ASTRO ELECTRONIC
Dipl.-Ing. Michael Koch
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EMV-Antennen Vergleichsmessung, Juli 2010 und Oktober 2011


Bei dieser Vergleichsmessung ging es um die Frage, ob man mit verschiedenen EMV-Messantennen die gleichen Ergebnisse erhält, wenn man ein Testobjekt am gleichen Ort in der gleichen Entfernung vermisst. Der Versuchsaufbau entspricht keiner EMV-Norm. Auf eine Massefläche am Boden wurde verzichtet, und die Höhe der Antenne und des Testobjekts über dem Erdboden wurde mit 1.5m festgelegt. Alle Versuche wurden ausschliesslich mit horizontaler Polarisation gemacht. Eine Beurteilung der Ergebnisse findet sich ganz unten.


Folgende Antennen wurden für diese Vergleichsmessung verwendet:
TESEQ CBL-6143A
Frequenzbereich 30MHz - 3GHz

Antennenfaktor:
Ist nur für "Free Space" vorhanden, 
Letzte Kalibrierung im Dezember 2009

Der Referenzpunkt für die Entfernungs-Messung ist auf der Antenne angegeben. Die Antenne hat eine Kennzeichnung, welche Seite bei der Messung oben sein soll.

CHASE CBL-6111
Frequenzbereich 30MHz - 1GHz

Antennenfaktor:
Ist nur für 10m Abstand vorhanden.

Der Referenzpunkt für die Entfernungs-Messung ist auf der Antenne angegeben.

EMCO 3104 Nachbau
Frequenzbereich 30MHz - 200MHz

Eine frühere Vergleichsmessung hat keine signifikanten Unterschiede zu einer Original EMCO 3104 gezeigt.

Antennenfaktor:
Es wurde der typische Antennenfaktor aus dem Hersteller-Datenblatt verwendet, für 3m und 10m Abstand.

Die Entfernung wurde von der Symmetrieachse des Dipols aus gemessen.
 

EMCO 3109
Frequenzbereich 30MHz - 300MHz

Antennenfaktor:
Es wurde der typische Antennenfaktor aus dem Hersteller-Datenblatt verwendet, für 3m und 10m Abstand.

Die Entfernung wurde von der Symmetrieachse des Dipols aus gemessen.

ELECTRO METRICS RGA-180
Frequenzbereich 1GHz - 18GHz

Antennenfaktor:
Es wurde der typische Antennenfaktor aus dem Hersteller-Datenblatt der baugleichen EM-6961 verwendet, für 3m Abstand.

Die Entfernung wurde von der Vorderkante des Horns aus gemessen.

Schlumberger 896105, ist baugleich mit 
Schwarzbeck UHALP9107
Frequenzbereich 300MHz - 1GHz

Antennenfaktor:
Ist auf der Antenne angegeben, auf welche Entfernung sich diese Werte beziehen ist nicht bekannt.

Die Entfernung wurde von der Spitze der Antenne aus gemessen. Im Nachhinein war diese Entscheidung möglicherweise falsch.

ELECTRO METRICS 6950
Frequenzbereich 200MHz - 1GHz

Antennenfaktor:
Ist vorhanden für 3m und 10m Abstand.

Die Entfernung wurde vom Befestigungspunkt aus gemessen.
 

EMCO 3121
Frequenzbereich 28MHz - 1GHz

Dies ist ein Satz von 4 Baluns mit Dipolen, deren Länge auf die jeweilige Frequenz angepasst werden muss. 
EMCO 3121-1: 28MHz - 60MHz
EMCO 3121-2: 60MHz - 140MHz
EMCO 3121-3: 140MHz - 400MHz
EMCO 3121-4: 400MHz - 1GHz

Antennenfaktoren:
Sind vorhanden für 3m und 10m Abstand.

Die Entfernung wurde von der Symmetrieachse des Dipols aus gemessen.

