
double-pass configuration below. Diagrams similar to those
in Fig. 2 can be drawn for the single-phonon emission process, where the diffracted light enters the −first order, and
the frequency of the diffracted beam is shifted to ␻ − ⍀.
B. Acousto-optic devices
共1兲
The subscripts i and d designate whether the corresponding
photon is incident or diffracted. The sign depends on whether
the phonon is absorbed or emitted, which depends on the
relative orientations of the incident photon and phonon wave
vectors.
The Bragg matching condition that determines the optimum angles for the incident laser and acoustic beams for
peak first-order diffraction efficiency can be derived with
energy and momentum conservation arguments. Figure 2
A schematic drawing of an acousto-optic modulator is
shown in Fig. 3. A rf signal is fed to a strain transducer in
contact with the AOM crystal. The rf modulation at frequency ⍀ causes a traveling density wave to form inside the
crystal; the wave propagates at the speed of sound in the
crystal, vs, with the frequency ⍀. The refractive index is
therefore modulated with a wavelength of ⌳ = 2␲ · vs / ⍀, and
the crystal acts like a thick diffraction grating with the rulings traveling away from the transducer with a velocity vs.
The Bragg approximation is valid only when the acoustic
wave is describable by a plane wave and all phonons have
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063112-3
Double-pass AOM system
FIG. 3. 共Color online兲 Schematic drawing of an aligned AOM. The AOM is
shown in the mode where the light is diffracted into the +first order and the
laser frequency is up-shifted by the rf modulation frequency ⍀. Note that
phonons are absorbed in this configuration, and momentum is transferred to
the laser beam in the direction away from the strain transducer. The crystal
can also be aligned to be Bragg matched for the −first diffraction order 共not
shown兲. In that case, corresponding to a phonon emission process, all of the
laser beams are mirror symmetric about the horizontal axis with respect to
those shown in the figure, and the diffracted laser frequency is down shifted
by ⍀. Note that the external Bragg angle is larger than the internal Bragg
angle because of refraction at the crystal surfaces.
the same wave vector. In practice, this limiting case can be
achieved to a close approximation when the strain transducer
is long compared to the acoustic wavelength in the direction
of laser beam propagation and acoustic diffraction is minimized. It is therefore not uncommon to achieve greater than
80% diffraction efficiency into a single diffraction order with
careful engineering.5 The AOM that we use 共Crystal Technology, Inc. 3080-120兲6 has a TeO2 crystal driven with a
longitudinal acoustic mode. At a typical rf frequency of 80
MHz the external Bragg angle is 8 mrad for light with a
vacuum wavelength of 852 nm.
C. Bandwidth
The bandwidth is generally defined as the frequency
range over which the modulated laser power drops by 50%
共3 dB兲 from the peak value. For the AOM model that we use
the specified modulation bandwidth is 20 MHz. The diffraction efficiency that we measured versus rf modulation frequency is presented in Fig. 4 for a single pass through the
AOM of a 1.1 mm 关full width 共FW兲 1 / e2兴 collimated beam.
The full width at half maximum 共FWHM兲 of the curve is
⬃50 MHz, which is 2.5 times larger than the manufacturer’s
specified bandwidth. The diffraction efficiencies are the average of four measurements. The values for the absolute errors in the single-pass diffraction efficiency are up to 4%.
The double-pass measurements shown in Fig. 4 are discussed
in the next section.
IV. DOUBLE-PASS CONFIGURATION
We send light to our apparatus with a number of singlemode optical fibers that facilitate the delivery of laser light to
hard-to-reach points on the apparatus and act as spatial filters. While the spatial filtering improves the beam quality
and facilitates optics alignment downstream from a fiber, it
makes the coupling efficiency for light into the fiber ultrasensitive to the stability of the beam pointing upstream of the
Rev. Sci. Instrum. 76, 063112 共2005兲
FIG. 4. 共Color online兲 Measured single-pass and double-pass diffraction
efficiencies. When comparing the data in the graph, note that for the doublepass measurements the light was diffracted twice by the AOM, and the
measurements of the diffracted beam power were performed at the output of
a single-mode fiber, which had a coupling efficiency of 80%. It is the overall
diffraction efficiency through the fiber that is plotted in the figure for the
double-pass data. The double-pass diffraction efficiency at the fiber input is
75%. The double-pass diffraction efficiency measurements were performed
with and without the cat’s eye lens. Note that since the light frequency is
shifted twice for the double-pass measurements, the actual frequency tuning
bandwidth is twice the FWHM of the curves. For the double-pass measurements performed with the cat’s eye, this corresponds to 68 MHz.
fiber. This presents a challenge when the frequency of the
light being injected into the fiber is ramped with AOMs,
since the Bragg angle depends on the modulation frequency.
The alignment problems caused by AOM frequency
sweeps can be practically eliminated by using the doublepass configuration, in which the laser beam travels through
the AOM twice and the beam deflection is compensated in
the second pass. Modulating the light with the AOM twice
also means that the total frequency shift is twice the modulation frequency.
The two momentum conservation diagrams in Figs. 2共a兲
and 2共b兲 represent the momentum vectors for the two passes.
Notice that the incident and diffracted beams for one case
counterpropagate the diffracted and incident beams for
the other case. Thus with the alignment optimized, if the
+first-order diffracted beam is reflected back onto itself
through the AOM for a second pass, the +first-order diffracted beam for the second pass will spatially overlap the
original incident beam, independent of the modulation frequency.
Figure 5 is a schematic drawing of our double-pass
AOM apparatus, and a photograph is shown in Fig. 6. Light
with linear polarization oriented parallel to the page enters
the apparatus from the left as shown in Fig. 5. The beam is
steered through a polarizing beam splitter and a Galilean
telescope by two adjustable mirrors before it enters the
AOM. The Galilean telescope reduces the beam diameter
from 2.2 to 1.1 mm 共FW 1 / e2兲 and consists of a planoconvex lens and a plano-concave lens separated by 5 cm.
The position of the AOM is constrained by a 3 mm dowel
pin, around which the AOM can be rotated about an axis
through the center of the crystal. The AOM can be clamped
down to the mounting block with two screws after rough
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063112-4
Rev. Sci. Instrum. 76, 063112 共2005兲
Donley et al.
needed to align the light polarization with the proper axis of
the fiber. The base plate to which the optics are mounted is
temperature controlled with an inexpensive commercial foil
heater and controller. We describe the function of some key
features in the apparatus in detail below.
A. Galilean telescope
FIG. 5. 共Color online兲 Schematic drawing of the double-pass system. M:
mirror; PBS: polarizing beam splitter; PCX: plano-convex lens; PCC: planoconcave lens; AOM: acousto-optic modulator; QWP: quarter-wave plate;
BB: beam block; HWP: half wave plate; FC: fiber coupler; PM: polarization
maintaining fiber. The circles that are attached to some of the optics represent angular adjustment knobs. The arrows above two of the lenses indicate
that they are held in lens-focusing mounts.
angular alignment of the AOM is achieved. Fine angular
alignment is accomplished by adjusting the orientation of the
two input mirrors. Immediately downstream from the AOM
is a quarter-wave plate that circularizes the polarization. The
plano-convex lens and mirror downstream from the AOM
combine to form the cat’s eye retroreflector, which is discussed in detail below. The zeroth-order undiffracted beam
is blocked with a beam block before the mirror. The
+first-order diffracted beam reflects back from the cat’s eye
and through the quarter-wave plate, where the polarization is
converted back to linear polarization such that the polarization vector is oriented perpendicular to the page on the second pass through the AOM. The light is modulated by the
AOM a second time and the resulting +first-order diffracted
beam for the second pass overlaps the incident laser beam.
The modulated light is then reflected from the adjustable
polarizing beam splitter and directed to an adjustable mirror,
a half wave plate, and a polarization-maintaining singlemode fiber coupler that contains an 11 mm coupling lens. If
beam misalignments of over 1 ␮m for the focused spot on
the fiber core are to be avoided, the angular tolerance for the
light beam leaving the AOM is ⬃0.2 mrad. Note that the
Galilean telescope reduces the angular steering of the beam
entering the fiber by a factor of 2. Alignment of the laser
beam into the fiber coupler is accomplished by adjusting the
angles of the mirror and the polarizing beam splitter. To
avoid fluctuations of the polarization of the light emerging
from the polarization-maintaining fiber, the half wave plate is
FIG. 6. 共Color online兲 Our double-pass apparatus. The dimensions of the
base plate are 25 cm⫻ 46 cm.
The diffraction efficiency for an AOM is a strong function of beam waist diameter, and increases with increasing
waist size before leveling off above 90% for a typical diameter of about 0.5 mm. The case enclosing the AOM that we
use has laser apertures of 3 mm in diameter, but the active
aperture over which the manufacturer guarantees that the device meets specifications is only 1 mm in diameter. The
beam size we chose is 1.1 mm 共FW 1 / e2兲 and is a trade-off
between performance and convenience.
The Gaussian beam waist diameter d for a plano-convex
lens may be estimated by the formula d = 4␭f / ␲D in terms of
the focal length f, the wavelength ␭, and the beam diameter
at the lens D. Following the manufacturer’s suggestion of
using a single plano-convex lens for focusing down the beam
while simultaneously optimizing the diffraction efficiency
would require the use of a lens with 1 m focal length. If
sufficient space is available on the optical table, then we can
follow this approach and achieve good diffraction efficiencies with a weakly focused beam.
We can dramatically reduce the size of the apparatus by
using a Galilean telescope to reduce the sizes of the laser
beams. In principle, by using lenses with very short focal
lengths, the length of the telescope can be reduced to a few
centimeters. However, there is a trade-off in how small to
make the focal lengths. In general, it is much more difficult
to fine tune the optical alignment in the apparatus when short
focal-length lenses are used to resize the beams. In our apparatus, the input beam has a diameter of 2.2 mm 共FW 1 / e2兲.
We reduce the diameter by a factor of 2 with a +100 mm
plano-convex and a −50 mm plano-concave lens spaced by
⬃50 mm such that the beam entering the AOM is collimated. We mounted the 100 mm converging lens on a commercial lens-focusing mount in order to fine tune the lens
spacing. Note that proper orientation of the planar side of the
lenses is required to minimize spherical aberrations4 共see Fig.
5兲. The alignment of a prototype of the apparatus was much
more difficult to optimize and maintain when the Galilean
telescope consisted of f = + 50 mm and f = −15 mm lenses.
We also measured the single-pass diffraction efficiency
of the AOM with a focused beam by removing the diverging
lens, without which the beam waist diameter was ⬃50 ␮m in
the AOM. If the incident laser beam is strongly focused into
the AOM, then there is effectively a range of angles of incidence for the incoming light, and only a fraction of the converging rays are Bragg matched with the crystal. From the
point of view of geometric optics, when the beam is focused
down, the light rays enter with an angular spread of
⬃20 mrad. This range is large compared to the external
Bragg angle 共⬃8 mrad兲, and in this mode only a component
of the zeroth-order beam is diffracted into the first-order
beam. Since the component of the zeroth-order beam that
diffracts depends on the rf frequency, a dark spot is observed
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063112-5
Rev. Sci. Instrum. 76, 063112 共2005兲
Double-pass AOM system
moving across the zeroth-order beam as the rf frequency is
swept over the frequency range of the AOM. The maximum
diffraction efficiency peaked at approximately 50% of what
we observed with a collimated beam.
B. Cat’s eye retroreflector
Having a cat’s eye7 as opposed to a simple flat-mirror
retroreflector dramatically improves the frequency-tuning
range 共bandwidth兲 for the double-pass apparatus. Owing to
the dependence of the Bragg angle on the rf modulation frequency, the angle of incidence onto the retroreflector depends on ⍀. This can cause the frequency-tuning bandwidth
for the double-pass apparatus to be much narrower than for
single-pass diffraction, since in practice, the optical alignment is optimized at only a single rf frequency. When the
beam arrives at the AOM for its second pass, an imperfect
retroreflector causes the angle of incidence on the AOM to
deviate from the external Bragg angle and the beam spot
position to shift on the AOM. This effect is most problematic
when a flat-mirror retroreflector is used.
The standard cat’s eye consists of a lens and a mirror
with their spacing equal to the focal length of the lens, f. For
our application, there is a special configuration for the cat’s
eye. For optimum performance the spacing between the
AOM and the lens should equal the lens focal length.
In this special configuration, as ⍀ is swept, the diffracted
angle is also swept, but when a lens is positioned a distance
f from the AOM, the rays emanate from the focal point of
the lens, and will emerge from the lens parallel to the zerothorder beam but deviated by a distance d = f · tan共2␪B,ext兲 for
the first-order beam. The angle of the mirror can then be
adjusted such that the diffracted beam always hits the mirror
at normal incidence independent of the modulation frequency.
The advantage of this special cat’s eye configuration was
previously noted by Boulanger and co-workers,8 but they did
not present their system in detail and did not inject the modulated light directly into a single-mode fiber. For our apparatus, we find that to efficiently inject the double-passed light
into the single-mode fiber without adjusting the beam collimation it is important that the lens-mirror spacing be close to
the lens focal length so that the beam is collimated at the
single-mode fiber coupler. To be able to optimize the fiber
coupling efficiency, we mounted the cat’s eye lens onto a
commercial lens focusing mount to optimize the lens-mirror
spacing. Also, in contrast to what is implied by Boulanger
and colleagues, the plano-convex lens in the cat’s eye does
not have to have a long focal length. We used a lens of half
the focal length that they recommended, found the alignment
sensitivity unchanged, and still achieved an ideal doublepass bandwidth.
Our cat’s eye retroreflector consists of a +75 mm focallength plano-convex lens and a planar mirror. While the performance is ideal when the AOM-lens spacing is equal to the
focal length, the spacing can be reduced by shifting the
whole cat’s eye toward the AOM to save space if desired
without dramatically compromising the bandwidth. For our
system, we observe only a 20% decrease in the frequency-
tuning bandwidth when the AOM-cat’s eye spacing is reduced by 50%.
In principle, we can achieve the same results using a
spherical mirror in place of the cat’s eye with the mirror
positioned at a distance equal to its radius of curvature from
the AOM. However, it is difficult to find an inexpensive concave mirror with high reflectivity.
C. Performance
We typically observe diffraction efficiencies exceeding
85% for a single pass and 75% for a double pass. Our data
are summarized in Fig. 4, where single-pass and double-pass
measurements are presented. It is important to emphasize
that, although the three curves are shown together, the values
of the diffraction efficiencies for the single-pass and doublepass measurements have different meanings. Whereas the
single-pass diffracted power was directly measured at the
AOM output, the light for the double-pass measurements
was diffracted by the AOM twice and this diffracted light
was injected into a single-mode fiber. The power for the
double-pass configurations was measured at the fiber output
to have a sensitive test on beam pointing stability. The peak
double-pass diffraction efficiency is 75% without the fiber, as
compared to 85% for the single-pass efficiency, which indicates that the second-pass diffraction through the AOM can
be more efficient than the first-pass diffraction.
The ratio of the FWHM for the single-pass measurements to the FWHM of the double-pass measurements performed with the cat’s eye is 1.43共7兲. Assuming a Gaussian
dependence, in theory, if there were no beam steering problems, the diffraction efficiency function for the single-pass
should be squared to arrive at the diffraction efficiency frequency dependence for the double pass. Thus, the optimum
ratio of the single-pass to the double-pass bandwidth is 冑2,
in agreement with what we observe. This agreement shows
that the cat’s eye acts as an ideal retroreflector. Note that the
frequency dependencies shown in Fig. 4 are in terms of the rf
modulation frequency, not the actual frequency shift, which
is two times larger for a double pass. So, in terms of the
frequency tuning range, the bandwidth of the double pass
with the cat’s eye is larger than that of the single pass by 冑2.
Quite striking is the difference between the double-pass
measurements performed with and without the cat’s eye lens.
Having the cat’s eye retroreflector as opposed to a planar
mirror increases the frequency-tuning bandwidth of the device by about one order of magnitude.
ACKNOWLEDGMENTS
The authors thank M. A. Lombardi and D. R. Smith for
helpful comments on this manuscript. This work is a contribution of NIST, an agency of the U.S. government, and is not
subject to copyright.
1
C. Solomon, J. Dalibard, W. D. Phillips, A. Clairon, and S. Guellati,
Europhys. Lett. 12, 683 共1990兲.
2
C. G. Townsend et al., Phys. Rev. A 52, 1423 共1995兲.
3
S. R. Jefferts et al., Metrologia 39, 321 共2002兲.
4
R. Guenther, Modern Optics 共Wiley, NewYork, 1990兲.
5
E. H. Young and S. Yao, Proc. IEEE 69, 54 共1981兲.
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063112-6
6
Rev. Sci. Instrum. 76, 063112 共2005兲
Donley et al.
Products or companies named here are cited only in the interest of complete scientific description, and neither constitute nor imply endorsement
by NIST or by the US government. Other products may be found to serve
just as well.
7
8
J. J. Snyder, Appl. Opt. 14, 1825 共1975兲.
J. S. Boulanger, M. C. Gagné, and R. J. Douglas., Proceedings of the 11th
European Frequency and Time Forum, Neuchatel, France, 4–6, March,
1997, pp. 567–571.
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MT80
AO Modulator/Shifter
TeO2 modulator for 450-1100 nm lasers
• Wide spectral range • Linear or random Polar
These modulators have been specially designed for general purpose
low speed applications. They are proposed with various wavelength
ranges or with V-coating.
They can also be used as fixed frequency shifters @80 MHz, as well as variable frequency shifters with a
frequency range up to 80 +/- 15 MHz.
With an adapted frequency range, user will be able to operate this device as a high speed low resolution deflector.
Specifications
Material-Acoustic mode
Acoustic Velocity
Optical Wavelength range
Transmission
Optical Input / Output polarizations
Aperture
Carrier frequency / Frequency shift
Separation angle
Diffraction efficiency
(with TEM00 beam, M² ≤ 1.1)
Rise time
Amplitude modulation bandwidth
Static extinction ratio
Max optical power density
Input impedance
TeO2 [L]
V=4200 m/s
VIS:
450-700 nm
IR:
700-1100 nm
1064 nm: 980-1100 nm
VIS/IR:
> 95 %
1064 nm: 98% @1064nm
Linear
1 x 2 mm² or 1.5 x 2 mm²
80 MHz
10.1 mrd @532 nm
20.3 mrd @1064 nm
85 %
160 ns/mm (min 24 ns)
> 20 MHz (-3 dB, @150µm)
> 2000/1
VIS : 5 W / mm² @532 nm, IR : > 10 W / mm²
Nom 50 Ω
V.S.W.R.
Nom < 1.5/1
RF Power
VIS:
IR/1064 nm:
Connector
Size / Weight
Operating Temperature
≤ 1 Watts
≤ 2 Watts
SMA
(Lxlxh) 50.9 x 22.4 x 15.8 mm3 / 50 g
10 to 40 °C
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Relative Diffraction Efficiency vs RF Power
1
Separation angle (∆θ) is wavelength (λ) sensitive:
λF
0,8
V
0,6
RF power (P) is wavelength (λ) sensitive:
%
∆θ =
0,4
P1 λ12
=
P2 λ 22
0,2
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
RF power / Pmax
OPTION
Frequency range 80+/-15MHz
Nominal efficiency over 80+/-15MHz > 70%
MT80-Ax-zz
X (aperture, mm) = 1 or 1.5
Y = frequency range (MHz) if any
ZZ = VIS (450-700 nm), IR (700-1100 nm), @1064nm
Outline Drawing
(sizes in mm)
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1
1,1
1,2
1,3
1,4
DRFA10Y
Fast VCO driver
Fast sweeping time VCO
• Random access or raster scan • OEM & Laboratory
versions • Sweeping time ≤ 1 µs
These Voltage Controlled Oscillators are the simplest way to
control a deflector or a variable frequency shifter, in random
access or raster scan mode.
A voltage between 0 and 10 V is applied on the frequency control input in order to sweep the frequency. The
sweeping time from Fmin to Fmax can be as low as 1 µs. The typical stability of a VCO is 50 to 100 KHz/°C : in
option higher stabilities are proposed, and for the sharpest applications, a DDS will be preferred.
These drivers are used in combination with AA amplifiers.
Specifications
Frequency range
Frequency stability
Sweeping time
Frequency control
1
Linearity (full bandwidth)
Rise time / Fall time (10-90 % )
Modulation input control 1
Video In
Extinction ratio
2
Harmonics
Up to one octave (40-100, 60-150, 80-200, 140-300, 190-350)
Matched to AO device at factory
Nom +/- 50 to 100kHz/°C
≤ 1 µs
Analog 0-10 V / 1 KΩ
Nom +/- 5 %
< 10 ns
Analog 0-5 V / 50 Ω
> 40 dB
Nom > 20 dBc
Output RF power 3
Nom - 30 to 0 dBm (to be associated with AA Amplifier)
Output impedance
50 Ω
V.S.W.R.
Power supply
Input / Output connectors 2
Size
Weight
Cooling
Maximimun case temperature
Operating temperature
≤ 1.5 : 1
OEM version : 24 VDC – nom 150 mA
Laboratory version 4 : 110-230 VAC – 50-60 Hz
SMA
OEM version : 84 x 69 x 15.8 mm3
Laboratory version 4 : 310 x 250 x 105 mm3
OEM version : 0.2 Kg
Laboratory version 4 : 4 Kg
Conduction through baseplate
50 °C
10 to 40 °C
1
On request different Video In are proposed : 0-5 V/50 Ohms, 0-5V/500 Ohms, TTL…
Other values or models on request
3
Fully adjustable with screw potentiometer from 0 to 1 watt or 0 to 2 Watts
4
These versions are complete turn key systems with minimum set up time.
The source and convenient amplifiers are integrated in a rack which is supplied with 110-230 VAC.
A selection switch on front panel allows the user to select both operating modes:
CW mode: internal CW modulation of RF power with front pannel cursor.
AM mode: external amplitude modulation controlled through external modulation input.
F CW mode: internal CW modulation of RF Frequency with front pannel cursor.
FM mode: external frequency modulation controlled through external input.
2
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% max
Relative Power/Amplitude vs MOD IN
Frequency versus Input voltage control
1
2
0.9
1.9
0.8
1.8
0.7
1.7
0.6
1.6
1.5
0.5
1.4
0.4
Output Amplitude
0.3
Practical non linearity
1.2
Output power
0.2
Theoritical behavior
1.3
1.1
0.1
1
0
0
0
1
2
3
4
2
4
5
DRFA10Y-B-0
B = B (24 VDC), D (110-230 VAC) (Power supply)
0 = 0 dBm (30, 33…)
sizes in mm
8
10
Frequency CTRL (V)
MOD IN (V)
Outline Drawing
6
OEM Version
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AMPA–B-30 -33
Large Band RF amplifier
RF amplifiers 1 & 2 Watts
• Large band • General purposes
These amplifiers are made for general purpose applications,
covering frequency ranges up to 450-600 MHz.
In association with a VCO driver or a DDS driver, they will provide the necessary RF power to drive an
acousto-optic device up to 2 watts.
Specifications
1
2
3
Frequency range1
1 Watt : 20-450 MHz
2 watts : 20-600 MHz
Gain2
1 Watt : ≥ 33 dB
2 watts : ≥ 40 dB
Gain Flatness
Nom +/- 0.5 dB, ≤ +/1 dB
Noise Figure
1 Watt : nom 5 dB
2 watts : nom 7 dB
Output RF Power (1 dB
compression)
≥ 30 dBm (≥ 29.5 dBm @ <40 MHz), 1 Watt
≥ 33 dBm , 2 Watts
Output Impedance
50 Ω
CLASS
A
Power supply3
1 Watt : 24 +/- 0.5 VDC - ≤ 340 mA
2 watts : 24 +/- 0.5 VDC - ≤ 500 mA
Input / Output connectors
SMA female
Size
76 x 40 x 42 mm3
Weight
0.22 Kg
Heat exchange
Conduction through baseplate
Operating temperature
-10 to +55 °C
Optimized at factory according to AO device if any
Other values or models on request
110/230 VAC available on request
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Models
AMPA-B-30 : Amplifier 1 Watt
AMPA-B-33 : Amplifier 2 Watts
Outline Drawing
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Wartung und Reinigung
CCD Platinenkamera
Version 06/06
Best.-Nr. 19 09 74 1/3” Schwarzweiß
Best.-Nr. 19 09 88 1/3” Farbe
Außer dem gelegentlichen Reinigen der Linse muss das Kameramodul nicht gewartet werden.
Verwenden Sie ein sauberes, flusenfreies, antistatisches, trockenes Tuch zum Reinigen der Linse. Verwenden
Sie keine Glanz- oder chemischen Mittel bzw. Lösungsmittel.
Entsorgung
Im Interesse unserer Umwelt und um die verwendeten Rohstoffe möglichst vollständig zu
recyceln, ist der Verbraucher aufgefordert, gebrauchte und defekte Geräte zu den öffentlichen
Sammelstellen für Elektroschrott zu bringen.
Das Zeichen der durchgestrichenen Mülltonne mit Rädern bedeutet, dass dieses Produkt an
einer Sammelstelle für Elektronikschrott abgegeben werden muß, um es durch Recycling einer
bestmöglichen Rohstoffwiederverwertung zuzuführen.
Bestimmungsgemäße Verwendung
Das Kameramodul mit manueller Fokusanpassung ist für Überwachungs- und Sicherheitszwecke in
wichtigen, unbeaufsichtigten Bereichen (z. B. Geschäftsräumen, Gegensprechanlagen, Einfahrten und
Parkgaragen konzipiert. Die Aufnahmen können auf beliebigen Wiedergabegeräten mit Videoeingang, wie
etwa einem TV oder Monitor, wiedergegeben werden.
Das Kameramodul darf nicht ohne Schutzgehäuse eingesetzt werden und kann ausschließlich mit 12 V DC
betrieben werden. Kontakt mit Feuchtigkeit muss unbedingt vermieden werden!
Das Kameramodul anderweitig als oben beschrieben einzusetzen, ist nicht zulässig und führt zu einer
Beschädigung des Produkts. Damit verbundene Risiken beinhalten Kurzschluss, Brandgefahr, Elektroschock,
usw. Weder das Produkt noch Teile davon dürfen geändert oder nachgebaut werden. Lesen Sie die
Bedienungsanweisung aufmerksam durch, und bewahren Sie sorgfältig auf.
Sicherheitshinweise
Bei Schäden, die durch Nichtbeachtung dieser Bedienungsanleitung verursacht werden,
erlischt der Garantieanspruch! Für Folgeschäden und bei Sach- und Personenschäden,
die durch unsachgemäße Handhabung oder Nichtbeachten der Sicherheitshinweise
verursacht werden, übernehmen wir keine Haftung!
Ein Ausrufezeichen im Dreieck weist auf wichtige Informationen in der Bedienungsanleitung
hin. Lesen Sie die gesamte Bedienungsanleitung durch und beachten Sie unbedingt alle
Sicherheitsanweisungen.
• Das Produkt darf nicht verändert oder umgebaut werden, sonst erlischt nicht nur die Zulassung (CE),
sondern auch die Garantie/Gewährleistung.
