Philips PM5193 Service Manual

PHILIPS

Programmierbarer Synthesizer /

Funktion Generator 0.1mHz - 50 MHz

PM 5193

9445 051 93001

Service Manual

ACHTUNG:

Diese Übersetzung ist eine direkte 1:1-Übersetzung aus dem Englischen.

Lesen Sie dieses Dokument zusammen mit dem englischen Original, die Abschnittsnummern in

beiden Versionen sind identisch. Bilder und Zeichnungen aus dem Originaldokument wurden nicht

verwenden.

Inhalt

1. SICHERHEIT ANWEISUNGEN ........................................................................................ 4

1.6 ANSCHLÜSSE ........................................................................................................................................ 4

2. NETZSPANNUNGS-EINSTELLUNG UND SICHERUNGEN ..................................... 4

3. BETRIEBSGRUNDPRINZIP, ABB. 30 (BLOCKDIAGRAMM) ................................... 5

3.1. Allgemeines Betriebsgrundprinzip .................................................................................................... 5

3.2 Beschreibung des Blockdiagramms .................................................................................................. 5

DFS .................................................................................................................................................................... 5

PLL ..................................................................................................................................................................... 5

Modulator .......................................................................................................................................................... 6

Pulse Generator ............................................................................................................................................... 6

Amplifier ............................................................................................................................................................. 6

CPU .................................................................................................................................................................... 6

4. LEISTUNGSPRÜFUNG ..................................................................................................... 7

4.1 Allgemeine Informationen .................................................................................................................... 7

4.2 Selbsttest beim Einschalten ................................................................................................................ 7

4.3 Allgemeiner Funktionstest ................................................................................................................... 8

5. DIAGNOSEPROGRAMM PM 5193 ................................................................................. 8

TEST 1: Display- und LED-Test ............................................................................................................................. 9

TEST 2: Tastatur Test .......................................................................................................................................... 9

TEST 3: Speicherregister-Test ............................................................................................................................. 9

TEST 4: Strobe Test (Fehlersuche im internen C-Bus-System) .......................................................................... 10

TEST 5: IEC-Bus-Test ......................................................................................................................................... 11

6. SCHALTUNGSBESCHREIBUNGEN ............................................................................ 11

6.1 Digitaler Frequenz Synthesizer /U2 .................................................................................................. 11

Signal-Synthesizer ............................................................................................................................................. 11

Der DAC .......................................................................................................................................................... 13

Burst Control Section ..................................................................................................................................... 14

6.2 PLL/U1 ................................................................................................................................................... 15

DAC .................................................................................................................................................................. 15

Der Phasendetektor ....................................................................................................................................... 15

VCO ................................................................................................................................................................. 15

Der Frequenzteiler ......................................................................................................................................... 16

Der Sinus Former ........................................................................................................................................... 16

6.3 Modulator/U1 ........................................................................................................................................ 17

Der Spannungskonditionierer ....................................................................................................................... 17

Dioden Schalter .............................................................................................................................................. 17

Schalter Kontrolle ........................................................................................................................................... 18

AM (Amplitudenmodulation) ......................................................................................................................... 18

Modulation Oszillator ..................................................................................................................................... 18

Kontrolle der Modulator-Einheit ................................................................................................................... 19

Pulsgenerator/U1 ........................................................................................................................................... 19

6.5 Verstärker / U1 ...................................................................................................................................... 21

Amplitudenregler ....................................................................................................................................... 21

Leistungsverstärker .................................................................................................................................. 21

Gleichstromgenerator ............................................................................................................................... 22

6.6 CPU/U2 .................................................................................................................................................. 22

6.7 Tastaturanzeige Unit/U3 ..................................................................................................................... 23

7. Zugang zu den Bauteilen ...................................................................................................................... 25

8. ÜBERPRÜFUNG UND EINSTELLUNG ....................................................................... 26

8.1 Allgemeine Informationen .................................................................................................................. 26

8.2 Empfohlenes Prüfequipment .................................................................................................................... 26

8.3 Tabelle der Überprüfungen und Einstellungen .............................................................................. 27

9. SICHERHEITSINSPEKTION UND TESTS NACH REPARATUR UND WARTUNG

(IN DER PRIMÄRSCHALTUNG) ........................................................................................ 27

9.1.Allgemeine Richtlinien ........................................................................................................................ 27

9.2 Sicherheitskomponenten ................................................................................................................... 27

9.3 Überprüfung der Schutzleiterverbindung ....................................................................................... 27

9.4 Überprüfung des Isolationswiderstands ......................................................................................... 27

9.5 Test nach Reparatur und Wartung ................................................................................................... 27

10. ERSATZTEILE ................................................................................................................ 28

10.1 Allgemein ............................................................................................................................................ 28

10.2 Stromempflindliche Komponenten ................................................................................................ 28

10.3 Umgang mit MOS – Integrierten Schaltkreise .............................................................................. 28

10.4 Löttechniken ....................................................................................................................................... 28

1. Sicherheit Anweisungen

1.6 ANSCHLÜSSE

Das Potential der Schutzleiterverbindung wird auf die externen Kontakte der BNC-Buchsen angewendet
und durch parallel geschaltete Kondensatoren mit dem Gehäuse verbunden. Dadurch werden
Brummschleifen vermieden und eine klare Hochfrequenz-Erde erzielt.

Wenn das Potential des Schutzleiters in einer Messaufstellung von dem Potential der Schutzerde
abweicht, ist Folgendes zu beachten:

 Die BNC-Buchsen können berührt werden, und sie dürfen nicht unter Spannung stehen.

Beachten Sie hierzu die Sicherheitsvorschriften (VDE 0411) zu diesem Thema.

 Alle Buchsen, die mit dem Zeichen "L" gekennzeichnet sind, sind intern miteinander verbunden.

2. Netzspannungs-Einstellung und Sicherungen

Die Sicherheitsanweisungen in den vorherigen Kapiteln müssen beachtet werden. PM 5193: Bei
Auslieferung ab Werk ist das Gerät auf 220 V ~ AC eingestellt. PM 5193 M {USA}: Bei Auslieferung ab
Werk ist das Gerät auf 120 V - AC bis Seriennummer LO-05957 oder auf 120 V - AC ab Seriennummer
LO-05951 eingestellt. Wenn das Gerät mit einer anderen Netzspannung verwendet werden soll, müssen
die Verkabelung geändert und die Haupt-Sicherung entsprechend der Netzspannung ausgetauscht
werden. Die Verkabelung des Lüfters darf nicht geändert werden. Gehen Sie wie folgt vor:

 Lösen Sie 2 Kreuzschlitzschrauben auf der Rückseite des Geräts (siehe auch Kapitel 7.1).
 Entfernen Sie die oberste Abdeckung.
 Entfernen Sie die Isolierabdeckung des oberen Teils des Netztransformators und entfernen Sie

zuvor den Kabelbinder.

 Ändern Sie die Verkabelung des Netztransformators gemäß dem Anschlussdiagramm.
 Setzen Sie die Isolierabdeckung wieder ein.
 Wenn erforderlich, setzen Sie die empfohlene Sicherung anstelle der eingebauten Sicherung in

den Sicherungshalter ein. Ändern Sie in diesem Fall das Stromkennzeichnungsetikett des
Sicherungshalters.

 Ändern Sie das Etikett für die Netzspannung auf der Rückseite des Geräts entsprechend der

ausgewählten Netzspannung. Die Etiketten für die Netzspannung, den Strom und die Sicherung
sind in einem Plastikbeutel beigelegt.

 Schließen Sie das Gerät.

Anschlussdiagramm

3. BETRIEBSGRUNDPRINZIP, Abb. 30 (Blockdiagramm)

3.1. Allgemeines Betriebsgrundprinzip

Die grundlegenden Funktionseinheiten, die die Erzeugung, Verarbeitung und Konditionierung der
Generatoren Ausgangs Signale durchführen, werden wie folgt bezeichnet:

 DFS, Digitaler Frequenzsynthesizer, auf Einheit 2
 PLL, Phasenregelschleife, auf Einheit 7
 MODULATOR, auf Einheit 1
 PULSE GENERATOR, auf Einheit 1
 AMPLIFIER, auf Einheit 1 Diese Funktionseinheiten stehen unter der Kontrolle der CPU

(Central Processing Unit), bestehend aus einem Mikroprozessor und seinen
Peripheriekomponenten auf Einheit 2. Die primären Steuerdaten für die CPU stammen
entweder von der TASTATUR & ANZEIGE an der Vorderseite auf Einheit 3 oder von einem
externen Controller über die [EEE/IEC-Bus-Schnittstelle. Die Ausgangssignalparameter werden
numerisch auf einer 7-Segment-LED-Anzeige angezeigt. Tasten-LEDs dienen zur Anzeige des
Betriebsmodus. Im Folgenden wird eine kurze Beschreibung des Gesamt-Blockdiagramms
(Abb. 30) des Generators gegeben.

3.2 Beschreibung des Blockdiagramms

DFS

Im Frequenzbereich bis 2147 kHz werden die Primärsignale - Sinus-, Dreiecks-, positive und negative
Sägezahnsignale - durch direkte digitale Signalgenerierung erzeugt.

Binäre Samples der Welle werden im Abschnitt SIGNAL SYNTHESIZER erstellt und mit einer schnellen
Digital-Analog-Umsetzung (DAC) mit der Taktrate fc in analoge Spannungen umgewandelt. Die
Ausgangsfrequenz fo ist direkt mit fc verknüpft, gemäß der Formel:

fo = 0,1-N x 2

-33

x fc = N x 10-4 Hz

wobei N der Dezimalwert des binären Frequenzworts ist, das über den U2-CONTROL BUS vom CPU
zum SIGNAL SYNTHESIZER geleitet wird. fc wird von einem Quarzoszillator, dem 8,59-MHz-TAKT,
erzeugt. Der AUTOMATIC SWITCH leitet alternativ die externe Taktfrequenz zum SIGNAL
SYNTHESIZER weiter, wenn diese am CLOCK-EINGANG anliegt. Das Ausgangssignal des DAC wird
durch den 3-MHz-Tiefpassfilter (LPF), einem antialiasingfähigen Tiefpassfilter, geglättet. Der Abschnitt
BURST CONTROL LOGIC erzeugt die Träger-Ein/Aus-Signalsteuerung im Burst-Modus des
Generators.

PLL

Im Frequenzbereich über 2147 kHz wird die primäre Sinuswelle in der PLL erzeugt. Die PLL besteht
aus einem breitbandigen VCO (Spannungsgesteuerter Oszillator) mit einem Dreieckwellen­Ausgangssignal, das dem SINUSFORMER zugeführt wird. Des Weiteren sind ein Frequenzteiler, ein
Phasendetektor und ein Schleifenfilter Teil der PLL. Durch die PLL wird die PLL REF Frequenz, die im
DFS erzeugt wird, um den Faktor 4096 im FM-Modus und sonst um den Faktor 32 multipliziert. Für eine
schnelle Phasenregelung wird der VCO grob durch den DAC auf die programmierte Frequenz
voreingestellt

Modulator

Durch den SPANNUNGSKONDITIONIERER wird die DFS-Sägezahnwelle oder die Sinuswelle - wenn
die Haversine ausgewählt ist - in Amplitude halbiert und in Gleichspannung verschoben, wodurch
unipolare Signale entstehen. Die Sinuswelle - wenn die Sinuswellenform programmiert ist - und die
Dreieckswelle werden unverändert durch den SPANNUNGSKONDITIONIERER geleitet. Im BURST­Modus wird das Ausgangssignal des SPANNUNGSKONDITIONIERERS durch den
DIODENSCHALTER 1 ein- und ausgeschaltet und zum VERSTÄRKER geleitet. Im NON-BURST­Modus wird das Signal von DIODENSCHALTER 1 entweder direkt oder über den AMPLITUDE
MODULATOR zum VERSTÄRKER geführt. Im Frequenzbereich über 2147 kHz wird die RF SINUS­Welle von der PLL zum DIODENSCHALTER 2 und zum AMPLITUDE MODULATOR oder direkt zum
VERSTÄRKER geleitet. Beide Dioden Schalter werden durch die SCHALTERSTEUERUNG gesteuert,
die das genaue Steuersignal von den Ausgängen SQUARE BURST und BURST für die DFS, das 2­MHz-SCHALTERSTEUERSIGNAL von der CPU und das GATE-Signal von der
SCHALTUNGSEINRICHTUNG im Gate-Modus des Generators auswertet. Im internen GATE-, AM­oder FM-Modus wird das Modulationssignal aus dem Ausgang des MODULATION OSZILLATORS
abgeleitet. Die Ausgangssinuswelle wird in der AMPLITUDE CONTROLLER in der Amplitude skaliert,
um die genaue AM- oder FM-Modulationstiefe zu erreichen. Die modulierende Sinuswelle wird im AM­Modus zum AMPLITUDE MODULATOR oder im FM-Modus zur PLL durch die
SCHALTERSTEUERUNG geführt. Alternativ - in den externen Modulationsmodi - wird das
Modulationssignal vom MODULATION INPUT des Generators bereitgestellt.

