Modernizacja analizatora HP8711A
Analizator sieci Hewlett-Packard HP8711A jest najuboższym przedstawicielem rodziny wektorowych analizatorów sieci, opracowanych na początku lat 90tych i produkowanych do końca 1996 roku. Najuboższym - ponieważ programowo zablokowano w nim możliwość wykreślenia wykresu Smitha, wykresów Bodego części składowych rzeczywistych i urojonych a także opóźnienia fazy. Wszystkie te wartości sa jednakże mierzone do celów kalibracji oraz dostępne przez port GPIB. Obecnie wiele z tych analizatorów można pozyskać za niewielkie pieniądze za pośrednictwem serwisu e-bay (sprawnych bądź częściowo uszkodzonych) bądź odkupić od laboratorów modernizujących swoje wyposażenie i zwiększyć jego możliwości pomiarowe dokonując usprawnienia.
Rodzina ta zawiera szereg wersji, różniących się znacznie parametrami toru pomiarowego i wersjami komputera obliczeniowego i oprogramowania. I tak np.:
-
8711A - Zakres 300kHz - 1,3GHz, dynamika 90dB, Wykresy skalarne transmisji i odbicia (lin., log., SWR), Monitor EGA (640x400)
-
8713A - Zakres 300kHz - 3GHz, dynamika 90dB, Wykresy skalarne transmisji i odbicia (lin., log., SWR), Monitor EGA (640x400)
-
8712B - Zakres 300kHz -1,3GHz , dynamika 90dB, Wykresy skalarne transmisji i odbicia (lin., log., SWR), dodatkowo wykres Smitha, Biegunowy, liniowe i logarytmiczne wykresy impedancji (wartości rzeczywiste i urojone), faza i opóźnienie. Monitor VGA (640x480)
-
8713B- Zakres 300kHz -1,3GHz , dynamika 100dB, Wykresy skalarne transmisji i odbicia (lin., log., SWR), dodatkowo wykres Smitha, Biegunowy, liniowe i logarytmiczne wykresy impedancji (wartości rzeczywiste i urojone), faza i opóźnienie. Monitor VGA (640x480)
-
8714B - jw. + AM delay, lepszy tłumik, szybsza płyta CPU ) szybsze przemiatanie i analiza wyników)
-
i wiele innych usprawnionych wersji z literami C i E - wbudowana karta sieciowa Ethernet, większa rozdzielczość, dynamika i inne usprawnienia.
Każda z wersji wyposażona jest w stacje dysków, umożliwiającą zapis danych kalibracyjnych, wyników pomiarów (w plikach hpgl, pcx), wydruk bezpośrednio na drukarki i plotery, port GPIB oraz wyjście sygnału Video.
Jako opcjonalne wyposażenie programowe można było zainstalować:
- opcja 1C2 - Interpreter języka IBASIC, przydatny do automatyzacji pomiarów,
- opcja 100 - Fault Location & SRL - Oprogramowanie do diagnostyki usterek w liniach przesyłowych,
zaś wyposażenie sprzętowe;
- opcja 1E1 - Tłumik - 60dB z przełączaniem co 3dB,
- opcja 1DA - AM delay,
- opcja 1EC - Tor pomiarowy 75Ω (zamiast standardowego wyposażenia 50Ω).
Nigdy nie wyprodukowano wersji 8712A o przewidywanych parametrach i możliwościach:
- zakres częstotliwości 300kHz -1,3GHz,
- dynamika 90dB,
- wykresy skalarne transmisji i odbicia (lin., log., SWR),
- wykres Smitha, wykres biegunowy (Polar - |Z|, φ) , liniowe i logarytmiczne wykresy impedancji (Realis, Imaginary), faza i opóźnienie, moduł impedancji (Impedance Magnitude).
- monitor VGA (640x480).
Nie wszystkie wersje analizatora HP8711A nadają się do usprawnienia. Najstarsze egzemplarze z pamięcią operacyjną 3MB oraz takie, w których jest mniej niż 2MB pamięci Flash nie są w stanie obsłużyć lub pomieścić najnowszego oprogramowania układowego.
Anglojęzyczny opis przebudowy analizatora 8711A na nigdy nie produkowany model 8712A, zawierający dodatkowo aktywną opcję 100 i 1C2 umieściłem w dziale pliki do pobrania (schematy ideowe, obrazy zawartości pamięci flash dostępne są tylko dla zarejestrowanych użytkowników), zaś zdjęcia dokonanej, działającej modyfikacji poniżej.