• Das Produkt darf nicht extremen Temperaturen, direktem Sonnenlicht, intensiver Vibration, Staub oder
Feuchtigkeit ausgesetzt werden.
• Das Kameramodul muss vor der Inbetriebnahme in ein geeignetes Gehäuse installiert werden.
• Die Installation der Sensorkamera in der Nähe starker Magnet- oder Elektrofelder, wie etwa Mobiltelefone,
Funkgeräte, Elektromotoren, usw. ist nicht empfehlenswert.
• Das Kameramodul kann nur mit einem Netzteil oder einem Akku mit stabilisierter Gleichspannung
betrieben werden. Der Strom der Spannungsquelle muss ausreichend sein.
• Nach extremen Temperaturunterschieden benötigt das Gerät 15 Minuten zur Stabilisierung, um sich an
die neue Umgebungstemperatur anzupassen, bevor es in Betrieb genommen werden kann.
• Beim Anschließen der Kamera ist sicherzustellen, dass die Verbindungskabel nicht durch scharfe Kanten
beschädigt werden.
• Beim Einsatz anderer Geräte oder Werkzeuge müssen die jeweiligen Bedienungsanweisungen beachtet
werden.
• Beim Einsatz eines Netzteils als Spannungsquelle müssen die geltenden Sicherheitsrichtlinien auf alle
Fälle befolgt werden. Autoladegeräte und Netzteile für Kinderspielzeug sind nicht als Spannungsquellen
geeignet und führen dazu, dass die Komponenten beschädigt werden oder das Gerät nicht funktioniert.
• In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des Verbandes der gewerblichen
Berufsgenossenschaften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel zu beachten.
• Wenn anzunehmen ist, dass ein gefahrloser Betrieb nicht mehr möglich ist, so ist
das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen unbeabsichtigten Betrieb zu sichern.
Es ist anzunehmen, dass ein gefahrloser Betrieb nicht mehr möglich ist, wenn:
- das Gerät sichtbare Beschädigungen aufweist,
- das Gerät nicht mehr arbeitet und
- nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen oder
- nach schweren Transportbeanspruchungen.
• Falls Sie bezüglich Installation oder Betrieb des Kameramoduls Zweifel haben, wenden Sie sich bitte an
ausreichend qualifiziertes Personal.
• Lassen Sie niemals Verpackungsmaterial unachtsam herumliegen. Plastikfolien/Taschen usw. können für
Kinder zu einem gefährlichen Spielzeug werden, es besteht Erstickungsgefahr.
• Das Produkt ist kein Spielzeug und muss außerhalb der Reichweite von Kindern gehalten werden!
• Wartung, Anpassungs- und Reparaturarbeiten dürfen nur von einer Fachkraft bzw. einer Fachwerkstatt
durchgeführt werden.
• Sollten Sie noch Fragen haben, die in dieser Bedienungsanleitung nicht beantwortet werden, so wenden
Sie sich bitte an unseren technischen Kundendienst oder andere Fachleute.
Technische Daten
Best.-Nr.
190974
190988
Betriebsspannung
12V=
12V=
Stromaufnahme
ca. 100 mA
ca. 100 mA
Bildsensor
1/3” CCD Schwarz/weiß
1/3” CCD Farbe
Videoformat
PAL
PAL
Linse (Brennweite)
1,5m
1,5m
Videopegel
1,0Vp-p ± 0.2
1,0Vp-p ± 0.2
Lichtempfindlichkeit
0,01 Lux bei F1.2
0,5 Lux bei F1.2
Verschlusszeit
1/50 ~ 1/100000 Sekunde
1/50 ~ 1/100000 Sekunde
Effektive Bildpunkte (Pixel)
512 x 582
512 x 582
Auflösung (TV-Zeilen)
380
420
Video-Signal-/Rauschabstand
> 48dB
> 48dB
Arbeitstemperaturbereich
- 20ºC bis + 55ºC
- 20ºC bis + 55ºC
Rel. Luftfeuchtigkeit
< 90 % (nicht kondensierend)
< 90 % (nicht kondensierend)
Abmessungen (L x B x H)
32 x 32 x 27 mm
32 x 32 x 27 mm
Befestigungs-/Lochabstand
27mm (ø2,2mm)
27mm (ø2,2mm)
Masse (ohne Anschlusskabel)
13,5g
13,5g
Maintenance and cleaning
CCD Card Camera
Version 06/06
Item no. 19 09 74 1/3” black/white
Item no. 19 09 88 1/3” colour
Apart from sporadically cleaning the lens, the card camera is maintenance-free.
Use a clean, lint-free, antistatic and dry cloth to clean the len. Do not use any abrasive or chemical agents
or detergents containing solvents.
Disposal
In order to preserve, protect and improve the quality of environment, protect human health and
utilise natural resources prudently and rationally, the user should return unserviceable product
to relevant facilities in accordance with statutory regulations.
The crossed-out wheeled bin indicates the product needs to be disposed separately and not as
municipal waste.
Intended use
The card camera with manual focus adjustment is designed for surveillance and security purposes in
uncontrolled and critical areas (such as shop, door intercoms, entrance areas or parking lots etc.). The
recorded images can be played back with sound on any suitable display device with video input (such as
TV or monitor).
The card camera is not permitted to use without protection (without the corresponding casing). It must be
power by 12 V= only. Contact with moisture must be avoided at all times.
Any usage other than described above is not permitted and can damage the product and lead to associated
risks such as short-circuit, fire, electric shock, etc. No part of the product may be modified or rebuilt. Please
read the operating instructions thoroughly and keep the operating instructions for further reference.
Safety instructions
We do not resume liability for resulting damages to property or personal injury if the
product has been abused in any way or damaged by improper use or failure to observe
these operating instructions. The guarantee will then expire!
An exclamation mark in a triangle indicates important information in the operating
instructions. Carefully read the whole operating instructions before operating the device,
otherwise there is risk of danger.
• Unauthorised conversion and/or modification of the device are inadmissible because of safety and
approval reasons (CE).
• The card camera must not be exposed to dust, extreme temperatures, direct sunlight, intense vibration
or dampness.
• The card camera must be installed in proper housing in prior to operation.
• The card camera should not be installed in vicinity of strong magnetic or electric fields, e.g. mobile
phones, walkie-talkies, electric motors etc.
• The card camera is only permitted to be powered by power pack or a battery/accumulator with screened
and stabilized direct voltage. The voltage source must be able to supply sufficient power.
• After rapid temperature changes, the device needs approximately 15 minutes of stabilization to
accommodate to the new ambient temperature before use.
• When connecting the camera, make sure that the connection cables are not damaged by sharp edges.
• When using other devices or tools to assist the installation, the corresponding operating instructions
must be observed.
• When using a power pack as the voltage source, valid safety regulations must be followed under all
circumstances. Car chargers and toy transformers are not suitable as voltage sources and will lead to
damage to the components or to the device failing to function.
• In commercial institutions, the accident prevention regulations of the relevant professional insurance
association for electrical systems and operating materials have to be observed.
• If safe operation of the card camera is no longer possible, disconnect the appliance immediately and
secure it against inadvertent operation. Safe operation is no longer possible if:
- the device shows visible damages,
- the device no longer works and
- the device was stored under unfavourable conditions for a long period of time,
- the device was subject to considerable transport stress.
• If you have any doubt about the card camera installation or operation, consult adequate qualified
personnel.
• Packaging materials must not be lying around carelessly. They could become dangerous toys in hands
of children.
• This card camera is not a toy and should be kept out of reach of children!
• Servicing, adjustment or repair works must only be carried out by a specialist/ specialist workshop.
• If any questions arise that are not answered in this operating instruction, please contact our Technical
Advisory Service or other experts.
Technical data
Item no.
190974
190988
Operating voltage
12V=
12V=
Current consumption
approx. 100mA
approx. 100mA
Image sensor
1/3” CCD black/white
1/3” CCD colour
Video format
PAL
PAL
Lens (focal distance)
1.5m
1.5m
Video level
1.0Vp-p ± 0.2
1.0Vp-p ± 0.2
Light intensity
0.01 Lux at F1.2
0.5 Lux at F1.2
Shutter speed
1/50 ~ 1/100000 second
1/50 ~ 1/100000 second
Effective pixels
PAL: 512 x 582
PAL: 512 x 582
Resolution (TV lines)
380
420
Video signal-to-noise ratio
> 48dB
> 48dB
Operating temperature
-20ºC to +55ºC
-20ºC to +55ºC
Operating humidity
< 90% (non-condensing)
< 90% (non-condensing)
Dimensions (LxWxH)
32 x 32 x 27 mm
32 x 32 x 27 mm
Fastening/ hole pitch
27mm (ø2.2mm)
27mm (ø2.2mm)
Weight (without conection cable)
13.5g
13.5g
Connection and operation
Use 12V= voltage source to power the card camera. Never try to operate the camera with
another voltage source. The DC source for the camera has to supply a current of 100 mA
as minium load capacity. Never overload the voltage source.
If you use a power pack as voltage source, this must be turned off during connecting.
Observe the polarity when connecting the voltage supply. If the polarity is not correct, the
components of the card camera may be destroyed.
Anschluss und Betrieb
Zum Betrieb der Sensorkamera ist eine 12 V-Spannungsquelle zu verwenden. Unter keinen
Umständen ist eine andere Spannungsquelle zu verwenden. Die Spannungsquelle muss
einen Ausgangsstrom von 100 mA liefern können. Ein überlasten der Spannungsquelle ist
unbedingt zu vermeiden.
Wenn Sie ein Netzteil als Spannungsquelle verwenden, muss dieses beim Anschließen
ausgeschaltet sein.
Beim Anschließen ist die Polarität zu beachten. Unterlassen Sie dies, können die
Komponenten der Sensorkamera beschädigt werden.
Camera connections
Connect the small white plug of the connection cable with the camera module. This only fits into the socket
with the right polarity.
Video connection
Connect the video input of your TV or monitor with the yellow cinch socket of the cameramodule.
Use a suitable optional cinch connection cable (polarity: inside video, outside ground).
For any extensions, only use suitably shielded cinch cables. The use of other, unsuitable cables
may lead to interference.
Keep the length of the cable as short as possible.
An dem Kabel ist eine gelbe Cinch Buchse montiert, für den direkten Anschluss an einem TV Gerät oder
Monitor FBAS ( C
Es ist auch eine DC Buchse ( rot ) montiert
Abmessungen aussen Ø 5,5 mm innen Ø 2,1 mm
Polarität innen Plus ( +) aussen Minus ( - )
Power supply connection
Connect the red power supply plug of the camera connection cable (VDC) with a matching power pack. The
DC low voltage plug must have the following properties:
- Dimensions outside 5.5 mm, inner hole 2.1 mm.
- Polarity inside plus (+), outside minus (-).
Manuelles Anpassen der Brennweite möglich
1. Lockern Sie die Schraube am Linsenansatz.
2. Drehen Sie die Linse im Uhrzeigersinn/gegen den Uhrzeigersinn, um die Brennweite anzupassen.
3. Ziehen Sie nach dem Einstellen der gewünschten Brennweite die Schraube nach.
Diese Bedienungsanleitung ist eine Publikation der Conrad Electronic GmbH,
Klaus-Conrad-Straße 1, D-92240 Hirschau.
Diese Bedienungsanleitung entspricht dem technischen Stand bei Drucklegung.
Änderung in Technik und Änderungen vorbehalten.
© Copyright 2006 by Conrad Electronic GmbH. 2006/06/RC.
Manual focal distance adjustment
1. Loosen the screw on the len mount.
2. Turn the len clockwise/ anticlockwise to adjust the focal distance.
3. Tighten the screw after the desired focal distance is set.
These operating instructions are published by Conrad Electronic GmbH, KlausConrad-Straße 1, D-92240 Hirschau/Germany
The operating instructions reflect the current technical specifications at time of
print. We reserve the right to change the technical or physical specifications.
© Copyright 2006 by Conrad Electronic GmbH. 2006/06/RC.
Entretien et nettoyage
Caméra de surveillance DTC
N° de commande 19 09 74 N° de commande 19 09 88 Version 06/06
1/3” Noir/blanc
1/3” Couleur
Utilisation prévue
La caméra à carte à réglage manuel de la mise au point a été conçue pour la surveillance et la sécurité dans
les zones non contrôlées et critiques (par ex. magasins, interphones, entrées, parkings, etc.). Les images
enregistrées peuvent être visionnées avec le son sur tout écran adéquat et disposant d’une entrée vidéo (tel
que télévision ou moniteur).
Il est interdit d’utiliser la caméra à carte sans protection (sans le boîtier approprié). Elle ne doit être alimentée
que par 12 V=. Il est essentiel d’éviter tout contact avec l’humidité.
Toute utilisation autre que celle stipulée ci-dessus n’est pas permise et peut endommager ce produit et
présenter des risques de courts-circuits, d’incendie, de chocs électriques, etc. Il n’est permis ni de modifier
le produit ni de transformer aucun élément de cet appareil. Veuillez bien lire ce mode d’emploi et le garder
à titre de référence. Veuillez bien lire toutes les instructions avant d’utiliser cet appareil afin d’écarter tout
danger.
Consignes de sécurité
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Nous déclinons toute responsabilité pour d’éventuels dommages matériels ou corporels
dus à un emploi abusif, un maniement incorrect ou à la non observation des consignes de
sécurité. De tels cas entraîneront l’annulation de la garantie !
Un point d’exclamation dans un triangle indique des informations importantes dans ce
mode d’emploi qui doivent être strictement respectées.
Pour des raisons de sécurité et d’approbation (CE), il est interdit de modifier la construction et/ou de
modifier l’appareil.
Ne pas exposer la caméra à carte à la poussière, aux extrêmes de température, à la lumière directe du
soleil, aux fortes vibrations ou à l’humidité.
Installer impérativement la caméra à carte dans le boîtier approprié avant de l’utiliser.
Ne pas utiliser la caméra à carte à proximité de champs magnétiques ou électriques forts, par ex.
téléphones portables, walkies-talkies, moteurs électriques, etc.
La caméra à carte ne peut être alimentée que par des blocs d’alimentation ou une pile/un accumulateur
disposant de tension directe protégée et stabilisée. La source de tension doit pouvoir fournir la puissance
requise.
Après de rapides changements de température, il faut environ 15 minutes pour permettre à l’appareil de
se stabiliser et de s’accoutumer à la nouvelle température ambiante avant emploi.
Au moment de connecter la caméra, s’assurer que les câbles de connexion n’ont pas été endommagés
par des arêtes vives.
Si vous vous servez d’autres appareils ou outils pour installer l’appareil, il convient de respecter les
instructions correspondantes.
Si vous utilisez un bloc d’alimentation comme source de tension, il convient de respecter les consignes de
sécurité appropriées en toute circonstance. Les batteries automobiles et les transformateurs pour jouets
ne peuvent être utilisés comme source de tension ; elles endommageront les composantes ou l’appareil
et empêcheront son bon fonctionnement.
Dans les établissements commerciaux, il convient d’observer les consignes de prévention des accidents
appropriées à l’assurance de l’association professionnelle pour les systèmes électriques et les matériaux
de fonctionnement.
S’il n’est plus possible d’utiliser la caméra à carte en toute sécurité, il faut immédiatement débrancher
l’appareil et le sécuriser contre tout usage involontaire. Un fonctionnement sûr n’est plus possible si :
- L’appareil présente des signes d’endommagement,
- L’appareil ne fonctionne plus et
- L’appareil a été stocké dans des conditions défavorables pendant une période prolongée,
- L’appareil a été soumis à une contrainte de transport considérable.
Si vous avez un doute quelconque concernant l’installation ou l’utilisation de la caméra à carte, veuillez
consulter le personnel qualifié approprié.
Ne pas laisser traîner les emballages car ils pourraient poser des dangers aux enfants.
Cette caméra à carte n’est pas un jouet et doit être gardée hors de portée des enfants !
Tout entretien, ajustement ou réparation ne doit être effectué que par un spécialiste/atelier spécialisé.
Si vous avez des questions auxquelles le mode d’emploi n’a pas pu répondre, consultez notre service de
renseignements techniques ou un spécialiste.
La caméra à carte ne nécessite aucun entretien en dehors d’un nettoyage sporadique de l’objectif.
Utiliser un chiffon propre, sec, sans peluche et antistatique pour nettoyer l’objectif. Ne pas se servir de
produits chimiques ou abrasifs ou de détergents contenant des solvants.
Disposition
Afin de préserver, protéger et améliorer la qualité de l’environnement, protéger la santé humaine
et utiliser les ressources naturelles avec prudence et de manière rationnelle, l’utilisateur doit
renvoyer tout produit ne pouvant pas subir d’entretien à l‘établissement pertinent conformément
à la réglementation statutaire.
Le symbole de la poubelle barrée indique que le produit doit être mis au rebut séparément et
non en tant que déchet municipal.
Charactéristiques techniques
N° de commande
190974
190988
Tension de fonctionnement
12V=
12V=
Consommation en électricité
environ 100mA
environ 100mA
Capteur d’images
1/3” noir/blanc DTC
1/3” couleur DTC
Format de la vidéo
PAL
PAL
Objectif (distance focale)
1,5m
1,5m
Niveau de vidéo
1,0Vp-p ± 0.2
1,0Vp-p ± 0.2
Intensité lumineuse
0,01 Lux à F1.2
0,5 Lux à F1.2
Vitesse d’obturation
1/50 ~ 1/100000 seconde
1/50 ~ 1/100000 seconde
Pixels effectifs
512 x 582
512 x 582
Définition (lignes de télévision)
380
420
Rapport signal sur bruit
> 48dB
> 48dB
Température de fonctionnement
De -20ºC à +55ºC
De -20ºC à +55ºC
Humidité de fonctionnement
< 90 % (sans condensation)
< 90 % (sans condensation)
Dimensions (LxlxH)
32 x 32 x 27 mm
32 x 32 x 27 mm
Fixation/diamètre du trou
27mm (ø2,2mm)
27mm (ø2,2mm)
Poids (sans le câble de connexion)
13,5g
13,5g
Raccordement et utilisation
Utiliser une source de tension de 12V= pour alimenter la caméra à carte. Ne jamais
essayer de faire fonctionner la caméra avec une autre source de tension. La source de
courant direct pour la caméra doit fournir un courant de 100 mA de capacité de charge
minimum. Ne jamais surcharger la source de tension.
Si vous utilisez un bloc d’alimentation comme source de tension, il faut éteindre ce
dernier au moment du raccordement.
Respecter la polarité au moment du raccordement de la source de tension. Une polarité
incorrecte peut détruire les composantes de la caméra à carte.
CCD Kleurencamera
Bestnr. 19 09 74 Bestnr. 19 09 88 Version 06/06
1/3” zwart/wit
1/3” kleur
Los van het periodiek reinigen van de lens is de camerakaart onderhoudsvrij.
Gebruik een schone, pluisvrije, antistatische en droge doek voor het reinigen van de lens. Gebruik geen
agressieve of chemische oplosmiddelen of afwasmiddelen die oplosmiddelen bevatten.
Verwijdering
In het belang van het behoud, de bescherming en de verbetering van de kwaliteit van het milieu,
de bescherming van de gezondheid van de mens en een behoedzaam en rationeel gebruik van
natuurlijke hulpbronnen dient de gebruiker een niet te repareren of afgedankt product in te
leveren bij de desbetreffende inzamelpunten overeenkomstig de wettelijke voorschriften.
Het symbool met de doorgekruiste afvalbak geeft aan dat dit product gescheiden van het
gewone huishoudelijke afval moet worden ingeleverd.
Beoogd gebruik
De camerakaart met handmatige brandpuntinstelling is ontworpen voor toezicht en beveiligingsdoeleinden
in ongecontroleerde en kritische gebieden (zoals winkels, deurintercomsystemen, toegangssystemen
of parkeergarages en dergelijke). De opgeslagen beelden kunnen worden afgespeeld met geluid via elk
daarvoor geschikt weergeefapparaat met een video-ingang (zoals een TV of monitor).
Het is niet toegestaan om de camerakaart zonder bescherming te gebruiken (zonder de bijbehorende
behuizing). De camerakaart mag uitsluitend worden gevoed door een gelijkspanning van 12 V. Contact met
vocht dient onder alle omstandigheden te worden voorkomen.
Elk ander gebruik dan hierboven beschreven is niet toegestaan en kan tot beschadiging van het apparaat
leiden. Bovendien kan dit leiden tot gevaarlijke situaties, zoals kortsluiting, brand, elektrische schokken en
dergelijke. Het apparaat mag niet worden veranderd of omgebouwd. Lees daarom deze gebruiksaanwijzing
zorgvuldig door en bewaar deze.
Veiligheidsvoorschrift
Wij aanvaarden geen aansprakelijkheid voor beschadiging van eigendommen of
lichamelijk letsel indien het product is misbruikt of is beschadigd door onjuist gebruik
of het niet opvolgen van deze gebruiksaanwijzing. In dergelijke gevallen vervalt de
garantie!
Het uitroepteken in de driehoek wijst op belangrijke passages in deze gebruiksaanwijzing
die strikt moeten worden opgevolgd.
• In verband met veiligheid en normering (CE) zijn geen aanpassingen en/of wijzigingen aan de camerakaart
toegestaan.
• De camerakaart mag niet worden blootgesteld aan stof, extreme temperaturen, rechtstreeks zonlicht,
sterke trillingen of vocht.
• Voor gebruik dient de camerakaart te worden ingebouwd in een geschikte behuizing.
• De camerakaart dient niet te worden geïnstalleerd in de nabijheid van sterke magnetische of elektrische
velden, bijvoorbeeld mobiele telefoons, walkie-talkies, elektrische motoren en degelijke.
• De camerakaart mag uitsluitend worden gevoed door een netspanningsadapter of een batterij/accu met
een gefilterde en gestabiliseerde gelijkspanning. De voedingsbron dient voldoende vermogen te kunnen
leveren.
• Na snelle temperatuurveranderingen heeft de camerakaart circa 15 minuten nodig om zich te stabiliseren
en zich aan te passen aan de nieuwe omgevingstemperatuur voordat deze mag worden gebruikt.
• Zorg er bij het aansluiten van de camera voor dat de verbindingskabels niet worden beschadigd door
scherpe hoeken.
• Wanneer bij het installeren andere apparaten of hulpmiddelen worden gebruikt, dienen de bijbehorende
gebruiksaanwijzingen te worden geraadpleegd.
• Wanneer een netspanningsadapter als spanningsbron wordt toegepast, dienen onder alle
omstandigheden de geldende veiligheidsvoorschriften in acht te worden genomen. Acculaders van auto’s
en speelgoedtransformatoren zijn niet geschikt als voedingsbron en kunnen leiden tot beschadiging van
de componenten of tot het niet werken van de camera.
• Indien de camera bedrijfsmatig wordt toegepast, dienen de richtlijnen van de aansprakelijkheidsverzekering
van de werkgever met betrekking tot ongevallenpreventie ten aanzien van elektrische apparatuur en
relevante bedrijfsmiddelen in acht te worden genomen.
• Wanneer veilig gebruik van de kamerakaart niet langer mogelijk is, onderbreek dan meteen de voeding
en voorkom dat deze zomaar opnieuw kan worden ingeschakeld. Veilig werken is niet meer mogelijk
wanneer:
- het apparaat zichtbare beschadigingen vertoont,
- het apparaat niet meer werkt,
- het apparaat gedurende langere tijd onder ongunstige omgevingscondities is opgeslagen,
- het apparaat tijdens transport mechanisch is beschadigd.
• Neem bij twijfel over het installeren of de werking van de camerakaart contact op met een specialist.
• Laat verpakkingsmateriaal niet zomaar rondslingeren. Het kan gevaarlijk speelgoed in de handen van
kinderen zijn.
• Deze camerakaart is geen speelgoed en moet buiten het bereik van kinderen worden gehouden!
• Onderhoud, afstellingen of reparaties mogen uitsluitend worden uitgevoerd door een vakman of een
gespecialiseerde onderhoudsdienst.
• Voor vragen waarop deze gebruiksaanwijzing geen antwoord biedt, kunt u contact opnemen met onze
technische dienst of andere specialisten.
Technische gegevens
Bestnr.
190974
190988
Werkspanning
12V=
12V=
Stroomopname
circa 100 mA
circa 100 mA
Beeldsensor
1/3” CCD zwart/wit
1/3” CCD kleur
Videoformaat
PAL
PAL
Lens (brandpuntafstand)
1,5m
1,5m
Videoniveau
1,0Vp-p ± 0.2
1,0Vp-p ± 0.2
Lichtgevoeligheid
0,01 lux bij F1.2
0,5 lux bij F1.2
Sluitersnelheid
1/50 tot 1/100.000 seconde
1/50 tot 1/100.000 seconde
Effectieve beeldpunten
512 x 582
512 x 582
Resolutie (TV-lijnen)
380
420
Video signaal/ruis-verhouding
> 48dB
> 48dB (AGC off)
Werktemperatuur
-20 tot +55°C
-20 tot +55°C
Omgevingsvochtigheid
< 90 % (niet-condenserend)
< 90 % (niet-condenserend)
Afmetingen (lxbxh)
32 x 32 x 27 mm
32 x 32 x 27 mm
Bevestiging (gatdiameter)
27mm (ø2,2mm)
27mm (ø2,2mm)
Gewicht (zonder aansluitkabel)
13,5g
13,5g
Aansluiten en inbedrijfname
Gebruik een 12 V gelijkspanningsbron om de camerakaart te voeden. Probeer nooit om
de camera met een andere spanning te voeden. De gelijkspanningsvoeding dient een
stroom van tenminste 100 mA te kunnen leveren. Let er op dat de voeding nooit overbelast
raakt.
Wanneer een netspanningsadapter als voedingsbron wordt toegepast, schakel deze dan
uit tijdens het aansluiten.
Let op de juiste polariteit bij het aansluiten van de voedingsbron. Bij een verkeerde
polariteit kunnen de componenten van de camerakaart worden beschadigd.
1. Installer la caméra à carte dans le boîtier approprié.
2. Connecter le pôle positif de l’entrée vidéo de votre poste de télévision ou moniteur au câble jaune du
module de la caméra.
3. Connecter le pôle négatif de l’entrée vidéo de votre poste de télévision ou moniteur au câble noir du
module de la caméra.
4. Connecter le pôle négatif de la source de tension au câble de connexion noir du module de la caméra.
5. Connecter le pôle positif de la source de tension au câble de connexion rouge du module de la caméra.
6. Enlever la couverture de protection de la caméra à carte.
Le câble blanc n’est pas utilisé pour ces modèles.
Réglage manuel de la distance focale
1. Desserrer la vis de la monture de l’objectif.
2. Tourner l’objectif dans le sens des aiguilles d’une montre/ dans le sens contraire des aiguilles d’une
montre pour régler la distance focale.
3. Lorsque la distance focale souhaitée est réglée, resserrer la vis.
Onderhoud en reiniging
Cette notice est une publication de la société Conrad Electronic GmbH, Klaus-ConradStraße 1, D-92240 Hirschau/Allemagne.