Pulse Generator

Der PULSGENERATOR repräsentiert im Wesentlichen eine elektronische Schaltschaltung, die ein TTL­Signal erzeugt und entweder eine Rechteckwelle oder einen positiven bzw. negativen
Rechteckimpulszug erzeugt, wobei jedes Signal ein Tastverhältnis von 50% aufweist. Die Zeitpunkte
der positiven und negativen Flanken dieser Signale werden durch die Nulldurchgänge des
Referenzeingangssignals bestimmt. Im Frequenzbereich bis 2147 kHz dient das DFS-Signal, z. B. eine
Sinuswelle, das dem NULLDURCHGANGSDETEKTOR zugeführt wird, als Referenz. Über 2147 kHz
bestimmt das TTL-Ausgangssignal des PLL, RF TTL genannt, direkt die Schaltpunkte.

Durch die STEUERSCHALTUNG wird entweder das TTL-Ausgangssignal des NULLDURCH­GANGSDETEKTORS oder das RF TTL in Kombination mit einem der Burst-Schaltsignale im Burst­Modus - POSITIVE PULSE BURST, BURST oder SQUARE BURST - zum Schaltausgang der
Signalverstärker geleitet. Die TTL-AUSGANGSSTUFE und der RECHTECKSIGNALVERSTÄRKER
erzeugen die TTL-Ausgangsspannung des Generators und die primäre Rechteckwelle mit genauer
Amplitude und Form. Der PULSZUGVERSTÄRKER erzeugt eine Rechteckwelle mit extra steilen
positiven und negativen Flanken und einer programmierbaren Amplitude, die durch die
Gleichspannungsausgabe des DAC gesteuert wird. An der Generatorausgabe wird diese Rechteckwelle
durch den GLEICHRICHTER in unipolare positive oder negative Impulse umgewandelt.

Amplifier

Die Feineinstellung der Generatorausgangsamplitude erfolgt durch den AMPLITUDENREGELER. Nach
der Verstärkung durch den LEISTUNGSVERSTÄRKER wird das Signal entweder direkt oder nach einer
20 dB bzw. 40 dB Dämpfung durch den STUFENDÄMPFER zum AUSGANGSANSCHLUSS geleitet.
Der GLEICHRICHTER fügt die programmierte Gleichspannung hinzu.

CPU

Ein 8-Bit-Mikroprozessor (8031) und eine 10-MHz-Taktung bilden den Prozessor und die Uhr
(PROCESSOR & CLOCK). Der PROGRAMMSPEICHER ist ein 16-KByte-EPROM. In einem externen
Datenspeicher werden die Inhalte der 10 Speicherregister des Generators in einem 256-Byte-RAM
gespeichert. Über den CONTROL BUS DRIVER wird die erforderliche Lastfähigkeit der U1- und U2­Steuerbus-Serialdatenleitung (SDA) und der Taktleitung (SCL) erreicht. Die Geräteauswahl-Strobe
Signale STR1...15, die für CPU-Komponenten und Schieberegister zur Speicherung von Daten in

verschiedenen Funktionseinheiten verwendet werden, werden aus 4 Ports des Prozessors durch den
STROBE DECODER abgeleitet.

Über den DIRECT PORT LATCH werden zwei Ausgangssignale des Ports - 2 MHz SWITCH und PLL
CNTL - aus drei Adress-/Datenbusleitungen des CPUs abgeleitet. Der SWEEP VOLTAGE DAC erzeugt
eine Spannungsrampe während eines Frequenzsweeps. Der PEN LIFT SWITCH dient zum Anheben
des Schreibstifts eines x-y-Plotters während der Rückkehr des Frequenzsweeps.

Die IEEE/IEC-Bus-Schnittstelle des Generators besteht aus dem IEC-BUS-CONTROLLER, dem
DEVICE ADDRESS LATCH & SHIFT REGISTER und dem 3-STATE GATE & LATCH.

4. Leistungsprüfung

4.1 Allgemeine Informationen

WARNUNG:

Stellen Sie vor dem Einschalten sicher, dass das Gerät gemäß den Anweisungen in Abschnitt 2 des
Bedienungshandbuchs (Installationsanweisungen) installiert wurde. Dieses Verfahren dient dazu:

 Das Gerät zu überprüfen
 Bei der Eingangsprüfung zur Bestimmung der Akzeptanz von neu gekauften Geräten und/oder

kürzlich kalibrierten Geräten verwendet zu werden.

ACHTUNG:

Das Verfahren überprüft nicht jedes Detail der Kalibrierung des Geräts. Es konzentriert sich
hauptsächlich auf die Teile des Geräts, die für die Messgenauigkeit und korrekte Funktion unerlässlich
sind. Das Entfernen der Geräteabdeckungen ist für die Durchführung dieses Verfahrens nicht
erforderlich. Alle Überprüfungen werden vom Bedienfeld aus durchgeführt. Wenn dieser Test innerhalb
einer kurzen Zeitspanne nach dem Einschalten gestartet wird, beachten Sie, dass die Schritte aufgrund
unzureichender Aufwärmzeit möglicherweise nicht den Spezifikationen entsprechen. Um diese Situation
zu vermeiden, lassen Sie das Gerät die angegebene Aufwärmzeit von 30 Minuten einhalten.

4.2 Selbsttest beim Einschalten

Unmittelbar nach dem Einschalten wird ein Selbsttest-Routine gestartet, bei dem PROM und RAM
getestet werden. Wenn ein Fehler erkannt wird, erscheint eine der folgenden Fehlermeldungen:

ERR 1 PROM-Prüfsummenfehler
ERR 2 RAM (Prozessor) Prüfsummenfehler
ERR 3 RAM-Prüfsummenfehler; Betrieb möglich, aber Inhalte des Speichers sind zerstört.

Bei keinem Fehler in den PROMs/RAMs werden alle LEDs und alle Segmente der Anzeige etwa 3
Sekunden lang eingeschaltet, nachdem die Softwareversion im 'LEVEL'-Bereich der Anzeige angezeigt
wurde. Das Gerät muss dann im eingeschalteten Zustand sein, was durch eine Null in jedem der
Anzeigebereiche und die eingeschalteten LEDs in den Tasten SINE, START, OFF und Vpp angezeigt
wird.

4.3 Allgemeiner Funktionstest

Die Funktion des Synthesizers kann nun mithilfe der folgenden Beispiele überprüft werden: Amplitude
= 5 Vpp; Offset = 0 Vdc Schließen Sie den Ausgang mit 50 Ω ab und verbinden Sie ein Oszilloskop.

Es ist ratsam, das Oszilloskop mit dem 'MODULATION OUTPUT'-Signal zu triggern.

Wenn eine der Funktionen nicht funktioniert, kann das Diagnoseprogramm helfen, festzustellen, ob der
Defekt in der betreffenden Einheit oder in der CPU mit ihren C-Bus-Treibern/Decodern liegt. Durch
Auswahl von TEST 4 (Stroboskop-Test) können die Datenkommunikationsleitungen und die Decoder
der Untergeräte überprüft werden.

Falls alle Funktionen in Ordnung sind, muss dieser Test fortgesetzt werden, indem die Ausgangssignale
überprüft werden:

TTL OUT: Dieser Ausgang zeigt immer eine Rechteckspannung mit TTL-Pegel und Signal-

Frequenz.

INT CLOCK: Dieser Ausgang enthält das Takt-Signal des internen digitalen Frequenzsynthesizers

mit TTL-Pegel und einer Frequenz von 8,58993 MHz.

MODULATION: Dieser Ausgang zeigt ein Sinuswellensignal mit einer maximalen Amplitude von

1 V, abhängig von der Modulationstiefe/-abweichung und der
Modulationsfrequenz.

PEN LIFT: Im kontinuierlichen Sweep-Modus zeigt dieser Ausgang eine Sequenz von Impulsen.

Die Frequenz entspricht der Sweep-Wiederholrate, die Amplitude beträgt 20 Vpp.

SWEEP: Während des kontinuierlichen Sweep-Betriebs zeigt dieser Ausgang eine

Sägezahnspannung mit einer Amplitude von 10 Vpp.

5. Diagnoseprogramm PM 5193

Dieses Testprogramm enthält 5 Untermodule:

TEST 1: Display- und LED-Test
TEST 2: Tastatur -Test
TEST 3: Speicherregister-Test
TEST 4: Stroboskop-Test (Test der internen Schnittstellen)
TEST 5: Test der IEEE/IEC-BUS-Schnittstelle

Um dieses Testprogramm zu aktivieren, drücken Sie die Taste MODULATION OFF, während die
Stromversorgung eingeschaltet ist, und halten Sie sie etwa 3 Sekunden lang gedrückt.

Die Rückkehr zum Hauptbetriebsmodus ist nur durch Ausschalten und erneutes Einschalten der
Stromversorgung möglich.

Wenn das Testprogramm aktiviert ist, zeigt das Display "TEST x", wobei "x" eine Zahl von 1 bis 5 ist.
Diese Zahl ändert sich kontinuierlich und langsam, und durch Drücken der Taste MODULATION OFF
zum richtigen Zeitpunkt wird das entsprechende Test-Untermodul gestartet.

Um die Test-Untermodule zu verlassen, drücken Sie die Taste MODULATION OFF etwa 2 Sekunden
lang.

TEST 1: Display- und LED-Test

Schritt 1:
7-Segment-Anzeige Alle Anzeigensegmente und LEDs werden für etwa 2 Sekunden eingeschaltet.

Danach beginnt das Programm, nacheinander ein Segment nach dem anderen für vier
Anzeigepositionen gleichzeitig einzuschalten. Schließlich bleiben die Dezimalpunkte dieser vier
Positionen beleuchtet, und das Programm beginnt mit den nächsten vier Anzeigepositionen dasselbe
zu tun. Nachdem die letzten vier Stellen getestet wurden, schaltet das Programm alle Segmente und
LEDs ein und bleibt in diesem Zustand, bis die Taste MODULATION OFF erneut gedrückt wird.

Schritt 2: LEDs
Alle LEDs werden nacheinander, beginnend mit der obersten linken (innerhalb der Taste "Sinuswelle"),

für ca. 0,5 Sekunden eingeschaltet. Wenn die letzte LED eingeschaltet ist, erscheint die Anzeige "Ende",
bis die Taste MODULATION OFF gedrückt wird. Anschließend kehrt das Programm zum Testmenü
zurück.

TEST 2: Tastatur Test

Die Anzeige zeigt die Anzeige: 1—01 - - - -

Jetzt müssen Sie die erste Taste der ersten Reihe drücken: 1 -01 - - - -

(Reihe 1) - (Spalte 1)

Wenn die richtige Taste gedrückt wurde, zeigt die Anzeige für etwa 1 Sekunde Folgendes an:

1—01 1 1 1 1

und ändert sich dann zu

1—02 - - - -

als Aufforderung, die zweite Taste in der ersten Reihe zu drücken.