Hier sind nochmal alle Antennen im Überblick zu sehen, ausgenommen die EMCO 3121.
Die verwendeten Antennenfaktoren für Messungen in 3m Abstand,
30MHz - 300MHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Blau: CHASE CBL-6111 (2)
Gelb: EMCO 3121-1, -2 und-3
Grün: EMCO 3104
Orange: EMCO 3109

(1) Da keine Antennenfaktoren für 3m Abstand vorhanden waren, wurden hier die Antennenfaktoren für Free Space verwendet.
(2) Da keine Antennenfaktoren für 3m Abstand vorhanden waren, wurden hier die Antennenfaktoren für 10m Abstand verwendet.

Hinweis: Die Einheit des Antennenfaktors ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dB/m

Die verwendeten Antennenfaktoren für Messungen in 10m Abstand,
30MHz - 300MHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Blau: CHASE CBL-6111
Grün: EMCO 3104 
Orange: EMCO 3109

(1) Da keine Antennenfaktoren für 10m Abstand vorhanden waren, wurden hier die Antennenfaktoren für Free Space verwendet.

Hinweis: Die Einheit des Antennenfaktors ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dB/m

Die verwendeten Antennenfaktoren für Messungen in 3m Abstand,
300MHz - 3GHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Blau: CHASE CBL-6111 (2)
Gelb: EMCO 3121-3 und -4
Grün: EM-6950
Orange: UHALP-9107
Weiss: RGA-180

(1) Da keine Antennenfaktoren für 3m Abstand vorhanden waren, wurden hier die Antennenfaktoren für Free Space verwendet.
(2) Da keine Antennenfaktoren für 3m Abstand vorhanden waren, wurden hier die Antennenfaktoren für 10m Abstand verwendet.

Hinweis: Die Einheit des Antennenfaktors ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dB/m

Die verwendeten Antennenfaktoren für Messungen in 10m Abstand,
300MHz - 3GHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Blau: CHASE CBL-6111
Orange: UHALP-9107

(1) Da keine Antennenfaktoren für 10m Abstand vorhanden waren, wurden hier die Antennenfaktoren für Free Space verwendet.

Hinweis: Die Einheit des Antennenfaktors ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dB/m
 



Die verwendeten Referenzstrahler:
Es wurden zwei selbstgebaute Referenzstrahler verwendet, bei denen die Stromversorgung und der Comb-Generator im Inneren eines Kegels eingebaut ist. Der zweite Kegel enthält keine Elektronik. Durch diese Bauweise werden Unsymmetrien vermieden, die durch einen Balun oder durch ein Kabel entstehen könnten.
Beide Referenzstrahler haben identische Abmessungen, Durchmesser 99mm, Gesamtlänge 215mm, Kegelwinkel 60°.
Die beiden Kegel können in der Mitte getrennt werden, so dass der Comb-Generator direkt an den Empfänger angeschlossen werden kann, um seine Funktion zu verifizieren.

Die beiden verwendeten Referenzstrahler unterscheiden sich durch die Taktfrequenz, den Signalpegel und die Pulsbreite bzw. Anstiegszeit.

Referenzstrahler 1

Taktfrequenz 2MHz, wurde für die Antennen-Messungen im Frequenzbereich 30MHz - 300MHz verwendet.

Für die links gezeigte Referenzmessung wurde der Comb-Generator direkt (also ohne Kabel) über ein 20dB Dämpfungsglied an den Empfänger angeschlossen.

Rot: Vor den Antennen-Messungen
Blau: Nach den Antennen-Messungen

Referenzstrahler 2

Taktfrequenz 10MHz, wurde für die Antennen-Messungen im Frequenzbereich 300MHz - 3GHz verwendet.

Für die links gezeigte Referenzmessung wurde der Comb-Generator direkt (also ohne Kabel) über ein 20dB Dämpfungsglied an den Empfänger angeschlossen.

