Wandel & Goltermann PS-3 en SPM-3 — klassieke meetapparatuur

W&G PS-3 & SPM-3 — Klassieke meetapparatuur voor telecommunicatie

Begin jaren '70 bracht Wandel & Goltermann (W&G) uit Reutlingen, Duitsland, een generatie meetapparatuur op de markt die decennialang de standaard zou vormen in de telecommunicatie. De PS-3 Pegelsender en SPM-3 Pegelmesser zijn daar de mooiste voorbeelden van: degelijk gebouwd, doordacht ontworpen, en nog altijd verrassend bruikbaar. Ooit stonden ze in PTT-meststations en researchlabs, waar ze dienden voor het meten en genereren van signalen in draaggolf-systemen (carrier frequency).

Deze exemplaren heb ik kunnen bemachtigen op de tweede VERON Kennisdag (voorjaar 2026). Kennis en kunde delen staat centraal op die dag, maar de verkooptafel is minstens zo interessant — daar stonden ze, twee degelijke Duitse meetinstrumenten, met een prijskaartje waar geen verzamelaar omheen kon. Ze zijn, zoals ik later ontdekte, volledig functioneel. En dat is het mooie: dit is geen museumstuk, maar een werkend meetstation.

Wat kun je als radioamateur met deze sets? Heel wat meer dan je denkt. De PS-3 is een natuurgetrouwe sinusgenerator van 200 Hz tot 600 kHz, met een instelbaar uitgangsniveau van -60 dBm tot +10 dBm — ideaal om frequentierespons te meten van audioversterkers, filters, baluns of hele ketens. De SPM-3 is zijn partner: een selectieve niveau- en spanningsmeter die niet alleen het totale signaal meet, maar ook specifieke frequenties uit een complex signaal kan filteren. Samen vormen ze een compleet meetstation waarmee je harmonischen kunt analyseren, kabeldempingen kunt bepalen, of gewoon het frequentiegedrag van een trafo of versterker in kaart kunt brengen.

In dit artikel beschrijf ik de techniek, bediening en praktische meetvoorbeelden van de PS-3 en SPM-3, zoals ik ze zelf heb leren kennen. Of je nu een set op de kop hebt weten te tikken of gewoon nieuwsgierig bent naar klassieke meetapparatuur — dit verhaal geeft je een goed beeld van wat deze apparaten kunnen.

📜 Geschiedenis

Wandel & Goltermann, opgericht in 1923 in Reutlingen, Duitsland, was jarenlang een vooraanstaande fabrikant van meetapparatuur voor de telecommunicatie. De PS-3 en SPM-3 werden ontwikkeld voor het testen van draaggolf-systemen (carrier frequency systems), zoals die gebruikt werden door PTT's (zoals de Nederlandse PTT) voor het multiplexen van meerdere telefoongesprekken over één fysieke verbinding.

Het principe: elk telefoonkanaal werd gemoduleerd op een eigen draaggolffrequentie (4 kHz spacing, basisgroep 60-108 kHz, etc.). De PS-3 kon een testsignaal op precies die frequenties genereren, en de SPM-3 kon selectief één kanaal uit de rest van het spectrum filteren en meten. Samen vormden ze een compleet meetsysteem.

---

Deel 1 — PS-3 Pegelsender

Wat is de PS-3?

De PS-3 is een nauwkeurige sinusgenerator voor het audio- en draaggolffrequentiegebied. Hij genereert een zuivere sinus op een instelbare frequentie met een bekend uitgangsniveau, bedoeld om een meetsignaal in een telecommunicatiekanaal te injecteren.