Bei einem Fehler würde die Anzeige anzeigen:

Err 1—01 x – x x

x – x x den falschen Code (Reihe und Spalte) angibt. Diese Fehleranzeige wird nur zurückgesetzt,
indem die angeforderte Taste gedrückt wird. Bei einem Hardwarefehler in der Tastatureinheit wäre es
nicht möglich, den richtigen Code zu erhalten und somit die Fehlermeldung zurückzusetzen.

Wenn die letzte Taste gedrückt wurde, ist der Tastaturtest beendet und die Anzeige zeigt "Ende" an.
Um dieses diagnostische Untermodul zu verlassen und zum Testmenü zurückzukehren, muss die Taste
MODULATION OFF gedrückt werden.

TEST 3: Speicherregister-Test

Achtung: Dieser Speicherregistertest zerstört den Inhalte der Register. Wenn das Instrument nach dem
Ausführen des Speicherregistertests eingeschaltet wird, zeigt die Anzeige "Err 3" an, was bedeutet,
dass sich keine Parameter mehr im Speicherregister befinden - der gesamte Inhalt (Parameter) wurde
zerstört.

Die Anzeige zeigt an:

MEMO 1 –

und das Programm beginnt, ein Testmuster in jeden Speicherort des Speicherchips 1 zu schreiben, liest
es erneut und überprüft diesen Wert auf Korrektheit. Wenn kein Fehler festgestellt wurde, wird dasselbe
mit einem zweiten Muster durchgeführt. Wenn kein Fehler auftritt, zeigt die Anzeige an:

MEMO 1 - 1

und bei einem Fehler

MEMO 1 - 0

Nun wartet das Programm, bis die Taste MODULATION OFF gedrückt wird, und beginnt dann, den
Speicherchip 2 auf die gleiche Weise wie oben beschrieben zu überprüfen. Wenn dies erfolgreich
abgeschlossen ist, zeigt die Anzeige an:

MEMO 2 - 1

oder im Falle eines Fehlers

MEMO 2 - 0

Mit MODULATION OFF kehrt das Programm zum Testmenü zurück.

TEST 4: Strobe Test (Fehlersuche im internen C-Bus-System)

Die Anzeige zeigt an:

STRO x

wobei x eine Zahl von 6 bis 15 ist. Diese Zahl ändert sich kontinuierlich und langsam. Durch Drücken
der Taste "MODULATION OFF" im richtigen Moment wird die erforderliche Strobe-Leitung ausgewählt.
Die Anzeige zeigt dann beispielsweise an:

STRO 08 - 1

was bedeutet, dass die Ausgangsleitungen der Schieberegister, die von der Strobe-Leitung 8 gesteuert
werden, ein spezifisches Bitmuster anzeigen. Wenn MODULATION OFF einmal kurz gedrückt wurde,
ändert sich der Zustand aller Ausgangsleitungen der Schieberegister. Die Anzeige zeigt nun an:

STRO 08 - 0

Jedes Mal, wenn die MODULATION OFF-Taste kurz gedrückt wird, werden die Zustände dieser
Ausgangsleitungen umgekehrt. Wenn MODULATION OFF länger als etwa 1 Sekunde gedrückt wird,
verlässt man dieses Unterprogramm und die Anzeige zeigt wieder:

STRO x

Wenn die Taste MODULATION OFF erneut länger als etwa 1 Sekunde gedrückt wird, kehrt das
Programm zum Testmenü zurück. Dieser Strobe Test dient der Fehlersuche im internen C-Bus-System.
Messpunkte, Positionen der ICs und Messwerte werden in den folgenden Tabellen angegeben.
Während des STROBE-Tests zeigen von den Strobe-Leitungen gesteuerte ICs die folgenden Bitmuster:

TEST 5: IEC-Bus-Test

Die Anzeige zeigt die Bezeichnung:

IEC BUS

Jedes Zeichen, das vom Controller über den IEC (IEEE)-Bus gesendet wird, wird decodiert und mit
seinem Hexadezimalcode angezeigt, z. B.

ASCII 'A' Anzeige 41 H
ASCII '3' Anzeige 33 H
usw.

Die Geräteadresse des PM 5193 ist fest auf 20 eingestellt. Mit der Taste MODULATION OFF kehrt das
Programm zum Testmenü zurück.

6. Schaltungsbeschreibungen

6.1 Digitaler Frequenz Synthesizer /U2

Signal-Synthesizer

Das primäre Signal des PM 5193 im Frequenzbereich bis zu 2,147 MHz wird im digitalen
Frequenzsynthesizer (DFS) erzeugt. Am Ausgang des digitalen Abschnitts des DFS wird das Signal als
Sequenz von 9-Bit-Binärzahlen dargestellt. Die digitalen Samples des Signals werden dann durch einen
schnellen DAC in analoge Spannungen umgewandelt. Die Frequenz des DFS wird durch ein 40-Bit­Frequenzwort bestimmt, das von der CPU an die Schieberegister 307-311 gesendet wird. Die Bit­parallel verschobenen Ausgänge der Schieberegister sind mit den Eingängen des Phasenakkumulators
verbunden. Der Phasenakkumulator wird mit 8,5899 MHz vom Taktgenerator getaktet. Mit jedem
Taktimpuls wird der 9-Bit-Phasenakkumulatorausgang um den Wert des Frequenzworts erhöht. Die
resultierende Sequenz von Binärzahlen stellt eine periodische Sägezahnwelle dar. Durch
intermittierende Einer Komplementierung (Komplementierer 1) wird das Signal in eine Dreieckswelle
umgewandelt. Die Samples dieses Signals werden als Adressen zum Auslesen einer Sinus-Tabellen­ROM verwendet. Die Ausgabe repräsentiert Sinuswellenwerte für das erste Viertel Periode (4). Durch
intermittierende Einer Komplementierung im Komplementierer 2 wird dieses Signal zu einer vollen
Sinuswelle (7) umgewandelt.

Der Phasenakkumulator ist funktional in zwei Teile unterteilt. Der obere Teil besteht aus den Addieren
312-319 und den D-Registern 322-326 für den Frequenzbereich von 1mHz bis 2,147 MHz. Die
Frequenzwerte für diesen Bereich werden im 1-2-4-8-Code gesendet. Der untere Teil besteht aus den
Addieren 320 und 321, dem NOR-Gatter 305 und dem D-Register 326 und deckt den Bereich von 0,1
bis 1mHz ab. Für diesen Bereich werden die Frequenzwerte im Excess-3-Code angewendet.

Der obere Teil des Phasenakkumulators erzeugt eine Sequenz von 33-Bit-Binärzahlen von 0 bis 233-1.
Mit jedem Taktimpuls wird der Ausgang um den Wert des Eingangsfrequenzworts erhöht. Wenn der
obere Grenzwert erreicht ist, wird der Ausgang des Akkumulators zurückgesetzt und beginnt erneut mit

der Erhöhung. Dies führt zu einer zyklischen Sequenz von Binärzahlen, die eine Sägezahnwellenform
aufweisen.

Die Frequenz ist fg = 1/T = δ * tc * 2-L, wobei δ den Wert des Frequenzworts, fc die Taktfrequenz (8,5899

MHz) und L die Länge des Phasenakkumulators (33 Bit) darstellt.

Die oberen 10 Bit des Phasenakkumulators werden für die nachfolgende Signalverarbeitung verwendet.
Die Samples der unteren 8 Bit repräsentieren eine Sägezahnwelle mit der Periode T/4 (1 A). Die oberen
beiden der 10-Bit-Akkumulatorausgabe (Vorzeichenbit (2), Quadrantenbit (3)) bestimmen den
Quadranten, in dem sich der Vektor des DFS-Ausgangssignals (7) tatsächlich befindet. Im
Komplementierer 1 (exklusiv-ODER-Gatter 331, 332) wird die 8-Bit-Ausgabe während des zweiten und
vierten Viertelperiods invertiert. Das resultierende Signal (5) wird an den Sinus/Dreieck-Selektor
(ICs.336, 337) weitergeleitet und parallel zu den Adressleitungen des Sinus-ROMs geführt, in dem die
Sinuswellenwerte für das erste Viertelperiod (Ø - π /2) abgelegt sind.

Um die Dreieckswelle zu erzeugen, wird das Ausgangssignal von Komplementer 1 direkt an den
Sinus/Dreieck-Selektor weitergeleitet und umgeht dabei das Sinus-ROM. Dadurch ergibt sich das
Sägezahnsignal (5), das an Komplementer 2 angelegt wird und die Wellenform (6A) erzeugt.

Für die Sinuswelle werden die Ausgangsdaten des Sinus-ROMs (4) vom Sinus/Dreieck-Selektor
abgegriffen und an Komplementer 2 geleitet, was zur Wellenform (6b) führt. Durch Hinzufügen des
invertierten Signumbits (2) als 9. Bit ergibt sich die Wellenform 7.

Bei der Erzeugung von positiven oder negativen Sägezähnen wird der Wert des binären Frequenzworts
am Eingang des Phasenakkumulators halbiert, wodurch sich die Sägezahnperiode am Ausgang des
Phasenakkumulators verdoppelt. Für positive Rampen ist das Steuersignal "a" niedrig. Daher werden
die Bits 0 bis 7 ohne Inversion durch Komplementer 1 zu den Buffern 333 und 334 geleitet. Nachdem
sie den Sinus/Dreieck-Selektor 336/337 passiert haben, werden sie durch den Puffer 338/339 und den
Komplementer 2 ohne Inversion (b = 0) weitergeleitet. Das Signal wird durch die D-FFs 342/343 am
Ausgang eingefangen. Das neunte Bit am Ausgang 2/342 wird direkt aus Bit 8 des Phasenakkumulators
über den MUX 347 und die Buffer 333 und 338 abgeleitet (= Signal c).

Für negative Sägezähne ist ein Unterschied, dass das Steuersignal "a" hoch ist. Daher wird das Signal
(Bits 0 bis 7) durch Komplementer 1 invertiert. Der zweite Unterschied besteht darin, dass das neunte
Ausgabebit (= c) durch das Exklusiv-Oder-Gatter 327 (Pins 8, 9, 10) am Eingangspin 2 des MUX 347
invertiert wird.

Wenn "low" am Rücksetzeingang anliegt, kann die Ausgabe des Phasenakkumulators auf Null gesetzt
werden. Nachdem das Rücksetzen wieder auf "high" geschaltet wurde, wird die Signalgenerierung
gestartet und wie zuvor beschrieben durchgeführt. Die Startbedingungen sind in der untenstehenden
Abbildung dargestellt.

Diese Startbedingungen sind für die Burst-Funktion relevant. Wie oben dargestellt, unterscheidet sich
die Startphase der Haversine-Funktion von der der Sinuswelle.

Für die Haversine-Funktion werden die unteren 8 Bits (0 bis 7) der Ausgabe des Phasenakkumulators
intermittierend in Komplementer 1 invertiert, gesteuert durch das invertierte Bit 8 des
Phasenakkumulators (a). Das resultierende Ausgangssignal von Komplementer 1 wird als Signal (3)
dargestellt. Das Sinus-ROM wandelt dieses Signal in (4) um. Mit Komplementer 2 wird das Signal dann
in (6') umgewandelt. Das Steuersignal 'd' für Komplementer 2 wird als Signal (5') dargestellt und
repräsentiert das exklusiv-oder-verknüpfte Bit 8 und 9 des Phasenakkumulators. Durch Hinzufügen des
neunten Bits "c" (= 7') entsteht die vollständige Haversine-Funktion (8"). 'C' entspricht dem invertierten
Steuerbit 'd' von Komplementer 2. Es wird durch das Exklusiv-Oder-Gatter 327 (Pin 4, 5, 6) über den
MUX 347 und die Buffer 333 und 338 abgeleitet.

