Reparatur und Restauration eines SMDU

Heute wollen wir uns mal mit einem richtigen Oldtimer beschäftigen: Dem SMDU Messsender/Funkmessplatz von Rohde und Schwarz.

Einleitung

Der SMDU wurde im Jahr 1976 als Nachfolger des SMDA eingeführt und hatte eine phänomenal lange Produktionszeit: In meinem Katalog von 1987 ist er nachwievor gelistet. Das hängt vermutlich damit zusammen, dass der SMDU bei Behörden und Bundeswehr zur Messausrüstung gehörte und dort eine lange Verfügbarkeit gewünscht (und bezahlt) wird.

Den SMDU gibt es in zwei Varianten: Der „Universal-Variante 04“ und der „Sprechfunk-Variante 06“ (und einige Weitere…). Die 06er-SMDUs haben einen erweiterten Modulations- und Demodulationseinschub, der auch z.B. Klirr-Messungen des NF-Signals erlaubt. Für Funkgerätemessungen ist also der 06er das, was man möchte.

Darüber hinaus ist die Option B1 (Syncro) ausgesprochen wichtig: Damit wird der frei schwingende Oszillator des SMDU mit einem Quarz diszipliniert und auf ein einstellbares Kanalraster gezogen. Das will man heutzutage auf jeden Fall, sonst driftet der Messender stärker als das Messobjekt.

Fügt man nun noch einen der Vorsätze SMDU-Z1 oder SMDU-Z2 hinzu, hat man einen Funkmessplatz beisammen.

Die SMDUs sind auch heutzutage noch ausgesprochen beliebt, viele Funkamateure haben sie noch in Nutzung. Dies schlägt sich auch im Gebrauchtpreis wieder, ein SMDU in gutem Zustand wird oft teuer angeboten.

Für den Gebrauchtkäufer ein wichtiger Hinweis: Was ich hier tue, sind mitunter ganz typische Alterserscheinungen an den Kisten. Nahezu jeder Besitzer wird sich über kurz oder lang damit konfrontiert sehen. Geräte, die noch nicht überholt und aufgearbeitet werden, sind daher grundsätzlich als defekt/überholungsbedürftig anzusehen.

Eine Sache ist ein großes Manko an den Geräten: Die stufenlose Eichleitung. Das ist eine Kohleschleifbahn, wenn die durch ist, dann ist sie durch. Wer nicht zufällig noch ein Ersatzteil hat, kann die vergessen, irreparabel. Also immer gucken, ob die noch sauber durchläuft!

Mein Weg zum Gerät

Persönlich wollte ich einen SMDU eigentlich nie wirklich haben. Das ist mir doch eine Spur zu alt und zu groß. Zumal, wie bereits erwähnt, die SMDUs teilweise (selbst unrestauriert) für erstaunlich viel Geld angeboten werden. Und, bei aller Liebe: Über 500€ für ein Gerät, das spätestens mittelfristig eine komplette Wundertüte an Problemen darstellen wird? Nein.

Nun begab es sich, dass im Dezember 2019 Marc so ein Ding vor die Füße gefallen ist und eine fröhliche Diskussion über die Restauration losging. Irgendwie wirkt so ein Oldtimer doch ganz charmant…

Und, wie der Zufall es so will, sehe ich im Januar 2020 dann plötzlich ein sehr günstiges Angebot für einen SMDU „04“, defekt zum Selbstabholen. Und dann auch noch genau auf der Strecke gelegen, die wir zwei Wochen später in den Skiurlaub nehmen wollen: Okay, ich werde wohl Oldtimerfreund.

Unter dem hochbegeisterten Blick meiner Frau wechselt der SMDU im süddeutschen Raum den Besitzer und landet in meinem Kofferraum.

Frisch angekommen, Patient und Proviant für den Job

Dieses Foto stammt vom Tag der Rückreise beim Ausladen in der Garage. Nachdem die Frage eh kommen wird: Die zwei Kisten Bier haben mich in etwa so viel gekostet, wie der SMDU. Ohne Pfand.