Cette notice est conforme à la règlementation en vigueur lors de l´impression. Données
techniques et conditionnement soumis à modifications sans aucun préalable.
© Copyright 2006 par Conrad Electronic GmbH. 2006/06/RC.
1. Monteer de camerakaart in een geschikte behuizing.
2. Verbind de positieve pool van de video-ingang van TV of monitor met de gele draad van de
cameramodule.
3. Verbind de negatieve pool van de video-ingang van TV of monitor met de zwarte draad van de
cameramodule.
4. Verbind de positieve pool van de voedingsbron met de rode verbindingsdraad van de cameramodule.
5. Verbind de negatieve pool van de voedingsbron met de zwarte verbindingsdraad van de cameramodule.
6. Verwijder de beschermfolie van de camerakaart.
De witte draad wordt niet gebruikt bij deze modellen.
De brandpuntafstand kan handmatig worden ingesteld
1. Draai de schroef van de lensvatting los.
2. Verdraai de lens links of rechtsom voor het afregelen van de brandpuntafstand.
3. Draai de schroef weer vast nadat de gewenste brandpuntafstand is ingesteld.
Deze gebruiksaanwijzing is een publicatie van Conrad Electronic GmbH, KlausConrad-Straße 1, D-92240 Hirschau/Duitsland.
Deze werkende instruties voldoet aan de technische eisen bij het ter perse gaan.
Wijzigingen in techniek en uitrusting voorbehouden.
© Copyright 2006 by Conrad Electronic Benelux B.V. 2006/06/RC.
Überblick über die Frontplatte
Agilent 33210A
10-MHz-Funktions-/Arbiträrsignalgenerator
Nützliche Tipps
1. Leuchtende Tasten weisen darauf hin, dass diese Taste bzw. Funktion derzeit aktiv ist (z. B. die
Signalform
). Die meisten Tasten können aktiviert (Taste leuchtet) oder deaktiviert werden.
2. Es wird erst dann ein Signal ausgegeben, wenn die Taste
leuchtet.
3. Drücken Sie zur Wahl der Funktion dc volts auf der Frontplatte auf
Softkey DC On.
4. Mit der Taste
Schnellstartanleitung
und anschließend auf den
Die Grundlagen in acht einfachen Schritten!
können Sie zwischen den Modi „Graph“ (leuchtet) und „Menu“ wechseln.
5. Im Modus „Menu“ können Sie mithilfe der sechs Softkeys Parameter und Funktionen auswählen, die
im Softkey-Menü unten im Display angezeigt werden. Mit einigen Softkeys können Sie zwischen
verwandten Parametern wechseln; der linke Softkey z. B. wechselt zwischen Freq und Period (siehe
unten):
1. Vorbereitung
Schließen Sie das Stromkabel an.
Schließen Sie nun das Gerät an.
Leuchtende Tasten weisen auf aktive Tasten und Funktionen hin (
in obiger Abbildung).
Tipp
Einfach einstecken und fertig!
Der Agilent 33210A ermittelt automatisch
die Netzspannung. Sie müssen weder
Schalter noch Sicherungen einrichten oder
verändern.
6. Im Modus „Graph“ funktionieren die Softkeys wie im Modus „Menu“, es wird allerdings je Softkey nur
eine Bezeichnung angezeigt. Sie können weiterhin zwischen Parametern wie z. B. Freq und Period
wechseln:
Die wichtigsten Funktionen der Frontplatte
1
2
3
4
Taste „Graph“-Modus
Ein-/Aus-Schalter
„Modulation“-/„Sweep“-/„Burst“-Tasten
Taste zum Abspeichern/
Zurückrufen von Gerätezuständen
5 Taste „Utility“-Menü
6 Taste „Help“-Menü
7 Softkeys zur Menünavigation
8
9
10
11
12
13
14
Signalform-Wahltasten
„Trigger“-Taste (nur für „Sweep“ und „Burst“)
Taste zum Aktivieren/Deaktivieren von „Output“
Drehknopf
Pfeiltasten
„Sync“-Anschluss
„Output“-Anschluss
Hilfe zu den Tasten
Halten Sie eine Funktionstaste oder einen Softkey gedückt, um die Hilfe für diese Taste oder Funktion
aufzurufen.
Halten Sie z. B. diese Taste gedrückt:
Oder drücken Sie zur Anzeige des Hilfemenüs auf:
Stellen Sie den Tragegriff ein.
7. Sie können ein Signal über dessen Amplitude und Offset oder durch Festlegung der Werte Hi Level
(maximal) und Lo Level (min.) angeben. Näheres hierzu finden Sie in Kapitel 1 des
Benutzerhandbuchs.
Fassen Sie den Griff an beiden
Seiten und ziehen Sie ihn heraus:
8. Die Funktionen „Modulation“, „Sweep“ und „Burst“ können mit verschiedenen Signalformen eingesetzt
werden. Um ein gewobbeltes Rechtecksignal zu erhalten, drücken Sie
und
. Beide
Tasten leuchten. Die zuletzt gedrückte Taste bestimmt, welches Menü angezeigt wird.
9. Sie können den Agilent 33210A über GPIB, USB oder LAN mit Ihrem PC verbinden. Näheres finden
Sie in Kapitel 3, „Konfiguration der Fernsteuerungsschnittstelle“, im Benutzerhandbuch.
10. Wenn Sie die Option 002 installiert haben, können Sie Signalformen auf Ihrem PC erstellen und diese
mithilfe der dem Agilent 33210A beiliegenden Agilent IntuiLink Software auf das Gerät übertragen.
Copyright © 2008 Agilent Technologies, Inc.
Gedruckt in Malaysia Oktober 2008 E1008
33210-90421
Fixieren Sie dann den Griff in der
gewünschten Position:
Schließen Sie einen Ausgang an
(optional).
Schließen Sie ein BNC-Kabel am
„Output“- Anschluss an. Verbinden
Sie dieses anschließend mit Ihrem
Testsystem oder Oszilloskop:
Für Schritt
2 bitte
umblättern
2. Einschalten
Drücken Sie den Ein-/Aus-Schalter:
Der Selbsttest dauert einige Sekunden;
anschließend wird das Gerät automatisch in
den Modus „Menu“ gesetzt und die
Sinusfunktion ist ausgewählt:
3. Auswählen einer Signalform
4. Ändern der Signalparameter (Drehknopf)
Drücken Sie zur Auswahl eines Signals die
entsprechende Taste. Um z. B. ein Rechtecksignal auszuwählen, drücken Sie die Taste
.
Wählen Sie Parameter über die sechs Softkeys
aus. Mit einigen Softkeys können Sie zwischen
verwandten Parametern wechseln (z. B.) Freq
und Period.).
Ändern Sie nun den Wert mit dem Drehknopf.
Wählen Sie mithilfe der Pfeiltasten (
)
die erste Ziffer aus:
Ein Beispiel: Zur Auswahl der Amplitude
drücken Sie den Softkey Ampl.
Das Menü für Rechtecksignale wird
angezeigt:
Hinweis: Zum Schutz des Geräts wird erst
dann ein Signal ausgegeben, wenn die Taste
gedrückt wird (leuchtet).
Drücken Sie den linken Softkey einmal, um
Freq auszuwählen:
Setzen Sie den Offset mithilfe des
Drehknopfes auf -1.1 Vdc:
Drehen Sie den Knopf, um den Wert zu ändern
(durch Drehen im Uhrzeigersinn wird der Wert
erhöht). Setzen Sie einen Wert von 500 mVpp
fest:
Um einen negativen Wert einzustellen,
drehen Sie den Knopf nach links.
Alternative Signaleinstellung
Sie können Signale auch durch Angabe des
oberen (Hi Level [maximal]) und unteren ( Lo
Level [min.]) Pegels einstellen. (Siehe Kapitel 1
im Benutzerhandbuch.)
Weiter geht’s mit
Schritt 5
Mit den Pfeiltasten wählen Sie Ziffern aus.
Weiter geht´s
mit Schritt 4
5. Ändern der Signalformparameter (Tastatur)
Stellen Sie nun mithilfe der Zifferntastatur die
Periode ein.
Tipp
Drücken Sie nun auf Offset, um den
Parameter auszuwählen.
6. Auswählen des Modus „Graph“
Geben Sie auf der Tastatur einen Wert ein. Die
Anzeige ändert sich entsprechend. Geben Sie
z. B. den Wert 1.5 ein.
Drücken Sie auf
(auf der linken Seite der
Frontplatte), um den Modus „Graph“ zu wählen.
Nun wird die Signalform angezeigt:
Ändern Sie nun das Tastverhältnis. Drücken
Sie zunächst auf den Softkey Dty Cyc:
7. Ausgeben der Signalform
8. Weitere Informationen
Sie können die Signalform jederzeit mit einem
Oszilloskop (sofern angeschlossen) anzeigen. Drücken Sie auf
, um den
Anschluss „Output“ zu aktivieren.
So erhalten Sie weitere Informationen:
1. Auf der anderen Seite dieser Karte:
„Überblick über die Frontplatte“
„Nützliche Tipps“
2. In der integrierten Hilfe zu Agilent 33210A:
Drücken Sie diesen noch einmal, um Period
auszuwählen:
Drücken Sie den Softkey für die gewünschte
Einheit (z. B. msec,) um den Wert einzugeben:
Hinweis: Die Taste
wechselt zwischen
den Modi „Graph“ und „Menu“. Im Modus
„Graph“ leuchtet die Taste.
Ändern Sie den Wert mithilfe des Drehknopfes
oder der Zifferntastatur auf 35 %:
Halten Sie eine beliebige Taste
gedrückt, um ein kontextsensitive Hilfe
zu dieser Taste anzuzeigen.
Drücken Sie auf
, um das
Hilfemenü anzuzeigen.
3. Im Benutzerhandbuch zum Agilent 33210A
Funktions-/Arbiträrsignalgenerator.
PO Box 366, 435 Route 206N, Newton, NJ 07860
Ph (973) 579-7227, Fax (973) 300-3600, http://www.thorlabs.com
PDA10A Operating Manual - Wideband Amplified Silicon Detector
Description:
The PDA10A is a wideband amplified, silicon detector designed for detection of light signals from DC to 150 MHz. A
buffered output drives a 50Ω input impedance up to 5 volts. The PDA10A housing includes a removable threaded
coupler that is compatible with any number of Thorlabs 1” and ½” threaded accessories. This allows convenient
mounting of external optics, light filters, and apertures, as well as providing an easy mounting mechanism using the
Thorlabs cage assembly accessories.
The PDA10A has two 8-32 tapped mounting hole with a 0.25” mounting depth and includes a 120VAC AC/DC power
supply. The PDA10A-EC has two M4 tapped mounting holes and includes a 230VAC AC/DC power supply.
Specifications:
Electrical:
General:
Detector Silicon
On / Off Switch Slide
Active Area 0.8mm2 (∅1.0mm)
Output BNC
Response 200 to 1100 nm
Optical Head Size 2.8”x1.9” x 0.83”
Peak Response (typ) 0.45 A/W (750nm)
70mm x 48mm x 21mm
1
Small Signal Bandwidth
150MHz (min.)
Weight 60 grams
NEP (960 nm) 5.5x10-11 W/√Hz (max.)
Accessories SM1T1 Coupler
Noise (RMS) 2.0mV (max.)
SM1RR Retainer Ring
Dark Offset 20mV (max.)
Storage Temp -25 to 70°C
Operating Temp 10 to 50°C
Output Voltage (50Ω) 0 to 5V
Output voltage 0 to 10V
AC Power Supply AC - DC Converter
Input Power 100-120VAC
Transimpedance Gain
4
Hi-Z 1 x 10 V/A
(220-240VAC -EC version)
3
50-60Hz, 5W
50Ω 5 x 10 V/A
1. The small signal bandwidth was measured with output amplitude of 200mV and a dc offset of 200mV, driving a 50Ω
load termination.
2. All measurements performed with 50Ω load unless stated otherwise.
Setup
•
•
•
•
Unpack the optical head, install a Thorlabs TR-series ½” diameter post into one of the 8-32 (M4 on -EC version)
tapped holes, located on the bottom and side of the sensor, and mount into a PH-series post holder.
Connect the power supply 3-pin plug into the mating receptacle on the PDA10A.
Plug the power supply into a 50-60Hz, 100-120VAC outlet (220-240VAC for -EC version).
Attach a 50Ω coax cable (i.e. RG-58U) to the output of the PDA. When running cable lengths longer than 12” we
recommend terminating the opposite end of the coax with a 50Ω resistor (Thorlabs p/n T4119) for maximum
performance.
Operation
•
•
•
•
•
The PDA10A is switched on by the ‘POWER’ Slide switch, located on the top of the optical sensor.
The light to voltage conversion can be estimated by factoring the wavelength-dependent responsivity of the
Silicon detector with the transimpedance gain as shown below:
[E.g. output in volts / watt = transimpedance gain (V/A) x responsivity (A/W)]
The maximum output of the PDA10A is 10 volts for high impedance loads (5V for 50Ω loads). The output signal
should be below the maximum output voltage to avoid saturation. If necessary, use external neutral density
filters to reduce the input light level.
For maximum linearity performance when measuring focused beams, fiber outputs, or small diameter beams, do
not exceed a maximum intensity of 10mW/cm2.
Because of the finite gain-bandwidth performance common to all amplifier circuits, the bandwidth of the PDA10A
decreases with increased output signal levels.
13054-S01 Rev A 9/22/2005
Page 1 of 4
Figure 1 - PDA10A Spectral Responsivity Curve
0.50
Responsivity (A/W)
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
Wavelength (nm)
Fiber Adapters and Other Accessories
Thorlabs sells a number of accessories that are compatible with the 1” and ½” threads on the PDA housing including
FC, SMA, and ST fiber adapters, stackable lens tubes for mounting optics, and cage assemblies that allow the PDA
to be incorporated into elaborate 3-D optical assemblies.
Caution: The PDA10A was designed to allow maximum accessibility to the photodetector by having the front
surface of the diode flush with the outside of the PDA housing. When using fiber adapters, make sure that the fiber
ferrule does not crash into the detector. Failure to do so may cause damage to the diode and / or the fiber. An easy
way to accomplish this is to install a SM1RR retaining ring (included with the PDA10A) inside the 1” threaded
coupler before installing the fiber adapter.
Also available in the PDA series are InGaAs, switchable gain InGaAs and switchable gain silicon models.
Maintaining the PDA10A
There are no serviceable parts in the PDA10A optical head or power supply. The housing may be cleaned by wiping
with a soft damp cloth. The window of the detector should only be cleaned using optical grade wipes. If you suspect
a problem with your PDA10A please call Thorlabs and an engineer will be happy to assist you.
Contact
Americas
Thorlabs Inc.
435 Route 206 North
Newton NJ 07860
USA
Ph: (973) 579-7227
Fax: (973) 300-3600
www.thorlabs.com
Email:
[email protected]
Europe
Thorlabs GmbH
Gau♣str. 11
85757 Karlsfeld
Germany
Ph: +49 (0) 8131-59-56-0
Fax: +49 (0) 8131-59-56-99
www.thorlabs.com
Email:
[email protected]
UK and Ireland
Thorlabs, LTD.
1 Saint Thomas Place, Ely
Cambridgeshire CB7 4EX
Great Britton
Ph: +44 (0) 1353-654440
Fax: +44 (0) 1353-654444
www.thorlabs.com
Email:
[email protected]
13054-S01 Rev A 9/22/2005
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Scandinavia
Thorlabs Sweden AB
Box 141 94
400 20 Göteborg
Sweden
Ph: +46-31-733-30-00
Fax: +46-31-703-40-45
www.thorlabs.com
Email:
[email protected]
Japan
Thorlabs Japan, Inc
5-17-1, Ohtsuka
Bunkyo-ku,Tokyo 112-0012
Japan
Ph: +81-3-5977-8401
Fax: +81-3-5977-8402
www.thorlabs.jp
Email:
[email protected]
WEEE
As required by the WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive) of the European Community and
the corresponding national laws, Thorlabs offers all end users in the EC the possibility to return “end of life” units
without incurring disposal charges.
This offer is valid for Thorlabs electrical and electronic equipment
•
sold after August 13th 2005
•
marked correspondingly with the crossed out “wheelie bin” logo (see fig. 1)
•
sold to a company or institute within the EC
•
currently owned by a company or institute within the EC
•
still complete, not disassembled and not contaminated
As the WEEE directive applies to self contained operational electrical and electronic products, this “end of life” take
back service does not refer to other Thorlabs products, such as
•
pure OEM products, that means assemblies to be built into a unit by the user (e. g. OEM laser driver cards)
•
components
•
mechanics and optics
•
left over parts of units disassembled by the user (PCB’s, housings etc.).
If you wish to return a Thorlabs unit for waste recovery, please contact Thorlabs or your nearest dealer for further
information.
Waste treatment on your own responsibility
If you do not return an “end of life” unit to Thorlabs, you must hand it to a company specialized in waste recovery. Do
not dispose of the unit in a litter bin or at a public waste disposal site.
Ecological background
It is well known that WEEE pollutes the environment by releasing toxic products during decomposition. The aim of
the European RoHS directive is to reduce the content of toxic substances in electronic products in the future.
The intent of the WEEE directive is to enforce the recycling of WEEE. A controlled recycling of end of live products
will thereby avoid negative impacts on the environment.
Crossed out “wheelie bin” symbol
13054-S01 Rev A 9/22/2005
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13054-S01 Rev A 9/22/2005
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1 GHz/3 GHz
Spectrum-Analyzer
HMS1000/1010
HMS3000/3010
Handbuch / Manual
Deutsch / English
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
Hersteller
Manufacturer
Fabricant
HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6
D-63533 Mainhausen
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
DECLARATION OF CONFORMITY
DECLARATION DE CONFORMITE
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product
HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
Messkategorie / Measuring category / Catégorie de mesure: I
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension: II
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution: 2
Bezeichnung / Product name / Designation:
Spektrumanalysator
Spectrum Analyzer
Analyseur de spectre
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique
Typ / Type / Type:
HMS1000 / HMS1010
HMS3000 / HMS3010
mit / with / avec:
HO720, HZ21
Optionen / Options / Options:
HO730, HO740
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations /
avec les directives suivantes
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directive EMC 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
EN 61326-1/A1 Störaussendung / Radiation / Emission:
Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B.
Störfestigkeit / Immunity / Imunitée: Tabelle / table / tableau A1.
EN 61000-3-2/A14 Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions /
Émissions de courant harmonique:
Klasse / Class / Classe D.
EN 61000-3-3 Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker.
Datum / Date / Date
1. 10. 2009
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension 73/23/CEE amendée par 93/68/CEE
Unterschrift / Signature /Signatur
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied / Normes
harmonisées utilisées:
Holger Asmussen
Manager
Sicherheit / Safety / Sécurité: EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001)
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV Richtlinie. Bei
der Konformitätsprüfung werden von HAMEG die gültigen Fachgrund- bzw.
Produktnormen zu Grunde gelegt. In Fällen wo unterschiedliche Grenzwerte
möglich sind, werden von HAMEG die härteren Prüfbedingungen angewendet.
Für die Störaussendung werden die Grenzwerte für den Geschäfts- und
Gewerbebereich sowie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Bezüglich
der Störfestigkeit finden die für den Industriebereich geltenden Grenzwerte
Anwen-dung.
Die am Messgerät notwendiger weise angeschlossenen Mess- und
Datenleitungen beeinflussen die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte
in erheblicher Weise. Die verwendeten Leitungen sind jedoch je nach
Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen Messbetrieb sind daher
in Bezug auf Störaussendung bzw. Stör-festigkeit folgende Hinweise und
Randbedingungen unbedingt zu beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messger äten bz w. ihren Schnittstellen mit
externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur mit ausreichend
abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern die Bedienungsanleitung
nicht eine geringere maximale Leitungslänge vorschreibt, dürfen
Datenleitungen zwischen Messgerät und Computer eine Länge von
3 Metern nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden befinden.
Ist an einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer Schnittstellenkabel
möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen sein.
Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes Verbindungskabel zu
achten. Als IEEE-Bus Kabel ist das von HAMEG beziehbare doppelt geschirmte
Kabel HZ72 geeignet.
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Messstelle und Messgerät
sollten generell so kurz wie möglich gehalten werden. Falls keine geringere
Länge vorgeschrieben ist, dürfen Signalleitungen eine Länge von 3 Metern
nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden befinden.
Als Signalleitungen sind grundsätzlich abgeschirmte Leitungen (Koaxialkabel/
RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Masse-verbindung muss Sorge
getragen werden. Bei Signalgeneratoren müssen doppelt abgeschirmte
Koaxialkabel (RG223/U, RG214/U) verwendet werden.
2
Änderungen vorbehalten
3. Auswirkungen auf die Messgeräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magne-tischer
Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues über die angeschlossenen
Messkabel zu Einspeisung unerwünschter Signal-teile in das Messgerät
kommen. Dies führt bei HAMEG Messgeräten nicht zu einer Zerstörung oder
Außerbetriebsetzung des Mess-gerätes.
Geringfügige Abweichungen des Messwertes über die vorgegebenen
Spezifikationen hinaus können durch die äußeren Umstände in Einzelfällen
jedoch auftreten.
4. Störfestigkeit von Spektrumanalysatoren
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magne-tischer
Felder, können diese Felder zusammen mit dem Messsignal sichtbar werden.
Die Einkopplung dieser Felder kann über das Versorgungsnetz, Mess- und
Steuerleitungen und/oder durch direk-te Einstrahlung erfolgen. Sowohl
das Messobjekt, als auch der Spektrumanalysator können hiervon betroffen
sein. Die direkte Ein-strahlung in den Spektrumanalysator kann, trotz
der Abschirmung durch das Metallgehäuse, durch die Bildschirmöffnung
erfolgen
HAMEG Instruments GmbH
Inhaltsverzeichnis
English
24
Deutsch
CE-Konformitätserklärung
2
Spektrum Analysator Serie HMS
4
Technische Daten
5
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
Installations- und Sicherheitshinweise
Aufstellung des Gerätes
Sicherheit
Bestimmungsgemäßer Betrieb
Umgebungsbedingungen
Gewährleistung und Reparatur
Wartung
CAT I
Netzspannung
6
6
6
6
6
7
7
7
7
2
Bezeichnung der Bedienelemente
8
3
Kurzbeschreibung der Serie HMS
10
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Einstellen von Parametern
Numerische Tastatur
Drehgeber
Pfeiltasten
Softmenütasten
So geben Sie einen numerischen Wert ein
10
10
10
11
11
11
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Gerätefunktionen
Frequenzeinstellung (FREQ)
Frequenzdarstellbereich (SPAN)
Einstellung der Amplitudenparameter (AMPL)
Einstellung der Bandbreite (BANDW)
Einstellung des Wobbelablaufs (SWEEP)
Einstellung der Messkurve (TRACE)
Benutzung von Markern
11
11
11
11
12
12
13
13
6
6.1
5.8
5.9
6.2
6.3
6.4
Speichern/Laden von Geräteeinstellungen
Geräteeinstellungen
Peak-Search
Betrieb im Empfängermodus (Receiver-Mode)
Referenzsignale
Kurven
Bildschirmfotos
14
14
14
14
15
15
16
7
7.1
7.2
7.3
Erweiterte Bedienfunktionen
Benutzung des Hilfesystems
Einstellung des Bildschirms
Wahl der Gerätegrundeinstellung (PRESET)
17
17
17
18
8
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
Allgemeine Geräteeinstellungen
Spracheinstellung
Allgemeine Einstellung
Schnittstellen-Einstellung
Drucker-Einstellung
Update (Firmware / Hilfe)
18
18
18
19
19
19
9
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
Optionales Zubehör
20
Freischaltung des Preamplifiers HO3011
20
19‘‘ Einbausatz 4HE HZ46
20
Aufbewahrungstasche HZ99
20
Nahfeldsondensatz HZ530/HZ540
20
Spektrumsmessungen mit angeschlossener VSWRMessbrücke HZ547 (HMS1010/3010)
20
9.6
9.7
Transient Limiter HZ560
75/50-Ω-Konverter HZ575
20
20
10
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
Anschlüsse an der Gerätevorderseite
USB-Anschluss
PHONE-Buchse
PROBE POWER
EXTERNAL TRIGGER
OUTPUT 50Ω (Tracking Generator)
INPUT 50Ω
21
21
21
21
21
21
21
11
11.1
11.2
11.3
Anschlüsse an der Geräterückseite
USB-Anschluss
DVI-Anschluss
REF IN / REF OUT
21
21
21
21
12
Remote Betrieb
21
13
Anhang
22
Änderungen vorbehalten
3
Spektrum Analysator Serie HMS
HMS3010
1GHz [3 GHz] Spektrumanalysator
HMS1000 [HMS3000]
3GHZ Spektrumanalysator
HMS3000 ohne TG
5
Frequenzbereich 100kHz…1 GHz [3 GHz]
5
Amplitudenmessbereich -114dBm…+20dBm
DANL - 125 dBm [DANL - 135 dBm] mit Preamp. Option HO3011
5
Sweepzeit 20ms…1000s
EMV Nahfeldsondensatz
3GHz HZ550L
5
Auflösungsbandbreite 1 kHz [100 Hz]…1MHz in 1–3 Schritten,
200kHz (-3dB), zusätzlich [200 Hz], 9kHz, 120kHz, 1MHz (-6dB)
5
Spektrale Reinheit ‹ -100dBc/Hz (@100kHz)
5
Videobandbreite 10Hz…1MHz in 1-3 Schritten
5
Tracking Generator HMS1010 [HMS3010] -20dBm/0dBm
5
Eingebauter AM und FM Demodulator (int. Lautsprecher)
5
Detektoren: Auto-, Min-, Max-Peak, Sample, RMS, Quasi-Peak
VSWR-Messbrücke HZ547
5
8 Marker mit Delta Marker, diverse Peak Funktionen
5
Brilliantes 16,5cm (6,5”) TFT VGA Display, LED Backlight,
DVI Ausgang
5
3 x USB für Massen-Speicher, Drucker und Fernbedienung
optional IEEE-488 (GPIB) oder Ethernet/USB
4
Änderungen vorbehalten
Technische Daten
1GHz Spektrumanalysator HMS1000, HMS1010 (mit TG)
3GHz Spektrumanalysator HMS3000, HMS3010 (mit TG)
Marker/ Deltamarker
Anzahl der Marker:
Markerfunktionen:
Alle Angaben bei 23 °C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten
Markeranzeigen:
Frequenz
Frequenzbereich:
HMS1000, HMS1010
100kHz…1GHz
HMS3000, HMS3010
100kHz…3GHz
Temperaturstabilität:
± 2ppm (0…30°C)
Alterung:
± 1ppm / Jahr
Frequenzzähler (ab SW 2.0):
Auflösung
1Hz
Genauigkeit
± (Frequenz x Toleranz der Referenz)
Spanbereich:
HMS1000, HMS1010
0Hz (Zero Span) und 1kHz…1GHz
HMS3000, HMS3010
0Hz (Zero Span) und 100Hz…3GHz
Spektrale Reinheit, SSB Phasenrauschen:
30kHz v. Träger
‹-85dBc/Hz
(500MHz, +20°C…30°C)
100kHz v. Träger
‹-100dBc/Hz
(500MHz, +20°C…30°C)
1MHz v. Träger
‹-120dBc/Hz
(500MHz, +20°C…30°C)
Sweepzeit:
Span = 0Hz
20ms…100s
Span > 0Hz
20ms…1000s, min. 20ms/600MHz
Auflösungsbandbreiten (-3 dB):
HMS1000, HMS1010
1kHz…1MHz in 1–3 Schritten, 200kHz
HMS3000, HMS3010
100Hz…1MHz in 1–3 Schritten, 200kHz
Toleranz:
≤ 300 kHz
± 5% typ.