Rot: Vor den Antennen-Messungen
Blau: Nach den Antennen-Messungen


Die Messungen wurden auf einer Wiese durchgeführt. Rund um die Antennen war mindestens 15m freier Raum in alle Richtungen. Der Abstand zwischen dem Referenzstrahler und der Empfangsantenne war 3m oder 10m.
Der Antennenmast und das Stativ sind aus Holz.
Alle Antennen und Referenzstrahler wurden in 1.5m Höhe über dem Erdboden angebracht.
Es gibt keine metallische Massefläche auf dem Boden.
Von der Empfangsantenne zum Empfänger wurde ein 10m langes Kabel vom Typ AIRCOM PLUS verwendet.
Der Empfänger ist ein HAMEG HMS3010 (mit Vorverstärker-Option). Die Messwerte wurden über einen PC automatisch aufgezeichnet.

Bei 90MHz war ein Rundfunksender stärker als der Referenzstrahler.



Die Messergebnisse:
Die Ergebnisse der Messungen in 3m Abstand, 30MHz - 300MHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Blau: CHASE CBL-6111 (2)
Gelb: EMCO 3121-1, -2 und-3
Grün: EMCO 3104 (3)
Orange: EMCO 3109

(1) Der verwendete Antennenfaktor ist nicht für 3m Abstand vorgesehen, sondern für Free Space.
(2) Der verwendete Antennenfaktor ist nicht für 3m Abstand vorgesehen, sondern für 10m Abstand.
(3) Der Antennenfaktor ist nur bis 200MHz definiert und wird im Bereich von 200MHz bis 300MHz als konstant angenommen.

Frage: Wodurch entsteht der deutliche Unterschied im unteren Frequenzbereich, zwischen den beiden CBL-Antennen einerseits und den drei anderen Antennen andererseits?

Die Ergebnisse der Messungen in 10m Abstand, 30MHz - 300MHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Blau: CHASE CBL-6111
Grün: EMCO 3104 (2)
Orange: EMCO 3109
 

(1) Der verwendete Antennenfaktor ist nicht für 10m Abstand vorgesehen, sondern für Free Space.
(2) Der Antennenfaktor ist nur bis 200MHz definiert und wird im Bereich von 200MHz bis 300MHz als konstant angenommen.

Hinweis: Die Einheit der Messwerte ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dBm/m

Die Ergebnisse der Messungen in 3m Abstand, 300MHz - 3GHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Blau: CHASE CBL-6111 (2)
Gelb: EMCO 3121-3 und -4
Grün: EM-6950
Orange: UHALP-9107
Weiss: RGA-180

(1) Der verwendete Antennenfaktor ist nicht für 3m Abstand vorgesehen, sondern für Free Space.
(2) Der verwendete Antennenfaktor ist nicht für 3m Abstand vorgesehen, sondern für 10m Abstand.
Der Antennenfaktor ist nur bis 1GHz definiert, die Antenne wurde hier aber bis 1.5GHz vermessen. Im Bereich über 1GHz wird der Antennenfaktor als konstant angenommen.

Hinweis: Die Einheit der Messwerte ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dBm/m

Die Ergebnisse der Messungen in 10m Abstand, 300MHz - 3GHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Blau: CHASE CBL-6111 (2)
Orange: UHALP-9107
 

(1) Der verwendete Antennenfaktor ist nicht für 10m Abstand vorgesehen, sondern für Free Space.
(2) Der Antennenfaktor ist nur bis 1GHz definiert, die Antenne wurde hier aber bis 1.5GHz vermessen. Im Bereich über 1GHz wird der Antennenfaktor als konstant angenommen.

Hinweis: Die Einheit der Messwerte ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dBm/m

Die Messergebnisse der beiden CBL-Antennen im direkten Vergleich, bei 3m und 10m Abstand:

Rot: TESEQ CBL-6143A, 3m (1)
Blau: CHASE CBL-6111, 3m  (1) (2)
Orange: TESEQ CBL-6143A, 10m (1)
Grün: CHASE CBL-6111, 10m (2)

(1) Der verwendete Antennenfaktor ist nicht für diesen Abstand vorgesehen.
(2) Der Antennenfaktor ist nur bis 1GHz definiert, die Antenne wurde hier aber bis 1.5GHz vermessen. Im Bereich über 1GHz wird der Antennenfaktor als konstant angenommen.

