Ho avuto in prestito dal mio amico Roberto Cecchetti IW5BUX un testset Siemens K2155 per farci qualche prova (senza pretese). Il testset Siemens K2155 è composto dal selective level meter D2155 e dal tracking oscillator W3155.
L'apparato è in buone condizioni. Il manuale per l'impiego è disponibile on-line, ad esempio tramite il solito prezioso sito Introni.it. Il testset può essere alimentato dalla tensione di rete e lo strumento si adatta automaticamente al livello di tensione di rete presente al connettore di alimentazione, purchè compreso nei range 99-143 VAC (idoneo per la rete di alimentazione americana a 60 Hz), oppure 198-286 VAC (idoneo per la nostra rete a 50 Hz). E' prevista anche un'alimentazione interna tramite batterie NiCd (non funzionante nell'esemplare in esame); infine un connettore sul pannello posteriore mette a disposizione un'uscita a 10 VDC stabilizzati, per alimentare eventuali kit accessori dello strumento (ad esempio per la misura di impedenze).
La selezione della sorgente di alimentazione avviene mediante i pulsanti che si trovano sotto lo strumento di misura:
I primi tre (OFF, MAINS e quello etichettato con il simbolo della batteria) hanno significato ovvio. Il quarto pulsante consentirebbe di verificare lo stato di carica della batteria interna - mentre alimenta il testset - mediante indicazione sullo strumento di misura; l'ultimo pulsante consentirebbe di mettere sotto carica la batteria interna durante il funzionamento da tensione di rete.
Il deviatore a levetta, a destra sotto lo strumento di misura, consente di selezionare il range di frequenza su cui si vuole far operare il testset: da 200 Hz a 620 kHz oppure da 200 Hz a 150 kHz. Personalmente, essendo maggiormente interessato alla ricezione degli NDB (Non-Directional Beacon) opterei per il range di frequenza più esteso. Da notare che - come riportato dal manuale - il testset potrebbe effettuare misure anche tra 50 Hz e 200 Hz, ma con minore precisione.
La dinamica consentita dallo strumento di misura va da -110 dB (o dBm) a +20 dB (o dBm), rispetto ad un livello di calibrazione preso come riferimento (0 dB); un range quindi di tutto rispetto.
La scelta tra la lettura in dB oppure in dBm è possibile mediante lo switch presente nell'angolo in alto a sinstra sul pannello frontale:
La lettura in dB fornisce una misura del livello del segnale rispetto al livello di riferimento/calibrazione. Possiamo considerarla quindi una misura di tensione.
La lettura in dBm invece fornisce è una misura di potenza (0 dBm corrispondono a 1 mW), ottenuta dalla misura del livello di tensione misurato in ingresso applicato all'impedenza di ingresso selezionata (tramite pulsanti, come descritto più avanti).
La calibrazione dello strumento - alla frequenza impostata per la misura, tramite i comandi di sintonia - si effettua portando il selettore del range di misura nella posizione indicata dal triangolino rosso (modalità CALIBRATE). Quindi si agisce sul potenziometro indicato dal triangolino rosso, vicino al lato sinistro dello strumento di misura, fino a portare l'ago dello strumento stesso sullo zero (0 dB/dBm), anch'esso indicato da un triangolino rosso sulla scala. A questo punto, quando porteremo il selettore del range di misura su uno dei valori, ad esempio -50 dB (o dBm), otterremo che lo zero dello strumento di misura corrisponderà al livello selezionato. La calibrazione più precisa si ottiene alla frequenza di 10 kHz.
Tramite i pulsanti presenti sul lato sinistro del pannello frontale è possibile selezionare diversi valori di impedenza di ingresso: 75 ohm, 150 ohm, 600 ohm e "alta impedenza". Per quest'ultimo caso, in realtà il manuale operativo specifica solo che è maggiore di 3 kohm sull'intero range di frequenze sintonizzabili (maggiore di 5 kohm tra 300 Hz e 620 kHz; maggiore di 10 kohm tra 1 kHz e 300 kHz).
Notare che il fattore correttivo che serve per derivare la misura in dBm da quella in dB, viene applicato dallo strumento anche quando si seleziona "alta impedenza", purchè venga mantenuto premuto anche il pulsante relativo ad una delle impedenze di 75, 150 o 600 ohm. L'impedenza così selezionata verrà usata solo per la conversione da dB a dBm.
L'ingresso del segnale è bilanciato e flottante (in pratica, fa capo ad un trasformatore). Sono presenti tre prese di ingresso, della misura delle comuni spine a banana: due sono per il segnale che si intende misurare (potremmo connettere qui i due capi del conduttore di un'antenna a loop), mentre la terza corrisponde alla massa dello strumento e può essere utilizzata per connettervi un eventuale riferimento per il segnale di ingresso (ad esempio potrebbe essere lo schermo dell'antenna a loop appena citata).