Das ist okay, immerhin weiß ich zu dem Zeitpunkt nicht, ob das ganze Gerät nicht ein Fall für den Wertstoffhof ist und wirklichen Bedarf habe ich ebenfalls nicht. Es ist ein Spaßprojekt aus reiner Freude am Basteln. Die Parallelen zum Oldtimer werden immer mehr.

Bestandsaufnahme

Das Gerät war, wenig überraschend, defekt. Schaltet man es ein, tut sich einfach gar nichts.

Die Feinsicherung ist durchgebrannt und brennt zuverlässig bei jedem Einschalten auch wieder durch: Irgendwo befindet sich ein Kurzschluss.

Das Gerät hat viele hässliche Aufkleberreste auf der Front- und Rückseite. Der Kleber hatte jetzt 40 Jahre Zeit sich einzuarbeiten, das abzubekommen wird Arbeit.

Mehr ist von außen nicht zu erkennen.

Das Netzteil

Wie so oft geht es am Anfang immer im Netzteil los. Das Netzteil nimmt etwa die Hälfte der Rückwand ein und besteht auf einer großen Platine und einem recht schweren Trafo. Mit etwas (okay, reichlich) Fummelei kann man es ausbauen ohne das ganze Gerät zu zerlegen.

Auf den ersten Blick fällt auf, dass die Gleichrichter-Dioden offensichtlich extrem warm geworden sind: Das Board ist dunkel verfärbt. Auch ist optisch schon klar, dass die nicht mehr in Ordnung sein können:

Die haben es wohl hinter sich…

Und hier ist auch der Grund für die defekte Sicherung: Die Diode ist keine solche mehr, sondern ein Kurzschluss.

Ich löte alle defekten Dioden aus, und ersetze sie provisorisch. So kann ich das Netzteil am RT-5 langsam hochdrehen und weitere Diagnosen durchführen.

Genauere Untersuchung des ausgebauten Netzteils

Es zeigt sich: Drei Spannungen sind nicht da: +15V (A), +15V (B) und +5V (digital). Diese werden durch Linearregler erzeugt, die allesamt defekt sind.

Kleine Anmerkung: Aus dem Netzteil kommen sonst auch 32V und 60V raus. Da kann man beim Messen an der Pfostenleiste hervorragend Funken ziehen. Obacht!

Nachdem ich weiß was fehlt, möchte ich erstmal einen Test machen, ob ich morgen zum Wertstoffhof fahre: Die drei Spannungen werden extern eingespeist und der Rest vom Netzteil selbst versorgt. Tue ich dies, erwacht der SMDU zum Leben:

Es ist noch Leben drin….

Kurze Prüfung mit dem HP 11096B: Es kommt HF aus der Kiste raus! Große Freude.

Die Modulationsanzeige zuckt und reagiert. Die PLL rastet meistens. Nur der Zähler zeigt absolut garnichts an: Immer 0 Hz.

Der Wertstoffhof rückt in weite Ferne. Es lohnt sich also, hier Zeit zu investieren. Gut.

Das Netzteil wird wieder ausgebaut und das Hauptgerät kommt zunächst mal ins Regal.

Was wissen wir? Keine 5V, keine 15V.

Was sehen wir: Alte Röderstein-Elkos aus den 70ern, abgebrannte Gleichrichter-Dioden.

Defekt sind beide 7815 im TO-3 Gehäuse und ein MC1569/MC1469. Der MC steuert zwei Leistungstransistoren, die stellen sich am Tektronix 576 aber als vollkommen okay heraus.

Die Linearregler finde ich als NOS-Ware und bestelle sie. Das wird ein paar Tage dauern.