1MHz
± 10% typ.
Auflösungsbandbreiten (-6 dB):
HMS1000, HMS1010
9kHz, 120kHz, 1MHz
HMS3000, HMS3010
200Hz, 9kHz, 120kHz, 1MHz
Videobandbreiten:
10Hz…1MHz in 1–3 Schritten
Amplitude
Anzeigebereich:
Mittlere Rauschanzeige bis +20dBm
Amplitudenmessbereich:
Typ. -114dBm…+20dBm
Max. zulässige DC am HF-Eingang: 80V
Max. Leistung am HF-Eingang:
20dBm, 30dBm für max. 3 Min.
Intermodulationsfreier Bereich:
(IM3 Produkte, 2 x –20dBm
66dB typ. (typ. +13dBm third-order
(-10dBm Ref.-Level)
intercept)
(bei Signalabstand ≤ 2MHz)
60dB typ. (+10dBm TOI)
(bei Signalabstand › 2MHz)
66dB typ. (typ. +13dBm TOI)
DANL (Displayed average noise level):
(RBW 1kHz, VBW 10Hz,
-105dBm, typ. -114dBm
Ref. Level ≤ –30dBm
10MHz…1GHz bzw. 3GHz)
Mit Preamp.
-135dBm typ. (100Hz RBW)
Eigenempfang:
(Ref.-Level ≤-20dBm,
< -80dBm
f > 30MHz, RBW ≤ 100kHz)
Nebenempfang:
(Mischerpegel ≤ -40dBm,
-70dBc typ., -55dBc (2…3GHz)
Trägerabstand › 1MHz)
2. Harmonische Empfangsfrequenz
(Mischerpegel -40dBm):
-60dBc typ.
Pegelanzeige:
Referenzpegel
-80dBm…+20dBm in 1 dB-Schritten
Anzeigebereich
100dB, 50dB, 20dB, 10dB, linear
Logarithmische
Anzeigenskalierung
dBm, dBμV, dBmV
Lineare
Anzeigenskalierung
μV, mV, V, nW, μW, mW, W
Messkurven:
1 Kurve und 1 Speicherkurve
Trace-Mathematik:
A-B (Kurve-Speicherkurve), B-A
Detektoren:
Auto-, Min-, Max-Peak, Sample, RMS,
Average, Quasi-Peak
Fehler der Pegelanzeige:
‹ 1,5dB, typ. 0,5dB
(Ref.-Level auf Ref.-Level-50dB, 20°C…30°C)
Eingänge/ Ausgänge
HF-Eingang
Eingangsimpedanz:
VSWR (10MHz…1GHz/3GHz):
Mitlaufgenerator Ausgang:
(HMS1010 / HMS3010)
Ausgangsimpedanz:
Frequenzbereich:
Ausgangspegel:
Trigger- und externer
Referenzeingang
Triggerspannung
Referenzfrequenz
Notwendiger Pegel (50Ω)
Versorgungsausgang
für Sonden:
Audioausgang (Phone):
Demodulation
Verschiedenes
Anzeige:
Save / Recall Speicher:
Trigger:
Schnittstellen:
Netzanschluss:
Leistungsaufnahme:
Schutzart:
Arbeitstemperatur:
Lagertemperatur:
Rel. Luftfeuchtigkeit:
Abmessungen (B x H x T):
Gewicht:
8
Peak, Next Peak, Minimum, Center =
Marker Frequenz, Referenzpegel =
Markerpegel, alle Marker auf Peak
Normal (Pegel), Rauschmarker,
(Frequenz)Zähler (ab SW 2.0)
N-Buchse
50Ω
‹ 1,5 typ.
N-Buchse
50Ω
5MHz…1GHz / 3GHz
-20dBm / 0dBm
BNC-Buchse, umschaltbar
TTL
10MHz
10dBm
6VDC, max. 100mA (2,5mm DIN Klinke)
3,5mm DIN Klinke
AM und FM (interner Lautsprecher)
6,5" TFT Color VGA Display
10 komplette Geräteeinstellungen
freilaufend, Video-Trigger (ab SW 2.0),
externer Trigger
Dual-Schnittstelle USB/RS-232 (HO720),
USB-Stick (Frontseite),
USB-Printer (Rückseite) ab SW 2.0,
DVI für ext. Monitor
105…253V, 50/60 Hz, CAT II
Max. 40 Watt bei 230V, 50Hz
Schutzklasse I (EN61010-1)
+5°C…+40°C
-20°C…+70°C
5%…80% (ohne Kondensation)
285 x 175x 220mm
3,6kg
Im Lieferumfang enthalten:
Netzkabel, Bedienungsanleitung, Dual-Interface
USB/RS-232 (HO720), CD, HZ21 Adapterstecker (N-Stecker auf BNCBuchse)
Optionales Zubehör:
HO3011 Preamplifier -135dBm DANL (100Hz RBW)
HO730 Dual-Schnittstelle Ethernet/USB
HO740 Schnittstelle IEEE-488 (GPIB), galvanisch getrennt
HZ547 3GHz VSWR-Messbrücke für HMS1010, HMS3010
HZ520 Ansteckantenne mit BNC Anschluß
HZ530 Nahfeldsondensatz 1GHz für EMV-Diagnose
HZ540 Nahfeldsondensatz 3GHz für EMV-Diagnose
HZ560 Transient limiter
HZ575 75/50-Ω-Konverter
HZ46 19'' Einbausatz 4HE
Änderungen vorbehalten
5
Installations- und Sicherheitshinweise
1
1.1
1.2
Installations- und Sicherheitshinweise
Aufstellung des Gerätes
Wie den Abbildungen zu entnehmen ist, lässt sich der Griff in
verschiedene Positionen schwenken:
A und B = Trageposition
C, D und E = Betriebsstellungen mit unterschiedlichem Winkel
F = Position zum Entfernen des Griffes.
G = Position unter Verwendung der Gerätefüße, Stapelposition
und zum Transport in der Originalverpackung.
STOP
Achtung!
Um eine Änderung der Griffposition vorzunehmen,
muss der Spektrumanalysator so aufgestellt sein,
dass es nicht herunterfallen kann, also z.B. auf
einem Tisch stehen. Dann müssen die Griffknöpfe
zunächst auf beiden Seiten gleichzeitig nach Außen
gezogen und in Richtung der gewünschten Position
geschwenkt werden. Wenn die Griffknöpfe während
des Schwenkens nicht nach Außen gezogen werden,
können sie in die nächste Raststellung einrasten.
Entfernen/Anbringen des Tragegriffs: In Position F kann der
Griff entfernt werden, in dem man ihn weiter herauszieht. Das
Anbringen des Griffs erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Diese Annahme ist berechtigt:
– wenn das Gerät sichtbare Beschädigungen hat,
– wenn das Gerät lose Teile enthält,
– wenn das Gerät nicht mehr arbeitet,
– nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen
(z.B. im Freien oder in feuchten Raumen),
– nach schweren Transportbeanspruchungen (z.B. mit einer
Verpackung, die nicht den Mindestbedingungen von Post,
Bahn oder Spedition entsprach).
1.3
C
Der Spektrumanalysator ist für den Betrieb in folgenden Bereichen bestimmt:
– Industrie-,
– Wohn-,
– Geschäfts- und Gewerbebereich,
– Kleinbetriebe.
A
G
C
D
F
B
E
1.4
D
A
G
E
Betriebspositionen
Gerätepositionen
Tragepositionen
Änderungen vorbehalten
Umgebungsbedingungen
Der zulässige Arbeitstemperaturbereich während des Betriebes
reicht von +5 °C bis +40 °C. Während der Lagerung oder des Transportes darf die Temperatur zwischen –20 °C und +70 °C betragen.
Hat sich während des Transports oder der Lagerung Kondenswasser gebildet, sollte das Gerät ca. 2 Stunden akklimatisiert werden,
bevor es in Betrieb genommen wird. Der Spektrumanalysator
ist zum Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen bestimmt. Es
darf nicht bei besonders großem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt
der Luft, bei Explosionsgefahr sowie bei aggressiver chemischer
Einwirkung betrieben werden. Die Betriebslage ist beliebig, eine
ausreichende Luftzirkulation ist jedoch zu gewährleisten. Bei Dauerbetrieb ist folglich eine horizontale oder schräge Betriebslage
(Aufstellbügel) zu bevorzugen.
Die Lüftungslöcher dürfen nicht abgedeckt werden!
Stapelposition
Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Aufwärmzeit
von mindestens 30 Minuten und bei einer UmgebungstemperaSTOP
6
Bestimmungsgemäßer Betrieb
ACHTUNG! Das Messgerät ist nur zum Gebrauch durch Personen bestimmt, die mit den beim Messen elektrischer Größen
verbundenen Gefahren vertraut sind. Der Spektrumanalysator
darf nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden, die Auftrennung der Schutzkontaktverbindung
ist unzulässig. Der Netzstecker muss kontaktiert sein, bevor
Signalstromkreise angeschlossen werden.
B
Griff entfernen (Pos. F)
Sicherheit
Dieses Gerät ist gemäß VDE 0411 Teil 1, Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte gebaut, geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch
einwandfreiem Zustand verlassen. Es entspricht damit auch
den Bestimmungen der europäischen Norm EN 61010-1 bzw.
der internationalen Norm IEC 1010-1. Um diesen Zustand zu
erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss
der Anwender die Hinweise und Warnvermerke beachten, die in
dieser Bedienungsanleitung enthalten sind. Gehäuse, Chassis
und alle Messanschlüsse sind mit dem Netzschutzleiter verbunden. Das Gerät entspricht den Bestimmungen der Schutzklasse
I. Die berührbaren Metallteile sind gegen die Netzpole mit 2200
V Gleichspannung geprüft. Der Spektrumanalysator darf aus
Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Der Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstromkreise angeschlossen werden.
Die Auftrennung der Schutzkontaktverbindung ist unzulässig.
Wenn anzunehmen ist, dass ein gefahrloser Betrieb nicht mehr
möglich ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen
unabsichtlichen Betrieb zu sichern.
Installations- und Sicherheitshinweise
tur von 23 °C (Toleranz ±2°C). Werte ohne Toleranzangabe sind
Richtwerte eines durchschnittlichen Gerätes.
1.5
Gewährleistung und Reparatur
HAMEG Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle.
Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion
einen 10-stündigen „Burn in-Test“. Anschließend erfolgt ein
umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei dem alle Betriebsarten und die Einhaltung der technischen Daten geprüft
werden. Die Prüfung erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale
Normale rückführbar kalibriert sind. Es gelten die gesetzlichen Gewährleistungsbestimmungen des Landes, in dem das
HAMEG-Produkt erworben wurde. Bei Beanstandungen wenden
Sie sich bitte an den Händler, bei dem Sie das HAMEG-Produkt
erworben haben.
bilden eine Einheit. Ein Auswechseln der Sicherung darf und
kann (bei unbeschädigtem Sicherungshalter) nur erfolgen, wenn
zuvor das Netzkabel aus der Buchse entfernt wurde. Dann muss
der Sicherungshalter mit einem Schraubendreher herausgehebelt werden. Der Ansatzpunkt ist ein Schlitz, der sich auf
der Seite der Anschlusskontakte befindet. Die Sicherung kann
dann aus einer Halterung gedrückt und ersetzt werden. Der
Sicherungshalter wird gegen den Federdruck eingeschoben,
bis er eingerastet ist. Die Verwendung ,,geflickter“ Sicherungen
oder das Kurzschließen des Sicherungshalters ist unzulässig.
Dadurch entstehende Schäden fallen nicht unter die Gewährleistung.
Sicherungstyp: Größe 5 x 20 mm;
250V~, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662
(evtl. DIN 41 571, Bl. 3). Abschaltung: träge (T) 2A.
Nur für die Länder der EU:
Um den Ablauf zu beschleunigen, können Kunden innerhalb der
EU die Reparaturen auch direkt mit HAMEG abwickeln. Auch
nach Ablauf der Gewährleistungsfrist steht Ihnen der HAMEG
Kundenservice für Reparaturen zur Verfügung.
Return Material Authorization (RMA):
Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden, fordern Sie bitte in
jedem Fall per Internet: http://www.hameg.com oder Fax eine
RMA-Nummer an. Sollte Ihnen keine geeignete Verpackung zur
Verfügung stehen, so können Sie einen leeren Originalkarton
über den HAMEG-Service (Tel: +49 (0) 6182 800 500, Fax: +49 (0)
6182 800 501, E-Mail: [email protected]) bestellen.
1.6
Wartung
Die Außenseite des Spektrumanalysators sollte regelmäßig mit
einem Staubpinsel gereinigt werden. Hartnäckiger Schmutz an
Gehäuse und Griff, den Kunststoff- und Aluminiumteilen lässt
sich mit einem angefeuchteten Tuch (Wasser +1% Entspannungsmittel) entfernen. Bei fettigem Schmutz kann Brennspiritus oder Waschbenzin (Petroleumäther) benutzt werden. Die
Anzeige darf nur mit Wasser oder geeignetem Glasreiniger (aber
nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gesäubert werden, sie
ist dann noch mit einem trockenen, sauberen, fusselfreien Tuch
nachzureiben. Nach der Reinigung sollte sie mit einer handelsüblichen antistatischen Lösung, geeignet für Kunststoffe,
behandelt werden. Keinesfalls darf die Reinigungsfl üssigkeit in
das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel
kann die Kunststoff- und Lackoberflächen angreifen.
1.7
CAT I
Dieser Spektrumanalysator ist für Messungen an Stromkreisen
bestimmt, die entweder gar nicht oder nicht direkt mit dem
Netz verbunden sind. Direkte Messungen (ohne galvanische
Trennung) an Messstromkreisen der Messkategorie II, III oder IV
sind unzulässig! Die Stromkreise eines Messobjekts sind dann
nicht direkt mit dem Netz verbunden, wenn das Messobjekt über
einen Schutz-Trenntransformator der Schutzklasse II betrieben
wird. Es ist auch möglich, mit Hilfe geeigneter Wandler (z.B.
Stromzangen), welche die Anforderungen der Schutzklasse II
erfüllen, quasi indirekt am Netz zu messen. Bei der Messung
muss die Messkategorie – für die der Hersteller den Wandler
spezifiziert hat – beachtet werden.
1.8
Netzspannung
Das Gerät arbeitet mit 50 und 60 Hz Netzwechselspannungen
im Bereich von 105V bis 253V. Eine Netzspannungsumschaltung
ist daher nicht vorgesehen. Die Netzeingangssicherung ist von
außen zugänglich. Netzstecker-Buchse und Sicherungshalter
Änderungen vorbehalten
7
Kurzbeschreibung der Bedienelemente
2 Bezeichnung der Bedienelemente
Abschnitt B (Data):
Dieser Abschnitt beinhaltet die Einstellmöglichkeiten via
Tastatur und Einheitstasten.
B
Geräte-Frontseite
(HMS1010 unterscheidet sich im Frequenzbereich;
HMS3000 / HMS1000 ohne Tracking Generator)
1 Display (TFT)
6,5“ VGA TFT Display
2 Interaktive Softmenütasten (Tasten)
Direkte Erreichbarkeit aller relevanten Funktionen
3 POWER (Taste)
19
20
21
22
Netzschalter zum Ein- und Ausschalten des Gerätes
19 Numerische Tastatur (Tasten)
Abschnitt A :
Dieser Abschnitt beinhaltet das Parameterauswahlmenü.
Einstellung sämtlicher Betriebsparameter mit Einheiten
20 BACK (Taste)
4 AMPL (Taste beleuchtet)
Rückgängig machen von Eingaben
Einstellung der Amplitudenparameter
21 CANCEL (Taste)
5 SPAN (Taste beleuchtet)
Einstellung des zu analysierenden Frequenzdarstellbereichs
6 FREQ (Taste beleuchtet)
Beendet den Bearbeitungsmodus
22 ENTER (Taste)
Bestätigung bzw. Übernahme der eingestellten Parameter
Einstellung der Frequenz
7 TRACE (Taste beleuchtet)
Konfiguration der Messdatenerfassung und -analyse
8 SWEEP (Taste beleuchtet)
Einstellung von Ablaufzeit (Sweep Time) und der Triggerquelle
9 BANDW (Taste beleuchtet)
Einstellung der Auflösebandbreite und der Videobandbreite
10 LINES (Taste beleuchtet)
Konfiguration von Anzeige- und Grenzwertlinien
Abschnitt C (Variation):
Dieser Abschnitt beinhaltet die
Einstellung via Drehgeber
oder Pfeiltasten.
C
23 Drehgeber
Drehknopf zum Einstellen und
Bestätigen der Sollwerte bzw.
der Menüpunkte durch Druck
24 Pfeiltasten (Tasten)
Einstellung der
Signalparameter
24 23 24
11 MEAS (Taste beleuchtet)
Durchführung erweiterter Messungen
12 DISPLAY (Taste beleuchtet)
Einstellung der Anzeige
13 PEAK SEARCH (Taste beleuchtet)
Anzeige von Messwertspitzen
Abschnitt D (General):
Dieser Abschnitt beinhaltet die allgemeinen Geräteeinstellungen.
D
14 MARKER > (Taste beleuchtet)
Suchfunktionen der Messmarken
25
26
27
28
29
15 MARKER (Taste beleuchtet)
Auswahl und Positionierung der absoluten und relativen
Messmarken
16 MODE (Taste beleuchtet)
Umschaltung zwischen SWEEP- und RECEIVER-Mode
17 PRESET (Taste)
Rücksetzen des Gerätes in den Grundzustand
18 AUTO TUNE (Taste)
Automatische Einstellung der Geräteparameter
8
Änderungen vorbehalten
25 FILE/PRINT (Taste beleuchtet)
Ermöglicht das Abspeichern von Geräteeinstellungen,
Kurven, Bildschirmfotos oder den Ausdruck auf einem
Drucker
26 SETUP (Taste beleuchtet)
Zugriff auf allgemeine Geräteeinstellungen
27 HELP (Taste beleuchtet)
Integrierte Hilfeanzeige
Kurzbeschreibung der Bedienelemente
1
2
3
4
5
6
7
8
11
14
9 10
12 13
15 16
17
18
A
B
C
D
E
30
31
32
33
28 SAVE/RECALL (Taste beleuchtet)
Laden und Abspeichern von Geräteeinstellungen, Referenzkurven, Kurven und Bildschirmfotos
29 REMOTE (Taste beleuchtet)
Umschalten zwischen Tastenfeld und externer Ansteuerung
34
35
Geräte-Rückseite
36 Anschluss der Stromversorgung mit Sicherung
37 Interface
HO720 Dual-Schnittstelle (USB/RS-232) im Lieferumfang
enthalten
38 DVI (Buchse)
Anschluss externer Monitore und Projektoren
Abschnitt E :
Dieser Abschnitt bietet eine Reihe von Anschlüssen.
39 USB-Anschluss
30 USB-Anschluss
40 REF IN (BNC-Buchse)
Frontseitiger USB-Anschluss zum Abspeichern von Parametern
Referenzeingang
41 REF OUT (BNC-Buchse)
31 PHONE
(Buchse)
Kopfhöreranschluss für 3,5 mm Klinkenstecker;
Impedanz > 8 Ω
Referenzausgang
36
37
38
39
32 PROBE POWER (Buchse)
Stromversorgungsanschluß (6 VDC) für Sonden
(2,5 mm Klinkenstecker)
33 External TRIGGER (BNC-Buchse)
BNC-Eingang für externes Triggersignal
34 OUTPUT 50 Ω
Tracking Generator (N-Buchse)
(HMS3000 / HMS1000 besitzen diese Buchse nicht)
35 INPUT 50 Ω
Eingangs-N-Buchse
40
41
Änderungen vorbehalten
9
Kurzbeschreibung der Serie HMS
3 Kurzbeschreibung der Serie HMS
Mit der Serie HMS kommen 4 neue TFT Spektrum Analysatoren auf den Markt, die je nach Budget mit und ohne Tracking
Generator einen Bereich bis 1 oder 3GHz abdecken und durch
die hohe Eingangsempfindlichkeit, die spektrale Reinheit, die
umfangreichen RBW (Resolution Bandwith) Filter sowie die
eingebaute Quasi-Peak Funktion ideal für Pre-Compliance-,
Labor- und Produktionsanwendungen geeignet sind.
HMS1000 und HMS3000 verfügen über einen Frequenzbereich
von 100kHz bis 1GHz bzw. 3GHz. Beide Geräte werden für Vierpolmessungen auch als HMS1010 bzw. HMS3010 mit Tracking
Generator angeboten. Der Amplitudenmessbereich erstreckt
sich von -114dBm bis +20dBm (1kHz RBW) und kann mit Hilfe
des optionalen Preamplifiers auf -135dBm (100Hz) erweitert
werden. Die Spektrale Reinheit ist bei 100kHz Trägerabstand
besser als -100dBc/Hz.
Die Serie HMS verfügt trotz des großen 6,5-Zoll VGA-TFT-Displays über sehr kompakte Abmessungen und kann dank der
Stapelbarkeit sehr platzsparend mit allen anderen Hameg Geräten kombiniert werden. Über den DVI-Ausgang ist neben einem
Beamer auch ein handelsüblicher TFT-Monitor anschließbar
– das kann besonders für manuelle Abgleichplätze bei 19Zoll-Montage hilfreich sein. Neben den drei USB-Anschlüssen
für Massenspeicher, Drucker und Fernsteuerzwecke wird
optional auch eine IEEE-488- oder Ethernet/USB-Schnittstelle
angeboten.
4 Einstellen von Parametern
Zur Einstellung von Signalparametern stehen 3 Möglichkeiten
zur Verfügung:
– numerische Tastatur
– Drehgeber
– Pfeiltasten
Der jeweilige Menüpunkt wird mit den Softmenütasten ausgewählt.
4.1
Abb. 3.1: Frequenz-Auswahlmenü
Besonderer Wert wurde auf umfangreiche und praxisgerechte
Filterbandbreiten gelegt. So deckt der HMS3000 den Bereich 100Hz
bis 1 MHz (-3dB) in einer 1-3 Stufung und zusätzlich für Pre-Compliance Messungen die Bandbreiten 200Hz, 9kHz, 120kHz, 1MHz
(-6dB) ab. Auch die Detektoren Auto-, Min-, Max-Peak, Sample,
RMS und Quasi-Peak sowie die eingebauten AM- und FM Demodulatoren (Kopfhörerausgang) gehören zur Standardausstattung. 8
Marker einschließlich Delta Marker sowie diverse Peak Funktionen
verkürzen die Analyse und Auswertungszeit.
Numerische Tastatur
Die einfachste Weise einen Wert exakt und schnell einzugeben
ist die Eingabe über die numerische Tastatur. Bei der Eingabe
über die Tastatur wird der eingegebene Zahlenwert übernommen, indem eine Taste mit der zugehörigen Einheit GHz
(-dBm), MHz (dBm), kHz (dB..) oder Hz (dB..) bestätigt wird.
Vor Bestätigung der Parametereinheit kann bei Falscheingabe jeder Wert durch die Taste BACK gelöscht werden. Das
Bearbeitungsfenster bleibt hierbei bestehen. Mit der Taste
CANCEL kann die Eingabe von Parametern beendet werden.
Das Bearbeitungsfenster wird geschlossen.
Abb. 4.1: Numerische
Tastatur mit Einheiten und
Bearbeitungs-tasten
4.2
Abb. 3.2: Messfunktionen mit bis zu 8 Markern
10
Änderungen vorbehalten
Drehgeber
Die Signalparameter können ebenfalls mit dem Drehgeber
verändert werden. Durch Rechtsdrehen des Drehgebers wird
der Sollwert erhöht, durch Linksdrehen verringert. Durch
Drücken des Drehgebers können, wie bei der ENTER-Taste
auch, Werte bestätigt werden. Dimensionslose Werte, wie z.B.
bei der Display-Einstellung, werden ausschließlich mit dem
Drehgeber verändert.
Gerätefunktionen
4.3
Pfeiltasten
Die Einstellung der Signalparameter kann zusätzlich mit den
Pfeiltasten erfolgen. Mit kann der Wert erhöht, mit verringert werden.
4.4
Der Frequenzdarstellbereich (= Span) ist der Bereich um die
Mittenfrequenz, den ein Spektrumanalysator am Bildschirm
anzeigt. Der zu wählende Darstellbereich hängt von dem zu
untersuchenden Signal ab. Sinnvollerweise sollte er mindestens
doppelt so groß wie die belegte Bandbreite des Signals sein.
Die Serie HMS bietet bei der Spektrumsdarstellung Spans zwischen 1kHz und 1GHz (HMS1000/1010) bzw. 100Hz und 3GHz
(HMS3000/3010) an. Bei 0Hz Span (Zero Span) wird der Zeitverlauf des Signals angezeigt. Der Spektrumanalysator misst
den Signalpegel nur auf der eingestellten Mittenfrequenz. Die
Einstellung erfolgt wie in Kap. 4 beschrieben. Um den gesamten
Frequenzbereich von 100kHz bis 1GHz bzw. 3GHz auf Knopfdruck einzustellen, ist der Softmenüpunkt FULL vorgesehen.
Die Softmenütaste LAST stellt die vorherige Frequenzeinstellung wieder her.
So geben Sie einen numerischen Wert ein
5.3
–
Wählen Sie mit Hilfe der grauen Softmenütasten ihren
Menüpunkt.
–
Geben Sie den Parameterwert über die Tastatur ein oder
verstellen den Wert mit dem Drehgeber.
–
Nach Eingabe über die Tastatur die entsprechende Einheitstaste drücken.
Frequenzeinstellung (FREQ)
Durch Druck auf die Taste FREQ gelangt man in das Frequenzeinstellungsmenü. Hier kann die Mittenfrequenz und die Startbzw. Stoppfrequenz eingestellt werden. Die Einstellung erfolgt
wie in Kap. 4 beschrieben. Die Schrittweite der Mittenfrequenz
kann mit CF-STEPSIZE variiert werden. Durch Druck auf diese
Softmenütaste öffnet sich das Einstellungsmenü:
–
–
–
–
0.1 x SPAN (Grundeinstellung): erfolgt die Frequenzfortschaltung in 10% des Frequenzdarstellbereichs
(= 1 Teilstrich der vertikalen Skalierung).