Dobbiamo chiarire a questo punto che il misuratore selettivo di livello D2155 può funzionare in tre diverse modalità: a larga banda (pulsante WIDEB in basso nella foto qui sopra); modalità selettiva con larghezza di banda di 3.1 kHz; modalità selettiva con larghezza di banda di 20 Hz.
Nella modalità wideband, la massima sensibilità selezionabile corrisponde alla posizione -60 dB. Nella modalità selettiva, la massima sensibilità selezionabile è di -110 dB/dBm tra 800 Hz e 620 kHz, mentre tra 200 Hz e 800 Hz è di -90 dB/dBm. Per raggiungere una sensibilità migliore di -90 db/dBm e fino a -110 dB/dBm, però, è consigliato di selezionare la larghezza di banda di 20 Hz.
La frequenza centrale su cui è sintonizzato lo strumento può essere letta sul grande display a 5 cifre, con una risoluzione di 10 Hz. Sono presenti i comandi di sintonia COARSE e FINE.
Nella modalità wideband, il segnale d'ingresso viene passato direttamente all'amplificatore a larga banda d'uscita (che pilota lo strumento di misura). In questo caso, la sezione dello strumento riprodotta nell'immagine qui sopra, relativa alla sintonia (ed al filtraggio) del segnale, risulta disattivata.
Nella modalità selettiva, il segnale passerà attraverso due conversioni di frequenza, con frequenze intermedie (IF) di 1 MHz e 100 kHz rispettivamente. Il filtro di IF a 100 kHz è quello che determina la larghezza di banda di 3.1 kHz. Questa larghezza di banda può essere utilizzata per misure con frequenze superiori a 10 kHz.
Segue una terza conversione, con IF pari a 10 kHz. Se viene selezionata la larghezza di banda di 20 Hz, dopo questa conversione vengono inseriti sul percorso del segnale due filtri meccanici (centrati su 10 kHz), con larghezza di banda di 20 Hz e con pendenza molto ripida.
L'amplificatore d'uscita contiene anche un convertitore SSB, che consente di selezionare la LSB o la USB del segnale all'uscita dei filtri (una volta centrato sulla IF 10 kHz) e traslare a 1 kHz la banda laterale selezionata.
Sotto la manopola della sintonia fine, sono presenti i connettori di uscita per il segnale traslato a 1 kHz, anch'essi adatti per spine a banana. A giudicare dalla serigrafia sul pannello frontale, in questo caso l'uscita è sbilanciata (single ended). Il livello d'uscita dovrebbe corrispondere a 0 dB (stesso livello del segnale del generatore interno utilizzato per la calibrazione), quando la lettura del livello del segnale d'ingresso indica 0 dB sullo strumento di misura.
Da quanto finora detto mi pare di poter intuire che l'unica maniera per poter ascoltare il segnale presente all'ingresso del testset K2155 - a frequenza audio, direttamente in cuffia all'uscita dello strumento - è appunto quella di utilizzare la modalità selettiva e l'SSB converter.
Queste ultime affermazioni conto di verificarle nel corso delle mie prove (come del resto tutte le affermazioni che ho fatto in questo post).
Sarò curioso di rendermi conto di come il tutto possa funzionare in pratica, cercando di ricevere qualche NDB con l'utlizzo di una semplicissima antenna a telaio di appena 60 cm di lato. Nei prossimi giorni conto di costruirmi i cavetti di connessione idonei, sia per l'ingresso che per l'uscita. Naturalmente aggiornerò il blog con impressioni e risultati, sebbene si tratterà di prove molto semplici e senza alcuna pretesa se non - per me - quella di imparare qualcosa.
Ho tralasciato fin qui l'altro modulo che - insieme al misuratore selettivo di livello D2155 - costituisce il testset Siemens K2155. Sto parlando del tracking oscillator W3155 i cui controlli sono raggruppati sul lato destro del pannello frontale:
Il tracking oscillator ha un ruolo identico a quello dell'equivalente modulo di un analizzatore di spettro. E in effetti, seppure con sintonia solo manuale, il testset K2155 proprio questo sa fare; e cioè misurare con precisione e con larghezza di banda di solo 20 Hz l'ampiezza in dB/dBm di un segnale nell'intorno di una frequenza selezionata, compresa tra 200 Hz e 620 kHz. Nel caso della misura della risposta di un filtro, il segnale da misurare sarebbe quello all'uscita del filtro, dopo aver applicato al suo ingresso il segnale prodotto dal tracking oscillator. Spostando la sintonia del level meter, si sposterà identicamente la frequenza del tracking oscillator e così sarà possibile, passo passo, tracciare la risposta del filtro sull'intero range di frequenze di interesse.
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