Die Gleichrichterdioden sind etwas komplizierter. R&S hat hier N4007 verbaut und die sind offensichtlich ganz schön heiß gelaufen. In späteren Geräten wurden stattdessen BY-251 verbaut, die können laut Datenblatt 3A, während die N4007 nur mit 1A spezifiziert sind. Man war sich also bewusst, dass das nicht so ganz optimal war (auch wenn es immerhin 40 Jahre funktioniert hat).

Ich habe mich hier für „viel hilft viel“ entschieden und nach Marcs Tipp (er hat die auch genutzt) BY-255 eingebaut. Die haben nochmal ein etwas größeres Gehäuse und sollten Wärme gut abführen können.

Schaut etwas gequetscht aus, ging aber leicht versetzt alles rein.

Die Rödersteins werden alle überprüft, haben aber auch nach 40 Jahren noch ihre Nominalkapazität. Da ich kein Fan von pauschalen Bauteil-Tauschorgien bin, bleiben sie im Netzteil. Mir ist klar, dass die ROEs nicht grundlos einen schlechten Ruf haben, manche sind aber auch vollkommen okay. Daher handele ich immer so: Wenn mindestens ein Elko Defekt ist, werden auf dem Board gleich alle getauscht. Wenn keiner Probleme macht, dürfen sie bleiben.

Die Auflösung der ESI ist hier natürlich leicht übertrieben.

Nachdem die Halbleiter eingetroffen sind, werden sie eingebaut. Dabei fällt mir auf, dass die Wärmeleitpaste mittlerweile nur noch ein grünlicher, harter, kristalliner Belag auf der Glimmerscheibe ist. Die Halbleiter wurden im Betrieb auch unangenehm warm. Daher werden alle Leistungshalbleiter ausgebaut, gereinigt und mit frischer Wärmeleitpaste wieder eingebaut. Dadurch verschiebt sich die Erwärmung doch merklich von den Halbleiter-Gehäusen hin zum Kühlkörper, so soll es sein. Generell wird das Netzteil aber schon arg warm.

Schönes Detail: Die Halbleiter sind alle unterhalb des Kühlkörper gesockelt, man muss sie nur losschrauben und kann sie rausziehen.

Eine Überprüfung zeigt: Das Netzteil funktioniert wieder genau so, wie es soll: Sehr schön.

Beim Zusammenbau passiert mir leider noch ein dummer Fehler: Dadurch, dass es alles etwas fummelig ist, stoße ich gegen einen der Durchführungsfilter des Verstärkermoduls und breche ihn ab: Mist!

Die Metallkante auf dem Foto gehört zum Netzteil-Modul. Ist alles reichlich eng da drin.

Nach dem Einbau startet der SMDU brav und alles scheint grundsätzlich wieder zu gehen. Jetzt kann ich das Gerät vernünftig in Betrieb nehmen und die Bestandsaufnahme vertiefen. Diese weitere Prüfung ergibt nun folgende offene Punkte:

  • Der NF-Oszillator lässt sich nicht verstellen (Regler sitzt fest).
  • Der Zähler geht mal, mal nicht.
  • Umschaltung der Frequenzbereiche ist nicht ganz problemlos.
  • Manche Schalter rasten mal, mal nicht.

Das sind alles bekannte Probleme der SMDUs und werden in den folgenden Abschnitten behandelt.

Frontplatte

Das Reinigen der Front war wirklich nötig. Diese ganzen hässlichen Kleberreste verschandeln den eigentlich recht guten Zustand des Gerätes. Die üblichen Methoden wie Erwärmen, Spüliwasser und Ähnliches sind bei solch eingebrannten Resten leider nicht immer erfolgreich. Ich habe mich dazu entschieden, die ganz hartnäckigen Stellen mit Isopropanol zu behandeln. Ich weiß, dass es auch den Lack der R&S Fronten angreift, aber nur langsam und minimal. Den Kleber wiederrum sehr schnell. Also her mit der Radikallösung! So war ich in der Lage, den Großteil der Reste abzubekommen. Einige Schatten sind leider geblieben, aber gelohnt hat es sich in jedem Fall.