0.5 x SPAN: erfolgt die Frequenzfortschaltung in 50% des
Frequenzdarstellbereichs (= 5 Teilstriche der vertikalen
Skalierung).
Einstellung der Amplitudenparameter
(AMPL)
Über die Taste AMPL erfolgen die Einstellungen aller Pegelanzeige bezogenen Einstellungen. Der Softmenüpunkt Referenzpegel (REF. PEGEL) entspricht der obersten Raster-Linie
im Messwertdiagramm. Die Einstellung erfolgt wie in Kap. 4
beschrieben. Mit dem Referenzpegel wird die Verstärkung des
Eingangssignals bis zur Anzeige eingestellt. Bei niedrigen Referenzpegeln ist die Verstärkung hoch, so dass auch schwache
Signale gut sichtbar angezeigt werden. Bei starken Eingangssignalen ist der Referenzpegel hoch einzustellen, damit sie
den Signalzweig des Analysators nicht übersteuern und die
Anzeige des Signals innerhalb des Darstellbereichs bleibt. Bei
einem Spektrum mit vielen Signalen sollte der Referenzpegel
mindestens so groß sein, dass alle Signale innerhalb des Darstellbereichs sind.
Der Empfängereingang kann durch einen falsch eingestellten Referenzpegel übersteuert werden.
5 Gerätefunktionen
5.1
Frequenzdarstellbereich (SPAN)
Softmenütasten
Mit den grauen Softmenütasten am rechten Bildschirmrand
kann das angezeigte Menüfeld im Display bedient werden. Die
Einstellung des jeweiligen, angewählten Parameters erfolgt
durch die numerische Tastatur oder dem Drehgeber. Ist ein
Menüfeld mit den Softmenütasten ausgewählt, so wird dieser
Punkt blau markiert und ist somit aktiviert für die Parametereingabe. Wenn eine Gerätefunktion wegen einer speziellen
Einstellung nicht verfügbar ist, wird die dazugehörige Softmenütaste deaktiviert und die Beschriftung grau dargestellt.
4.5
5.2
Die Grundeinstellung (EINHEIT) des Referenzpegels ist die
Einheit
dBm. Es kann zusätzlich die Einheit dBμV nach AktiSTOP
vierung der Softmenütaste mit dem Drehgeber ausgewählt
werden. Der Messbereich (BEREICH) bestimmt die Auflösung
der Pegelachse des Messdiagramms. In der Grundeinstellung
ist die Skalierung der Pegelachse in dB. Der Messbereich ist
10dB pro Unterteilung (10dB/DIV). Für höhere visuelle Auflösung der Pegelachse bietet der Spektrumanalysator auch
die Bereiche 5dB/DIV, 2 dB/DIV und 1dB/DIV an. Eine erhöhte
Auflösung erhöht jedoch nicht die Genauigkeit, sondern dient
nur der besseren Ablesbarkeit der Messkurve.
Direkt gekoppelt an den Referenzpegel ist die Einstellung der
HF-Dämpfung am Eingang des Spektrumanalysators. Dabei
verfügt das Gerät über zwei verschiedene Modi der Kopplung:
–
–
LOW NOISE (möglichst hohe Empfindlichkeit)
LOW DISTORTION (möglichst niedrige Intermodulationsprodukte)
SET TO CENTER: Frequenzfortschaltung mit der Frequenz
der augenblicklichen Mittenfrequenz; diese Einstellung ist
insbesondere zur Messung von Oberwellen geeignet; mit
jeder Frequenzfortschaltung springt die Mittenfrequenz
auf die nächste Oberwelle.
Diese sind über die Softmenütaste ATT-EINSTELLUNG einzustellen. Im Mode LOW DISTORTION wird eine 10dB höhere
HF-Dämpfung eingestellt.
MANUAL: beliebige Schrittweite wählbar; Untersuchung
von Spektren mit regelmäßigen Frequenzabständen einfach
möglich.
Der Vorverstärker (Preamplifier) kann hier mit der entsprechenden Softmenütaste an- bzw. ausgeschaltet werden (siehe
Kap. 9.1 zur Freischaltung des optionalen Preamplifiers).
Änderungen vorbehalten
11
Gerätefunktionen
5.4
Einstellung der Bandbreite
(BANDW)
Spektrumanalysatoren besitzen die Eigenschaft, dass sie die
Frequenzanteile eines Signals als Frequenzspektrum auflösen
können. Das Auflösungsvermögen ist durch die Auflösungsbandbreite bestimmt. Zusätzlich bieten die Spektrumanalysatoren eine umschaltbare Videobandbreite an. Das Gerät wählt
automatisch (bei Bedarf auch manuelle Einstellung möglich)
eine langsamere Sweepzeit, wenn bei einer gewählten RBW
der Span zu groß eingestellt wurde (vorausgesetzt die SpanEinstellungen stehen nicht auf manuell).
Die Videobandbreite bestimmt die Glättung der Messkurve
durch Befreiung von Rauschen. Diese wird durch die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters bestimmt, mit der die Videospannung
gefiltert wird, bevor sie zur Anzeige gelangt. Im Gegensatz zur
Auflösungsbandbreite trägt die Videobandbreite nicht zum
Auflösungsvermögen des Spektrumanalysators bei.
STOP
Ist bei manueller Eingabe ein zu großer Span oder eine
zu hohe Sweepzeit gewählt, so werden die Amplituden
nicht pegelkorrekt angezeigt. In einem solchen Falle
warnt die rote „UNCAL“-Anzeige. Der Span muss
dann reduziert werden, bis die „UNCAL“-Anzeige
verschwindet.
Abb. 5.1: Sinussignal moduliertes HF-Signal und das entsprechende Videosignal im Zeitbereich.
Durch Druck auf die Taste BANDW gelangen Sie in das Einstellungsmenü der Bandbreiten. Die Auflösungsbandbreite (RBW)
bzw. die Videobandbreite (VBW) können in den spezifizierten
Grenzen eingestellt werden. Folgende Schrittweiten stehen zur
Auswahl zur Verfügung:
RBW
100 Hzk
200 Hzk
1 kHz
3 kHz
10 kHz
30 kHz
100 kHz
200 kHz
300 kHz
1MHz
VBW
10 Hzk
30 Hzk
100 Hzk
300 Hzk
1 kHz
3 kHz
10 kHz
30 kHz
100 kHz
300 kHz
1 MHz
3 MHz
Tabelle 5.1: Einstellungsmöglichkeiten für RBW bzw. VBW
Zusätzlich kann bei beiden Bandbreiten eine automatische
Einstellung (AUTO RBW / AUTO VBW) mit der entsprechenden
Softmenütaste gewählt werden. Die Einstellung der Parameter
erfolgt mit dem Drehgeber.
12
Änderungen vorbehalten
Abb. 5.2: Auswahlmöglichkeiten RBW
5.5
Einstellung des Wobbelablaufs
(SWEEP)
Bei Frequenzdarstellbereichen f 1 0 ist die Sweepzeit die Zeit,
in der ein Spektrumanalysator den darzustellenden Frequenzbereich durchfährt, um das Spektrum zu messen. Dabei sind
bestimmte Randbedingungen (z.B. eingestellte Auflösungsbandbreite) für eine richtige Anzeige zu beachten.
Durch Druck der Taste SWEEP gelangt man in das Auswahlmenü. Die SWEEPZEIT kann in den spezifizierten Grenzen
variiert werden. Die Einstellung der Parameter erfolgt wie in
Kap. 4 beschrieben. Um den Anwender bei der Einstellung der
Sweepzeit zu unterstützen, kann eine automatische Kopplung
der Sweepzeit an die eingestellte Auflösungsbandbreite und
den Span mit entsprechender Softmenütaste AUTO gewählt
werden. Bei automatischer Kopplung wird immer die kürzest
mögliche Sweepzeit für eine richtige Anzeige von Sinussignalen
im Spektrum eingestellt.
Die Serie HMS wobbelt in der Grundeinstellung kontinuierlich
über den gewählten Frequenzbereich, d.h. wenn ein Sweep
beendet ist, wird ein Neuer begonnen. Die Messkurve wird
dabei jedes Mal neu gezeichnet. Ist eine kontinuierliche Wobbelung nicht gewünscht (z. B. wenn in Verbindung mit einem
Triggerereignis ein einmaliger Vorgang aufgezeichnet werden
soll), gibt es die Möglichkeit der Einstellung eines einzelnen
Sweeps (EINZELN). Bei Wahl des Single-Sweeps wobbelt der
Spektrumanalysator einmalig über den Frequenzbereich oder
stellt einmalig im Zero-Span das Video-Zeitsignal dar. Erst
durch erneutes Drücken auf den Softkey EINZELN wiederholt
das Gerät die Messung.
Zusätzlich werden im Softmenü TRIGGER verschiedene Triggerfunktionen angeboten, um auf Ereignisse zu reagieren:
–
FREILAUF: ein neuer Sweep beginnt, wenn der vorhergehende beendet ist (Grundeinstellung).
–
EXTERN und EXTERN : der Sweep wird durch die positive oder negative Flanke eines externen Triggersignals
gestartet; das externe Triggersignal wird über die BNCBuchse EXTERNAL TRIGGER zugeführt (Schaltschwelle
eines TTL-Signals)
Die Auswahl eines Triggers erfolgt mit der entsprechenden
Softmenütaste.
Gerätefunktionen
5.6
Einstellung der Messkurve (TRACE)
Durch Druck auf die Taste TRACE gelangt man in das Einstellungsmenü. Die Darstellung einer Messkurve kann auf
verschiedene Weisen erfolgen (TRACE MODE):
–
CLEAR / WRITE (Grundeinstellung): die vorgehende Messkurve während eines neuen Sweeps wird gelöscht.
–
MAX HOLD: Maximalwerterfassung aus der gerade gemessenen und allen vorhergehenden Messkurven; mit MAX HOLD
können intermittierende Signale im Spektrum oder der Maximalwert bei schwankenden Signalen gut gefunden werden.
–
MIN HOLD: Minimalwerterfassung aus der gerade gemessenen und allen vorhergehenden Messkurven; mit MIN HOLD
können Sinussignale aus dem Rauschen hervorgehoben
werden oder intermittierende Signale unterdrückt werden.
–
–
AVERAGE: Mittelwertbildung des Pegels aus aufeinanderfolgenden Messkurven; die Mittelwertbildung erfolgt in der
Grundeinstellung pixelweise und gleitend über die letzten
Messkurven; Average-Mode ist somit geeignet Sinussignale
nahe dem Rauschen besser sichtbar zu machen (ab SoftwareVersion 1.2 auf www.hameg.com/downloads verfügbar).
STOP
5.6.1
Der Spektrumanalysator kann eine gespeicherte Messkurve von
der aktiven Messkurve subtrahieren und die Differenz auf dem
Display darstellen. Ist unter TRACE MEMORY eine Messkurve
gespeichert, so kann durch Drücken der Softmenütaste TRACE
MATH die Differenz aus der im Speicher abgelegten Messkurve
und der aktiven Messkurve angezeigt werden. Zum Ausblenden
der gespeicherten Messkurve wieder die Softmenütaste TRACE
MATH drücken und AUS auswählen. Erweiterte Funktionen
(TRACE SETUP) und die Speichermathematik werden mit
einem Softwareupdate V1.2 auf www.hameg.com/downloads
verfügbar sein.
Detektoren
Ein Detektor bewertet die Videospannung eines Spektrumanalysators bevor sie angezeigt wird. Er wirkt immer pixelweise
auf die Messkurve, d. h. er bestimmt die Art wie der Pegelwert
eines Pixels erzeugt wird. Durch Druck auf die Softmenütaste
DETEKTOR gelangt man in ein Einstellungsmenü, wo man
verschiedene Detektoren auswählen kann:
–
AUTO PEAK: der Spektrumsanalysator zeigt bei jedem Pixel
den Maximalwert und den Minimalwert des Pegels aus dem
Frequenzbereich an, der durch das entsprechende Pixel
angezeigt wird; kein Signal geht verloren; bei schwankenden
Signalpegeln (Rauschen) zeigt die Breite der Messkurve die
Schwankungsbreite des Signals an (Grundeinstellung).
–
SAMPLE: zeigt nur einen beliebigen Messpunkt des Spektrums innerhalb eines Anzeigepixels an; der Sample Detektor sollte immer bei der Messung bei Span = 0 Hz verwendet
werden, da nur damit der Zeitverlauf des Videosignals richtig
dargestellt werden kann. Kann zur Rauschleistungsmessung genutzt werden; bei der Messung von Signalspektren
können bei Spans, die größer als die (Auflösebandbreite x
501) sind, Signale verloren gehen.
–
MAX PEAK: liefert im Gegensatz zum Auto-Peak-Detektor
nur den Maximalwert des Spektrums innerhalb eines Pixels
der Messkurve (z.B. Messung von pulsartigen Signalen oder
FM-modulierten Signalen)
–
MIN PEAK: liefert den Minimalwert des Spektrums innerhalb eines Pixels der Messkurve; Sinussignale werden
pegelrichtig dargestellt während rauschartige Signale
unterdrückt werden (z.B. Sinussignale aus dem Rauschen
hervorheben)
VIEW: friert die gerade angezeigte Messkurve ein; die Messung
wird abgebrochen; somit ist zum Beispiel die Auswertung gemessener Spektren mit dem Marker nachträglich möglich.
Durch die Unterfunktion TRACE MEMORY kann eine Messkurve in den Hintergrund-Messkurvenspeicher übernommen
und zum Vergleich mit der aktuellen Messkurve durch Druck
auf die Softmenütaste SHOW MEMORY angezeigt werden. Die
gespeicherte Messkurve ist immer durch ihre weiße Farbe
gekennzeichnet, so dass sie leicht von der aktuellen Messkurve
unterscheidbar ist. Zum Ausblenden der gespeicherten Messkurve die Softmenütaste SHOW MEMORY erneut drücken.
Die Messkurve im Speicher (Memory Trace) legt der
Spektrumanalysator im Bildspeicher als Bitmap ab.
Er passt daher die Speicherkurve nicht an einen geänderten Referenzpegel oder Frequenzdarstellbereich
an.
5.7
Benutzung von Markern
Zur Auswertung einer Messkurve bietet die Serie HMS mehrere
Marker und Delta-Marker an. Die Marker sind immer an die
Messkurve gebunden und zeigen die Frequenz und den Pegel
an der jeweiligen Stelle der Messkurve an. Die Frequenzposition des Markers ist durch ein Pfeilsymbol gekennzeichnet. Die
numerischen Werte für die Frequenz und den Pegel sind am
Bildschirm oben dargestellt. Die Einheit des Pegels ist durch
die eingestellte Einheit des Referenzpegels bestimmt.
Auswählbar sind hier 8 verschiedene Marker, die mit Hilfe des
Drehgebers ausgewählt werden können. Dementsprechend
kann mit der Softmenütaste POSITION die Frequenzposition
auf der Kurve gewählt werden. Die einzelnen Marker können
mit der entsprechenden Softmenütaste an- bzw. ausgeschaltet
werden.
Abb. 5.3: Anzeige einer Mess- und gespeicherten Referenzkurve
Der Pegel des Delta-Markers ist immer relativ zum Hauptmarker, d.h. die Pegeleinheit ist immer dB. Die Frequenzangabe
für den Deltamarker bezieht sich immer auf den Bezugsmarker
(Marker 1) und zeigt den Abstand zu diesem Marker an. DeltaMarker werden mit einem Softwareupdate V1.2 auf www.hameg.
com/downloads verfügbar sein.
Änderungen vorbehalten
13
Gerätefunktionen
5.8
Auto Tune
Bei Benutzung der Markerfunktion wird das angezeigte Signal
durch Druck auf die Taste AUTO TUNE auf dem Bildschirm
skaliert. Diese Funktion wird ab einem Softwareupdate V1.2
auf www.hameg.com/downloads verfügbar sein.
5.9
Peak-Search
Die sogenannte Peak-Search-Taste ermöglicht dem Anwender
die Anzeige des nächsten maximalen Messwertausschlages.
Durch Druck auf die Softmenütaste PEAK kann dieser Ausschlag sichtbar gemacht werden. Erweiterte Funktionen werden
mit einem Softwareupdate V1.2 auf www.hameg.com/downloads
verfügbar sein.
5.10 Betrieb im Empfängermodus
(Receiver-Mode)
Durch Drücken der Taste MODE gelangt man in das Auswahlmenü, in dem man den Empfängermodus anschalten kann. Der
Spektrumanalysator verhält sich hierbei wie ein Empfänger, der
auf einer vorgegebenen Frequenz den Pegel misst. Die wichtigsten Einstellungen der Messparameter, wie z.B. Frequenz,
Amplitude oder Auflösungsbandbreite, sind können über die
entsprechenden Tasten eingegeben werden. Im Empfängermodus stehen die gleichen Bandbreiten wie im Analysatorbetrieb
zur Verfügung. Zusätzlich sind die Bandbreiten 200 Hz, 9 kHz,
120 kHz und 1MHz (-6dB) für Störemissionsmessungen nach
CISPR verfügbar. Ein Detektor (Spitzenwert (Peak), Effektivwert(RMS) oder Quasi-Peak-Detektor) wird über die Taste FREQ und
die Softmenütaste DETEKTOR eingestellt. Die Messzeit ist die
Zeit, in der der Spektrumanalysator Messwerte sammelt und
entsprechend dem gewählten Detektor zu einem Anzeigeergebnis zusammenfasst.
Die Serie HMS bietet unter dem Softmenüpunkt AUDIO einen
AM- und FM-Hördemodulator zum Abhören von modulierten
Signalen an. Das demodulierte Signal kann mit dem Kopfhörer
oder über einen integrierten Lautsprecher abgehört werden.
Der Kopfhörer wird an der Kopfhörerbuchse (3,5 mm-Klinkenbuchse) angeschlossen. Wird ein Kopfhörer benutzt, ist
der interne Lautsprecher deaktiviert. Mit der entsprechenden
Softmenütaste kann die Demodulation an- bzw. ausgeschaltet
und die Lautstärke reguliert werden.
6 Speichern/Laden von Geräteeinstellungen
Die Serie HMS kann 5 verschiedene Arten von Daten abspeichern:
– Geräteeinstellungen
– Referenzsignale
– Kurven
– Bildschirmfotos
– Formelsätze
Von diesen Datenarten lassen sich nur Kurven und Bildschirmfotos auf einem angeschlossenen USB-Stick abspeichern. Alle
Anderen lassen sich sowohl auf einem USB-Stick, als auch intern
in nichtflüchtigen Speichern im Gerät ablegen.
6.1
Geräteeinstellungen
Das Hauptmenü für Speicher und Ladefunktionen rufen Sie durch
Druck auf die Taste SAVE/RECALL auf. Hier erscheint zunächst
die Unterteilung, welche Datenarten gespeichert und geladen
werden können. Das Drücken auf die Taste neben dem obersten
Menüpunkt GERÄTEEINST. öffnet das entsprechende Menü.
Abb. 6.1: Basismenü für Geräteeinstellungen
In diesem Menü können Sie durch Druck auf die entsprechende
Taste das Menü zum Abspeichern, den Dateimanager zum
Laden und das Menü zum im- und exportieren der Geräteeinstellungen aufrufen. Zusätzlich bietet der Menüpunkt STANDARDEINST. die Möglichkeit, die werksseitig vorgegebenen
Standardeinstellungen zu laden. Der Druck auf die Menütaste
SPEICHERN öffnet das Speichermenü.
Abb. 6.2: Geräteeinstellungen speichern
14
Änderungen vorbehalten
Speichern/Laden von Geräteeinstellungen
Hier können Sie den Speicherort (Interner Speicher, vorderer
USB- oder hinterer USB-Anschluss) wählen, einen Dateinamen
sowie einen Kommentar einfügen und mit dem Druck auf die
Softmenütaste neben dem Menü SPEICHERN entsprechend die
Einstellungen sichern. Um abgespeicherte Einstellungsdateien
wieder zu laden, wählen Sie im Geräteeinstellungshauptmenü
den Menüpunkt LADEN durch Druck der entsprechenden Softmenütaste. Es öffnet sich der Dateimanager, in welchem Sie mit
den Menütasten und dem Universalknopf navigieren können.
6.2
Referenzsignale
Referenzen sind Datensätze, die aus den Einstellungsinformationen bestehen. Diese können Sie sowohl intern als auch extern
abspeichern und zurückladen. Das Hauptmerkmal von Referenzen ist, dass beim Speichern und Rückladen alle Informationen übertragen werden und damit immer das Ursprungssignal
mit seinen Werten verglichen werden kann. Wenn Sie die SAVE/
RECALL-Taste drücken und den Menüpunkt REFERENZEN
wählen, können Sie in das Menü IMPORT/EXPORT wechseln.
Hier erscheint das Standardmenü des Dateimanagers, in dem
Sie zwischen internem Speicher und externen USB-Sticks Referenzen kopieren können (Beschreibung siehe Kap. 5.1).
6.3
Kurven
Kurven können nur auf extern angeschlossene USB-Sticks (nicht
intern) in den folgenden Formaten abgespeichert werden:
HAMEG Binärformat: In einer Binärdatei kann jeder beliebige
Bytewert vorkommen. Die aufgenommenen Kurvendaten werden ohne Zeitbezug abgespeichert.
Abb. 6.3: Geräteeinstellungen laden
Wählen Sie den Speicherort, von dem Sie die Einstellungsdatei
laden wollen im Dateimanager aus und laden die Geräteeinstellungen durch Drücken der Softmenütaste LADEN. Der Dateimanager
bietet Ihnen auch die Möglichkeit, einzelne Einstellungsdateien
aus dem internen Speicher zu löschen. Wenn Sie einen USB Stick
angeschlossen haben und als Speicherort auswählen, können
Sie zusätzlich noch Verzeichnisse wechseln und löschen. Um
Geräteeinstellungen zu im- oder exportieren muss ein USB Stick
angeschlossen sein, sonst ist das Menü nicht auswählbar. Ist
diese Voraussetzung erfüllt, öffnet das Drücken der Taste neben
IMPORT/EXPORT ein Menü, um Geräteeinstellungenzwischen dem
internen Speicher und einem USB Stick zu kopieren.
CSV (Comma Separated Values): In CSV Dateien werden die
Kurvendaten in Tabellenform abgespeichert. Die unterschiedlichen Tabellenzeilen sind durch ein Komma voneinander
getrennt.
HRT (HAMEG Reference Time): Dateien mit dieser Endung sind
Referenzkurven des Zeitbereichs. Wird die dargestellte Kurve
in dieses Format gespeichert, so kann sie im Referenzenmenü verwendet werden. Mit dem HRT-Format können Sie auch
Dateien erzeugen, die über das Referenzmenü zurück in den
Spektrumanalysator geladen werden können.
Um Kurven abzuspeichern drücken Sie die SAVE/RECALL-Taste
und wählen im Hauptmenü den Menüpunkt KURVEN durch
Drücken der zugehörigen Softmenütaste.
Abb. 6.5: Menü zum Abspeichern von Kurven
Abb. 6.4: IMPORT / EXPORT Menü für Geräteeinstellungen
Wählen Sie die Quelle in dem Menü, welches sich nach dem
Drücken der Taste neben dem Menüpunkt Quelle öffnet (zum
Beispiel INTERN). Wählen Sie das Ziel (zum Beispiel VORN)
nach demselben Verfahren. Wenn Sie jetzt die Taste neben
IMPORT/EXPORT drücken, wird gemäß der Voreinstellung die
gewählte Einstellungsdatei kopiert. (in diesem Beispiel vom
internen Speicher auf einen USB-Stick). Sie können sowohl vom
internen auf den externen Speicher und umgekehrt kopieren.
Bei zwei angeschlossenen USB-Sticks, funktioniert dies auch
zwischen diesen beiden.
In dem sich öffnenden Menü können Sie an oberster Stelle
wählen, ob Sie den USB-Anschluss an der Front- oder der
Rückseite des Gerätes als Ziel nutzen. Diese Wahl ist möglich,
wenn in dem jeweiligen Anschluss ein USB-Stick erkannt
wurde. Wenn Sie diese Auswahl bei angeschlossenem Stick
durch Druck auf die Menütaste treffen, öffnet sich beim ersten
Mal der Dateimanager inklusive dem entsprechenden Menü,
mit dem ein Zielverzeichnis ausgewählt oder erstellt werden
kann. Die Wahl des Zielverzeichnisses bestätigen Sie mit OK und
gelangen wieder in das KURVEN-Speicher-Menü. Der Druck
auf die Taste neben dem zweiten Menüpunkt (KURVE) aktiviert
Änderungen vorbehalten
15
Speichern/Laden von Geräteeinstellungen
diesen (wird blau hinterlegt) und ermöglicht die Auswahl des
Kanals, den Sie als Kurve abspeichern wollen mit dem Universalknopf. Es kommen nur die Kanäle in die Auswahl, die auch
eingeschaltet sind.
Das Drücken der Menütaste neben DATEINAME öffnet das
Nameneingabemenü. Menü einen Namen eingeben und
mit ANNEHMEN bestätigen können. Automatisch erscheint
wieder das KURVEN-Speichern-Menü. Zusätzlich kann bei
Kurven ein Kommentar abgespeichert werden. Der Druck auf
die entsprechende Menütaste neben KOMMENTAR öffnet das
Kommentareingabefenster. Nach Eingabe des Kommentares
und dem Bestätigen mit der Menütaste ANNEHMEN, erscheint
wieder das KURVEN-Speichern-Menü. Wenn Sie diese Eingaben
alle gemacht haben, wird nach dem Drücken der Menü-Taste
neben SPEICHERN die gewählte Kurve entsprechend den Einstellungen abgespeichert.
6.4
Bildschirmfotos
Die wichtigste Form des Abspeicherns im Sinne der Dokumentation ist das Bildschirmfoto. Die Einstellungen zu Speicherort
und Format sind nur möglich, wenn Sie mindestens einen
USB-Stick angeschlossen haben. Das Einstellen erfolgt in dem
Menü, welches sich öffnet, wenn Sie die SAVE/RECALL-Taste
auf dem Bedienfeld und anschließend die Menütaste zu BILDSCHIRMFOTO drücken.
Abb. 6.7: Speichern und Laden Menü
Wählen Sie jetzt die gewünschte Art der zu speichernden Daten durch Drücken der entsprechenden Softmenütaste aus (in
unserem Beispiel BILDSCHIRMFOTO), um in das Einstellungsmenü zu gelangen.