Alle aansluitingen en bedieningselementen

• Uitgang — symmetrisch (floating, 600Ω) via banaanbussen of coax (BNC/N-type, afhankelijk van uitvoering)

• Frequentiekeuzeschakelaar — draaischakelaars voor grof en fijn, of digitale toetsen

• Niveau-instelling — draaischakelaar voor dB-standen + fijnregeling

• Modulatie-ingang — voor externe modulatie van het uitgangssignaal

• Interne modulatie — ingebouwde laagfrequente oscillator (meestal 800 Hz of 1 kHz)

• Senderaustastung — schakelaar om het uitgangssignaal te onderbreken (mute)

• Net-/accukabel — spanning 110/220V wisselend, of intern via ingebouwde accu

• Aardingspunt — frameaarde voor afscherming

Frequentiebereik en frequentie-instelling

De PS-3 bestrijkt doorgaans het bereik van 200 Hz tot 600 kHz. Dit is het volledige spectrum dat nodig was voor de basisgroep (60-108 kHz), supergroep (312-552 kHz), en audio-kanalen in carrier-systemen. De frequentie wordt ingesteld met draaischakelaars: grof per decade, fijn per Hz. Latere uitvoeringen hebben digitale frequentie-instelling via drukknoppen.

Hoe de frequentiegenerator intern werkt

De PS-3 gebruikt een LC-oscillator (inductantie-capaciteit) als frequentiebepalend element, gestabiliseerd door een thermostaat-gestuurde oven voor de kritische componenten. De oscillator genereert het basissignaal, dat via versterkers en verzwakkers naar de uitgang wordt gebracht. Een aparte meetoscillator zorgt voor de ijking van het uitgangsniveau.

De frequentie is instelbaar over meerdere decaden door het wisselen van spoelen en condensatoren in de LC-kring. De nauwkeurigheid is afhankelijk van de temperatuur en de stabiliteit van de componenten, maar in de praktijk ruim voldoende voor analoge telecommunicatie-metingen.

Uitgangsniveau instellen

Het uitgangsniveau is in te stellen in dBm (decibel ten opzichte van 1 milliwatt in 600Ω). Het bereik loopt typisch van -60 dBm tot +10 dBm. De instelling gebeurt met een combinatie van een grove niveauschakelaar (per 10 dB) en een fijnregeling (continue, in 0,1 dB stappen). Het niveau wordt intern bewaakt en gestabiliseerd.

Spannings- versus vermogensniveau

In de telecommunicatie wordt meestal in dBm gewerkt, een vermogensniveau. Het verschil tussen spanning en vermogen is afhankelijk van de impedantie:

Impedantie	0 dBm =	+10 dBm =
600 Ω	0,775 V	2,45 V
150 Ω	0,387 V	1,225 V
75 Ω	0,274 V	0,866 V
50 Ω	0,224 V	0,707 V

Een meetobject aansluiten

De PS-3 heeft een symmetrische (floating) uitgang. Dit betekent dat geen van beide uitgangsbussen aan aarde ligt. Bij aansluiten op een meetobject moet je letten op de impedantie: bij 600 Ω systemen sluit je aan op de 600 Ω aansluiting, bij 75 Ω coax op de BNC-uitgang. Let op: de uitgang is floating, maar bij sommige meetobjecten moet een van de twee bussen aan aarde worden gelegd om massa-lussen te voorkomen.

Senderaustastung — uitgangssignaal onderbreken

Met de Senderaustastung-schakelaar kun je het uitgangssignaal onderbreken zonder de frequentie- of niveau-instelling te verliezen. Dit is handig bij het ijken van de SPM-3: je kunt het signaal uitschakelen om de ruisvloer te meten, en weer inschakelen voor het niveau.

Externe modulatie

Via de modulatie-ingang kun je een extern signaal toevoeren (bijvoorbeeld een 800 Hz toon uit een aparte generator) om het uitgangssignaal te moduleren. Dit werd gebruikt voor het simuleren van gemoduleerde draaggolven, zoals die in de praktijk op de lijn voorkomen. De modulatie-index is instelbaar.

Eigen modulatie

De PS-3 heeft een ingebouwde laagfrequente oscillator, meestal 800 Hz of 1 kHz. Deze kan intern het uitgangssignaal moduleren. Dit is de standaardinstelling voor de meeste metingen: je schakelt de interne modulatie in, stelt de frequentie en het niveau in, en de PS-3 genereert een gemoduleerd draaggolfsignaal.