Der DAC

(Digital-Analog-Wandler) wandelt das binäre Signal, das von Complementer 2 über die Puffer 342 und
343 kommt, in eine analoge Spannung um.

An den Eingängen des DAC befinden sich die Treiber 344 und 345, die die Stromumschaltungs­Differenztransistoren der Stufen 427-428, 424-425 usw. steuern. Die DC-Ströme (jeweils 5,85 mA = I0)
werden durch individuelle Schaltungen erzeugt.

Die Stromquellen für jedes Bit des DAC werden von bestimmten Transistoren und
Operationsverstärkern (OP) von IC 346 gesteuert. Zum Beispiel enthält die MSB (Bit 8) Stromquelle den
Transistor 427 und einen OP von IC 346, während die Bit 7 Stromquelle den Transistor 424 und den
anderen OP von IC 346 enthält. Die übrigen Stromquellen nutzen ebenfalls den zweiten OP von IC 346.
Die einzelnen Ströme werden - wenn sie eingeschaltet sind - zu den entsprechenden Knoten N0 bis N8
der R - 2R-Leiterplatte geleitet. Der Eingangswiderstand jedes Knotens beträgt 2R/3, wobei R 619 Ohm
beträgt (R2/3 = 412,67 Ohm). Daher erzeugt jeder eingeschaltete Strom dieselbe Spannung am
zugehörigen Knoten (I0 * 2R/3 = 2,41V). Die Transformation zur Ausgangsspannung hängt von der
Position des Knotens in der Leiterplatte ab. Generell wird von Knoten n zu Knoten n+1 die Spannung
halbiert. Zum Beispiel wird die Spannung am Knoten N3 des dritten Bits mit dem Faktor 2-

(8-3)

= 1/32
zum Ausgangsknoten NB transformiert. Die Ausgangsspannung der Leiterplatte am Knoten NB wird
durch den Anti-Alias-Tiefpassfilter 803, 804, 559 bis 562 gefiltert. Dieser Filter hat eine
Durchlassbandbreite von etwa 3 MHz und unterdrückt insbesondere die spektralen Inhalte auf beiden
Seiten der Taktfrequenz (8,5899 MHz). Das Ausgangssignal wird mit den Transistoren 430 und 431
gepuffert.

Für das Entprellen des DAC kann der Schaltpunkt des achten Bits mit dem Trimmwiderstand 689
gegenüber den Schaltpunkten der Bits 0-7 leicht verschoben werden. Die Schaltpunkte der letzteren
Bits werden mit dem Trimmwiderstand 676 eingestellt. Durch einen iterativen Kalibrierungsprozess mit
diesen beiden Trimmwiderständen wird die Verzerrung der Sinuswelle minimiert.

Burst Control Section

Die grundlegenden Blockdiagramm der Burst Control Section wird unten dargestellt.

Die grundlegende Aufgabe der BURST CONTROL SECTION besteht darin, die Steuersignale
(not)BURST und SQUARE BURST aus den DFS-Eingangssignalen abzuleiten, wenn der Burst-Modus
ausgewählt ist. (not)BURST wird an den Modulator Bereich weitergeleitet und inhibiert das AC­Ausgangssignal, wenn es 'high' ist. Dies ist die Situation vor Auslösung der Burst-Funktion. Nach der
Auslösung geht (not)BURST auf 'low' und schaltet somit das Ausgangssignal des Generators ein. Nach
NON Signalperioden kehrt (not)BURST wieder auf 'high' zurück und inhibiert das AC-Ausgangssignal.
Für Continuous Burst bleibt (not)BURST während der NOFF Signalperioden 'high'. Das Steuersignal
SQUARE BURST ist dafür verantwortlich, den Quadrat- oder Pulsgenerator während der Burst-Funktion
zu steuern. Wenn es 'high' ist, werden die Quadrat- oder Pulswellen des Generators ausgegeben.

Für andere Betriebsarten als Burst ist das Signal (not)BURST immer 'low'. Dies wird durch (not)BURST
(not)DISABLE auf 'low'-Pegel erreicht. Beim Programmieren des Burst-Modus wird das Signal
(not)BURST (not)DISABLE durch die Zählersteuerungslogik (1 362/11 über 376/11) auf 'high'
geschaltet. Zusätzlich werden die Burst-An- und -Aus-Zyklen (jeweils minus eins) in den NON-Shift­Register 370 und NOFF-Shift-Register 371 übertragen.

Das Steuersignal 1st LOAD wird kurzzeitig von der Zählersteuerungslogik auf 'low' geschaltet. Durch
diese Aktion wird das Signal COUNTER LOAD kurzzeitig 'low' und der Inhalt des NON-Shift-Registers
über den NON/NOFF-Selektor in den herunterzählenden Zähler geladen. Der Selektor wird vom Signal
SELECT (= BURST) aus der Ausgabelogik gesteuert.

Durch die verschiedenen oben beschriebenen Aktionen wird die Burst-Steuerungsfunktion auf die
Startvorbereitung vorbereitet. Der Auslösepuls wird entweder von der SINGLE- oder CONT-Taste an
der Vorderseite oder vom Modulations-Eingang MOD IN abgeleitet. Am Ausgang der Steuerlogik geht
START 'low', wodurch auch BURST auf 'low' geschaltet wird. Zusätzlich geht COUNT ENABLE auf 'low',
wodurch die Gates 365/1, 2, 3 und 365/11, 12, 13 aktiviert werden, um die Zählpulse für den MUX 361
durchzulassen. Je nach ausgewählter Wellenform und Frequenz werden entweder Zählpulse 7 oder 2
zum Zähl-Gate geleitet. Für Sinus- oder Dreieckswellen und wenn die Frequenz fs über 8,388 kHz liegt,
werden die Zählpulse vom Null-Detektor erzeugt. Unter allen anderen Bedingungen werden die
Zählpulse direkt als TTL-Signale aus dem Signal-Synthesizer-Bereich abgegriffen.

Die Zählpulse verringern den Abwärtszähler. Nach NON - 1 Nieder-/Hoch-Übergängen der Zählpulse
geht BURST END 'low'. Dadurch wird das Ausgangs-Flip-Flop (372) in der Ausgangslogik aktiviert, um
umzuschalten. Zusätzlich geht COUNTER LOAD kurzzeitig auf 'low', wodurch der Abwärtszähler mit
NOFF - 1 geladen wird. Mit dem nächsten Hoch-/Niedrig-Übergang des Zählpulses ändert sich der
Zustand des Flip-Flops, wodurch BURST auf "high" gesetzt wird.

Für einzelne Bursts wird ein kurzer Zählerstop-Hochpuls erzeugt (IC 378/12), der SBE auf 'low' setzt.
SBE wird von der CPU empfangen, was dazu führt, dass START 'low' wird (über 362/13) und die
Ausgangslogik einen kurzen 'low'-Puls COUNTER LOAD erzeugt. Dadurch wird der Abwärtszähler
erneut mit NON - 1 geladen.

Nun wird der Ausgangszustand für den Burst-Modus erneut eingestellt. Bei Frequenzen unter 8,388
kHz setzt die Ausgangslogik am Ende eines einzelnen Bursts DFS STOP auf 'high'. Dadurch wird ein
kurzer Reset-Puls (306/8) im Signal-Synthesizer-Bereich erzeugt, der den Ausgang des
Phasenakkumulators auf den Null-Startzustand setzt. Darüber hinaus wird die Taktung des
Phasenakkumulators deaktiviert (305/2 = 'high'), was die Synthesizer-Funktion stoppt.

Im kontinuierlichen Burst-Modus ist die CPU nicht am Prozess der Generierung der Steuersignale nach
dem ersten gestarteten Burst beteiligt. Dies bedeutet, dass alle Steuerfunktionen von der Ausgangslogik
durchgeführt werden. Wie in den oben beschriebenen Abschnitten kurz vor dem Ende des ersten Bursts
beschrieben, wird der Abwärtszähler mit NOFF - 1 geladen. Dementsprechend wird der Zähler NOFF ­1 Mal dekrementiert, bis das Signal BURST erneut auf 'low' schaltet (durch Ausgangs-FF 372), wodurch
der nächste kontinuierliche Burst-Zyklus eingeleitet wird.

6.2 PLL/U1

In einem Frequenzbereich oberhalb von 2,147 MHz wird das primäre Signal im PLL generiert. Das PLL
besteht aus einem breitbandigen VCO (Spannungsgesteuerter Oszillator), Frequenzteiler,
Phasendetektor mit Regelkreis und Sinusformung.

DAC

Die grobe Frequenzanpassung im Bereich über 2,147 MHz wird mit dem DAC (Digital-Analog-Wandler)
erreicht, der die Informationen von der CPU über den C-Bus erhält. Die Feinabstimmung erfolgt über
die PLL-Schleife, indem das Referenzsignal von der DFS mit dem VCO-Ausgang verglichen wird, der
entweder durch 32 (= FM aus) oder 4096 (= FM ein) geteilt wird.

Der Phasendetektor

IC 309 vergleicht die Signale PLLREF und VCO-Ausgang und erzeugt ein Gleichstromsignal, dessen
Wert von der Phasendifferenz zwischen ihnen abhängt. Die Integrationsschaltung nach dem
Phasendetektor besteht aus dem integrierten Schaltkreis 312, dem 10 kΩ-Widerstand 619 und den
Kondensatoren 516, 521 und 522. Der Zweck des Integrators ist es, Spitzen und kurze Abweichungen
zu filtern, um Störungen der PLL-Regelungsschleife zu vermeiden. Die Zeitkonstante im FM-off-Modus
beträgt 47 µs (619, 516), im FM-on-Modus beträgt sie 0,5 s (619, 521, 522). Das Umschalten von FM
ein und aus wird mit dem Steuersignal PLL CNTL und dem Schalter 313/1, 2, 15 erreicht. Im FM-off­Modus werden die Kondensatoren 521, 522 kontinuierlich mit dem OP-Verstärker 311 entsprechend
dem Pegel am Eingang 3 des Integrators aufgeladen. Dies führt zu einer kurzen Einschwingzeit, wenn
FM eingeschaltet wird, da die Kondensatoren 521, 522 immer auf den Pegel entsprechend der
momentanen Frequenz aufgeladen werden. Das Ausgangssignal des Integrators wird über den
Lötschalter S6 und den Widerstand 608 zum Stromsummationspunkt des VCO geführt. Der DAC zur
groben Frequenzanpassung besteht aus dem Schieberegister IC 301 und dem Digital-Analog­Wandlungsschaltkreis IC 302. Die serielle Information von der CPU wird aus dem Schieberegister
empfangen, zu einer parallelen Information geformt und an die parallelen Eingänge des IC 302 geführt.
Das Ausgangssignal dieses Schaltkreises wird mit dem OP-Verstärker 303 gepuffert und dann über den
Widerstand 607 zum Stromsummationspunkt geleitet.

Das letzte Signal, das zum Stromsummationspunkt gelangt, wird im Modulator erzeugt und über den
Widerstand 606 geführt. Dieses FM MOD-Signal bewirkt eine Amplitudenmodulation der Integrator- und
DAC-Ausgangssignale am Stromsummationspunkt, wobei die Einflüsse dieser drei Signale am
Summationspunkt durch die unterschiedlichen Werte der Widerstände 606, 607, 608 gewichtet werden.
Niedrigere Widerstandswerte bewirken einen höheren Strom, der in den Summationspunkt fließt und
somit einen größeren Einfluss auf den VCO gibt. Der höchste Strom wird über den DAC über 607 (=
10K) geliefert, gefolgt vom Ausgang des Phasendetektors über 608 (= 75K) und dem Modulationssignal
FM MOD über 606 (= 365K).

VCO

Der VCO besteht aus dem Eingangspuffer 304, einem Stromspiegel mit zwei Stromquellen 306, 307,
351, 353, 354 und 356, einem Verstärker 361, 362, 363, 380 und einem Komparator 364, 366, 367 und

368.