Abb. 6.8: Einstellungsmenü eines Bildschirmfotos
Abb. 6.6: Bildschirmfoto-Menü
In diesem Menü können Sie den Speicherort (entsprechend den
angeschlossenen USB-Stick’s) mit der obersten Menütaste
wählen. Bei erstmaliger Auswahl erscheint der Dateimanager zur Anlage und Auswahl des Zielverzeichnisses. Nach
erfolgter Eingabe dieser Informationen erscheint wieder das
BILDSCHIRMFOTO-Speicher-Menü. Der zweite Menüpunkt
DATEINAME ermöglicht die Eingabe eines Namen über das
entsprechende Namen-Eingabe-Menü, welches sich automatisch bei Anwahl dieses Menüpunktes öffnet. Wenn Sie FORMAT
mit der entsprechenden Menütaste anwählen, steht Ihnen
folgende Formate zur Auswahl: BMP = Windows Bitmap (unkomprimiertes Format) und GIF. Der Druck auf die Taste neben
dem Menüeintrag SPEICHERN löst eine sofortige Speicherung
des aktuellen Bildschirms an den eingestellten Ort, mit dem
eingestellten Namen und Format aus.
Achten Sie darauf, dass im obersten Menü der SPEICHERORT
Vorn steht (durch Druck auf die Softmenütaste öffnet sich ein
Menü, in welchem Sie diese Einstellungen gegebenenfalls vornehmen können). Dazu muss ein USB-Stick vorn eingesteckt
sein. Sie können der Zieldatei einen Namen mit maximal 7 Buchstaben vorgeben. Dazu wählen Sie den Menüpunkt Dateiname
und geben mit Hilfe des Universalknopfes und der Taste CURSOR
SELECT den Namen vor (in unserem Beispiel „SCR“).
6.4.1 Beispiel eines Bildschirmfotos
Um die gewünschten Daten speichern zu können, müssen Sie
die Art und das Speicherziel festlegen. Verbinden Sie zunächst
einen USB-Stick (siehe 8.1. USB-Anschluss) mit dem vorderen
USB-Anschluss Ihres Spektrumanalysators. Drücken Sie nun die
Taste SAVE/RECALL, um das entsprechende Menü zu öffnen.
16
Änderungen vorbehalten
Abb. 6.9: Dateinamenvergabe
Erweiterte Bedienfunktionen
Nach Drücken der Softmenütaste neben dem Menüpunkt ANNEHMEN, hat der Spektrumanalysator den Namen übernommen und geht zurück in das Einstellungsmenü. Dort können
Sie sofort das aktuelle Bild abspeichern, indem Sie die Softmenütaste SPEICHERN drücken. Sie können auch im Menü eine
Ebene zurückgehen (mit der untersten Menu OFF-Taste) und
dort den Menüpunkt TASTE FILE PRINT wählen. Im folgenden
Menü drücken Sie die Softmenütaste neben BILDSCHIRMFOTO
und weisen damit die Funktion Bildschirmausdruck mit den
vorgenommenen Einstellungen der Taste FILE/PRINT zu. Nun
sind Sie in der Lage, zu jedem Zeitpunkt und aus jedem Menü
heraus einen Bildschirmausdruck als Bitmap-Datei auf Ihrem
USB-Stick einfach durch Drücken der FILE/PRINT Taste zu
generieren.
7 Erweiterte Bedienfunktionen
7.1
Benutzung des Hilfesystems
Die integrierte Hilfe aktivieren Sie durch Druck auf die HELPTaste im Bereich GENERAL des Bedienfeldes. Es wird ein
Fenster mit den Erklärungstexten geöffnet. Jetzt können Sie
die Taste oder das Softmenü aufrufen, zu dem oder der Sie
Hilfe benötigen. Der Text im Hilfefenster wird dynamisch mit
den Beschreibungen der jeweils aufgerufenen Einstellung oder
Funktion aktualisiert. Wenn Sie die Hilfe nicht mehr benötigen,
schalten Sie diese durch Druck auf die HELP-Taste wieder aus.
Damit erlischt die Taste und das Textfenster für die Hilfe wird
geschlossen.
7.2
Einstellung des Bildschirms
Durch Drücken der Taste DISPLAY gelangt man ins Einstellmenü des Bildschirms. Hier haben Sie mehrere Einstellungen
zur Auswahl:
Abb. 6.10: Einstellungen der Taste FILE/PRINT
–
TRACE: Einstellung der Leuchtintensität (0…100%) des angezeigten Spektrums; durch Druck auf die erste Softmenütaste kann die Verfolgung an- bzw. ausgeschaltet werden
–
BACKLIGHT: Einstellung der Leuchtintensität (10…100%)
des Bildschirmes
–
GRID: Einstellung der Leuchtintensität (0…100%) der Rasteranzeige; unter dem Softmenüpunkt GRID SETUP können
Sie entweder ein Fadenkreuz, Rasterlinien oder kein Raster
mit der entsprechenden Softmenütaste auswählen; ebenso
kann die Beschriftung des Rasters (SCALA) ein- bzw. ausgeschaltet werden; die Softmenütaste LED HELL. variiert
die Helligkeit der LED-Anzeigen zwischen Hell und Dunkel;
dies betrifft alle hinterleuchteten Tasten und alle sonstigen
Anzeige-LED‘s auf der Frontseite.
–
TRANSPARENCY: Einstellung der Transparenz (0…100%)
der Rasterbeschriftung
Abb. 7.1: Einstellungsmenü des Bildschirms (DISPLAY)
Ist der jeweilige Softmenüpunkt aktiv, so wird der Hintergrund
blau hinterlegt. Die Einstellung der Parameterwerte erfolgt
mit dem Drehgeber. Befinden Sie sich in einem Untermenü,
so gelangen Sie durch erneutet Druck auf die DISPLAY-Taste
eine Ebene zurück.
Änderungen vorbehalten
17
Erweiterte Bedienfunktionen
7.3
Wahl der Gerätegrundeinstellung (PRESET)
Durch Druck auf die Taste PRESET nimmt der Spektrumanalysator die Grundeinstellung an. Damit kann, ausgehend von definierten Messparametern, eine neue Konfiguration eingegeben
werden, ohne dass ein Parameter aus einer vorhergehenden
Einstellung noch aktiv ist.
Center-Frequenz:
1,5GHz (HMS3000/3010)
500MHz (HMS1000/1010)
Span:
3GHz (HMS3000/3010)
1GHz (HMS1000/1010)
8 Allgemeine Geräteeinstellungen
Wichtige Grundeinstellungen wie die Sprache der Benutzeroberfläche und Hilfe, allgemeine Einstellungen sowie Schnittstelleneinstellungen erreichen Sie in dem Menü, welches sich
nach Drücken der SETUP-Taste im Bereich GENERAL des
Bedienfeldes öffnet. Durch Druck auf die Softmenütaste MENU
OFFgelangt man eine Ebene zurück.
8.1
Spracheinstellung
Die Serie HMS bietet die Menü- bzw. Hilfetexte in vier verschiedenen Sprachen an:
Deutsch, Englisch, Französisch und Spanisch
Durch Druck auf die Softmenütaste LANGUAGE gelangen Sie
in die Sprachauswahl. Die jeweilige Sprache ist aktiv, wenn der
Menüpunkt blau hinterlegt ist.
8.2
Allgemeine Einstellung
8.2.1 Uhr stellen
Durch Druck auf die Softmenütaste UHR STELLEN gelangt man
in das Einstellungsmenü der Uhr bzw. des Datums, welches die
Ausgaben auf einen Drucker oder abgespeicherte Datensätze
mit einem Datums- und Zeitstempel versieht. Das Datum und
die Uhrzeit können durch den Benutzer neu eingestellt werden.
Das Datum bzw. die Zeit können Sie mit Hilfe des Drehgebers
einstellen. Der jeweilige Softmenüpunkt ist aktiv, wenn dieser
blau hinterlegt ist. Mit ÜBERNEHMEN können die Datums- bzw.
Zeitparameter übernommen werden.
8.2.2 SOUND
Die Serie HMS bietet die Möglichkeit im Fehlerfall ein Signal
auszugeben, welcher unter FEHLERTON ein- bzw. ausgeschaltet werden kann. Der Kontroll- bzw. Fehlerton ist aktiv geschaltet, wenn der entsprechende Menüpunkt blau hinterlegt ist.
8.2.3 Gerätename
In diesem Menüpunkt kann ein Gerätename vergeben werden.
Durch Druck auf die Softmenütaste erscheint ein Tastenfeld.
Mit Hilfe des Drehgebers können die Buchstaben ausgewählt
werden. Die Bestätigung des jeweiligen Buchstabens erfolgt mit
Hilfe der ENTER-Taste (Vorgehensweise siehe Kap. 6.4.1).
Abb. 8.1: Geräteinformationen
18
Änderungen vorbehalten
Allgemeine Geräteeinstellungen
8.2.4 About
Über diesen Softmenüpunkt können Sie die Geräteinformationen, wie z.B Seriennummer, Software-Version etc., abrufen.
8.3
Schnittstellen-Einstellung
Unter diesem Softmenüpunkt können die Settings für:
–
–
–
die Dualschnittstelle HO720 USB/RS-232 ( Baudrate, Anzahl
der Stopp-Bits, Parity, Handshake On/Off),
LAN- Interface HO730 (IP Adresse, Sub Net Mask etc. siehe
Bedienungsanleitung HO730) und
die IEEE-488 GPIB Schnittstelle HO740 (GPIB-Adresse)
eingestellt werden. Die entsprechende Schnittstelle, die zur
Kommunikation genutzt werden will, wird mit der entsprechenden Softmenütaste ausgewählt. Die benötigten Schnittstellenparameter werden unter dem Softmenüpunkt PARAMETER
eingestellt.
8.4
Datei auf dem Stick gesucht und die Informationen der neu zu
installierenden Firmware auf dem Stick unter der Zeile NEU:
angezeigt. Sollte Ihre Firmware auf dem Gerät der aktuellsten
Version entsprechen, so wird die Versionsnummer rot angezeigt, ansonsten erscheint die Versionsnummer grün. Nur in
diesem Falle sollten Sie die Aktualisierung durch Drücken der
Softmenütaste AUSFÜHREN starten. Wenn Sie die Hilfe aktualisieren oder eine zusätzliche Hilfesprache hinzufügen möchten,
so wählen Sie HILFE in dem Aktualisierungsmenü. Nun werden
im Informationsfenster neben den installierten Sprachen mit
der Datumsinformation die entsprechenden Informationen zu
den verfügbaren Sprachen auf dem Stick angezeigt. Mit dem
Softmenü lassen sich Sprachen hinzufügen, entfernen oder
aktualisieren. Bitte beachten Sie das Datumsformat (JJJJMM-TT), welches bei der mehrsprachigen Hilfe der ISO Norm
8601 folgt.
Drucker-Einstellung
Die Serie HMS unterstützt die Ausgabe des Bildschirminhalts
auf einen angeschlossenen Drucker. Unterstützt werden USBDrucker mit Postscript.
8.5
Update (Firmware / Hilfe)
Sie können sich die aktuelle Firmware unter www.hameg.com
herunterladen. Die Firmware ist in eine ZIP-Datei gepackt.
Wenn Sie die ZIP-Datei heruntergeladen haben, entpacken Sie
diese auf einen USB Stick (siehe 6.1 USB-Anschluss) in dessen
Basisverzeichnis. Anschließend verbinden Sie den Stick mit
dem USB Port am Spektrumanalysator und drücken die Taste
SETUP im GENERAL-Bedienfeldabschnitt. In dem Menü wählen Sie mit der entsprechenden Softmenütaste UPDATE aus.
Nach Anwahl dieses Menüpunktes öffnet sich ein Fenster, in
welchem die aktuell installierte Firmwareversion mit Angabe
der Versionsnummer, des Datums und der Buildinformation
angezeigt wird.
Abb. 8.3: Informationsfenster Hilfe-Update
Abb. 8.2: Aktualisierungsmenü Firmware
Nun wählen Sie, welche Aktualisierung Sie vornehmen möchten,
die Firmware oder die Hilfe. Wenn beides aktualisiert werden
soll, so empfiehlt es sich, zuerst die Firmware auf den neuesten Stand zu bringen. Nachdem Sie mit der Softmenütaste die
Firmwareaktualisierung gewählt haben, wird die entsprechende
Änderungen vorbehalten
19
Optionales Zubehör
9 Optionales Zubehör
9.1
9.5
Spektrumsmessungen mit angeschlossener
VSWR-Messbrücke HZ547 (HMS1010/3010)
Freischaltung des Preamplifiers HO3011
Der Preamplifier für die Serie HMS (DANL -135dBm typ. / 100
RBW) wird im Setup-Menü unter dem Softmenüpunkt UPDATE
freigeschaltet. Die Vorgehensweise des Updates erfahren Sie
in Kap. 8.5 (gleiche Vorgehensweise wie bei einem FirmwareUpdate). Dieses optionale Zubehör ist nicht im Lieferumfang
enthalten und kann zusätzlich erworben werden.
9.2
19‘‘ Einbausatz 4HE HZ46
Zum Einsatz in Rack-Systeme bietet HAMEG einen Einbausatz
für die Spektrumanalysatoren an. Technische Details und
Einbaubeschreibung finden Sie in dem Manual HZ46 auf http://
www.hameg.com/downloads.
9.3
Aufbewahrungstasche HZ99
Die Transporttasche HZ99 dient dem Schutz Ihres Spektrumanalysators und ist ab Lager lieferbar.
Abb. 9.2: VSWR-Messbrücke HZ547 für HMS1010/3010
Zur Bestimmung des Stehwellenverhältnisses (VSWR = Voltage
Standing Wave Ratio) und des Reflexionsfaktors (Reflection
Coefficient) von Messobjekten mit einer Impedanz von 50Ω kann
die optional erhältliche HAMEG Messbrücke HZ547 verwendet
werden. Typische Messobjekte sind z.B. Dämpfungsglieder,
Abschlusswiderstände, Frequenzweichen, Verstärker, Kabel
oder Mischer. Der Messbereich ist von 150kHz...1GHz bzw.
100kHz…3GHz (HMS3010) spezifiziert. Technische Daten und
den Messaufbau finden Sie in dem Manual HZ547 auf http://
www.hameg.com.
9.6
Transient Limiter HZ560
Der Transient Limiter HZ560 dient zum Schutz des Eingangskreises von Spektrumanalysatoren und Messempfängern,
insbesondere bei Verwendung einer Netznachbildung (z.B.
HM6050). Technische Daten finden Sie in dem Manual HZ560
auf http://www.hameg.com/downloads.
9.7
Abb. 9.1: Aufbewahrungstasche HZ99
9.4
Nahfeldsondensatz HZ530/HZ540
Die Sonden haben je nach Typ eine Bandbreite von 100kHz bis
1GHz bzw. ! 1MHz bis 3GHz. Sie sind in modernster Technologie
aufgebaut, und GaAs-FET sowie monolitische integrierte Mikrowellen Schaltungen (MMIC) sorgen für Rauscharmut, hohe
Verstärkung und Empfindlichkeit. Der Anschluß der Sonden an
Spektrumanalysator, Meßempfänger oder Oszilloskop erfolgt
über ein BNC-Koaxial bzw. SMA/N-Kabel. Die in den Sonden
schon eingebauten Vorverstärker (Verstärkung ca. 30dB) erübrigen den Einsatz von externen Zusatzgeräten. Die Sonden
werden entweder durch einsetzbare Batterien/Akkus betrieben
(HZ530) oder können direkt aus dem HAMEG Spektrumanalysator mit Spannung versorgt werden (HZ540). Die schlanke
Bauform erlaubt guten Zugang zur prüfenden Schaltung auch
in beengter Prüfumgebung.
Der HZ530- oder HZ540-Sondensatz besteht aus drei aktiven
Breitbandsonden für die EMV-Diagnose bei der Entwicklung
elektronischer Baugruppen und Geräte auf Laborebene. Er
enthält eine aktive Magnetfeldsonde (H-Feld-Sonde), einen
aktiven E-Feld-Monopol und eine aktive Hochimpedanzsonde.
Technische Daten finden Sie in dem Manual HZ530 oder HZ540
auf http://www.hameg.com/downloads.
20
Änderungen vorbehalten
75/50-Ω-Konverter HZ575
Der Konverter HZ575 wird benutzt, um mit einem Spektrumanalysator, der einen 50-Ω-Eingang besitzt, an einem 75-Ω-System
angepasst messen zu können. Der 75-Ω-Eingang ist AC-gekoppelt, der 50-Ω-Output ist DC-gekoppelt. Der Invers-Betrieb
ist ebenfalls möglich. Man kann mit einem HF-Generator, der
einen 50-Ω-Ausgang besitzt, in den Konverter auf der N-Seite
einspeisen. Technische Daten finden Sie in dem Manual HZ575
auf http://www.hameg.com/downloads.
Remote Betrieb
10 Anschlüsse an der Gerätevorderseite
11 Anschlüsse an der Geräterückseite
10.1 USB-Anschluss
11.1 USB-Anschluss
Über den USB-Anschluss an der Fronseite des Gerätes können
Sie mittels eines FAT oder FAT32 formatierten USB-Massenspeichers ein Software-Update der HMS Firmware durchführen.
Eine genaue Beschreibung des Firmware-Updates finden Sie
unter Kap. 8.5..
Die fest eingebaute USB-Schnittstelle an der Rückseite kann für
einen USB-Drucker verwendet werden (siehe Kap. 8.4).
10.2 PHONE-Buchse
Das dieser Buchse entnehmbare Signal kommt von einem AMDemodulator und erleichter z.B. bei EMV-Voruntersuchungen
die Identifizierung eines Störers. Wird am Eingang des Spektrumanalysators eine Antenne angeschlossen, so kann im
Receiver-Mode (siehe Kap. 5.9) mit der Mittenfrequenzeinstellung CENTER auf einen Sender abgestimmt werden (die Demodulation muss hierbei eingeschaltet sein). Hierbei sind u.U.
länderspezifische, gesetzliche Bestimmungen zu beachten.
10.3 PROBE POWER
Dieser Anschluss kann als Stromversorgung (6 VDC) von z.B.
HAMEG-Sonden genutzt werden. Der Pluspol liegt am Innenanschluss, max. dürfen 100 mA entnommen werden. Der
Außenanschluss ist mit dem Gehäuse (Messbezugspotential)
und darüber mit Schutzerde (PE) verbunden.
10.4 EXTERNAL TRIGGER
Die Eingangsbuchse für externe Trigger wird zur Steuerung
der Messung mittels eines externen Signals benutzt. Als Spannungspegel werden TTL-Pegel benutzt.
11.2 DVI-Anschluss
Auf der Rückseite des Spektrumanalysators befindet sich die
standardmäßige DVI Buchse zum Anschluss externer Monitore
und Projektoren.
11.3 REF IN / REF OUT
Zur weiteren Erhöhung der Frequenzstabilität kann der interne
Oszillator der Serie HMS durch einen externen Oszillator ersetzt
werden. Dieser wird an die auf der Geräterückseite befindliche
Buchse für die externe Referenz [10 MHz REF IN/ REF OUT]
angeschlossen. Die externe Referenzfrequenz muss dazu den
im Datenblatt vorgegebenen Spezifikationen für Frequenzgenauigkeit und Amplitude entsprechen.
Die Umschaltung zwischen interner und externer Referenzfrequenz kann über die Taste SETUP mit der Softmenütaste REF.
FREQUENZ (extern/intern) erfolgen.
12 Remote Betrieb
Die HMS-Serie ist standardmäßig mit einer HO720 USB/RS-232
Schnittstelle ausgerüstet. Die Treiber für diese Schnittstelle
finden sie sowohl auf der dem Spektrumanalysator beigelegten
Produkt-CD, als auch auf http://www.hameg.com.
10.5 OUTPUT 50Ω (Tracking Generator)
Der Ausgang des Mitlaufgenerators (nur die Geräte HMS1010
und HMS3010) ist über ein Kabel mit N-Stecker an das Messobjekt anzuschließen. Ein Testsignal mit einem Spektrum von
5 MHz bis 1 GHz bzw. 3 GHz ist verfügbar.
Um eine erste Kommunikation herzustellen, benötigen Sie ein
serielles Kabel (1:1) und ein beliebiges Terminal Programm
wie z.B. Windows HyperTerminal, das bei jedem Windows Betriebssystem (außer Windows Vista) enthalten ist. Eine detaillierte Anleitung zur Herstellung der ersten Verbindung mittels
Windows HyperTerminal finden sie in unserer Knowledge Base
unter http://www.hameg.com/hyperterminal.
10.6 INPUT 50Ω
Ohne Eingangssignal-Abschwächung dürfen ±25 VDC nicht
überschritten werden. Mit Eingangsabschwächung 10 bis 50 dB
sind max. +20 dBm zulässig. Der Außenanschluss der Buchse
ist mit dem Gehäuse und damit mit Schutzerde verbunden.
Überschreiten der Grenzwerte kann zur Zerstörung der Eingangsstufe führen.
Zur externen Steuerung verwendetet die Serie HMS die Skriptsprache SCPI (= Standard Commands for Programmable
Instruments). Mittels der mitgelieferten USB/RS-232 DualSchnittstelle (optional Ethernet/USB oder IEEE-488 GPIB)
haben Sie die Möglichkeit, Ihr HAMEG-Gerät extern über eine
Remote-Verbindung (Fernsteuerung) zu steuern. Dabei haben
sie auf nahezu alle Funktionen Zugriff, die Ihnen auch im manuellen Betrieb über das Front-Panel zur Verfügung stehen. Ein
Dokument mit einer detaillierten Auflistung der unterstützten
SCPI-Kommandos ist unter http://www.hameg.com als PDF
zum Download verfügbar.
Änderungen vorbehalten
21
Anhang
12 Anhang
Abbildungsverzeichnis
Abb. 3.1: Frequenz-Auswahlmenü
Abb. 3.2: Messfunktionen mit bis zu 8 Markern
Abb. 4.1:
Numerische Tastatur mit Einheiten und
Bearbeitungstasten
Sinussignal moduliertes HF-Signal und das
entsprechende Videosignal im Zeitbereich.
Abb. 5.2: Auswahlmöglichkeiten RBW
Abb. 5.3: Anzeige einer Mess- und gespeicherten
Referenzkurve
10
10
10
Abb. 5.1:
Abb. 6.1:
Abb. 6.2:
Abb. 6.3:
Abb. 6.4:
12
12
13
14
14
15
Abb. 6.5:
Abb. 6.6:
Abb. 6.7:
Abb. 6.8:
Abb. 6.9:
Abb. 6.10:
Basismenü für Geräteeinstellungen
Geräteeinstellungen speichern
Geräteeinstellungen laden
IMPORT / EXPORT Menü für
Geräteeinstellungen
Menü zum Abspeichern von Kurven
Bildschirmfoto-Menü
Speichern und Laden Menü
Einstellungsmenü eines Bildschirmfotos
Dateinamenvergabe
Einstellungen der Taste FILE/PRINT
Abb. 7.1:
Einstellungsmenü des Bildschirms (DISPLAY)
17
15
15
16
16
16
16
17
Abb. 8.1: Geräteinformationen
Abb. 8.2: Aktualisierungsmenü Firmware
Abb. 8.3: Informationsfenster Hilfe-Update
18
19
19
Abb. 9.1: Aufbewahrungstasche HZ99
Abb. 9.2: VSWR-Messbrücke HZ547 für HMS1010/3010
20
20
22
Änderungen vorbehalten
Anhang
Änderungen vorbehalten
23
General information concerning the CE marking
Hersteller
Manufacturer
Fabricant
HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6
D-63533 Mainhausen
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
DECLARATION OF CONFORMITY
DECLARATION DE CONFORMITE
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product
HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
Messkategorie / Measuring category / Catégorie de mesure: I
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension: II
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution: 2
Bezeichnung / Product name / Designation:
Spektrumanalysator
Spectrum Analyzer
Analyseur de spectre
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique
Typ / Type / Type:
HMS1000 / HMS1010
HMS3000 / HMS3010
mit / with / avec:
HO720, HZ21
Optionen / Options / Options:
HO730, HO740
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations /
avec les directives suivantes
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directive EMC 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
EN 61326-1/A1 Störaussendung / Radiation / Emission:
Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B.
Störfestigkeit / Immunity / Imunitée: Tabelle / table / tableau A1.
EN 61000-3-2/A14 Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions /
Émissions de courant harmonique:
Klasse / Class / Classe D.
EN 61000-3-3 Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker.
Datum / Date / Date
1. 10. 2009
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension 73/23/CEE amendée par 93/68/CEE
Unterschrift / Signature /Signatur
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied / Normes
harmonisées utilisées:
Holger Asmussen
Manager
Sicherheit / Safety / Sécurité: EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001)
General information concerning the CE marking
HAMEG instruments fulfill the regulations of the EMC directive. The conformity
test made by HAMEG is based on the actual generic- and product standards. In
cases where different limit values are applicable, HAMEG applies the severer
standard. For emission the limits for residential, commercial and light industry
are applied. Regarding the immunity (susceptibility) the limits for industrial
environment have been used.
The measuring- and data lines of the instrument have much influence on
emission and immunity and therefore on meeting the acceptance limits.
For different applications the lines and/or cables used may be different. For
measurement operation the following hints and conditions regarding emission
and immunity should be observed:
1. Data cables
For the connection between instruments resp. their interfaces and external
devices, (computer, printer etc.) sufficiently screened cables must be used.
Without a special instruction in the manual for a reduced cable length, the
maximum cable length of a dataline must be less than 3 meters and not be used
outside buildings. If an interface has several connectors only one connector
must have a connection to a cable.
Basically interconnections must have a double screening. For IEEE-bus
purposes the double screened cable HZ72 from HAMEG is suitable.
2. Signal cables
Basically test leads for signal interconnection between test point and
instrument should be as short as possible. Without instruction in the manual
for a shorter length, signal lines must be less than 3 meters and not be used
outside buildings.
Signal lines must screened (coaxial cable - RG58/U). A proper ground
connection is required. In combination with signal generators double screened
cables (RG223/U, RG214/U) must be used.
3. Influence on measuring instruments
Under the presence of strong high frequency electric or magnetic fields, even
with careful setup of the measuring equipment an influence of such signals
is unavoidable.
24
Subject to change without notice
This will not cause damage or put the instrument out of operation. Small
deviations of the measuring value (reading) exceeding the instruments
specifications may result from such conditions in individual cases.
4. Noise immunity of spectrum analyzers
In the presence of strong electric or magnetic fields it is possible that they
may become visible together with the signal to be measured. The methods of
intrusion are many: via the mains, via the signal leads, via control or interface
leads or by direct radiation. Although the spectrum analyzer has a metal housing
there is the large CRT opening in the front panel where it is vulnerable. Parasitic
signals may, however, also intrude into the measuring object itself and from
there propagate into the spectrum analyzer.