Besturing vanuit de SPM-3

De PS-3 en SPM-3 kunnen via een sturingskabel (optionele afstandsbediening) worden verbonden. De SPM-3 kan dan de frequentie van de PS-3 aansturen, zodat beide instrumenten altijd synchroon staan. Dit is de zogenaamde "Senderempfänger" (zender-ontvanger) bediening: je stemt de SPM-3 af op een frequentie, en de PS-3 volgt automatisch.

Netvoeding

De PS-3 werkt op wisselspanning 110/220 V, 50-60 Hz. De spanning wordt intern omgeschakeld met een spanningskiezer op het achterpaneel. De voeding is gestabiliseerd, zodat fluctuaties in het lichtnet geen invloed hebben op het meetsignaal. Het stroomverbruik is circa 20 VA.

Accuvoeding

Voor veldwerk kan de PS-3 worden uitgerust met een ingebouwde nikkel-cadmium (NiCd) accu. Deze accu geeft circa 4-6 uur gebruiksduur, afhankelijk van de uitgangsbelasting. De accu wordt automatisch bijgeladen wanneer het apparaat op netvoeding staat. De laadstatus is af te lezen op een meter op het frontpaneel.

Bufferbedrijf

In bufferbedrijf staat de PS-3 op netvoeding terwijl de accu wordt bijgeladen. Mocht de netspanning wegvallen, dan schakelt het apparaat naadloos over op accuvoeding. Dit was belangrijk voor ononderbroken metingen bij PTT-meststations.

Kalibratie / nacalibratie

Voor een betrouwbare meting moet de PS-3 periodiek worden gekalibreerd. Dit gebeurt met een externe standaard (bijvoorbeeld een PS-3 Kalibrator of een precisievoltmeter). De kalibratie bestaat uit het controleren en bijregelen van:

• Uitgangsniveau (0 dBm controle op 800 Hz of 1 kHz)

• Frequentienauwkeurigheid (tegen een frequentieteller)

• Harmonische vervorming (moet onder een bepaalde drempel blijven)

• Uitgangsimpedantie (600 Ω ± 1%)

De kalibratiepunten zijn via de zijkant of het frontpaneel bereikbaar met een kleine schroevendraaier. Raadpleeg de service manual voor de exacte procedure.

Praktische meetvoorbeelden

• Frequentierespons meten van een versterker: Sluit de PS-3 aan op de ingang van de versterker, de SPM-3 op de uitgang. Doorloop het frequentiebereik en noteer het uitgangsniveau. Dit geeft direct de frequentierespons.

• Verzwakking van een kabel meten: Sluit PS-3 aan op ene uiteinde van de kabel, SPM-3 op het andere. Het verschil tussen ingesteld en gemeten niveau is de demping van de kabel bij die frequentie.

• Ruismeting: Zet de PS-3 uit (Senderaustastung aan) en meet met de SPM-3 het eigenruis van het te meten object. Schakel de PS-3 in en meet signaal+ruis. Het verschil is de signaal-ruisverhouding.

Wat je wel en niet rechtstreeks op de uitgang mag aansluiten

Wel: 600 Ω ingangen van meetapparatuur, audioversterkers, telefoonlijnen via een scheidingstrafo, coaxkabels van 75 of 50 Ω via de juiste uitgang.

Niet: Laagohmige luidsprekers (4-16 Ω), rechtstreeks op een telefoonlijn zonder scheidingstrafo (DC-spanning op de lijn kan de uitgang beschadigen), ingangen met een DC-spanning groter dan de specificatie.

Let op: De uitgang van de PS-3 is floating, maar kan beschadigd raken als er een externe spanning (DC of AC) op wordt gezet die buiten het toegestane bereik valt. Gebruik bij twijfel een scheidingstrafo.

---

Deel 2 — SPM-3 Pegelmesser

Wat is de SPM-3?

De SPM-3 is een selectieve niveau- en spanningsmeter. Waar een gewone multimeter het hele frequentiespectrum tegelijk meet, kan de SPM-3 één enkele frequentie selecteren en alleen die meten. Dit is essentieel bij draaggolfsystemen, waar meerdere kanalen door dezelfde kabel gaan en je er één wilt meten zonder storing van de anderen.