Hinweis: Die Einheit der Messwerte ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dBm/m



Beurteilung der Messergebnisse:

-- Oberhalb von 60MHz zeigen alle Antennen eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse. Dass diese Art von Messungen mit gewissen Unsicherheiten in der Grössenordnung von 5dB behaftet ist, war zu erwarten.

-- Unerklärlich sind die starken Abweichungen am unteren Ende des Frequenzspektrums bei 30MHz, insbesondere bei 3m Abstand. Hier bilden die Antennen zwei Gruppen: Einerseits zeigt die CBL 6111 eine gute Übereinstimmung mit der CBL 6143A, und andererseits stimmen die Ergebnisse der EMCO 3104, EMCO 3109 und EMCO 3121 gut überein. Zwischen diesen Gruppen besteht aber eine Differenz von 15-20dB.



Nachtrag 10.7.2010
Es wurde noch ein weiterer Versuch mit 3m Abstand an einem anderen Standort gemacht. Dieser Standort hat weniger optimale Bedingungen: 1m hinter der Empfangsantenne steht ein kleiner Baum, ca. 3m neben der Messtrecke ist ein Maschendrahtzaun, ebenso einige Meter hinter dem Referenzstrahler.

Rot: CBL-6143A, 3m, freie Wiese
Orange: CBL-6143A, 3m, Standort 2
Grün: EMCO 3109, 3m, freie Wiese
Blau: EMCO 3109, 3m, Standort 2
 

Weiterhin wurde getestet, ob Ferritkerne auf dem Antennenkabel einen Einfluss auf die Messergebnisse haben. Da absolut kein Einfluss feststellbar war, verzichte ich auf die Darstellung der Kurven.



Nachtrag 14.7.2010
Dies ist die Dämpfung des verwendeten 10m Kabels.

Messprinzip:
Kurzes Semi-Rigid Kabel an Tracking-Generator und Eingang des HMS3010 angeschlossen,
TRACE->MEM,
dann das 10m Kabel angeschlossen,
TRACE MATH, TRACE-MEM
 

Dies ist das reflektierte Signal, wenn das Kabel am anderen Ende mit 50 Ohm abgeschlossen wird.

Gemessen mit HZ547 Stehwellen-Messbrücke.

Weitere Untersuchungen am ungünstigen Standort. Der Referenzstrahler war in 3m Entfernung und in 150cm Höhe.

a) Variation der Höhe der Antenne:

Rot: CBL-6143A, 75cm

Orange: CBL-6143A, 145cm

Grün: CBL-6143A, 215cm

Blau: EMCO 3109, 75cm

Violett: EMCO 3109, 145cm

Weiss: EMCO 3109, 215cm
 

b) Ferritkerne auf dem Antennenkabel:

Rot: CBL-6143A, kein Ferrit

Orange: CBL-6143A, 6 Ferritkerne an der Antenne

Grün: CBL-6143A, zusätzlich noch 6 Ferritkerne am Empfänger

(viele grüne Punkte liegen exakt über den roten und orangenen Punkten)
 

c) Variation der Kabellänge, und zusätzliche Dämpfungsglieder im Kabel:

Rot: CBL-6143A, 10m Kabel

Orange: CBL-6143A, 30m Kabel

Grün: CBL-6143A, 10m Kabel, 10dB Dämpfungsglied an der Antenne, bei der Auswertung 10dB addiert 

Blau: CBL-6143A, 10m Kabel, 10dB Dämpfungsglied am Empfänger, bei der Auswertung 10dB addiert 