HAMEG Instruments GmbH
Content
Deutsch
3
English
General information concerning the CE marking
9.6
9.7
Transient Limiter HZ560
75/50-Ω-Converter HZ575
41
41
10
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
Front panel connections
USB connector
PHONE
PROBE POWER
EXTERNAL TRIGGER
OUTPUT 50Ω (Tracking Generator)
INPUT 50Ω
41
41
41
41
41
41
41
11
11.1
11.2
11.3
Rear panel connections
USB connector
DVI connector
REF IN / REF OUT
42
42
42
42
12
Remote Control
42
13
Appendix
42
24
Spectrum Analyzer: Series HMS
26
Specifications
27
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
Installation and safety instructions
Setting up the instrument
Safety
Correct operation
Ambient conditions
Warranty and repair
Maintenance
CAT I
Mains voltage
28
28
28
28
28
29
29
29
29
2
Controls and display
30
3
Short description of the series HMS
32
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Setting of parameters
Numerical keyboard
Knob
Arrow buttons
Interactive softkeys
How to enter numerical values
32
32
32
32
33
33
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
Instrument functions
Setting of the frequency (FREQ)
Frequency range displayed (SPAN)
Setting of the amplitude parameters (AMPL)
Setting of the bandwidth (BANDW)
Setting of the SWEEP
Curve display settings (TRACE)
The use of markers
Peak-Search
Operation in the Receiver-Mode
33
33
33
33
33
34
34
35
35
35
6
6.1
6.2
6.3
6.4
Store and recall instrument settings
Instrument settings
Reference signals
Waveforms
Screenshots
36
36
36
37
37
7
7.1
7.2
Extended operating modes
Using the help function
Display settings
39
39
39
8
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
General instrument settings
Language settings
Basic settings
Interface settings
Printer settings
Update (Firmware / Hilfe)
39
39
39
40
40
40
9
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
Optional Accessories
Activation of the Preamplifier HO3011
19‘‘ Rack mount kit 4HE HZ46
Carrying case HZ99
Near field probe HZ530/HZ540
Measurements of spectra with a HMS3010 and a
VSWR bridge HZ547
40
40
40
40
41
41
Subject to change without notice
25
HMS Series
HMS3010
1GHz [3 GHz] Spectrum Analyzer
HMS1000 [HMS3000]
3GHZ Spectrum Analyzer
HMS3000 without TG
5
Frequency range 100kHz…1 GHz [3 GHz]
5
Amplitude measurement range -114dBm…+20dBm
DANL - 125 dBm [DANL - 135 dBm] with Preamp. Option HO3011
5
Sweep time 20ms…1000s
3GHz EMI Near Field Probe
Set HZ550L
5
Resolution bandwidth 1 kHz [100 Hz]…1MHz in 1-3 steps,
200kHz (-3dB) additional [200 Hz], 9kHz, 120kHz, 1MHz (-6dB)
5
Spectral purity ‹ -100dBc/Hz (@100kHz)
5
Video bandwidth 10Hz…1MHz in 1-3 steps
5
Tracking Generator HMS1010 [HMS3010] -20dBm/0dBm
5
Integrated AM and FM demodulator (int. speaker)
5
Detectors: Auto-, min-, max-peak, sample, RMS, quasi-peak
VSWR Test Unit HZ547
5
8 Marker with delta marker, miscellaneous peak functions
5
Crisp 16.5cm (6.5”) TFT VGA display, LED backlight, DVI output
5
3 x USB for mass-storage, printer and remote control
optional IEEE-488 (GPIB) or Ethernet/USB Interface
26
Subject to change without notice
Specifications
1GHz Spectrum Analyzer HMS1000, HMS1010 (with TG)
3GHz Spectrum Analyzer HMS3000, HMS3010 (with TG)
Marker / Deltamarker
Number of marker:
Marker functions:
All data valid at 23 °C after 30 minute warm-up
Frequency
Frequency range:
HMS1000, HMS1010
HMS3000, HMS3010
Temperature stability:
Aging:
Frequency counter (from SW 2.0):
Resolution
Accuracy
Span setting range:
HMS1000, HMS1010
HMS3000, HMS3010
Spectral purity, SSB phase noise:
30kHz from carrier
(500MHz, +20°C…30°C)
100kHz from carrier
(500MHz, +20°C…30°C)
1MHz from carrier
(500MHz, +20°C…30°C)
Sweep time:
Span = 0Hz
Span › 0Hz
Resolution bandwidths (-3 dB):
HMS1000, HMS1010
HMS3000, HMS3010
Tolerance:
≤ 300kHz
1MHz
Resolution bandwidths (-6 dB):
HMS1000, HMS1010
HMS3000, HMS3010
Video bandwidths:
Amplitude
Display range:
Amplitude measurement range:
Max. permissible DC at HF input:
Max. power at HF input:
Intermodulation free range:
IM3 products, 2 x –20dBm
(-10dBm ref. level)
(at distance between
signals ≤ 2MHz)
(at distance between
signals › 2MHz)
DANL (Displayed average noise level):
(RBW 1kHz, VBW 10Hz,
ref. level ≤ –30dBm
10MHz…1GHz resp. 3GHz)
With Preamp.
Inherent spurious:
(ref. level ≤ -20dBm,
f ‹ 30MHz, RBW ≤ 100kHz)
Input related spurious:
(Mixer level ≤ -40dBm,
carrier offset › 1MHz)
2nd harmonic receive frequency
(mixer level -40dBm):
Level display:
Reference level
Display range
Logarithmic display scaling
Linear display scaling
Measured curves:
Trace mathematics:
Detectors:
Failure of level display:
(ref. level to ref. level-50dB, 20°C…30°C)
Marker displays:
100kHz…1GHz
100kHz…3GHz
± 2ppm (0…30°C)
± 1ppm/year
1Hz
± (Frequency x tolerance of reference)
0Hz (zero span) and 1kHz…1GHz
0Hz (zero span) and 100Hz…3GHz
‹-85dBc/Hz
‹-100dBc/Hz
‹-120dBc/Hz
20ms…100s
20ms…1000s, min. 20ms/600MHz
1kHz…1MHz in 1–3 steps, 200kHz
100Hz…1MHz in 1–3 steps, 200kHz
± 5% typ.
± 10% typ.
9kHz, 120kHz,1MHz
200Hz, 9kHz, 120kHz, 1MHz
10Hz…1MHz in 1–3 steps
Average noise level displayed up to
+20 dBm
Typ. -114dBm…+20dBm
80V
20dBm, 30dBm for max. 3 Min.
66dB typ. (typ. +13dBm third-order
intercept)
60dB typ. (+10dBm TOI)
66dB typ. (typ. +13dBm TOI)
-105dBm, typ. -114dBm
-135dBm typ. (100Hz RBW)
‹ -80dBm
-70dBc typ., -55dBc (2…3GHz)
Inputs / Outputs
HF Input
Input Impedance:
VSWR (10MHz…1GHz/3GHz):
Output tracking generator:
(HMS1010/HMS3010)
Output Impedance:
Frequency range:
Output level:
Trigger and external
reference input:
Trigger voltage
Reference frequency
Essential level (50Ω)
Supply output for field probes:
Audio output (Phone):
Demodulation
Miscellaneous
Display:
Save / Recall memory:
Trigger:
Interfaces:
Power supply:
Power consumption:
Protection class:
Operating temperature:
Storage temperature:
Rel. humidity:
Dimensions (W x H x D):
Weight:
8
Peak, next peak, minimum, center
= marker, frequency, reference level
= marker level, all marker on peak
Normal (level), noise marker,
(frequency) counter (from SW 2.0)
N socket
50Ω
‹ 1,5 typ.
N socket
50Ω
5MHz…1GHz/3GHz
-20dBm/0dBm
BNC female, selectable
TTL
10MHz
10dBm
6VDC, max. 100mA (2,5mm DIN jack)
3,5mm DIN jack
AM and FM (internal speaker)
6,5“ TFT Color VGA Display
10 complete device settings
Free run, Video Trigger (from SW
2.0), external Trigger
Dual-Interface USB/RS-232 (HO720),
USB-Stick (frontside),
USB-Printer (rear side) from SW 2.0,
DVI-D for ext. monitor
105…253 V, 50/60 Hz, CAT II
Max. 40Watt at 230V, 50 Hz
Safety class I (EN61010-1)
+5°C…+40°C
-20°C…+70°C
5%…80% (non condensing)
285 x 175 x 220 mm
3.6 kg
Accessories supplied:
Line cord, Operating manual, Dual-Interface
USB/RS-232 (HO720), CD, HZ21 Adapter plug (N plug to BNC socket)
Optional accessories:
HO3011 Preamplifier -135dBm DANL (100Hz RBW)
HO730 Dual-Interface Ethernet/USB
HO740 Interface IEEE-488 (GPIB), galvanically isolated
HZ547 3GHz VSWR Test Unit for HMS1010, HMS3010
HZ520 Plug-in Antenna with BNC connection
HZ530 Near-Field Probe Set 1GHz for EMV diagnostics
HZ540 Near-Field Probe Set 3GHz for EMV diagnostics
HZ560 Transient limiter
HZ575 75/50Ω Converter
HZ46 4RU 19‘‘ Rackmount Kit
-60dBc typ.
-80dBm…+20dBm in 1dB steps
100dB, 50dB, 20dB, 10dB, linear
dBm, dBμV, dBmV
μV, mV, V, nW, μW, mW, W
1 curve and 1 memory curve
A-B (curve-stored curve), B-A
Auto-, Min-, Max-Peak, Sample,
RMS, Average, Quasi-Peak
‹ 1,5dB, typ. 0,5dB
Subject to change without notice
27
Installation and safety instructions
1
1.1
Removal/fitting of the handle: The handle can be removed in
position F, pulling the side parts outside the housing. Adding
the handle works vice versa.
Installation and safety instructions
Setting up the instrument
1.2
As can be seen from the fi gures, the handle can be set into
different positions:
A and B = carrying
C = horizontal operating
D and E = operating at different angles
F = handle removal
G = operating using the feet‘s, batch use and for shipping in
original packaging
STOP
Attention!
When changing the handle position, the instrument
must be placed so that it cannot fall (e.g. placed on a
table). Then the handle locking knobs must be simultaneously pulled outwards and rotated to the required
position. Without pulling the locking knobs they will
latch in into the next locking position.
Safety
The instrument fulfi ls the VDE 0411 part 1 regulations for
electrical measuring, control and laboratory instruments and
was manufactured and tested accordingly. It left the factory in
perfect safe condition. Hence it also corresponds to European
Standard EN 61010-1 and International Standard IEC 1010-1.
In order to maintain this condition and to ensure safe operation the user is required to observe the warnings and other
directions for use in this manual. Housing, chassis as well as
all measuring terminals are connected to safety ground of the
mains. All accessible metal parts were tested against the mains
with 2200 VDC. The instrument conforms to safety class I. The
oscilloscope may only be operated from mains outlets with a
safety ground connector. The mains plug has to be installed
prior to connecting any signals. It is prohibited to separate the
safety ground connection. If suspected that safe operation may
not be guaranteed do not use the instrument any more and lock
it away in a secure place.
Safe operation may be endangered if any of the following was
noticed:
– in case of visible damage.
– in case loose parts were noticed
– if it does not function any more.
– after prolonged storage under unfavourable conditions (e.g.
like in the open or in moist atmosphere).
– after any improper transport (e.g. insuffi cient packing not
conforming to the minimum standards of post, rail or
transport firm)
1.3
Griff entfernen (Pos. F)
Correct operation
Please note: This instrument is only destined for use by personnel well instructed and familiar with the dangers of electrical
measurements. For safety reasons the oscilloscope may only
be operated from mains outlets with safety ground connector.
It is prohibited to separate the safety ground connection. The
plug must be inserted prior to connecting any signals. The
oscilloscope is destined for operation in industrial, business,
manufacturing, and domestic sites.
B
C
A
G
C
D
F
B
1.4
E
D
A
G
Do not obstruct the ventilation holes!
E
Betriebspositionen
Tragepositionen
Gerätepositionen
28
Ambient conditions
Operating ambient temperature: +5 °C to +40 °C. During transport or storage the temperature may be –20 °C to +70°C. Please
note that after exposure to such temperatures or in case of
condensation, proper time must be allowed until the instrument
has reached the permissible temperature, and until the condensation has evaporated before it may be turned on! Ordinarily
this will be the case after 2 hours. The oscilloscope is destined
for use in clean and dry environments. Do not operate in dusty
or chemically aggressive atmosphere or if there is danger of
explosion. The any operating position may be used, however,
sufficient ventilation must be ensured. Prolonged operation
requires the horizontal or inclined position.
Subject to change without notice
Stapelposition
Specifi cations are valid after a 30 minute warm-up period at 23
STOP C (tolerance ±2 degr. C). Specifi cations without tolerances
degr.
are average values.
Installation and safety instructions
1.5
Warranty and repair
HAMEG instruments are subjected to a strict quality control.
Prior to leaving the factory, each instrument is burnt in for 10
hours. By intermittent operation during this period almost all
defects are detected. Following the burn in, each instrument is
tested for function and quality, the specifi cations are checkedin all operating modes; the test gear is calibrated to national
standards.
Type of fuse:
Size 5 x 20 mm; 250V~, C; IEC 127, Bl. III;
DIN 41 662 (or DIN 41
571, Bl. 3). Cut off: slow blow (T) 2A.
The warranty standards applicable are those of the country
in which the instrument was sold. Reclamations should be
directed to the dealer.
Only valid in EU countries:
In order to speed claims, customers in EU countries may also
contact HAMEG directly. Also, after the warranty expired, the
HAMEG service will be at your disposal for any repairs.
Return Material Authorization (RMA):
Prior to returning an instrument to HAMEG, ask for a RMA
number either by internet (http://www.hameg.com) or fax (+49
(0) 6182 800 501). If you do not have an original shipping carton,
you may obtain one by calling the HAMEG service dept (+49 (0)
6182 800 500) or by sending an email to [email protected]
1.6
Maintenance
Clean the outer case using a dust brush at regular intervals.
Dirt can be removed from housing, handle, all metal and plastic
parts using a cloth moistened with water and 1 % detergent.
Greasy dirt may be removed with benzene (petroleum ether) or
alcohol. Thereafter wipe the surfaces with a dry cloth. Plastic
parts should be treated with a suitable antistatic solution. No
fluid may enter the instrument. Do not use other cleansing
agents as they may adversely affect the plastic or lacquered
surfaces.
1.7
CAT I
This oscilloscope is destined for measurements in circuits not
connected to the mains or only indirectly. Direct measurements,
i.e. with a galvanic connection to circuits corresponding to the
categories II, III, or IV are prohibited! The measuring circuits
are considered not connected to the mains if a suitable isolation
transformer fulfi lling safety class II is used. Measurements on
the mains are also possible if suitable probes like current probes
are used which fulfi ll the safety class II. The measurement
category of such probes must be checked and observed. The
measurement categories were derived corresponding to the
distance from the power station and the transients hence to
be expected. Transients are short, very fast voltage or current
excursions which may be periodic or not.
1.8
Mains voltage
The instrument has a wide range power supply from 105 to
253 V, 50 or 60 Hz ±10%. There is hence no line voltage selector.
The line fuse is accessible on the rear panel and part of the line
input connector. Prior to exchanging a fuse, the line cord must
be pulled out. Exchange is only allowed if the fuse holder is
undamaged. It can be taken out using a screwdriver put into the
slot. The fuse can be pushed out of its holder and exchanged.
The holder with the new fuse can then be pushed back in place
against the spring. It is prohibited to ”repair“ blown fuses or to
bridge the fuse. Any damages incurred by such measures will
void the warranty.
Subject to change without notice
29
Controls and display
2 Controls and display
Area B (Data):
This area includes the Einstellmöglichkeiten via
Tastatur und Einheitstasten.
B
Front panel
(HMS1010 differs in frequency range;
HMS3000 / HMS1000 without Tracking Generator)
1 Display (TFT)
6,5“ VGA TFT Display
2 Interaktive Softkeys (buttons)
Direct access of all relevant functions
19
20
21
22
3 POWER (button)
Power switch turns the instrument on/off
19 Numerical keyboard (buttons)
Set of all operating parameters
20 BACK (button)
Area A :
This area includes the parameter settings.
Set back of inputs
21 CANCEL (button)
4 AMPL (illuminated button)
Terminate the editing mode
Setting of amplitude parameters
22 ENTER (button)
5 SPAN (illuminated button)
Confirm the values via keyboard
Setting of the Span
C
6 FREQ (illuminated button)
Setting of the frequency
7 TRACE (illuminated button)
Area C (Variation):
This area includes the settings via
rotary knob and arrow buttons
Configuration of data aquisition and analysis
23 Rotary knob
8 SWEEP (illuminated button)
Setting of the Sweep Time and the trigger source
9 BANDW (illuminated button)
Setting of the resolution and video bandwidth
Knob to adjust and activate the
values or menu items by pushing
24 Arrow buttons (buttons)
Set of signal parameters
24 23 24
10 LINES (illuminated button)
Configuration of displayed and limit lines
11 MEAS (illuminated button)
Implementation of extended measurements
12 DISPLAY (illuminated button)
Area D (General):
This area includes the general intrument settings
D
Setting of the display
13 PEAK SEARCH (illuminated button)
Measuring value peak display
25
26
27
28
29
14 MARKER > (illuminated button)
Search function of marker
25 FILE/PRINT (illuminated button)
15 MARKER (illuminated button)
Selection and arrangement of the absolute and relative
marker
The key FILE/PRINT on the front panel allows you to store
curves, screen shots, screen shots with settings
26 SETUP (illuminated button)
16 MODE (illuminated button)
Display of general instrument settings
Switching between SWEEP- and RECEIVER-Mode
27 HELP (illuminated button)
17 PRESET (button)
Including display help
Factory reset
28 SAVE/RECALL (illuminated button)
18 AUTO TUNE (button)
Automatically setting of instrument settings
30
Subject to change without notice
Store and restore of instrument settings, references,
curves and screenshots
Controls and display
1
2
3
4
5
6
7
8
11
14
9 10
12 13
15 16
17
18
A
B
C
D
E
30
31
32
33
29 REMOTE (illuminated button)
Toggling between front panel and external operation
34
35
38 DVI (connector)
Connection of external monitors and projectors
39 USB port
Area E :
This area includes a series of connectors.
40 REF IN (BNC socket)
Reference input
30 USB port
Front USB port for storing parameters
41 REF OUT (BNC socket)
Reference output
31 PHONE
Headphone connector 3,5 mm jack;
Impedance > 8 Ω
32 PROBE POWER
Power supply (6 VDC) for field probes
(2,5 mm jack)
33 External TRIGGER (BNC socket)
BNC input for external trigger signal
36
37
38
39
34 OUTPUT 50 Ω
Tracking Generator (N connector)
(HMS3000 / HMS1000 haven‘t got this connector)
29 INPUT 50 Ω
Input N connector
Rear panel
36 Mains input connector with fuse
37 Interface
HO720 Dual-Interface (USB/RS-232) is provided as standard
40
41
Subject to change without notice
31
Short description of the series HMS
3 Short description of the series HMS
Introducing the all new HMS series of 4 TFT spectrum analysers,
HAMEG launches a family of instruments featuring frequency
ranges up to 1GHz and 3GHz respectively, with or without tracking generator, suiting the budgets of different users.
HMS1000 and HMS3000 provide for frequency ranges between
100kHz and 1GHz/3GHz respectively. Both instruments are
also available as HMS1010 and HMS3010 including tracking
generators for four-terminal measurements. The amplitude
measurement range extends from –114dBm to +20dBm (1kHz
resolution bandwidth RBW). Using the optional pre-amplifier,
the amplitude range can be ex-tended to –135dBm (100Hz).
Spectral purity exceeds –100dBc/Hz at 100kHz carrier frequency
spacing.
Despite its large 6.5 Inch VGA-TFT display, the HMS series
features a very compact sized case and, due to its stackability,
the HMS family easily can be combined with all other HAMEG
products requiring only very little footprint. Besides using
the DVI output for a projector, a standard TFT monitor can be
connected - particularly useful for running manual alignment
stations, built into 19” racks. In addition to its three USB ports
for mass storage, printer and remote control, optional interfaces
for IEEE-488 or Ethernet/USB are available.
4 Setting of parameters
Three methods of setting signal parameters are offered:
– numerical keyboard
– knob
– arrow buttons
Please use the soft menu keys for selecting the respective
menu item.
4.1
Fig. 3.1: Menu of the frequency
Numerical keyboard
The simplest method of entering parameters quickly and exactly is the entry via the numerical keyboard. When entering
parameters via the keyboard the value will be accepted upon
pushing the respective unit key GHz (-dBm), MHz (dBm), kHz
(dB..) or Hz (dB..). Prior to pushing any such key an entry may
be deleted by pushing the key BACK. During these operations
the window will remain open. The CANCEL key will terminate
the entry of parameters and close the window.
Special emphasis has been put on a comprehensive and
practice oriented set of filter bandwidths. The HMS3000 unit
covers the range of 100 Hz to 1 MHz (–3 dB) in 1-3 steps. For
pre-compliance measurements, bandwidths of 200 Hz, 9 kHz,
120 kHz and 1 MHz (-6 dB) are additionally provided. Moreover, detectors for auto-, min- and max-peak, sample, rms
and quasi-peak as well as built-in AM and FM demodulators
(headphone output and built in loudspeaker) are included in the
standard package. Eight markers, including delta marker, as
well as diverse peak functions considerably shorten analysis
and evaluation time.
Fig. 4.1: Numerical keyboard
with unit and command keys
4.2
Knob
It is possible to only use the knob for all settings.Turning the
knob CW will increase the value, turning it CCW will decrease
it. Pushing the knob or the ENTER key will accept also parameters without units. Such parameters can be modified only
by using the knob.
4.3
Fig. 3.2: Measuring functions with up to 8 markers
32
Subject to change without notice
Arrow buttons
The signal parameters can also be modified by using the arrow
buttons: the button will increase, the button will decrease
the value.
Instrument functionsn
4.4
Interactive softkeys
The grey soft menu keys at the righthand side of the screen are
used for the menu field displayed. Use the knob or the numerical
keyboard for setting the parameter selected. If a menu field was
selected via the soft menu keys, this item will be marked in blue,
it is now activated for entering a parameter. If an instrument
function should not be available due to a specific setting, the
associated soft menu key will be deactivated, the lettering will
be shown in grey.
4.5
How to enter numerical values
–
Use the grey soft menu keys for the selection of a menu
item.
–
Enter the value of the parameter using the numerical keyborad or modify it with the knob.
–
After a keyboard entry push the respective unit key.
spectrum analyzer measures the signal amplitude only at the
center frequency set. The setting is performed as described in
chapter 4. In order to select the full frequency range of 100 KHz
to 1 GHz resp. 100 Hz to 3 GHz by pushing once, the soft menu
item FULL is provided. The soft menu key LAST will restore
the former setting.
5.3
Setting of the amplitude parameters
(AMPL)
The key AMPL is used for all settings of the amplitude displayed.
The reference level (soft menu item REF.LEVEL) is identical to
the top graticule line of the display. The setting is performed as
described in chapter 4. The reference level setting programs the
amplifier gain from the input to the display. For low reference
level settings the gain will be high in order to make also weak
signals well visible. For strong input signals the reference
level must be set high in order to prevent overdriving of the
signal amplifier chain and in order to keep the signal within
the visible display window. For spectra with many signals, the
reference level should be so high that all signals remain within
the display area.
The receiver input will be overloaded by a disadjusted
reference level.
5 Instrument functions
5.1
Setting of the frequency
(FREQ)
Pushing the FREQ key will call the menu for setting the frequency. Here, the center and the start and stop frequencies can
be entered. The setting is performed as described in chapter
1. The step size of the center ftrequency can be modified with
CF-STEPSIZE. By pushing this soft menu key the settings menu
will open.
–
0.1 x SPAN (Basic setting): the frequency steps will equal 10
% of the displayed frequency range ( = 1 vertical division).
–
0.5 x SPAN: the frequency steps will equal 50 % of the
frequency range displayed ( = 5 vertical divisions).
–
SET TO CENTER: The step width of the frequency is equal to
the present center frequency. This mode is especially useful
for the measurement of harmonics because each step will
move the center frequency to the next harmonic.
–
5.2
MANUAL: any step width is available. This allows the easy
measurement of spectra with regular frequency steps.
Frequency range displayed
(SPAN)
The frequency range called span is the range on both sides of
the center frequency which a spectrum analyzer displays on
its screen. The span to be selected depends on the signal to be
analyzed, in general, it should be at least twice as wide as the
bandwidth of the signal.
The series HMS offers spans from 1 KHz to 1 GHz (HMS1000/1010)
resp. from 100 Hz to 3 GHz (HMS3000/3010). If the span is
set to 0 Hz, the signal waveform vs. time will be shown. The
The basic unit (UNIT) of the reference level is the unit dBm.
Additionally,
the unit dBμV can be selected by pushing the
STOP
soft menu key and using the knob. The range (RANGE) defines
the resolution of the amplitude axis of the display. The basic
scaling is in dB. The standard scaling is 10 dB/DIV. In order to
obtain a higher visual resolution, the spectrum analyzer also
offers the scalings 5 dB/DIV, 2 dB/DIV, and 1 dB/DIV. A higher
resolution does not increase the accuracy, it only improves the
readability.
The setting of the reference level will also directly affect the
amount of hf attenuation at the input of the spectrum analyzer.
The instrument offers 2 different modes of coupling:
–
–
LOW NOISE (highest possible sensitivity)
LOW DISTORTION (lowest intermodulation products)
These modes are selected via the soft menu key ATT.-SETTING.
In the mode LOW DISTORTION 10 dB of additional attenuation
is switched in. The preamplifier may be switched in or out with
the respective soft menu key (see chapter 9.1 for activate the
optional preamplifier).
5.4
Setting of the bandwidth
(BANDW)
Spectrum analyzers resolve the spectral content of a signal
and display a frequency spectrum. The quality of the resolution
is determined by the resolution bandwidth. Additionally, the
spectrum analyzers offer a selectable video bandwidth. The
instrument will automatically (or, if desired, manually) choose
a slower sweep time if the span was set too wide for the RBW
(resolution bandwidth) selected (provided the user did not set
the span to manual operation).
The video bandwidth affects the smoothing (reduction of noise) of the displayed curve. It is determined by the bandwidth
of the low pass filter inserted between the video signal and
the display. In contrast to the resolution bandwidth the video
bandwidth has no influence on the resolution properties of the
spectrum analyzer.
Subject to change without notice
33
Instrument functions
STOP
If the span was set manually too wide or the sweep
time to too high, the amplitudes will be displayed with
incorrect level; in such cases a red „UNCAL“ message
will warn. The span must then be reduced until the
„UNCAL“ message disappears.
Fig. 5.1: Hf signal modulated by a sine wave signal and the
resultant video signal vs. time.
By pushing the key BANDW you will enter the menu for setting
the bandwidths. Both the resolution bandwidth (RBW) and the
video bandwidth (VBW) may be set within the specified limits.
The following step sizes are available:
RBW
100 Hzk
200 Hzk
1 kHz
3 kHz
10 kHz
30 kHz
100 kHz
200 kHz
300 kHz
1MHz
VBW
10 Hzk
30 Hzk
100 Hzk
300 Hzk
1 kHz
3 kHz
10 kHz
30 kHz
100 kHz
300 kHz
1 MHz
3 MHz
to be observed (e.g. the resolution bandwidth set) in order to
obtain a correct display.
Pushing the key SWEEP will call the selection menu. The SWEEP
TIME can be varied within the specified limits. The setting of the
parameters is performed as described in chapter 4. In order
to assist the user when setting the sweep time, an automatic
selection of the sweep time with respect to the RBW and the
span settings may be chosen with the soft menu key AUTO.