Breedbandmeting

In de breedbandstand meet de SPM-3 het totale signaalniveau over het gehele frequentiebereik van 200 Hz tot 600 kHz (of hoger, afhankelijk van de uitvoering). Dit is vergelijkbaar met een gewone millivoltmeter, maar dan geoptimaliseerd voor telecommunicatieniveaus. De breedbandmeting is handig voor een eerste indruk van het totale signaalniveau, maar geeft geen informatie over individuele frequenties.

Selectieve meting

In de selectieve stand werkt de SPM-3 als een nauwkeurige, afstembare banddoorlaatfilter gevolgd door een niveau- of spanningsmeter. De bandbreedte van het filter is instelbaar, typisch 25 Hz of 1,74 kHz (voor spraakkanalen) en 200 Hz voor draaggolf-metingen. Je kunt één frequentie uit een complex spectrum filteren en meten, terwijl andere frequenties worden onderdrukt. De onderdrukking (selectiviteit) is beter dan 70 dB.

Frequentie instellen

De frequentie wordt ingesteld met dezelfde draaischakelaars als de PS-3. Op de SPM-3 zit een fijnregeling waarmee je nauwkeurig de top van een signaal kunt zoeken. De SPM-3 heeft ook een automatische frequentiezoeker: in de AFC-stand (Automatic Frequency Control) volgt de meter automatisch de frequentie van het sterkste signaal in de buurt van de ingestelde frequentie.

Ingangsimpedantie

De SPM-3 heeft een instelbare ingangsimpedantie: 600 Ω, 150 Ω, 75 Ω, 50 Ω en hoogohmig (> 10 kΩ). De impedantie moet worden ingesteld op de impedantie van het te meten object. Bij een verkeerde impedantie krijg je een foutieve meetwaarde door reflecties. De meter heeft een doorschakelbare meetbrug voor impedantieaanpassing.

dB / dBm / Volt

De SPM-3 kan meten in:

• dB (relatieve niveauverschillen, handig voor frequentierespons)

• dBm (absoluut vermogensniveau, 0 dBm = 1 mW in 600 Ω)

• Volt (effectieve spanning, voor algemene spanningsmetingen)

• dBV (spanningsniveau, 0 dBV = 1 V)

De schaal is logaritmisch (dB) of lineair (V). Het meetbereik loopt van -100 dBm tot +20 dBm.

Referentieniveau

Het referentieniveau bepaalt waar de 0-dB lijn op de meter ligt. Je kunt het referentieniveau instellen per 10 dB stappen, met een fijnregeling erbij. Dit werkt als een versterkingsinstelling: bij kleine signalen verhoog je het referentieniveau (bijv. -50 dBm), bij grote signalen verlaag je het. De schaalverdeling past zich dan aan.

Interne ijkoscillator

De SPM-3 heeft een ingebouwde ijkoscillator (kalibrator) die een exact bekend niveau genereert op een vaste frequentie (meestal 1 kHz, 0 dBm). Voordat je begint met meten, zet je de SPM-3 in de ijkstand en controleer je of de meter 0 dBm aangeeft. Zo niet, dan regel je de meter bij met de ijkregelaar. Dit garandeert dat de meting traceerbaar is naar een interne standaard.

Selectief ijken

Bij selectieve metingen moet ook het frequentiegedrag van de ingangsversterker en filters worden gecompenseerd. De SPM-3 heeft een selectieve ijking: je sluit de interne ijkoscillator aan op de ingang, stemt de meter af op de ijkfrequentie, en corrigeert de versterking. Dit wordt voor elke meting op de gewenste frequentie gedaan.

Breedband ijken

In de breedbandstand volstaat een eenvoudige ijking met de interne oscillator op 1 kHz. Controleer of de meter 0 dBm aangeeft, en corrigeer indien nodig. Dit compenseert voor veroudering van componenten en temperatuurschommelingen.