Die beiden Stromquellen erzeugen die Ströme 'I' und '2I', wobei der Wert von 'I' vom Strom am
Summationspunkt abhängt, und das Verhältnis zwischen den beiden Strömen beträgt genau 7:2. Der
Strom 'I' fließt über den Transistor 356 zu den Transistoren 357 und 358, die vom Ausgang des
Komparators gesteuert werden. Während der steigenden Flanke (a) ist der Transistor 358 geöffnet und
führt den Strom 'I' zu den Kondensatoren und zum Transistor 359, der den Strom 'I' von diesem Punkt

abzieht. Dadurch werden die beiden Kondensatoren 526 und 527 mit dem Strom 'I' aufgeladen.
Während der fallenden Flanke (b) ist der Transistor 357 geöffnet und führt den Strom von '2I' zur Masse.
Da die zweite Stromquelle kontinuierlich den Strom 'I' von den beiden Kondensatoren 526 und 527
abzieht, entladen sie sich, bis der negative Schwellenwert erreicht ist.

Die Stufe nach dem Dreieckswellengenerator ist der Sense-Verstärker, bestehend aus den Transistoren
361, 362, 363 und 380. Dieser Verstärker hat einen sehr hohen Eingangswiderstand (> 1 GOhm), einen
Gesamtverstärkungsfaktor von 1 und speist die Eingänge des Komparators und des Sinusformers. Die
Signale an diesen Eingängen haben genau die gleiche Phase wie das Signal an den Kondensatoren
526, 527 und eine Amplitude von 2 Vpp.

Der Komparator besteht aus der Differentiellstufe 364, 366 und der TTL-Schaltkreisschaltung 367, 368.
Die beiden zu vergleichenden Signale werden den Basen der Transistoren 364 und 366 zugeführt. Die
Kollektoren dieser Transistoren steuern die Basen der Transistoren 367 und 368, wodurch ein
Rechtecksignal erzeugt wird, das mit dem Basisanschluss des Transistors 366 über den Widerstand
655 verbunden ist. Dadurch erfolgt der Vergleich der positiven Rampe der Dreieckswelle mit der
positiven Halbwelle des Rechtecksignals und der negativen Rampe mit der negativen Halbwelle.

Wenn die positive Rampe der Dreieckswelle an der Basis des Transistors 364 den oberen
Schwellenwert erreicht, der durch das Niveau des Rechtecksignals an der Basis des Transistors 366
bestimmt wird, schaltet der Komparator um und der Kollektor des Transistors 364 wird negativer.
Dadurch wird der Transistor 357 in den leitenden Zustand geschaltet. Somit wird der Strom "21' nach
Masse gezogen, die Kondensatoren 526 und 527 werden mit dem Strom "l" entladen und das
Dreieckssignal geht in die negative Rampe über.

Das RETTL-Ausgangssignal wird über den Entkopplungstransistor 379 vom TTL-Schaltkreis im VCO
(367, 368) bereitgestellt. Dieses Signal wird dann im Signalconditioner 369, 371 geformt und über die
beiden Puffer 314/1, 2, 3 und 314/11, 12, 13 zum Ausgang geführt.

Der Frequenzteiler

Der Frequenzteiler des PLL erhält sein Eingangssignal auch vom TTL-Ausgang des VCO (IC 314/3).
Diese Schaltung hat die Aufgabe, die Ausgangsfrequenz des VCO um den Faktor 32 bei FM-Aus zu
teilen und um den Faktor 4096 bei FM-An zu teilen. Die Teilung erfolgt in vier Schritten mit den beiden
Teilungsschaltungen 316 und 317. Der geteilte Wert steht an Pin 6 von IC 318 zur Verfügung und wird
an Eingang 1 des Phasendetektors 1C 309 weitergeleitet. Der Wechsel von der Teilungsfaktor 32 auf
4096 wird mit Hilfe der Gatter 3718/1, 2, 3 und 318/8, 9, 10 durch das Signal PLL CNTL (b) erreicht,
das bei FM-An "niedrig" und bei FM-Aus "hoch" ist.

Der Sinus Former

Der Sine Former besteht aus einem Transistor-Array (IC 320) und den Transistoren 372 und 373. Er
dient dazu, die Dreieckswelle vom VCO in eine Sinuswelle umzuformen und sie über den
Sinuswellenverstärker (Transistoren 374 bis 378) zum Ausgang RF-SINE zu leiten.

Die Dreieckswelle wird mit den Widerständen 696 und 697 auf 0,4 Vpp am Basisanschluss von
Transistor 320/9, 10, 11 abgeschwächt. Der Basisanschluss des zweiten Transistors dieser
differentiellen Stufe (320/6, 7, 8) ist auf einen konstanten Pegel eingestellt, der mit dem Potentiometer
709 und den Widerständen 707 und 708 definiert wird. Da der Arbeitspunkt dieser Stufe so eingestellt
ist, dass die Spitzen der Dreieckswelle übersteuert werden, zeigen die Kollektoren (Pins 11, 8) ein
Sinussignal (siehe Abbildung).

Dieses Prinzip, die Dreieckswelle in eine Sinuswelle umzuwandeln, erfordert einen stabilen und genau
definierten Arbeitspunkt. Temperaturschwankungen im Kristall von IC 320 führen zu einer Veränderung
der Basis-Emitter-Spannungen und somit zu einer Verschiebung des Arbeitspunkts. Dies wiederum
führt zu einer höheren Verzerrung des Sinuswellensignals am Ausgang RF-SINE.

Um die Temperatur des Kristalls in IC 320 konstant zu halten, gibt es eine
Temperaturregelungsschaltung im Sine Former, die aus den Transistoren 372, 373 und drei
Transistoren in IC 320 besteht. Mit dem Potentiometer 684 wird ein Basisstrom für Transistor 320/12,
13, 14 eingestellt. Der Kollektor dieses Transistors steuert die beiden parallel geschalteten
"Heiztransistoren" 320/1, 2, 3 und 320/3, 4, 5, die zusammen eine Heizleistung von etwa 0,3 W
erzeugen, über die Transistoren 373 und 372.

Bei steigender Temperatur des Kristalls in IC 320 nimmt auch der Strom durch Transistor 320/12, 13,
14 zu und reduziert die Heizleistung der Transistoren 320/1, 2, 3 und 320/3, 4, 5 über die Transistoren
373 und 372.

Auf diese Weise entsteht eine geschlossene Regelungsschleife, die eine absolut konstante
Kristalltemperatur von etwa 80-85 °C gewährleistet - dies ist entscheidend für eine korrekte
Sinuswellenbildung.

Die Ausgangssignale des differentiellen Verstärkers 320/9, 10, 11 und 320/6, 7, 8 werden an die Basen
der Transistoren 374 und 376 angelegt. Nach Verstärkung in diesem Sinusausgangsverstärker wird die
Ausgangsamplitude mit dem Potentiometer 721 eingestellt und über den Ausgang RF SINE an den
Modulator weitergeleitet.

6.3 Modulator/U1

Der Spannungskonditionierer

Die DFS-Signale (Sinus, Dreieck, aufsteigende Sägezahnwelle, absteigende Sägezahnwelle) werden
über den Spannungskonditionierer geleitet, um sie zu den endgültigen Signalen zu konditionieren, z. B.
von einem bipolaren aufsteigenden Sägezahn zu einem unipolaren positiven Sägezahnsignal.

Das Widerstandsnetzwerk dieses Spannungskonditionierers und sein analoger Multiplexer (301) bilden
eine Kombination aus Spannungsteiler mit wählbarer Dämpfung und Verschiebung. Der Pfad (Abb. b)
wird bei Sinus- und Dreieckswellen eingeschaltet, Pfad a2 bei negativen Sägezahnwellen und Pfad a3
bei Haversine- oder positiven Sägezahnwellen (aufgrund des invertierenden
AUSGANGSVERSTÄRKERS/U1 sind die Polaritäten der Signale im MODULATOR im Vergleich zu den
Generatorausgangssignalen invertiert).

Die Dämpfungen von a2 und a3 sind doppelt so hoch wie die von a1, ihre positive oder negative
Verschiebung beträgt jeweils die Hälfte des Wertes der resultierenden Amplituden der Signale. Diese
Tatsachen führen zu unipolaren Sägezahn- und Haversine-Signalen sowie zu gleichen Null-zu-Spitze­Amplituden aller von den DFS-Wellenformen abgeleiteten Signale.

Dioden Schalter

Das Funktionsprinzip der DIODE SWITCHES 1 und 2 wird in der folgenden Abbildung dargestellt (Abb.
a). Unterschiede in den Dioden Spannungen können eine Offset-Spannung verursachen, die durch die
Offset-Einstellung des Generators kompensiert wird. Der Lastwiderstand für die Signalquellenspannung
(Vj) ist durch Rp parallel zu Rn geschaltet.

Neben der Auswahl der richtigen Signalpfade übernehmen die DIODE SWITCHES auch die
Signalsteuerung im BURST-Modus (nur SWITCH 1) und im GATING-Modus. DIODE SWITCH 1 wird

von einem ausgewogenen, nicht gesättigten differentiellen Treiber (358, 360) gesteuert, der eine
äußerst kurze Verzögerung gewährleistet, die für die phasenkohärente Signalsteuerung im BURST­Modus erforderlich ist. DIODE SWITCH 2 wird von zwei gekoppelten Transistorschaltern gesteuert, die
in entgegengesetzte Richtungen arbeiten (362, 364 und 363, 366).

Schalter Kontrolle

Beide DIODE SWITCHES werden von logischen Steuersignalen sowie den BURST- oder GATING­Signalen gesteuert, die alle logisch im SWITCH CONTROL-Schaltkreis, einer Kombination aus NOR­Gattern, verknüpft sind. Die Verknüpfung der Steuersignale wird durch die folgenden äquivalenten
logischen Gleichungen erklärt (+ = ODER, x = UND):

GATE1 = (2MHzSWITCH + SQUARE) x (INT GATE + int. gating sign.) x ext. gating sign. x BURST

GATE2 = 2MHzSWITCH x SQUARE x (INT GATE + int. gating sign.) x ext-g

Dargestellt als Kombination von Kontakten:

AM (Amplitudenmodulation)

Die AM (Amplitudenmodulation) wird durch Multiplikation durchgeführt. Das Multiplikator Modul (305)
multipliziert das Trägersignal (jedes Generatorsignal außer Impulsen) mit dem internen oder externen
Modulationssignal. Das Modulationssignal wird durch einen Gleichspannungskomponenten (Pin 8)
überlagert. Das Verhältnis zwischen den Amplituden des Trägers und der Seitenbänder wird durch den
Pegel dieser Gleichspannungskomponente im Vergleich zu den Wechselspannungseingängen (Pin 9
und Pin 4) bestimmt. Bei einer Gleichspannung von 0 Volt würde der Träger unterdrückt werden
(ausgeglichene Modulation).

Die Funktion des kompletten AMPLITUDE MODULATOR-Schaltkreises wird durch die folgende
Gleichung (für sinusförmige Spannungen) dargestellt:

Modulation Oszillator

Der Hauptbestandteil des MODULATION OSCILLATOR ist das Funktionsgenerator-Modul (310) mit
einstellbaren Frequenzen durch Änderung der Lastkapazitäten und/oder des Laststroms (f ~ I/C). Zwei
Relais (845, 816) schalten die Frequenzbereiche: Aus sechs Kondensatoren können sie drei
verschiedene Kombinationen als frequenzbestimmende Kapazitäten auswählen. Innerhalb des
ausgewählten Bereichs ist die Feineinstellung der Frequenz durch einen aktiven DAC (308) möglich.
Dieser DAC fungiert als digital steuerbarer Stromsenke, der direkt den frequenzbestimmenden Strom
einstellt.