The automatic mode will always set the sweep time to the
shortest possible value consistent with the correct display of
the spectrum content.
The series HMS will sweep the selected frequency range continuously, i.e., after a sweep was completed, a new one will
be started and the display refreshed. If continuous sweeping
is not desired (e.g., if a single event shall be recorded upon a
trigger), there is also the possibility of selecting SINGLE sweep.
If single sweep is selected, the spectrum analyzer will sweep
the frequency range once or it displays the video signal vs. time
if the span is set to zero. The instrument will only repeat the
measurement after the soft key SINGLE was pushed again.
Additionally the soft menu TRIGGER offers diverse trigger
functions in order to react to events.
– FREE RUN: a new sweep will start after the preceding one
was completed (standard setting).
– EXTERN and EXTERN : the sweep will be started upon
the positive or negative slope of an external trigger signal;
the external trigger signal is applied via the BNC connector
EXTERNAL TRIGGER (TTL logic levels).
Use the respective soft key for the selection of the desired
trigger mode.
5.6
Table 5.1: Available RBW and VBW settings
Additionally automatic selection for both bandwidths (AUTO
RBW/AUTO VBW) may be chosen with the respective soft menu
key. The knob is used for the setting of the parameters.
Pushing the key TRACE will call the settings menu.. There are
several modes of curve display (TRACE MODE):
–
CLEAR / WRITE (Basic setting): the previous curve will be
erased during a new sweep.
–
MAX HOLD: the maxima of the curve being measured and all
previous ones will be displayed. MAX HOLD allows to easily find
intermittent signals in the spectrum or the maximum values of
varying signals.
–
MIN HOLD: the minima of the curve being measured and all
previous ones will be displayed. MIN HOLD allows to recover
sine wave signals out of the noise floor or to suppress intermittent signals.
–
AVERAGE: In this mode, the average level of consecutive
measurements will be displayed. In the standard setting,
averaging will be performed pixel by pixel and over the last
measured curves. The average mode is hence suitable for
an improved display of sine wave signals close to the noise
level (available with a software update V1.2 from www.
hameg.com/downloads).
–
VIEW: freezes the curve being displayed, the measurement
will be terminated, this allows to subsequently use the
markers for the measurement of spectra.
Fig. 5.2: The selections offered in the RBW menu.
5.5
Setting of the SWEEP
At a frequency spectrum of f 1 0 the sweep time is the time
the spectrum analyzer requires for sweeping the selected
frequency range to measure the spectrum. Certain limits have
34
Subject to change without notice
Curve display settings
(TRACE)
The sub function TRACE MEMORY allows to transfer a curve
to the background curve memory; by pushing the soft menu
Instrument functions
key SHOW MEMORY it will be displayed and can be compared
to the presently displayed curve. The stored curve will always
be shown in white and thus can be easily differentiated from
the presently displayed curve. In order to let the stored curve
disappear, push the SHOW MEMORY key again.
–
MIN PEAK: delivers the minimum of a spectrum within a
pixel of the curve. Sine wave signals will be displayed with
their correct levels while noise-like signals will be suppressed (e.g. for filtering sine wave signals from noise).
The spectrum analyzer can subtract a stored curve from an
active curve and display the difference. If there is a curve
stored under TRACE MEMORY the difference between the
stored an the active curves will be displayed by pushing the
soft menu key TRACE MATH. In order to let the stored curve
disappear push the key TRACE MATH and select OFF. Extended functions (TRACE SETUP) and memory mathematics will
be available with a software update V1.2 from www.hameg.
com/downloads.
5.7
The use of markers
The series HMS offers several markers and delta markers for
the evaluation of curves. The markers are always tied to the
curve and indicate the frequency and the level at that. The frequency position of the marker is marked by a arrow icon. The
nurmerical values of the frequency and the level are shown at
the top of the screen. The unit of the level is the same as the
unit selected for the reference level.
The knob allows to choose from 8 different markers. The individual markers can be switched on and off with the respective
soft menu key. The soft menu key POSITION is used to set the
frequency position of the marker along the curve.
The delta marker level is always relative to the level of the main
marker, the unit of level is always dB. The value of frequency
of the delta marker is always relative to the reference marker
(marker 1) and thus indicates the difference in frequency to
that marker. The use of the delta marker will be available with
a software update V1.2 from www.hameg.com/downloads.
5.8
Fig. 5.3: Display of a measured and a stored reference curve.
STOP
The curve in the memory (Memory Trace) will be
stored in the video memory as a bitmap. The spectrum
analyzer hence will not adapt the stored curve if the
reference level or the displayed frequency range are
changed.
5.6.1 Detector
A detector converts the video signal of a spectrum analyzer
before it will be displayed. It functions pixel by pixel, determining
how the value of a pixel will be measured. Pushing the soft menu
key DETECTOR will call the settings menu for the selection of
various types of detectors.
–
AUTO PEAK: the spectrum analyzer will display the maximum and minimum value of each pixel from the frequency
range represented by that pixel, no signal will be lost; if
the signal level fluctuates (noise), the width of the curve
will indicate the width of the signal fluctuations (Basic
setting).
–
SAMPLE: only displays an arbitrary point within a display
pixel. The sample detector should be always used at span =
0 Hz, because this is the only method for a correct display of
the video signal vs. time. Can be used for the measurement
of noise power. For spans wider than than the resolution
bandwidth x 501, signals may be lost.
–
MAX PEAK: in contrast to the auto peak detector this detector will deliver only the maximum value of the spectrum
within a pixel of the curve (e.g. the measurement of pulsed
signals or frequency modulated signals).
Peak-Search
The socalled Peak-Search key will show the user the display
of the next maximum value. By pushing the softkey PEAK the
next maximum value can be shown. Extended functions will
be available with a software update V 1.2 from www.hameg.
com/downloads.
5.9
Operation in the Receiver-Mode
By pushing the MODE key the selection menu will be called
which allows to switch to the receiver mode. The spectrum
analyzer acts as a receiver which measures the level at a preselected frequency. The most important parameters such as e.g.
frequency, amplitude, resolution bandwidth may be set using
the appropriate keys. In the receiver mode the same bandwidths
are available as in the spectrum analyzer mode. Additionally the
bandwidths: 200 Hz, 9 KHz, 120 KHz and 1 MHz are available for
emi emission measurements according to CISPR. The key FREQ
and the softkey DETECTOR selects the detector (Peak, rms,
quasi-peak). The measurement time is the time during which
the spectrum analyzer collects measurements and combines
them according to the detector selected for a display.
With the soft menu item AUDIO the series HMS offers an AM and
a FM demodulator allowing listening to modulated signals. The
demodulated signal may be listened to with a headphone and an
intern speaker. The headphone is connected to the headphone
connector (3.5 mm female connector). If the headphon is activated, the intern speaker will be deactivated. The respective
soft menu keys allow to switch the demodulator on or off and
to set the volume.
Subject to change without notice
35
Store and recall instrument settings
6 Store and recall instrument settings
next to SAVE. In order to recall stored instrument settings, call
the main instrument settings menu and select LOAD by pushing
the respective soft menu key. The data manager will open, use
the menu keys and the universal knob for navigating.
Your spectrum analyzer can store 5 different kinds of data:
– Instrument settings
– Reference signals
– Waveforms
– Screen displays
– Sets of formulae.
Signals and screen displays can only be stored on USB sticks.
All other data can be stored either on a USB stick or in the
instrument’s non-volatile memories.
6.1
Instrument settings
Push the key SAVE/RECALL for calling the main menu for storage
and load functions. First a listing is shown of the kinds of data
which can be stored and loaded. By pushing the key next to the
top menu item DEVICE SETTINGS this menu will open.
Fig. 6.3: Loading instrument settings
Here the location is selected from which the settings data are to be
loaded. After the selection in the data manager, load the settings by
pushing the soft menu key LOAD. The data manager also allows you
to erase individual settings in the internal memory. If a USB stick is
plugged in and has been selected as the location, it is also possible
to change or erase directories. In order to export or import instrument settings, a USB stick must be plugged in, otherwise this menu
can not be accessed. Provided this is fulfilled, pushing the key next
to IMPORT/EXPORT will open a menu allowing to copy instrument
settings between the internal memory and a USB stick.
Fig. 6.1: Basic menu for instrument settings
In this menu, by pushing the respective key, it is possible to
call the menu for storing, the data manager for loading, and
the menu for exporting and importing instrument settings.
Additionally, the menu item DEFAULT SETT. will reset the
instrument to the factory settings. The storing menu is opened
by pushing the SAVE key.
Fig. 6.4: IMPORT / EXPORT menu for instrument settings
The source is selected by pushing the respective key (e.g. INTERNAL), the selection will be indicated by its blue background.
Then the destination is selected (e.g. FRONT). By pushing the
key next to IMPORT/EXPORT, the selected settings data will be
copied as previously chosen (in this example from the internal
memory to a USB stick). It is possible to copy from the internal
memory to the external memory and also between two USB
sticks.
6.2
Fig. 6.2: Saving instrument settings
Here the storage location (internal memory, front panel USB,
rear panel USB) is selected, also a name and a commentary
can be added; these will be stored by pushing the soft menu key
36
Subject to change without notice
Reference signals
References are sets of data which consist of settings information. These may be stored and recalled internally or externally.
The main feature of references is the fact that all information
is always stored along with the data proper; this allows to compare the reference with live signals. If the key SAVE/RECALL is
Store and recall instrument settings
pushed and the menu item REFERENCES selected, a changeover into the menu IMPORT/EXPORT is possible; here the standard menu of the data manager will appear which allows you to
copy references between the internal memory and an external
USB stick (refer to chapter 3.1 for a detailed description).
6.3
This is done by pushing the menu key next to COMMENTARY, this
will open a window for the entry. After entering the commentary
and storing it by pushing ACCEPT, again the menu for storing
curves will appear. After completion of all these entries, pushing
the menu key next to STORE will store the curve according to
the selected settings.
Waveforms
6.4
In addition to references, the waveform data can be stored only
on external USB sticks, not internally.
HAMEG Binary format: A binary data set may contain bytes of
any length. The curves will be stored without any time information.
Screenshots
The most important method of storing for documentation
purposes is the screen photo. At least one USB stick must be
connected, only then will any settings regarding the destination
and the format be possible. Push the keys SAVE/RECALL and
SCREENSHOTS for opening the appropriate menu.
CSV (Comma Separated Values): CSV data sets store the curves
in tables, the lines are separated by commas.
HRT (HAMEG Reference Time): Data sets with this code contain
data of curves vs. time. If a waveform was stored in this format,
it can be used in the reference menu. With the HRT format it is
also possible to generate data sets which may be reloaded into
the spectrum analyzer via the reference menu.
In order to store waveforms, push the key SAVE/RECALL and
select in the main menu the item CURVES by pushing the
respective softmenu key.
Fig. 6.6: Menu for screenshots
Fig. 6.5: Menu to save a waveform
In this menu which will open, the top item allows the selection
of the front or rear panel USB port. This choice is only possible
if the instrument recognized a USB stick at the designated port.
If a stick is present and the port selection done by pushing the
respective soft key, the first time this happens, the data manager
will appear with the associated menu. Here, a listing of destinations can be selected or generated. Confirm the selection of the
destination listing by pushing OK, this will recall the menu for
storing curves. Pushing the soft key next to the second menu
item (CURVE) will activate this function as indicated by the blue
background: now the channel can be selected from which the
curve shall be taken by turning the universal knob. Only channels which have been activated are eligible.
Also in this menu the destination (according to the USB sticks
connected) can be selected with the top menu key. When this
is done the fi rst time, the data manager will appear in order
to either select or generate a destination listing. After the
entry of this information, the SCREENSHOTS storing menu will
reappear. The second menu item FILE NAME allows you to
enter a name with the respective name entry menu which will
open automatically upon selecting this menu item. If FORMAT
is selected with the respective menu key, these formats will
be offered and can be selected with the universal knob: BMP =
Windows Bitmap (uncompressed format) and GIF. Pushing the
key next to SAVE will store the actual screen display along with
the name and format at the destination selected.
Pushing the menu key next to DATA NAME will open the menu
for entering names: in order to do this first push the CURSOR/
SELECT key, then use this menu and the universal knob to enter
the desired name which will be stored by pushing ACCEPT. This
will recall again the menu for storing waveforms. Now push the
soft key FORMAT, this will open a window for selecting the format. The selection is performed again with the universal knob.
Additionally, a commentary can be stored along with a curve.
Subject to change without notice
37
Store and recall instrument settingst
6.4.1 Screenshot example
In order to store data you have to define the kind of data and the
destination. First attach a USB stick (refer to 8.1 USB connector)
to the front panel connector. Press SAVE/RECALL in order to call
the respective menu.
Fig. 6.9: Defining file names
Select the kind of data by pressing the respective soft key (in
this example SCREENSHOTS) in order to access the settings
menu.
After the softkey next to ACCEPT was pressed the oscilloscope
will have stored the name and return to the settings menu. Here
you can now store the actual screen display by pressing the
SAVE softkey. Alternatively, you can return to a lower menu level
(by pressing the lowest Menu OFF key) and select the menu item
key FILE/PRINT. In the following menu press the soft menu key
next to SCREENSHOTS: this will assign the function screenshot
to the key FILE/PRINT with the settings chosen. This enables
you to store a bitmap file on your USB stick by just pressing
FILE/PRINT at any time and in any menu.
Fig. 6.8: Menu with the settings for screenshots
Fig. 6.10: Settings of the button FILE/PRINT
Fig. 6.7: Save/Load menu
Please verify that the USB connector into which you plugged
the USB stick (front or rear) is written in the top softmenu (you
can change the destination by opening the respective menu
if you press the softkey next to STORAGE). You can now save
a Screenshot if you press the softkey next to SAVE using the
predefined name written in the menu below FILE NAME. You
may name the destination memory with up to 7 characters; in
order to do this select the menu item FILE NAME and define the
name by using the knob and the CURSOR SELECT key (in this
example PRINT).
38
Subject to change without notice
General instrument settings
7 Extended operating modes
7.1
Using the help function
The integrated help function can be activated by pressing the
key HELP in the GENERAL area of the control panel. A window
will open and the text inside is dynamically updated depending
on the key (including softmenu key’s) you are pushing or the
knob you are turning. If you do not need the help anymore, you
can switch off the help window by pushing the “HELP” key.
7.2
Display settings
By pushing the key DISPLAY the display settings menu will be
called; here several choices are offered:
–
TRACE: EAdjustment of the trace intensity (0 ... 100 %) of
the displayed spectrum.
–
BACKLIGHT: Adjustment of the backlight intensity (0...100 %).
–
GRID: Adjustment of the raster intensity (0 ... 100 %). The
soft menu item GRID SETUP allows to select a cross, raster
lines or no raster with the respective soft menu keys. Also
the raster designations (SCALE) can be switched on or off.
The soft menu key LED INTENS changes the LED intensity
from dark to light, this is effective for all backlighted keys
and all other display LED’s on the front panel.
8 General instrument settings
Basic settings like language for user interface and help, miscellaneous settings and interface settings can be set using
the menu which opens after pressing the SETUP key in the
GENERAL area of the control panel. Pushing the soft menu key
MENU OFF will call the next lower level.
8.1
The series HMS provides 4 different languages for the menu
and help text:
German, English, French and Spanish
By pushing the soft menu key LANGUAGE the language selection is called, the language selected is active if the menu item’s
background is blue.
8.2
–
TRANSPARENCY: Adjustment ofr the transparency (0 ...
100 %) of the raster inscriptions.
Language settings
Basic settings
8.2.1
Clock setting
Pushing the soft menu key SET CLOCK will call the clock and
date settings menu. These settings will be used for adding a
time and date stamp on print-outs and stored files. The user
can modify the time and date with the knob. The respective soft
menu item is active if it its background is blue. The time and
date settings will be accepted by pushing ENTER.
8.2.2
SOUND
The series HMS offers the possibility to sound a warning which
can be switched on or off using SOUND. The control resp.
warning tone will be active if the respective menu item’s background is blue.
8.2.3
Name
In this menu item you can set a name for the series HMS. By
presing the softkey a key panel will show. You can choose the
character via the knob. The caracter will confirm with the enter
button (refer to chapter 6.4.1).
8.2.4
About
Choosing this soft menu item will call instrument information
such as serial number, software version etc.
Fig. 7.1: Display settings menu (DISPLAY)
If a soft menu item is activated, its background will be blue. The
setting of the parameters is performed according to chapter 1.
7.3
Selection of the standard (preset) instrument
settings (PRESET)
By pushing the key PRESET the spectrum analyzer will resume
its preset standard settings. This allows to generate a new configuration, starting out from defined parameters, no parameter
from a former setting will be active any more.
Center frequency:
1.5GHz (HMS3000/3010)
500MHz (HMS1000/1010)
Span:
3GHz (HMS3000/3010)
1GHz (HMS1000/1010)
Fig. 8.1: Instrument Informations
Subject to change without notice
39
General instrument settings
8.3
Interface settings
Please note the format of the date:YYYY-MM-DD according to
the multi language norm of ISO 8601.
Selecting this soft menu item will allow to modify the settings
for:
–
–
–
the Dual Interface HO720 USB/RS-232 (Baud rate, number
of stop bits, parity, handshake on/off)
LAN Interface HO730 (IP address, sub net mask etc., see
the manual of the HO730) and
the IEEE-488 GPIB interface HO740 (GPIB-address)
The interface desired for the communication can be selected
with the respective soft menu key. Use the soft menu item PARAMETER to set the necessary interface parameters
8.4
Printer settings
The series HMS supports printing of the screen contents on a
connected printer (USB printers with postscript).
Fig. 8.3: Info display of help update
8.5
Update (Firmware / Hilfe)
You are invited to download the most recent firmware under
www. hameg.com. Firmware and help are packed into one ZIP
data packet. After downloading the ZIP data unpack it into
an USB stick’s basic directory (refer to 6.1 USB connector).
Thereupon insert the stick into the USB port of the spectrum
analyzer and push the key SETUP in the GENERAL area of the
front panel. Here you shall find the menu item UPDATE. After
selecting this menu item a window will open which displays the
actual firmware version indicating the version number, the date
and build information.
9 Optional Accessories
9.1
Activation of the Preamplifier HO3011
The Preamplifier for the series HMS (DANL -135dBm typ. / 100
RBW) will activate in the Setup menu with the softkey UPDATE.
Please look at chapter 8.5 for the procedure of the update (same
procedure like the Firmware-Update). This preamplifier isn‘t
included in the supplied accessories and can be acquired by
purchase.
9.2
19‘‘ Rack mount kit 4HE HZ46
For the application in rack systems HAMEG provides a kit for
the HMS series. Technical details and a description about the
mounting you can find in the manual HZ46 on our homepage
http://www.hameg.com/downloads.
9.3
Carrying case HZ99
The Carrying Case HZ99 is used to transport your spectrum
analyzer and is available ‚on stock‘.
Fig. 8.2: Aktualisierungsmenü Firmware
Now choose which to update: the firmware or the help function.
If both are to be updated it is recommended to first update the
firmware. After you selected firmware updating by pushing the
appropriate key the respective date will be searched on the stick,
the information of the firmware to be updated from the stick
will be displayed below the line NEW. In case the new firmware
should be identical to the existing one, the number of the version
will be shown in red, otherwise it will be shown in green; only
then should you activate the updating by pushing the soft key
EXECUTE. If you intend to update the help function or add a help
language choose HELP in the updating menu. The information
window will now display the languages installed, the date, and
the information about the languages available on the stick. With
the soft menu, languages may be added, removed or updated.
40
Subject to change without notice
Fig. 9.1: Carrying case HZ99
Front panel connections
9.4
Near field probe HZ530/HZ540
The set includes 3 hand-held probes with a built-in preamplifier covering the frequency range from 100kHz to 1GHz resp.
! 1MHz to 3GHz. When used in conjuction with a spectrum
analyzer or a measuring receiver, the probes can be used to
locate and qualify EMI sources, as well as evaluate EMC problems at the breadboard and prototype level. The power can
be supplied either from batteries (HZ530) or through a power
cord directly connected to an spectrum analyzer (HZ540). Signal
feed is via a BNC-cable or SMA/N-cable. They enable the user
to evaluate radiated fi elds and perform shield effectiveness
comparisons.
The probes - one magnetic field probe, one electric field probe
and one high impedance probe - are all matched to the 50Ω
inputs of spectrum analyzers. The technical specifications
are described in the HZ530/HZ540 manual on our homepage
http://www.hameg.com/downloads.
9.5
10 Front panel connections
10.1 USB connector
Using the front panel USB connector a software update of the
HMS firmware can be performed with a FAT or FAT32 formatted
mass memory (chapter 8.5).
10.2 PHONE
The signal available at this connector comes from an AM
detector and it helps to identify the sources of interference e.g.
when making precompliance measurements. If an antenna is
connected to the analyzer input, selecting CENTER and using
the knob the analyzer can be tuned to a transmitter (Receiver
mode chapter 5.9). The demodulation has to activated. Please
note that this operational mode may be subject to national
restrictions!
Measurements of spectra with a VSWR
bridge HZ547 (HMS1010/3010)
10.3 PROBE POWER
This connector can be used as a supply (6 V DC) e.g. for HAMEG
probes. The inner contact is + 6 V, the outer contact is connected
to the instrument housing and thus with the measurement
inputs’ ground potential and also protective earth (PE).
10.4 EXTERNAL TRIGGER
The external trigger input connector is used for the control of
measurements by an external signal. (TTL levels.)
Fig. 9.2: VSWR bridge HZ547 for HMS1010/3010
10.5 OUTPUT 50Ω (Tracking Generator)
The VSWR bridge HZ57 allows the measurement of the voltage
standing wave ratio (VSWR) and the reflection coefficient of 50Ω
devices. Typical objects are e.g. 50Ω attenuators, load resistors,
amplifiers, cables, mixers, frequency selective devices. The frequency range is 150kHz...1GHz (HMS1010) resp. 100kHz...3GHz
(HMS3010). The technical specifications and the measurement
set-up are decribed in the HZ547 manual on our homepage
http://www.hameg.com/downloads.
9.6
Transient Limiter HZ560
The Transient Limiter HZ560 protects the input circuit of
spectrum analyzers and measurement receivers, in particular
in combination with the use of a Line Impedance Stabilization
Network (i.e. LISN HM6050). The technical specifications are
decribed in the HZ560 manual on our homepage http://www.
hameg.com/downloads.
9.7
The tracking generator output (only HMS1010 and 3010) has
to be connected to the measuring object with a N connector
cable. A test signal with a spectrum from 5 MHz to 1 GHz resp.
3 GHz is available.
10.6 INPUT 50Ω
Without attenuation (ATT 0dB) ±25 VDC must not be exceeded. With an attenuation of 10 to 50 dB, the maximum level is
+20 dBm. Levels or DC voltages above the values mentioned
may destruct the input stage. The outer contact is connected
to the instrument chassis and thus to safety ground (PE). The
maximum input levels resp. voltages must not be exceeded.
Danger of destruction!
75/50-Ω-Converter HZ575
The converter HZ575 has a 75Ω AC coupled input and a 50Ω
DC coupled output. Using HZ575, spectrum analyzers with
50Ω input can be used for measurement in 75Ω environment.
HZ575 can be used reversed too. A 50Ω signal applied at the
50Ω “output“ is present at the 75Ω BNC “input“ socket with an
impedance of 75Ω. The technical specifications are decribed
in the HZ575 manual on our homepage http://www.hameg.
com/downloads.
Subject to change without notice
41
Rear panel connections
11 Rear panel connections
13 Appendix
11.1 USB connector
List of figures
The USB interface on the rear panel can be used for a printer
(see chapter 8.4).
Fig. 3.1:
Fig. 3.2:
Menu of the frequency
Measuring functions with up to 8 markers
32
32
Fig. 4.1:
Numerical keyboard with unit and
command keys
32
11.2 DVI connector
The rear panel of the spectrum analyzer also has the standard
DVI connector for the connection of external monitors or projectors.
Fig. 5.1:
Fig. 5.2:
Fig. 5.3:
11.3 REF IN / REF OUT
n order to further increase the frequency stability, the internal
oscillator may be replaced by an external one which can be
connected to the „10 MHz REF IN/REF OUT“ connectors on
the rear panel. The external reference frequency signal must
comply with the specifications given with respect to frequency
accuracy and amplitude.
The switching between internal and external reference frequency can be effected via the button SETUP and the softkey
REF. FREQUENCY.
12 Remote Control
The HMS series is basically supplied with an USB/RS-232
interface. The respective drivers are available on the enclosed
Product CD or can be downloaded at http://www.hameg.com.
To establish a basic communication a serial cable (1:1) as well
as a terminal program like Windows HyperTerminal is required.
The Windows HyperTerminal program is part of any Windows
operating systems. A detailed instruction how to setup a basic
communication using HyperTerminal is available at the HAMEG
Knowledge Base at http://www.hameg.com/hyperterminal.
The HMS series uses SCPI (= Standard Commands for Programmable Instruments) for remote control. Remote control
is possible via the built-in dual interface USB/RS-232 (options:
Ethernet/USB, IEEE-488). This allow access to nearly all functions which are available on the front panel. A detailed dokument
about the provided SCPI commands is available at http://www.
hameg.com.
42
Subject to change without notice
Hf signal modulated by a sine wave signal and
the resultant video signal vs. time.
The selections offered in the RBW menu.
Display of a measured and a stored
reference curve.
34
34
35
Fig. 6.1:
Fig. 6.2:
Fig. 6.3:
Fig. 6.4:
Fig. 6.5:
Fig. 6.6:
Fig. 6.7:
Fig. 6.8:
Fig. 6.9:
Fig. 6.10:
Basic menu for instrument settings
Saving instrument settings
Loading instrument settings
IMPORT / EXPORT menu for instrument settings
Menu to save a waveform
Menu for screenshots
Save/Load menu
Menu with the settings for screenshots
Defining file names
Settings of the button FILE/PRINT
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Fig. 7.1:
Display settings menu (DISPLAY)
39
Fig. 8.1: Instrument Informations
Fig. 8.2: Aktualisierungsmenü Firmware
Fig. 8.3: Info display of help update
39
40
40
Fig. 9.1:
Fig. 9.2:
40
41
Carrying case HZ99
VSWR bridge HZ547 for HMS1010/3010
Appendix
Subject to change without notice
43
Oscilloscopes
Spectrum Analyzer
Power Supplies
Modular System
Series 8000
Programmable Instruments
Series 8100
42- 3000- 0020
authorized dealer
www.hameg.com
Subject to change without notice
42-3000-0020 (1) 23092009
© HAMEG Instruments GmbH
A Rohde & Schwarz Company
DQS-Certification: DIN EN ISO 9001:2000
Reg.-Nr.: 071040 QM
HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6
D-63533 Mainhausen
Tel +49 (0) 61 82 800-0
Fax +49 (0) 61 82 800-100
[email protected]
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