Weiss: EMCO 3109, 10m Kabel

Violett: EMCO 3109, 10m Kabel, 10dB Dämpfungsglied am Empfänger, bei der Auswertung 10dB addiert 



Nachtrag 15.7.2010

Da die Messergebnisse darauf hindeuten, dass mit dem 50 Ohm Eingang des HMS3010 irgendwas nicht stimmen kann, wurden jetzt mehrere Spektrum-Analysatoren verglichen:
 
Signalquelle:
Frequenzgenerator mit 50 Ohm Ausgang, 30MHz, -80dBm, keine Modulation, 1m Kabel
Signalquelle:
CBL-6143A Antenne mit 10m Kabel, der Referenzstrahler steht sehr dicht vor der Antenne, gemessen wurde bei 30MHz
Gemessener Pegel mit HP8566B: -80.8 dBm -91.2 dBm
Gemessener Pegel mit HAMEG HM5014: -80.5 dBm ca. -97 dBm (nahe am Rauschteppich)
Gemessener Pegel mit HAMEG HMS3010, interner Vorverstärker deaktiviert: -80.6 dBm -92.3 dBm
Gemessener Pegel mit HAMEG HMS3010, interner Vorverstärker aktiviert: -80.9 dBm -64.97 dBm

Es scheint also so zu sein, dass der HMS3010 im unteren Frequenzbereich bei 30MHz viel zu hohe Pegel anzeigt, wenn der interne Vorverstärker aktiviert ist und wenn die Quelle schlecht angepasst ist.



Nachtrag 17.7.2010

Die Sache liegt doch anders als zunächst vermutet. Es liegt nicht an der Eingangsimpedanz des Verstärkers. Ich habe jetzt zwischen Antenne und Empfänger einen Preselector vorgeschaltet.
Wenn der Preselector nur das 30MHz-125MHz Band durchlässt, dann zeigt der HMS3010 bei 30MHz den richtigen Pegel an, egal ob mit oder ohne Vorverstärker.
Aber wenn ich das 125MHz-250MHz oder das 250MHz-500MHz Band durchlasse, dann zeigt der HMS3010 bei 30MHz einen zu hohen Pegel an, obwohl 30MHz gar nicht mehr im Durchlassbereich des Preselectors liegt.
Offensichtlich wird der Vorverstärker oder der Mischer des HMS3010 übersteuert, durch Signale im Bereich 125MHz-500MHz. Das ist eigentlich auch kein Wunder, denn in diesem Bereich strahlt der Referenzstrahler wesentlich effektiver ab als bei 30MHz, und ausserdem hat die Antenne einen viel kleineren Antennenfaktor, so dass der Pegel wesentlich grösser ist als bei 30MHz.
Selbstverständlich hatte ich mir vorher das ganze Spektrum bis 3GHz angeschaut und den Referenzpegel so eingestellt, dass die höchste Spitze immer noch 10dB darunter lag. Aber wenn man dann den Vorverstärker zuschaltet, dann reicht das offensichtlich nicht mehr aus.
Das Problem ist, dass man nicht sehen kann um wieviel der Vorverstärker das Signal verstärkt. Der HMS3010 hat den Verstärkungsfaktor wohl intern gespeichert und subtrahiert ihn gleich wieder vom Signal, so dass das Signal auf dem Bildschirm nicht grösser wird. Man sieht nur dass das Rauschen ein Stück nach unten wandert.
Man denkt also, dass der Referenzpegel gut eingestellt ist, weil selbst von der höchsten Spitze immer noch 10dB Sicherheitsabstand bis zum Referenzpegel ist. Leider falsch gedacht. Die höchste Spitze darf höchstens bis zum Referenzpegel reichen, abzüglich des Verstärkungsfaktors. Leider ist der Verstärkungsfaktor unbekannt.

Wie kann man das Problem lösen?
-- Preselector vorschalten
-- Für den unteren Frequenzbereich einen anderen (grösseren) Referenzstrahler verwenden, oder dem Comb-Generator einen Tiefpass (~100MHz) nachschalten
-- Den internen Vorverstärker abzuschalten bringt nichts, weil dann das Signal bei 30MHz im Rauschen untergeht.



