2011-11-18

Skopfiksing

Jeg anskaffet meg et Tektronix 2213 oscilloskop for lenge siden. Det virket bra en stund, men en dag for noen år siden ble tiden på sweep-generatoren feil, det er den delen av instrumentet som kontrollerer hvor raskt strålen på skjermen skal gå bortover den fra venstre mot høyre.

Den begynte å gå for raskt, på noen områder var den bare litt raskere, på andre var den mange ganger for rask, så man kunne rett og slett ikke se hvordan signalene så ut hvis man var uheldig med dem. Men skopet var fortsatt brukbart til å se om man hadde noe signal eller ikke, og groft bestemme hvor sterkt signalet var, men tid eller frekvens var fullstendig umulig å bestemme.

Jeg gjorde meg opp en oversikt over hvor feil det var på de forskjellige områdene og skrev ned notater om saken, pakket dem sammen med skopet og manualene og satte det bort. Det var mye annet som skjedde, blant annet jobbet jeg i den tiden i England, hvor jeg likegodt kjøpte meg et annet, lignende, skop, som jeg har brukt mye siden. I tillegg hadde jeg kjøpt ytterligere ett defekt skop på NEROs junk-auksjon i håp om at det kunne la seg fikse; og endelig står her et skop som virket bra helt til det tok fyr i noen motstander inne i det. Så av fire skop var det ett som virket bra, ett som virket litt mindre bra, og to som var ubrukelige i sin nåværende stand.

Forleden fant jeg frem notatene igjen, og satte meg til med koblingsskjemaet og begynte å beregne hvor stor denne strøm-feilen var, om det var noe mønster i galskapen. Det virket som det satt i underkant av 40 kilo-ohm i parallell med motstandene som bestemmer sweep-tiden, Alle områdene var feil, men feilene stemte bra med at det var denne lekasjen. Så hvor kom denne ekstra strømmen fra? Og var det 38 kilo-ohm eller var det en tilsvarende strøm som gikk over de 7.5 volt som var over motstanden? Dette blir ca 0.2 milli-ampere på avveie, ett eller annet sted.

Der finnes et viktig knutepunkt, en node, der fire komponenter møtes: det er kondensatoren og motstanden som bestemmer tiden; det er en diode som skal sørge for at strålen returnerer etter at den har vandret over skjermen, og det er en felt-effekt-transistor som skal sørge for at spenningen på denne noden er konstant, så den strømmen som kommer igjennom motstanden også blir konstant og lader opp kondensatoren i jevnt tempo, alt for at strålen skal bevege seg over skjermen med en gitt jevn hastighet, fra ett halvt sekund pr rute oppover til 50 ns per rute. Dioden skal bare trekke strøm når den lader ut kondensatoren på returen, men da er strålen slukket så den ikke synes. Hvor raskt dette går spiller mindre rolle, bare det er raskt nok. Transistoren skal aldri trekke noe strøm av praktisk betydning, Felt-effekt-transistorer skal ikke det.

Nå var det altså noe som trakk eller leverte ekstra strøm et sted her. De fire mulighetene ble vurdert i tur og orden. Siden feilen var at kondensatoren ble ladet for raskt opp var det liten grunn til å tro at det var noe lekasje i den -- det ville gjort at den ladet seg opp for tregt, helt motsatt av det som var feilen som ble observert.

Nå var det tid for å åpne opp instrumentet og studere innmaten mer inngående. Motstandene som skal bestemme tiden (det er flere av dem, men bare en av dem er i aksjon ad gangen) ble målt og funnet å ha de verdiene de skulle på de forskjellige områdene. Siden feilen var konsekvent, var det ikke ventet at det var noe feil med disse; typisk her ville vært at det bare var noen områder som falt helt ut mens andre virket helt riktig. Ikke at samtlige var mer eller mindre feil.

Så var det to igjen.

Litt diskusjon om saken oppe hos NERO gjorde at dioden, som ifølge boka bare skal trekke helt ubetydelig 10 nano-ampere, kom i søkelyset. Dermed ble den ene siden av den loddet løs, og forskjellige andre dioder som var tilgjengelig ble prøvd istedet, noen av disse visste jeg var for dårlige for denne jobben, men da kunne man se hvordan det artet seg med dem, og om det kunne være noe med for stor lekasje i den opprinnelige dioden.

Det viste seg at symptomene stort sett vedvarte; en lekk diode ødela for den pene jevne gangen til strålen i begynnelsen, men selve hastigheten forble akkurat like feil som før, så dioden ble også å frikjenne; lite sannsynlig at seks forskjellige dioder er akkurat like ubrukelige.