Sieht doch wieder ganz manierlich aus.

Alle Drehknöpfe und Schalter habe ich entfernt und einzeln gereinigt. Die Frontplatten der Einschübe (Modulator, Syncro) habe ich ebenfalls abmontiert und einzeln geputzt.

Für die Reparatur musste ich den Einschub eh zerlegen

Alles in allem, bin ich sehr glücklich über das Resultat. Eine deutliche Aufwertung.

NF-Oszillator

Der NF-Oszillator ist ein einfacher Schwingkreis mit einem großen Drehko, um die Frequenzen von 15 Hz bis 150 kHz zu erzeugen. Ein bekanntes und klassisches Problem ist verharztes Fett in der Mechanik.

Auf keinen Fall sollte man mit Kraft am Drehknopf drehen! Die Achse besteht aus Pertinax und die Madenschrauben fressen sich einfach nur durch das Material. Wenn der nicht wirklich leichtgängig ist, muss man da ran.

Natürlich ist es so, dass man an die mechanische Durchführung im Drehko muss und natürlich muss man dafür zunächst den kompletten Modulatoreinschub zerlegen.

Diese Achse sitzt bombenfest.

Nach dem Entfernen der Federringe kann man (theoretisch) die Durchführung aus der Gleitlager-Buchse herausziehen. Praktisch ist da Einiges an Kraft nötig. Auch Vorsicht an dieser Stelle: Das Zahnrad im Drehko ist mit einer Feder vorgespannt. Wenn man die nicht entfernt, fliegt sie einem entgegen!

Ich habe die Durchführung dann einige Zeit in Petroleum eingelegt um das braune, verharzte Fett zu entfernen. Nachdem alles entfettet ist, wird neues Fett aufgetragen und es geht wieder an den Zusammenbau. Danach war der Oszillator wieder verstellbar und funktioniert tadellos.

Weitere Arbeiten

Das Problem mit dem Zähler war keine wirkliche Reparatur. Ich habe alle Stecker abgezogen, die Stiftleisten etwas geputzt und dann die Stecker ein paar Mal draufgesteckt und abgezogen. Das hat das Problem bereits behoben. Eine leichte Reparatur.

Auch die Probleme mit den ganzen Druckschaltern waren bei mir(!) leicht gelöst:

Durch vielmaliges Bestätigen wurde die ganze Mechanik wieder etwas gangbarer und alle Kontakt- und Umschaltprobleme lösten sich in Luft auf. Das muss so aber nicht sein und wird auch bei mir keine Dauerlösung darstellen: Irgendwann werde ich mal die Zeit nehmen, alle Druckschalter zu zerlegen, zu reinigen und neu zu schmieren. Das ist eine Schweinearbeit, vor der ich mich so lange wie möglich drücken werde. Betätige ich die Schalter eine Weile nicht, fangen sie auch wieder an zu hängen. Das Thema ist also immer latent vorhanden.

Wenn Ihr Euch die Sprechfunk-Variante „06“ oder „56“ anlacht, seid Euch sicher: Der hat noch viel mehr von diesen Druckschaltern. Wenn die „reif“ sind, und Ihr da richtig ranmüsst: Da könnt Ihr Stunden verbringen! Fragt mal den Marc… 😉

Bonusaufgabe: Syncro-Anzeige

Eine kleine Sonderaufgabe hielt mein SMDU noch für mich bereit: Die Spannungsanzeige des Syncro geht nicht. Nach genauerem Hinsehen war klar: Der Zeiger hängt mechanisch. Ganz links ist er frei (man sieht einen Spalt), aber ab etwa der Mitte stößt er an der Oberseite der Skala an und klemmt fest:

Also baue ich das Instrument aus und nehme es auseinander. Sofort fällt auf, dass der Zeiger vollkommen lose ist und daher vornüber hängt. Hier wurde ein Klebstoff genutzt, der sich mittlerweile in Brösel verwandelt hat. Ich kann den Zeiger einfach herausziehen. Unter dem Mikroskop gelingt es mir, den Zeiger wieder an Ort und stelle zu kleben und das ganze Instrument auch wieder zusammenzubauen. Dafür müssen teilweise Kupferdrähte, dünner als ein Haar, ab- und angelötet werden. Auch die Rückholfeder muss ausgebaut werden (fehlt noch in dem Foto, eine klassische Spiralfeder).