Nachtrag 25.8.2010

Inzwischen ist klar geworden, dass der Eingang des HMS3010 bei den Messungen übersteuert war, was aber zunächst gar nicht aufgefallen ist. Um festzustellen, ob der Eingang übersteuert ist, gibt es zwei Methoden:

1. Ein zusätzliches Dämpfungsglied vor den Eingang des Empfängers schalten, und dann prüfen ob sich die Differenz-Pegel bei verschiedenen Linien verändern. Wenn ja, dann war der Eingang übersteuert.
Leider wird der interne Eingangs-Abschwächer des HMS3010 automatisch angesteuert und kann nicht manuell eingestellt werden. Das ist ein echter Schwachpunkt.

2. Man kann sich das von der Empfangsantenne kommende Signal auf einem schnellen Speicher-Oszilloskop anschauen, die Spitzenspannung messen und dann berechnen, wie der Referenzpegel eingestellt werden muss:
 
So sieht der Nadelimpuls des 2MHz Comb-Generators am 50 Ohm Eingang des Speicher-Oszilloskops aus, wenn der Referenzstrahler in 3m Abstand vor der CBL-6143A Antenne steht. Es wird eine Spitzenspannung von etwa 36mVpeak gemessen.
Da das Oszilloskop aber nur 200MHz Bandbreite hat, dürfte die Spannung in Wirklichkeit noch höher sein. 
Wenn wir von 70mVpeak ausgehen, dann hätte eine Sinusspannung mit 50mVrms die gleiche Spitzenspannung wie dieses Impuls-Signal. 
Eine 50mVrms Sinusspannung entspricht im 50 Ohm System -13dBm. Man muss also den Referenzpegel des Spektrumanalysators auf -13dBm oder grösser einstellen.

Im HMS3010 Manual wird empfohlen, den Referenzpegel so einzustellen, dass alle Signale unterhalb des Referenzpegels liegen. Diese Regel ist aber in diesem speziellen Fall nicht ausreichend ! Bei Signalen mit vielen Linien muss der Referenzpegel deutlich grösser eingestellt werden, als es diese Regel angibt.

Fazit: Wieder was dazugelernt, und bei der nächsten Messung wird es berücksichtigt. 



Nachtrag 1.10.2011

Da eine ETS-Lindgren 3110B Antenne den Weg in mein Messlabor gefunden hat, wurde eine neue Vergleichsmessung gegen die TESEQ CBL-6143A gemacht. Als Referenzstrahlungsquelle wurde ein 2m langer Dipol aus 32mm Aluminiumrohren verwendet, der einen internen 2MHz Comb-Generator hat.
Ungünstiger Standort mit Bäumen, keine Massefläche, 3m Entfernung.
 
Die verwendeten Antennenfaktoren für Messungen in 3m Abstand,
30MHz - 300MHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Gelb: ETS-Lindgren 3110B

(1) Da keine Antennenfaktoren für 3m Abstand vorhanden waren, wurden hier die Antennenfaktoren für Free Space verwendet.

Hinweis: Die Einheit des Antennenfaktors ist nicht dBm wie im Diagramm angegeben, sondern dB/m

Die Ergebnisse der Messungen in 3m Abstand, 30MHz - 300MHz

Rot: TESEQ CBL-6143A (1)
Gelb: ETS-Lindgren 3110B

Unter Berücksichtigung der zahlreichen möglichen Fehlerquellen bewerte ich dieses Messergebnis als eine gute Übereinstimmung.
Bei 98MHz und 106MHz stören Radiosender.

(1) Der verwendete Antennenfaktor ist nicht für 3m Abstand vorgesehen, sondern für Free Space.
 