Das Sinusausgangssignal wird über einen Pufferverstärker (309 (1)) geleitet, der auch Möglichkeiten
für Amplituden- und Offset-Kalibrierungen bietet, zum AMPLITUDE CONTROLLER, einem Schaltkreis,
bestehend aus einem DAC und einem Operationsverstärker (311, 309 (2)). Der DAC wird als
steuerbares Rückkopplungswiderstandsnetzwerk für den Operationsverstärker verwendet.

Die rechteckige Spannungsausgabe des Funktionsgenerators (Pin 11) ist mit dem SWITCH CONTROL­Schaltkreis verbunden. Sie wird als internes Gating-Signal aktiviert, wenn der interne Gating-Modus
eingeschaltet ist.

Kontrolle der Modulator-Einheit

Die Kontrolle der Modulator-Einheit erfolgt über vier 8-STUFIGE SHIFT-AND-STORE-BUS-REGISTER,
die kaskadenartig verbunden sind (302 -> 316 -> 313 -> 307; siehe Abbildung 39). Diese Register
verteilen die Steuerungsnachrichten der CPU (SDA) - 32 Bits seriell - die über das Registermodul 302
eintreffen - auf die entsprechenden Schalter und Steuerungsmodule. Wenn das Strobe-Signal (STR9Q)
auf HIGH geht, werden die seriell eingehenden Bits durch den Takt des seriellen Clocks (SCL) an die
Ausgänge der Registermodule parallel übertragen (gelatcht) und somit an die Schalter, Multiplexer,
Gatter usw. weitergeleitet.

Die Registermodule 307 und 313 übergeben die Steuerbits für die Feineinstellung der Frequenz und
Amplitude des Modulationsoszillators. Die Registermodule 302 und 316 übergeben die Steuerbits für
die Auswahl der verschiedenen Signalpfade, Betriebsarten und Bereiche (siehe Tabellen unten).

Pulsgenerator/U1

1.Rechteckwellengenerator

Gemäß Abbildung 30 (Gesamtblockdiagramm) und Abbildung 36 (Schaltbild) besteht der Abschnitt des
PULSGENERATORS, der die primäre Rechteckwelle erzeugt, die dem VERSTÄRKER zugeführt wird,
aus den folgenden Unterabschnitten:

 NULLE DURCHGANGSERKENNER, IC 301,
 STEUERSCHALTUNG, IC 302, 303, 305, Transistor 351,
 RECHTECKWELLENKONDITIONIERER, Transistoren 352... 355.

Nulldurchgangs Detektor

Durch Widerstand 602, 605, 698 wird eine geringe Hysterese implementiert, um genaue Übergänge
ohne Störungen an den Nulldurchgängen des DFS-Eingangssignals zu gewährleisten. Ein
"SQUARE BURST" Steuersignal mit niedrigem Pegel an Pin 5 inaktiviert IC 301 (d. h., der Ausgang
wird auf H (= hoch) gesetzt), aber diese Funktion wird nur im BURST-Modus verwendet.

Steuerschaltung

Zustände der Steuersignale:

"2MHz SWITCH", H, wenn Frequenz < 2,147 MHz
IC 303-Pin 1: L, wenn Frequenz > 2,147 MHz

"POSITIVE PULSE BURST", H für den Nicht-BURST-Modus
IC 305-Pin 2:

"PULSE SEL": L für rechteckige Wellenform

H sonst

"BURST" L für den Nicht-BURST-Modus
IC 302-Pin 1, H für rechteckige Wellenformen
IC 304-Pin 11: L sonst

Das Exklusiv-ODER-Gatter IC 302/1, 2, 3 leitet das invertierte SIGNAL DES NULLE DURCHGANGS
weiter, wenn eine rechteckige Wellenform ausgewählt ist, zum MUX IC 303. Der MUX wird durch das
"2MHz SWITCH" Steuersignal an Pin t gesteuert.
Funktionstabelle von IC 303/SN 74S258N: [fehlende Informationen]

Aus dieser Tabelle und den Ergebnissen der Definition des "2 MHz SWITCH" ergibt sich, dass bis zu
einer Frequenz von 2,147 MHz das Signal von IC 302/Pin 3 verwendet wird. Für Frequenzen über 2,147
MHz wird das "RF TTL"-Signal aus dem PLL invertiert durch den MUX zu IC 305/Pin 1 geleitet.
Anschließend wird es mit (PULSE SEL) + (BURST) = L an Pin 2 verbunden. Der Ausgang des NAND­Gatters wird mit "POSITIVE PULSE BURST" = H verbunden. Das resultierende Signal an Pin 6 wird
zum SQUARE WAVE CONDITIONER geleitet.

Die verschiedenen internen Signale im Generator für Rechteckimpulse im BURST-Modus (N = 2) sind
im Diagramm für die Burst-Modus-Pulse dargestellt. Die führenden positiven Spitzen des
Ausgangssignals von IC 305/Pin 6 bzw. die negativen Spitzen der Generator-Ausgangsimpulse werden
durch Einstellen des Trimmers 603 auf Null gesetzt. Mit diesem Trimmer können die Umschaltpunkte
des ZERO CROSSING DETECTOR in Bezug auf die Nulldurchgänge des Sinus-Eingangssignals
zeitlich verschoben werden. Nachlaufende Spitzen der Ausgangsimpulse werden durch die Funktion
des "SQUARE BURST" Steuersignals an IC 301/Pin 5 vermieden: Durch den "SQUARE BURST" L­Impuls wird die Dauer des zusammenfallenden ZERO DETECTOR OUTPUT H-Impulses leicht erhöht,
um sicherzustellen, dass der Rechteckimpuls am Generatorausgang mit einem positiven Übergang zu
Null endet.
Der SQUARE WAVE CONDITIONER wandelt das TTL-Signal an IC 305/Pin 8 in eine Rechteckwelle
um, die in Form und Amplitude (etwa 2,6 Vpp) genau ist. Die Trimmpotentiometer 624 und 627 werden
für genaue positive und negative Amplituden am Generatorausgang eingestellt.

2.Rechteckimpulswellenerzeugung

Die Signalverarbeitung im ZERO CROSSING DETECTOR und im CONTROL CIRCUITRY-Abschnitt ist
im Wesentlichen gleich wie im Rechteckwellenmodus, mit Ausnahmen, die in der Tabelle des
Pulsdiagramms für negative PULSE BURSTS dargestellt sind. Das TTL-Signal am IC 305/Pin 6 wird
zum PULSE TRAIN CONDITIONER geleitet, der dieses Signal in einen präzise geformten
Rechteckwellenausgangsstrom (= "3ns SQUARE") umwandelt. Die Amplitude dieser Rechteckwelle
wird durch die Kollektorströme der Transistoren 363 und 364 bestimmt, die über den Schieberegister IC
304 über den DAC IC 306 und die Operationsverstärker 307, 308 und 309 gesteuert werden. Der
Gleichstrombereich liegt etwa zwischen 10 mA, was einer Ausgangsamplitude von 1 Vpp im Open-Loop
entspricht, und 100 mA, was einer Ausgangsamplitude von 10 Vpp entspricht. Mit dem
Gleichstromgenerator im AMPLIFIER Abschnitt wird die resultierende Rechteckwellen­ausgangsspannung zu einem unipolaren positiven oder negativen Rechteckimpulszug verschoben,
abhängig von der ausgewählten Wellenform: positive Impulse oder negative Impulse.

3.Erzeugung der TTL-Ausgangsspannung

Die Ausgangsspannung von IC 305/Pin 11 wird an die Stufe TTL VOLTAGE CONDITIONER mit den
Transistoren 356, 357 und 358 geleitet. Das TTL OUTPUT-Signal ist eine kontinuierliche Welle, auch
im Generator-BURST-Modus, und dieses Signal wird nicht vom Ausgang des Transistors 357
beeinflusst.

6.5 Verstärker / U1

Wie im Gesamtblockdiagramm in Abbildung 30 dargestellt, besteht der VERSTÄRKER aus den
Unterabschnitten AMPLITUDE CONTROLLER, POWER AMPLIFIER, STEP ATTENUATOR und DC
GENERATOR.

Amplitudenregler

Gemäß Abbildung a beträgt die Eingangsspannung 1,4 Vpp für Sinus-, Dreiecks- und Rechteckwellen
und 0,7 Vpp für andere Wellenformen. Die Wechselstromströme, die in die Emitter von 365 und 368
eingespeist werden und Stromsenken repräsentieren, sind proportional zur Gesamtwirksamkeit der
Leitfähigkeit zwischen dem Pufferausgang und den Stromsenken. Es gibt 2 x 7 Leitfähigkeiten, nämlich

y1, y2,..., y7 und y1, y2,..., y7’ mit binären Gewichten 1, 2, 4,..., 64. Zwei zusätzliche Leitfähigkeiten y8

und y8", gewichtet mit 83, vervollständigen die geschaltete Leitfähigkeitsleiter. Abhängig von der
programmierten Spannung pp werden einige der Leitfähigkeitspaare y, y' durch die Schalter S1... S8
und S1'... S8' mit den Stromsenken verbunden.

Beispiel:

Für eine Eingangsspannung von 10 Vpp sind die Schalter S3, S6, S7 und S3’, S6’, S7’ geschlossen.
Die effektive Leitfähigkeit beträgt dann etwa y = 1/(134 Ohm). Wenn 20 Vpp programmiert sind, sind
alle Schalter außer S2, S4 und S2’, S4" geschlossen, was zu einer Leitfähigkeit von y = 1/67,2 Ohm
führt. Die Generatorausgangsspannung im Open-Loop ist Vout = a Vi, wobei a = 960 Ohm im Bereich
von 2,1 bis 20 Vpp liegt.

Daher ergibt sich yo = 20 Vpp, wenn y = 1/(67,2 Ohm).

Der Widerstand 632 senkt den Eingangswiderstand der Emitterstromsenken und verbessert so die
Linearität des Amplitudenreglers.

In der tatsächlichen Schaltung, siehe Abbildung 38, werden die Schalter durch Dioden 424...439
realisiert. Im ausgeschalteten Zustand sind die Dioden durch Transistoren in umgekehrter Richtung mit
etwa 1,3 V vorgespannt, z. B. wird die Diode 424 durch den Transistor 333 vorgespannt. Die primäre
Steuerung erfolgt durch das Schieberegister 302 über CMOS-Schalter 314, 315.

Leistungsverstärker

Wie in Abbildung b dargestellt, handelt es sich beim POWER AMPLIFIER um einen komplementären
Kollektor-Ausgangstyp. Bei Frequenzen oberhalb einiger Hundert Hz wird die
Wechselspannungseingangsspannung direkt durch den Eingangspuffer und C536, C537 an die Basis
der Transistoren 378 und 381 weitergeleitet. Sie wird in Wechselstromströme von 378...383
umgewandelt und über 385, 386, 387 sowie 390, 391, 392 zum internen 50-Ohm­Ausgangswiderstand geleitet, der aus den Widerständen 781...786 besteht.

Für eine hohe Gleichstromstabilität wird die Differenz der Gleichstrom-Emitterströme (378, 379, 380
vs. 381, 382, 383), die etwa Null beträgt, durch eine automatische Regelungsschleife, die OP 303 und
Transistor 377 umfasst, konstant gehalten.

Diese Regelungsschleife erzwingt ein "i1 – i2 vi" im Frequenzbereich von Gleichstrom bis einigen
Hundert Hz. Der Trimmer 700 wird für eine gleichmäßige Amplitudenantwort im Übernahmebereich
des direkten Antriebs über C536 und C537 eingestellt.

Gleichstromgenerator

Die primäre Steuerung des DC GENERATORS erfolgt durch den DAC (Digital-Analog-Umsetzer) Pos.