Medmindre det rett og slett skulle være overledning inne i apparatet, var det bare en mistenkt igjen: transistoren. Dioden ble satt tilbake på plass, og tilkoblingen til transistoren ble løftet opp. Så var det inn med en motstand i serie for å se om den trakk noe strøm. Det skulle den ikke gjøre, men jeg ville jo gjøre meg helt overbevist om at den ikke gjorde det. Dersom den ikke trakk strøm (av betydning vel og merke) skulle det ikke spille noen rolle hvor stor denne motstanden var, om den var 1 kilo-ohm eller 1 mega-ohm burde gått ut på ett.

Nå kom det interessante ting for dagen. Med 1 kilo-ohm i serie virket ting omtrent som før: feil hastighet på sweepet men alt annet ellers så noenlunde oke. Med 10 kilo-ohm ble bredden av sweepet, som vanligvis skal gå litt utenfor skjermen på hver side, sterkt redusert, man fikk bare en bit med stråle godt inne på skjermen. Med 1 mega-ohm ville ikks skopet lage noe sweep i det hele tatt, strålen ble bare sittende og furte ute i enden av skjermen.

Spenningsfallet ble målt, det viste seg at det var 0.2 V over 1 kilo-ohm, ikke nok til å forstyrre balansen i sweepet, men veldig passende med de estimerte 0.2 milli-ampere som var ute på vidvanke. Med 10 kilo-ohm var spenningsfallet 2 volt, og da forsvant større deler av sweepet. Så her var det lekasjen befant seg, transistoren eller noe annet ved den var ikke som det skulle.

Denne transistoren har en annen transistor som nabo, og ifølge boka skal disse to transistorene ha samme verdi for kortslutningsstrømmen, kalt IGSS. Et sted mellom 10 og 15 milli-ampere, men de skal være innenfor 0.5 mA. Ideen er at denne nabo-transistoren som har inngangen (Gate) kortsluttet (til Source) skal trekke akkurat den strøm som passer med at inn- og utgang (hhv Gate og Source) på den aktive, og nå suspekte, transistoren har samme spenning. Måling viste at ikke bare lekket transistoren strøm, men dens inngang (Gate) lå 0.75 volt høyere enn utgangen (Source), og den oppførte seg mest av alt som en diode som trakk strøm vekk.

Siden det krevdes to tilpassede transistorer, ble det fåfengt å bruke noen av dem som var her. Ingen av dem hadde i nærheten av samme kortslutningsstrøm IGSS som noen av de andre, og bare to av dem hadde mer enn 10 milliampere. Så det ble sjekket på nett og i katalogen til ELFA. Der var det en type tilgjengelig, benevnt BF245B, til ca halvannen krone pr stykk, som kunne ha passende egenskaper.

Omsider fikk jeg dratt dit, bestilt og hentet 25 av disse. I den mengden burde det finnes to som lå passende nær hverandre, hvis ikke fikk man kjøpe og måle på 25, 50, eller 75 til -- dette er ganske gode høyfrekvens-transistorer som kan ha mange andre bruksområder, så noe problem med å ha mange på lager er det ikke.

De 25 ble pakket opp og målt. Det var flere som hadde samme eller nær samme IGSS, og jeg valgte ut to som begge hadde like over 11 mA. Så var det ut med de gamle transistorene og inn med de nye, sjekket og dobbeltsjekket at alle de seks pinnene (tre på hver) var i de rette hullene, og loddet dem på plass. Så målte jeg IGSS på de to jeg hadde tatt ut, den ene viste 10.5 mA, den andre viste 6 mA ... ikke rart det var ubalanse her. Den ene av disse er nok defekt, jeg har tatt vare på dem, men jeg vet ikke om jeg gider etterforske dem videre.

Særlig ikke etter at jeg satte på plass kretskortet som jeg hadde måttet demontere for å lodde på det, koblet det til, satte strøm og signal på skopet og konstaterte at det var i orden igjen, at sweepet hadde riktig hastighet på alle områder, som det opprinnelig skulle ha.

Så da er her to igjen.

Nemlig 468-skopet som trolig har defekte ROM-brikker, og jeg har filene som skal til så en vakker dag blir det å brenne to EPROMer og sette dem i; og det andre skopet som tok fyr. Der er det trolig er ett eller annet som har gått i kortslutning.

Men de har stått i hylla i flere år og blir ikke borte derfra.

No comments:

Post a Comment