Am Ende ist alles zusammengebaut und freigängig. Das Instrument geht wieder und darf zurück ins Gerät.

War da noch was?

Beim Einbau des Netzteils habe ich ja dieses Filter abgebrochen. Zum Glück habe ich bei eBay eine Baugruppe gefunden, in der mehrere dieser Filter verbaut sind:

Angebotsbildchen von eBay

Da sie nur 3€ gekostet hat, habe ich einfach mal zugeschlagen.

Eine Messung ergibt, dass die Filter beide 3 nF haben (ob das auch der nominelle Wert ist? Im Handbuch sind die nicht genauer Spezifiziert), also froh ans Werk:

Das gebrochene Filter
Ersatz eingebaut

Das neue Filter ist etwas kürzer als das Original, aber es macht sich da ganz gut. Das Signal ist eh nur ein Schalt-Signal (ob AM oder FM moduliert werden soll), die Filterung ist also nicht so kritisch.

Mit der Reparatur kann ich leben.

Test

Damit ist der SMDU fertig.

Ich habe ihn grundsätzlich geprüft und bin soweit zufrieden. Der Ausgangspegel ist reichlich hoch, vielleicht hat hier mal jemand repariert und es etwas zu gut gemeint. Ich messe etwa 6 dB mehr als er laut der Skala machen sollte. Da muss ich vielleicht nochmal ran und den Verstärkerzweig neu abgleichen.

Messplatz

Frequenz stimmt erstaunlich gut.

Rest FM liegt laut CMTA bei etwa 10-11 Hz.

Störstellen sind bei unter -90 dBc.

Phasenrauschen -110 dBc @1kHz.

Modulation geht auch:

Ich glaube, die Spezifikationen sind in einigen Punkten noch etwas besser.

Es ist also schon so, dass mein SMDU nachwievor nicht perfekt ist, aber ganz sicher bin ich mir nicht. Ich habe ein sehr frühes Modell und die ganzen Spezifikationen, die man so im Netz findet, sind deutlich jünger. Da sich zwischen 1976 und 1987 doch etwas in der Elektronik weiterbewegt hat, kann ich mir gut vorstellen, dass spätere Modelle mit moderneren Transistoren bessere Werte haben. Wenn jemand ein Datenblatt der 04er Serie von 1976 hat, wäre ich Daran sehr interessiert.

Die Eichleitung lässt sich auch noch ohne Aussetzer oder Sprünge durch kurbeln.

Es ist alles gut genug, um damit ernsthaft messen zu können. Von daher habe ich mich dazu entschlossen, die Restaurierung an dieser Stelle zu beenden. Es kann ja auch gut sein, dass ich nur Geister jage.

In Zukunft nehme ich vielleicht nochmal die Oszillatortrommel auseinander und fette die Lagerung neu. Die ist bei mir aber noch recht gängig, daher lasse ich davon erst mal die Finger. Ich habe schließlich schon genug Defektes repariert, da muss ich nicht auch noch etwas reparieren, dass überhaupt nicht defekt ist. Das und ein Abgleich der Ausgangsleistung kommen auf die Liste für den nächsten langen Winter oder Covid-Lockdown.

Zuletzt möchte ich mich noch bei Marc bedanken. Diese Parallel-Restauration der zwei SMDUs mit den vielen Diskussionen hat viel Freude gemacht.

Und selbstversändlich bei meiner Liebsten, die einen weiteren Zentner Schrott im Haus zu erdulden hat 🙂

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