307. Der DAC wird durch das Schieberegister 306 auf Ausgangsströme Ig von 0 bis etwa 200 * I

ref

/255
= 0,884 mA eingestellt, proportional zu den Dezimalwerten 0... 200 der binären Ausgabe des
Schieberegisters. Wenn der Dezimalwert 100 beträgt, d.h. DC = 0 V, wird der Strom I0 von 0,442 mA
durch die Ströme durch die Widerstände 770, 771 kompensiert. Der Widerstand 771 wird für DC = 0 V
am Ausgang des Generators eingestellt. In dieser Situation fließt also kein Strom aus dem Eingang
(Pin 6) des DC-Generatorschaltkreises (OP 308). Wenn die Ausgabe des Schieberegisters 0 oder 200
ist, d.h. DC = -10 V oder +10 V, beträgt die Asymmetrie der Emitterspannungen (Transistoren 394,
395 vs. 397, 398) U = I

0max

,R/4 = 5,5 V (i0 = 0,884 mA, R = 24,9 kOhm; Widerstände 777 ... 780), was
eine Gleichspannung am Ausgang des Generators von 4 x U x RL/r = 10 V absolut ergibt (RL = 50
Ohm, r = 110 Ohm; Widerstände 868, 869 usw.). Der entsprechende Ausgangsstrom des DC
GENERATORS beträgt 4 - U/r = 200 mA.

6.6 CPU/U2

Die CPU des PM 5193 enthält den µ-Prozessor 8031 mit allen Treibern, Decodern, RAM- und PROM­Speicher, Taktgenerator, IEC-Bus-Schnittstelle, Strobe-Decoder und den Steuer-Ausgängen PEN LIFT
und SWEEP OUT. Der multigeplexte Adress-/Datenbus {AD0 - AD7} des Prozessors 318 versorgt die
Adresseneingänge A0 - AT des PROM-Speichers 315 über den Adresslatch 314 (74L5363), die
Eingänge A8 - A13 werden direkt vom Prozessor (P2 0 - P25) geliefert. Daten aus dem PROM werden
von den Ausgängen 00 - 07; über die Leitungen AD0 – AD7 direkt an den Prozessor übertragen, diese
Übertragung wird mit dem Ausgang PSEN vom Prozessor gesteuert, der den Eingang (not)OE des
PROMs ansteuert.

Die Speicherbausteine 324 und 325 dienen zur Speicherung der Parameter-Sätze (Speicherfunktion).
Die Kommunikation mit ihnen erfolgt über den internen seriellen I2C-Bus, der aus einer Datenleitung
SDA und einer Taktleitung SCL besteht. Das Prinzip des Datentransfers zwischen Prozessor und den
RAM-Speichern ist in den folgenden Diagrammen dargestellt.

Die Leitung SDA und die Leitung SCL für den C-Bus (Ausgang T x d des Prozessors) dienen der
Kommunikation mit den übrigen Einheiten. Die Dateninformation der Leitung SDA wird in das
Schieberegister jeder Einheit getaktet. Das entsprechende Strobesignal folgt dieser Datenfolge und
verriegelt die Dateninformation im ausgewählten Schieberegister. Die übermittelte Information wird
dann in paralleler Form an den Ausgangsleitungen dieses Schaltkreises präsentiert. Die erforderlichen
Strobesignale werden mit dem Strobe-Decoder 312 erzeugt, der wiederum vom Prozessor über die
Leitungen P20 - P23 und das Signal (not)WR gesteuert wird.

Durch die Umwandlung der seriellen Information in eine parallele Form werden die decodierten Befehle
am parallelen Ausgang präsentiert.

Die Taktimpulse für den Prozessor und den IEC-Controller sowie ein 100-kHz-Signal für den internen
Timer werden in der Schaltung des "Taktgenerators" erzeugt. Dieser Teil der CPU besteht aus dem
Kristall 801, dem Inverter 317 und dem Dezimalzähler 319. Der 10-MHz-Takt vom invertierenden Puffer
wird an den Eingang XTAL 14 des Prozessors geleitet, außerdem wird er durch den Dezimalzähler 319
durch 5 geteilt und dann dem IEC-Controller 306 zugeführt. Nach weiterer Teilung durch 20 liefert der
Ausgang 7 des Zählers das 100-kHz-Signal T0 für den Timer.

Die Fernsteuerung des PM 5193 erfolgt über die IEC-Schnittstelle, die aus dem Controller 306, den
Bus-Treibern 301-304, den Buffer 307, 308 und den Schieberegistern 309-311 besteht. Eingangsdaten
(Steuerbefehle) vom IEC-Bus-Anschluss werden über die bidirektionalen Bus-Treiber 303 und 304

sowie den Buffer 307 an den Datenbus AD@ - AD? weitergeleitet. Ausgangsdaten (Lern- und
Identifikationsmodus) werden entsprechend über den Buffer 308 und die Bus-Treiber 303 und 304 an
den IEC-Bus gesendet. Die Datenrichtung und die Aktivierung der Buffer werden vom IEC-Bus­Controller 306 über den Ausgang Ota (Other Talk Address) und vom Prozessor mit dem Signal "Strobe
14" gesteuert.

Die Listener/Talker-Adressen und die für die Kommunikation erforderlichen Schnittstellenparameter
werden in serieller Form an den IEC-Controller gesendet. Der Mikroprozessor sendet diese
Informationen über den C-Bus mithilfe des Signals "STR 15" an das Schieberegister 311. Die parallelen
Ausgänge dieses Schaltkreises versorgen wiederum die parallelen Eingänge der Schieberegister 309
und 310, über die Adressen und Schnittstellenparameter zum Eingang ISR (Input Shift Register) des
IEC-Bus-Controllers übertragen werden. Diese Übertragungsaktion wird vom Controller-Schaltkreis
gesteuert, die Wiederholungsrate beträgt 125 kHz (= 2 MHz/16).

Jeder Datenstring für die Schieberegister 309 und 310 enthält die IEC-Geräteadresse und ein Bit für
SRO (Ein/Aus). Der Datenstring, der über den IEC-Controller 306 über den Eingang "ISR" eingeht, hat
eine Länge von 11 Bits, nicht benötigte Bits an den Eingängen der ICs 309/310 werden auf Masse
gelegt. Der Eingang GTL dieser Schaltungen - Pin 15 des IC 309 - wird direkt von der Taste "LOCAL"
auf der Vorderseite gesteuert. Durch Drücken dieser Taste schaltet der IEC-Controller 306 in den
lokalen Modus zurück.

Die Ausgangsspannung "SWEEP OUT" enthält eine frequenzproportionale Spannung während des
linearen Sweep und eine logarithmusproportionale Spannung während des logarithmischen Sweep.
Diese Ausgangsspannung wird mittels eines Schieberegisters mit einem DAC erzeugt, der direkt vom
Prozessor über den C-Bus gesteuert wird.

Die digitalen Informationen werden in das Schieberegister übertragen und stellen die parallelen
Informationen an den Ausgängen bereit, wenn das Strobesignal "Strobe 13" wahr wird. Die 8
Ausgangsleitungen des Schieberegisters 321 werden direkt an die Eingangsleitungen des DAC 323
geleitet, der die 8-Bit-Digitalinformation in ein Analogsignal umwandelt, das dann durch den
Operationsverstärker 322 verstärkt und zum SWEEP OUT-Anschluss geführt wird.

Der Direct Port besteht aus dem Latch-Schaltkreis 313, der dazu verwendet wird, Informationen von
den Leitungen AD1 und AD2 zu erfassen und der mit dem Signal STR 12 gesteuert wird. Die
Ausgangssignale "2 MHz-SWITCH" und "PLLCNTL" werden für Steuerzwecke in den Einheiten
PLL/VCO und Modulator verwendet.

6.7 Tastaturanzeige Unit/U3

Die U3 Einheit des Synthesizers PM 5193 enthält LED-Tasten und Anzeigeelemente mit ihren
entsprechenden Treiber-/Decoder-Schaltkreisen. Der Datentransfer von der CPU zur Tastatur­/Anzeigeeinheit erfolgt über den C-Bus (SDA, SCL, Strobe 1 - 5). Die Eingangsdaten von der Tastatur
werden als Sequenz von 12 Impulsen vom Tastaturencoder 353 über die Leitung SKC zur CPU
gesendet. Die Taste 'LOCAL' wird direkt über die Leitung GTL zur [EEE/IEC-Schnittstelle an Einheit 2
geführt. Anzeigedaten werden in 34-Bit-Datenblöcken über den C-Bus zum entsprechenden Teil der
Anzeigeeinheit gesendet. Die Auswahl (= Adressierung) dieses Teils erfolgt mit einem der Strobesignale
STROBE 1 - STROBE 5. Während des Datentransfers von der CPU zur Tastatur-/Anzeigeeinheit wird
die entsprechende Strobe-Leitung gesetzt und ein 34-Bit-Datenblock wird in das Schieberegister mit
dem Taktimpuls SCL geladen. Das letzte Bit am Daten-Eingang verschiebt den vollständigen Datensatz
in das Latch-Register und somit zu den Anzeigeelementen/LEDs über die Pufferstufe.

Jede der fünf Strobe-Leitungen steuert den Datentransfer zu einer der Anzeigegruppen:

STROBE 1 Anzeigeschaltung 408 für Amplitude, Vdc, Adresse und die LEDs in den Tasten

'Vrms' und 'ADDRESS'

STROBE 2 Anzeigeschaltung 407 für Modulationsparameter und die LEDs in den Tasten

'FREQ {kHz}' und 'TIME {s}'

STROBE 3 Anzeigeschaltung 406 für die Frequenzanzeige (rechter Teil) und die LEDs in

den Tasten 'START' und 'STOP'

STROBE 4 Anzeigeschaltung 405 für Frequenzanzeigen (linker Teil)

STROBE 5 LED-Treiber-Schaltung 352

Die Spannungsversorgung für die LEDs und Anzeigen erfolgt über +5 V, die durch den Transistor 301
und die Widerstände 602 und 603 auf +3 V (= VL) reduziert wird.

Die Helligkeit der LEDs/Displays wird mit einer Referenzspannung an den Eingängen BC (=
Helligkeitssteuerung) der Treiberschaltungen eingestellt. Diese Referenzspannungen werden durch die
Widerstände 604-608 erzeugt, die Ströme in die BC-Eingänge einspeisen und aus der +20-V­Versorgung abgeleitet sind.

Die Eingabe von der Tastatur erfolgt mit Hilfe des Tastaturencoders 1C 353 (= SAA 3007), der die 8 x
8 Tastaturmatrix steuert und den Tastencode in serieller Form von der Ausgabe REMO über die Leitung
SKC zur CPU sendet. Während des Ruhezustands sind die Sense-Leitungen SENG - SENG 'high', die
Ansteuerleitungen der Matrix DRV@ - DRV6 'low' und die letzte Ansteuerleitung ist auf Masse fixiert.

Wenn eine Taste gedrückt wird, wird die entsprechende Sense-Leitung auf 'low' gezwungen, die interne
Logik des Encoders startet den Scan der Matrix und überträgt eine Sequenz von 12 Impulsen, wobei
der Abstand zwischen zwei Impulsen die binäre Codierung "0" oder "1" bedeutet.

Jedes Mal, wenn eine Taste gedrückt wird, muss eine solche Bit-Sequenz an der Leitung SKC (Pin 10
des CIS-Steckverbinders) messbar sein. Die Umschaltbits dieser Nachricht werden jedes Mal um t
inkrementiert, wenn eine Taste gedrückt wird. Dadurch ist es möglich, zwischen einer Taste, die
mehrmals gedrückt wird, und einer Taste, die einmal für eine längere Zeit gedrückt wird, zu
unterscheiden.

Die Geräteadresse ist fest auf "000" eingestellt und die letzten 6 Bits zeigen das folgende Muster durch
Drücken der entsprechenden Taste:

Die Taktquelle für den Tastaturencoder wird mit dem Keramik-Resonator 860 erzeugt. Während des
Ruhezustands - das heißt, wenn keine Taste gedrückt wird - liegt kein Signal an den Eingängen 11 oder
12 des Tastaturencoders an. Wenn eine beliebige Taste - außer LOCAL - gedrückt wird, wird die
Taktversorgung aktiviert und ein Signal mit einer Frequenz von 455 kHz und einer Amplitude von 4,5
Vpp kann an Pin 11 oder 12 gemessen werden. Durch einmaliges Drücken einer Taste für einen kurzen
Moment wird der Takt für etwa 170 ms eingeschaltet. Wenn eine Taste länger gedrückt wird, bleibt die
Taktversorgung so lange eingeschaltet, wie die Taste gedrückt wird.