Do wykonania modyfikacji potrzebny jest dostęp do programatora flash, obsługującego pamięci Flash Intel P28F010, dobrze też zaopatrzyć się w identyczny układ, aby nie kasowac sobie oryginalnego boot-romu. Polecam również aktualizację oprogramowania układowego do najnowszej wersji A.03.54, której próżno już szukać na stronach wsparcia technicznego ze względu na zakończenie cyklu serwisowego dla całej rodziny tych analizatorów. Do przeprowadzenia aktualizacji niezbędne jest wykonanie dyskietki z plikami firmware w formacie LIF (którą należy wykonać na komputerze z systemem DOS i napędem FDD podłączonym w sposób konwencjonalny - napędy podłączane przez USB czy w inny sposób np. do laptopów są do tego celu nieprzydatne, ponieważ program LIF.EXE odwołuje się do napędu bezpośrednio przez porty kontrolera). Należy tez obowiązkowo wykonać przed zmianą oprogramowania kopię zapasową danych kalibracyjnych (CC_DATA), ponieważ zostaną one zamazane w czasie wymiany oprogramowania (są one przechowywane na tym samym "dysku" flash, złożonym z ośmiu układów P28F020., które mogą być kasowane wyłącznie blokami). Po udanej aktualizacji należy je odtworzyć z kopi zapasowej z dyskietki, używając opcji systemowej "Install CC_Data form Disk" (nie mylić z Load CC_Data from Disk - która podwoduje ząładowanie danych kalibracyjnych do pamięci SRAM).
Instrukcję poprawy jakości zobrazowania wykresów na ekranie (nie zmienia to rozdzielczości plików zapisywanych na dyskietkach) można znaleźć w dziale pliki do pobrania. Rozwiązanie to jest wyłącznie programowe i całkowicie odwracalne (wystarczy skasować zawartość pamięci nieulotnej SRAM - podtrzymywanej bateryjnie podczas ponownego uruchamiania analizatora).
Serdeczne podziękowania dla Massimo IK1IZA za pomoc w zdobyciu materiałów i konsultacje dotyczące budowy analizatorów serii HP871x a także czas poświęcony na opracowanie metody modyfikacji.
Przy okazji modernizacji analizatora warto przemyśleć jeszcze jedną kwestię, a mianowicie żywotność kondensatorów elektrolitycznych w układzie zasilacza. Kilku kolegów miało juz problemy z cieknącymi bądź pękającymi kondensatorami elektrolitycznymi w zasilaczach analizatorów tej rodziny. Nie dalej jak kilka miesięcy temu widziałem na e-bay'u ogłoszenie sprzedaży HP8711A z uszkodzonym zasilaczem za 500USD - naprawa podobno sprowadziła się do wymiany kondensatorów - objawem usterki było charakterystyczne cykanie dobiegające z przetwornicy która nie dawała rady zastartować.
Przed wymianą należy zaopatrzyć się w następujące kondensatory (obowiązkowo niskoimpedancyjne - low ESR, cylindryczne z wyprowadzeniami z jednej strony, rozstaw wyprowadzeń 5mm).
- Obwód +24V - C1, 470μF/50V
- Obwód +5V - C20, C27, 2200μF/16V
- Obwód +12V - C18, C25, 1000μF/25V
- Obwód +15V - C16, C23, 1000μF/25V
- Obwód -15V - C17, C24, 1000μF/25V
Koszt takiej prewencyjnej wymiany nie przekroczy 80zł a może znacznie przedłużyć życie przyrządu - skutki wycieku elektrolitu w tego typu przetwornicach są zazwyczaj opłakane.
Najczęstszymi usterkami tych analizatorów, powodujące brak możliwości startu przetwornicy były zwarcia w podwójnych kondensatorach tantalowych na płycie CPU. W przypadku takiej usterki najlepiej wymienić wszystkie egzemplarze od razu.
Wyłączenie odpowiedzialności.
Każdy, kto zdecyduje się na samodzielną modyfikację analizatora, robi to na własne ryzyko. Należy pamiętać o wszelkich środkach ostrożności, aby nie uszkodzić przyrządu. Istotna kwestią są tez sprawy ochrony własności intelektualnej (igerencja w oprogramowanie układowe - fakt zakończenia wsparcia technicznego nie oznacza, że twórcy trąca prawo do opracowanego kodu). W żadnym razie nie należy dokonywać takiej zmiany w celach zarobkowych. Instrukcje przygotowane przez Massimo przeznaczone są wyłącznie dla radioamatorów i krótkofalowców planujących zastosowanie tej wiedzy wyłącznie w celach hobbystycznych lub naukowych. Informacje podane w tym artykule i związanych z nim materiałach podane są takie, jakie są. Zarówno Massimo IK1IZA, jak i ja nie ponosimy żadnej odpowiedzialności za skutki finansowe czy prawne podjęcia się przez kogokolwiek opisanych powyżej czynności.
73! Michał, SP2XDM