 
 

 



Nachtrag 4.10.2011
Testbericht über den Spektrum-Analysator HAMEG HMS3010

Der HMS3010 ist ein relativ preiswerter Spektrum-Analysator. Es stellt sich die Frage wo die Schwachpunkte liegen, und ob er für EMV-Untersuchungen geeignet ist. Die Antwort ist "ja, aber...", denn es gibt meiner Meinung nach zwei Schwachpunkte:

1. Bei EMV-Messungen kann der Fall auftreten, dass der Eingang des HMS3010 übersteuert wird, ohne dass man dies bemerkt. Was zu falschen Messergebnissen führt, die entweder zu klein oder zu groß sein können. Um mit dem Gerät zuverlässig messen zu können, benötigt man einen externen Preselector (z.B. Electro-Metrics 2701, Tektronix 2706) und/oder ein externes Stufen-Dämpfungsglied (z.B. HP8495A).

2. Das Ausgangssignal des internen Tracking-Generators ist nicht sinusförmig. Das ist zwar irrelevant solange es nur darum geht, irgendwelche Frequenzgänge von Übertragungsstrecken oder Filtern zu vermessen. Es ist aber störend, wenn man den Tracking-Generator für andere Zwecke verwenden möchte. Beispielsweise als Frequenzgenerator für Störfestigkeits-Untersuchungen. Da möchte man gerne mit einer bestimmten Frequenz testen, und nicht mit allen Oberwellen gleichzeitig.
 
Um die Übersteuerung des Eingangs des HMS3010 zu demonstrieren, wurde ein Comb-Generator mit 2 MHz Taktfrequenz angeschlossen. Dies ist das Ausgangssignal des Comb-Generators im Zeitbereich.

Pulsbreite ca. 2ns
Spitzenspannung ca. 300mV an 50 Ohm

Der HMS3010 zeigt dieses Spektrum an. Der interne Vorverstärker ist aktiviert, der interne Abschwächer ist auf "Low Distortion" eingestellt. 

Zitat aus der Anleitung:
"Um die größte Dynamik bei einer Spektrumsmessung zu erzielen, sollte der Pegeldarstellbereich des Spektrumanalysators voll ausgenutzt werden. Das heißt, dass der höchste im Spekrum vorkommende Pegel am oberen Displayrand (= Referenzpegel) oder in dessen Nähe liegen sollte."

Demnach sollte im hier dargestellten Fall garantiert keine Übersteuerung vorliegen, denn das stärkste Signal liegt immerhin fast 30dB unter dem Referenzpegel. Doch das ist leider ein Irrtum...

Gleiches Eingangssignal wie zuvor, aber mit einem zusätzlichen 10dB Dämpfungsglied vor dem Eingang.

Man beachte, dass der angezeigte Pegel bei tiefen Frequenzen um weniger als 10dB abgesunken ist.
Bei ca. 300MHz ist gar keine Änderung festzustellen. 
Bei ca. 380MHz ist der Pegel sogar angestiegen.
Das Spektrum hat einen völlig andern Verlauf.

Fazit: Im oben dargestellten Fall (ohne 10dB Dämpfungsglied) war der Eingang eindeutig übersteuert. Das erkennt man aber nur dann, wenn man ein externes Dämpfungsglied vorschaltet.

Der HMS3010 hat zwar einen internen  Abschwächer (10dB, 20dB, 30dB), aber leider erfolgt die Steuerung dieses Abschwächers vollautomatisch. Eine manuelle Einstellung, mit der man Übersteuerung erkennen könnte, ist leider nicht vorgesehen.

Das Ausgangssignal des internen Tracking-Generators bei 5 MHz
Das Ausgangssignal des internen Tracking-Generators bei 50 MHz,
die erste Oberwelle bei 100 MHz liegt etwa 6dB unter der Grundwelle
Das Ausgangssignal des internen Tracking-Generators bei 200 MHz



Bitte beachten Sie auch die Webseite auf der ich gebrauchte EMV-Messtechnik anbiete: EMV-Messtechnik