Een onbekend signaal meten

1. Zet de SPM-3 in de breedbandstand en kies een hoog referentieniveau (0 dBm), zodat de meter niet overstuurt

2. Sluit het signaal aan op de ingang (let op de impedantie)

3. Verlaag het referentieniveau tot de meter een goede uitslag geeft (midden van de schaal)

4. Schakel over naar selectieve meting

5. Stem de frequentie af op de geschatte frequentie van het signaal

6. Gebruik de fijnregeling om de top van het signaal te vinden (AFC helpt hierbij)

7. Lees het niveau af in dBm, dB, of Volt

Signaalniveau bepalen

Het niveau wordt afgelezen op de analoge meter of het digitale display. De meter heeft een logaritmische schaal in dB, met een bereik van 20 dB per schaalverdeling. Door het referentieniveau te combineren met de meteruitslag bereken je het absolute niveau. Voorbeeld: referentieniveau -30 dBm, meter geeft -5 dB aan → het signaal is -35 dBm.

Harmonischen / storingen onderzoeken

Voor het meten van harmonische vervorming stel je de SPM-3 in op selectief, en meet je eerst het niveau van de grondfrequentie. Vervolgens stem je de meter af op de tweede harmonische (2x de frequentie) en meet je het niveau. Het verschil (in dB) is de harmonische demping (Klirrdämpfung). Dit herhaal je voor de derde, vierde, en hogere harmonischen.

Klirrdämpfung — vervormings-/harmonische demping

De Klirrdämpfung (total harmonic distortion, of "klirfaktor" in het Duits) is de verhouding tussen het totale harmonische vermogen en het fundamentele vermogen, uitgedrukt in dB. Hoe hoger de Klirrdämpfung, hoe zuiverder het signaal. Typische waarden voor een goede audioversterker zijn 40-60 dB (0,01% - 0,1% vervorming). De SPM-3 kan dit meten door selectief de harmonischen te meten en de som te vergelijken met het fundamentele signaal.

Uitgang gebruiken voor een externe recorder / meetapparaat

De SPM-3 heeft een recorderuitgang (pen recorder, of "Schreiberausgang") op het achterpaneel. Dit is een analoge spanning die evenredig is aan de meteruitslag. Je kunt hier een XY-schrijver, een datalogger, of een oscilloscoop op aansluiten om het verloop van het signaal in de tijd vast te leggen. De uitgangsspanning is typisch 0-1 V of 0-10 V, afhankelijk van de instelling.

PS-3 vanuit de SPM-3 besturen

Via de Fernsteuerungsanschluss (afstandsbedieningsconnector) op de SPM-3 kun je de PS-3 aansturen. Als je de SPM-3 op een frequentie instelt, stuurt hij de PS-3 naar dezelfde frequentie. Dit is de meest efficiënte manier van werken voor frequentierespons-metingen: je doorloopt een frequentiebereik, en beide instrumenten volgen elkaar.

Batterij en voeding

Net als de PS-3 werkt de SPM-3 op 110/220V netvoeding, met een interne NiCd-accu voor veldwerk. De accu geeft circa 4-6 uur gebruiksduur. Het laadcircuit is identiek aan dat van de PS-3. Beide apparaten kunnen ook in een 19-inch rek worden gemonteerd voor gebruik in een meetrack.

Service en foutzoeken

• Geen meteruitslag: controleer de voeding (zekering, accu, netsnoer)

• Te lage meting: ijk de meter opnieuw, controleer ingangsimpedantie

• Onstabiele meting: controleer aarding, mogelijk massa-lus

• Frequentie loopt weg: oven van de oscillator defect, service nodig

• Accu laadt niet: controleer laadcircuit, accu's zijn na 10-20 jaar aan vervanging toe

---

Deel 3 — PS-3 + SPM-3 als compleet meetstation

Complete meetsetup

De combinatie PS-3 en SPM-3 vormt een volledig meetsysteem voor telecommunicatiekanalen. Dit is hoe het in de praktijk werd gebruikt:

1. Setup — Sluit de PS-3 aan op het ene uiteinde van de te meten verbinding (bijv. een telefoonlijn, kabel, of versterker)

2. Ontvangst — Sluit de SPM-3 aan op het andere uiteinde

3. Instellen — Stel beide apparaten in op dezelfde frequentie

4. IJken — Ijk beide apparaten volgens de procedure

5. Meten — Doorloop het frequentiebereik en noteer de meetwaarden

6. Documenteren — Gebruik de recorderuitgang of noteer handmatig

Voorbeeld 1: Frequentierespons van een telefoonlijn

Doel: Bepaal de demping van een telefoonlijn over het audiofrequentiebereik (300-3400 Hz).

1. Sluit de PS-3 aan op de lijn via een scheidingstrafo (de lijn kan DC bevatten)

2. Sluit de SPM-3 aan op het andere einde van de lijn

3. Zet de PS-3 op 800 Hz, 0 dBm, met interne modulatie uit

4. Lees het niveau op de SPM-3. Stel dat -5 dBm is → de demping is 5 dB bij 800 Hz

5. Doorloop het frequentiebereik 300-3400 Hz en noteer de waarden

6. Vergelijk met de norm: de demping mag niet meer dan ±1 dB variëren over het werkgebied

Voorbeeld 2: Versterker karakteristiek

Doel: Bepaal de versterking en de frequentierespons van een audioversterker.

1. Sluit PS-3 aan op de ingang van de versterker

2. Sluit de versterkeruitgang aan op SPM-3 (gebruik een vermogensverzwakker bij hoge uitgangsvermogens)

3. Stel PS-3 in op 1 kHz, -10 dBm (laag signaal om vervorming te voorkomen)

4. Stel de SPM-3 in op 1 kHz, selectief

5. Lees de versterking af. Bij een versterking van 20 dB lees je +10 dBm af

6. Doorloop het frequentiebereik voor de frequentierespons

Voorbeeld 3: Harmonische vervorming meten

Doel: Bepaal de totale harmonische vervorming (THD/Klirrfaktor) van een audiotrap.

1. Meet het niveau van het fundamentele signaal (bv. 1 kHz, 0 dBm uit PS-3)

2. Stel SPM-3 in op selectief, 1 kHz. Noteer het niveau. Stel dat is: 0 dBm

3. Stem SPM-3 af op 2 kHz (tweede harmonische). Noteer: -50 dBm

4. Stem SPM-3 af op 3 kHz (derde harmonische). Noteer: -55 dBm

5. Bereken: THD = -50 dBm + (-55 dBm) opgeteld t.o.v. 0 dBm = ca. 0,002% vervorming

6. Herhaal voor 4 kHz, 5 kHz, etc.

Voorbeeld 4: Kabeldemping meten

Doel: Bepaal de demping per meter van een coaxkabel bij een specifieke frequentie.

1. Meet de demping met een korte referentie-kabel (bv. 1 meter)

2. Meet de demping met de te testen kabel (bv. 100 meter)

3. Het verschil in dB is de demping van de kabel

4. Deel door de lengte voor de demping per meter

5. Voorbeeld: 0,1 dB/m bij 100 kHz, 0,5 dB/m bij 500 kHz

Meettips

• Gebruik altijd de juiste impedantie — een mismatch geeft foutieve metingen

• Ijk voor elke meetsessie — temperatuur en tijd beïnvloeden de nauwkeurigheid

• Gebruik goede kabels — beschadigde of slechte kabels beïnvloeden de meting

• Vermijd massalussen — aard beide apparaten op hetzelfde punt

• Laat de apparaten opwarmen — 15-30 minuten voor stabiele metingen

---

* De PS-3 en SPM-3 zijn inmiddels discontinued en worden niet meer door W&G ondersteund. Ze zijn nog wel tweedehands verkrijgbaar. De informatie in dit artikel is gebaseerd op de originele documentatie en praktijkervaring. Controleer altijd de handleiding van jouw specifieke uitvoering voor exacte specificaties en procedures.