Die Leitung ENK (Tastatur aktivieren) am Pin 4 des CIS-Steckverbinders hat eine besondere Bedeutung
für die Tastatureingabe. Während eines laufenden Sweep-Vorgangs ist es nicht möglich, eine beliebige
Taste außer MOD OFF, SINGLE, CONT oder HOLD zu drücken. Diese Tasten enthalten einen
zusätzlichen Schalterkontakt, der nur mit der Leitung ENK verbunden ist. Nur diese Leitung wird
während eines laufenden Sweep-Vorgangs vom Prozessor überwacht.

Wenn eine dieser Tasten betätigt wird, wird die Leitung ENK und die entsprechende Sense-Leitung auf
'Low' gezwungen, was bewirkt, dass der Tastaturencoder die Matrix scannt und den Tastencode über
die Leitung SKC an die CPU sendet. Erst wenn der Prozessor über ENK erkannt hat, dass eine der vier
Tasten gedrückt wurde, wird die normale Tastatureingabe über die Leitung SKC gestartet.

7. Zugang zu den Bauteilen

Lesen Sie das im Original nach, hier sind viele Abbildung vorhanden

8. Überprüfung und Einstellung

8.1 Allgemeine Informationen

Die folgenden Informationen enthalten das vollständige Verfahren zur Überprüfung und Einstellung des
Instruments. Da verschiedene Steuerfunktionen voneinander abhängig sind, ist eine bestimmte
Reihenfolge der Einstellungen oft erforderlich. Das Verfahren wird daher in einer für diese Reihenfolge
am besten geeigneten Abfolge dargestellt, wobei auf Schaltkreise verwiesen wird, die eine bestimmte
Einstellung beeinflussen können. Vor jeder Überprüfung muss das Instrument seine normale
Betriebstemperatur erreichen.

 Die Aufwärmzeit unter durchschnittlichen Bedingungen beträgt 30 Minuten.
 Einstellungen sollten nach 2 Stunden vorgenommen werden.
 Umgebungstemperatur (23 ± 1) °C
 Netzspannung, nominale Werte + 10 % Das Gehäuse muss geschlossen sein."
 Wenn möglich, sollte die Leistung des Instruments vor einer Einstellung überprüft werden.
 Alle Grenzwerte und Toleranzen, die in diesem Kapitel angegeben sind, dienen als

Kalibrierungsrichtlinien und sollten nicht als Instrumentenspezifikationen interpretiert werden,
es sei denn, sie werden auch in Kapitel 1.2 des Bedienungshandbuchs veröffentlicht.

 Toleranzen gelten für das zu testende Instrument und beinhalten nicht den Fehler des

Testgeräts.

 Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, beziehen sich die Spannungsangaben auf den

entsprechenden Kontakt, gemessen gegenüber der Messelektrik.

8.2 Empfohlenes Prüfequipment

Die folgenden Instrumente sind erforderlich, um die Überprüfung und Einstellung des PM 5193
durchzuführen:

 5092 Abschlusswiderstand PM 9581 (1 W)
 Breitband-Oszilloskop (tr < 1 ns)
 Gleichspannungsmessgerät: Auflösung < 100 µV, z. B. PM 2528
 Frequenzzähler 50 MHz, 8-stellige Anzeige, z. B. PM 6665
 Spektrum Analysator, z. B. Takeda Riken 4132
 Effektivwert-Voltmeter: Auflösung 1 mV, fmax = 3 MHz, z. B. Fluke 8920 A; das

Verbindungskabel zusammen mit dem Abschlusswiderstand muss eine Impedanz von genau
50 Ω haben

 Klirrfaktormessgerät, z. B. PM 6309
 Leistungsmessgerät, z. B. HPA38A mit Sonden HP@482A und HPB4B4A
 Modulationsmessgerät, z. B. Rhode + Schwarz FAM
 Service-Kit, bestehend aus Kerbfilter 100 kHz, Tiefpassfilter 5 kHz, Justierabdeckungen und

zwei Adapterkabeln; kann beim SC Hamburg ohne Servicecode-Nummer bestellt werden.

Für Einstellungen werden spezielle Abdeckungen mit Löchern für die Justierelemente benötigt. Diese
Teile sind im Service-Kit enthalten.

8.3 Tabelle der Überprüfungen und Einstellungen

Lesen sie das im Original nach, hier sind viele Abbildung vorhanden

9. Sicherheitsinspektion und Tests nach Reparatur und Wartung (in der Primärschaltung)

9.1.Allgemeine Richtlinien

 Achten Sie darauf, dass Kriechstrecken und Luftstrecken nicht verringert wurden.
 Vor dem Löten sollten Kabel:
 durch die Löcher der Lötösen gebogen werden oder in Form eines offenen U um die Öse

gewickelt werden, oder die Kabelführung sollte durch Kabelklemmen oder Kabelbindungen
gewährleistet sein.

 Ersetzen Sie alle Isolierschutzabdeckungen und -platten.

9.2 Sicherheitskomponenten

Komponenten in der Primärschaltung dürfen nur durch von Philips ausgewählte Komponenten
ausgetauscht werden, siehe auch Kapitel 10.

9.3 Überprüfung der Schutzleiterverbindung

Die korrekte Verbindung und der Zustand werden durch visuelle Kontrolle und Messung des
Widerstands zwischen der Schutzleiterverbindung am Stecker und dem Gehäuse/Rahmen überprüft.

Der Widerstand sollte nicht mehr als 0,5 Ω betragen. Während der Messung sollte das Netzkabel bewegt

werden. Widerstandsschwankungen deuten auf einen Defekt hin.

9.4 Überprüfung des Isolationswiderstands

Messen Sie den Isolationswiderstand bei U = 500 Vdc zwischen den Netzanschlüssen und den
Schutzleiteranschlüssen. Stellen Sie dazu den Netzschalter auf EIN. Der Isolationswiderstand sollte
nicht weniger als 2 MΩ betragen.

Hinweis:

2 MΩ ist ein Mindestwert bei 40 °C und 95 % relative Luftfeuchtigkeit. Unter normalen Bedingungen
sollte der Isolationswiderstand viel höher sein (10 bis 20 MΩ).

9.5 Test nach Reparatur und Wartung

Dieser Teil der Überprüfungs- und Einstellungsprozedur stellt die abschließende Überprüfung des PM
5193 dar. Die Unter- und Oberseite des Gehäuses müssen geschlossen sein und das Gerät muss
mindestens 2 Stunden lang aufgewärmt werden. Die Überprüfung umfasst Messungen von
Gleichspannungen, Wechselspannungen und Frequenzen gemäß den Spezifikationen sowie einige
Tests der Modulationsfunktionen. Die Reihenfolge der Messungen ist frei wählbar.

10. Ersatzteile

10.1 Allgemein

Der Synthesizer/Funktionsgenerator PM 5193 wird auf Einzelkomponentenebene repariert. Keine
kompletten Platinen und Module sind beim Concern Service Eindhoven erhältlich. Geladene PROMs
müssen direkt über das Philips Supply Center Hamburg bestellt werden (bitte beachten Sie die
Softwareversion). Bei schwierigen Fehlern ist eine zentrale Reparatur des gesamten Geräts auf
speziellen Antrag über das Reparaturverfahren im Supply Center Hamburg möglich. Eine Umrüstung
eines vorhandenen Instruments auf eine andere Version ist nicht vorgesehen. Standardteile Elektrische
und mechanische Ersatzteile können über Ihre lokale Philips-Organisation oder Vertretung bezogen
werden. Viele der standardmäßigen elektronischen Komponenten können jedoch auch von anderen
lokalen Lieferanten bezogen werden: Überprüfen Sie vor dem Kauf oder der Bestellung von Ersatzteilen
zuerst den Wert, die Toleranz, die Bewertung und die Beschreibung der Teile.

HINWEIS: Die physische Größe und Form einer Komponente können die Leistung des Instruments
beeinflussen, insbesondere bei hohen Frequenzen. Verwenden Sie immer direkt austauschbare
Komponenten, es sei denn, es ist bekannt, dass ein Ersatz die Leistung des Instruments nicht
beeinträchtigt. Spezialteile Zusätzlich zu den standardmäßigen elektronischen Komponenten werden
einige spezielle Teile verwendet:

 Komponenten, die von Philips hergestellt oder ausgewählt wurden, um spezifische

Leistungsanforderungen zu erfüllen.

 Komponenten, die für die Sicherheit des Instruments wichtig sind, sind in der Teileliste mit "S"

gekennzeichnet.

ACHTUNG: Beide Arten von Komponenten dürfen nur durch Komponenten ersetzt werden, die über
Ihre lokale Philips-Organisation bezogen werden.

10.2 Stromempflindliche Komponenten

Dieses Gerät enthält elektrische Komponenten, die empfindlich gegen Schäden durch elektrostatische
Entladungen sind. Die Wartung von elektrostatisch empfindlichen Baugruppen oder Komponenten sollte
nur an einer elektrostatisch sicheren Arbeitsstation von qualifiziertem Servicepersonal durchgeführt
werden.

10.3 Umgang mit MOS – Integrierten Schaltkreise

Obwohl alle unsere MOS-Integrierten Schaltkreise einen Schutz gegen elektrostatische Entladungen
aufweisen, können sie dennoch durch versehentliche Überspannungen beschädigt werden. Bei der
Lagerung und Handhabung gelten folgende Vorsichtsmaßnahmen. VORSICHT: Das Testen, die
Handhabung und die Montage erfordern besondere Aufmerksamkeit für die persönliche Sicherheit.
Personen, die mit MOS-Geräten arbeiten, sollten normalerweise über einen Widerstand mit dem Boden
verbunden sein.

10.4 Löttechniken

Arbeitsmethode:

 Lösen Sie nacheinander vorsichtig die Lötkontakte des Halbleiters.
 Entfernen Sie alle überschüssigen Lötmittel. Verwenden Sie ein Entlötgerät oder Entlötlitze.
 Stellen Sie sicher, dass die Anschlüsse des Ersatzteils sauber sind und an den Lötstellen

vorverzinnt sind.

 Platzieren Sie den Ersatzhalbleiter genau an der richtigen Stelle und löten Sie jeden Anschluss

an den entsprechenden Leiter auf der Leiterplatte.

HINWEIS: Beachten Sie, dass die maximale zulässige Lötdauer 10 Sekunden beträgt, während der die
Temperatur der Anschlüsse 250 °C nicht überschreiten darf. Die Verwendung von Lötzinn mit einem
niedrigen Schmelzpunkt wird daher empfohlen.

Achten Sie darauf, die Kunststoffteile des Halbleiters nicht zu beschädigen, da der Erweichungspunkt
des Kunststoffs bei 150 °C liegt.

ACHTUNG: Beim Löten im Inneren des Instruments ist es unerlässlich, einen Niederspannungs­Lötkolben zu verwenden, dessen Spitze mit dem Gehäuse des Instruments geerdet sein muss.

Geeignete Lötkolben sollten eine Temperaturregelung und verschiedene Düsentypen (Spitzen) haben,
z.B. Weller Magnastat WTCP oder WECP, Ersa TC 70/24 V.

Wenn ein Lötkolben mit höherer Leistung auf den geätzten Leiterplatten verwendet wird, kann
übermäßige Hitze dazu führen, dass die geätzte Schaltungsverdrahtung vom Platinenmaterial trennt.

Im Allgemeinen sollte eine kurzzeitige Erwärmung mit hoher Spitzen-temperatur an einem kleinen Punkt
verwendet werden, um eine lange Erwärmungszeit zu vermeiden.