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HEWLETT PACKARD 54600A OSCILLOSCOPE  100MHz 2 CHANEL のセルフ校正


修理したHP 54600A オシロスコープのセルフ校正

H5460xxにはセルフ校正機能があり、比較的簡単に校正できます。

但し、内蔵セルフ・テストの実行で、DACの出力レベルのチェックで問題がないことが、大前提となります。

もし、DACのセルフチェックで問題がある場合は、ほぼ修理は不可と思いますし、リアにあるDAC出力を使用するので自己校正はできません。

まぁ、気休めに各電圧をチェックして、5.1V電圧を調整してみるくらいですが、調整できる程度なら、ほぼDAC回路とは関係ないでしょう。

自己校正に必要な機材について

BNC同軸ケーブル 1本

BNC同軸ケーブル 2本

23cm程度で同じ長さの物が必要です。

実際には、特性が同じで長さは50cmとかでも大丈夫なようですので、最初の1本と共用できます。

BNC T型アダプタ m-f-f 3個

BNC 50Ω 終端

パルス発生器

100kHz,1Vp-p,Risetime<5nS

実際には、周波数や電圧は画面表示のようにシビアでないの通常の簡易的なパルスジェネレーターでも問題ないと思いますが、問題は立ち上がり時間が5nS以下という条件です。これは、結構高価な機器でも限られるスペックと思われます。(普通は、せいぜい15nS~)

HEWLETT PACKARD 54600A OSCILLOSCOPE  自己校正に必要な機材

H5460xx、自己校正の為のパルスジェネレータを作成

ということで、自己校正用の立ち上がりが5nS以下と急峻な矩形波発振器を作成します。

いろいろ実験した結果、以下の回路図になりました。

LM7171とLMC555を使ったRisetime<5nSの矩形波発生器LMC555の出力のプルアップ抵抗を小さくするほど、立ち上がり時間は短くなります。

また、LM7171の出力の可変容量コンデンサを調整することで、オーバーシュートを発生させて立ち上がり時間を短くできます。

この回路は検討段階の作成経過の影響でLMC555を負電圧で動作させていますが、VDD/VEEが5V以下で丁度良い出力電圧がえられるので、正負電源で動作させることで、カップリングコンデンサを排除して、LM7171の入力抵抗も削除することでより急峻な波形を得られる可能性があります。試していませんが(-_-;)

H5460xxには自己校正の為の自作パルスジェネレータ

H54601Aの自己校正用の自作パルスジェネレータの立ち上がり波形

電源電圧がVDD=5V、VEE=-5Vで目的の波形を得ることができました。

LMC555は、電源電圧により、周波数が変わってしまいますが、今回は周波数はシビアではないので問題ないでしょう。

但し、変動は良くないと思いますので、暖機運転後の使用となります。電源ON直後は、周波数の変動があります。

H54601Aの自己校正に使った自作パルスジェネレータ

最終的には、LMC555でクロック発生回路を内蔵しましたが、LM7171に外部クロックを通すことでも校正用の急峻な立ち上がり波形を得ることもできます。上記は、その時の写真です。

 

立ち上がり時間の短い波形を作れてより汎用的なものとして、Si5351Aを使ったクロックモジュールを使う方法もあります。

ArduinoなどI2Cを持ったマイコンボードと接続することで任意の周波数を得ることができます。

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駆動電圧を変えれるようにすることで、1nSという急峻な波形をその特徴を生かしたままで、出力インピーダンス50Ω&必要な電圧レベルが得られます。(スペック的には….気が向いたら確認したいと思います。)

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これらを使うことで、オシロスコープとの接続も容易に実現できます。

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Arduino上で簡単なUSB-I2C変換プログラムを用意して、設定はPC経由で行うことで、比較的容易に目的のパルスジェネレータができると思います。

さらには、ArduinoのPWM出力を使って、Si5351Aを使ったクロックモジュールに供給する電圧をコントロールすることで、出力電圧の可変化など、後々も遊べそうです。

無事、HEWLETT PACKARD 54600A  のセルフ校正 完了!

HP 54600A 自己校正マニュアル その1

HP 54600A 自己校正マニュアル その2

NvRAMの電池消耗で校正値を失ったHP54600Aですが、無事に自己校正が出来ました。

自己校正の肝となるDAC出力も正確な値でしたし、リードアウトの数値も周波数カウンター、デジタルマルチメーターなどの値と差異はないようなので、安心して我が家の主力測定器として使用できます。

バンザーイ!

HP 54600A 修理しました


HEWLETT PACKARD 54600A OSCILLOSCOPE  100MHz 2 CHANEL 故障品を入手

このオシロスコープは、サンプル周波数は低い(20MSa/s)ですが、れっきとしたデジタルオシロスコープです。

小型軽量で、繰り返し波形については従来のアナログオシロスコープとほぼ同じ取扱いができる扱いやすい秀逸の測定器です。

入手したのは、

54600A Setup memories failed checksum test - defaults loaded

「Setup memories failed checksum test – defaults loaded」を表示して動作しない物です。画面も明らかに上下潰れています。

nvRAMから読み込んだセットアップデータが不正となっているようです。

リアパネルのCALIBRATIONスイッチをUNPROTECTED(上側にする)とこのエラー状態でも起動して、自己校正が正常に完了できれば、動作する可能性がありますが、2003年頃の測定器なので、製造から15年程度経過しており、nvRAMに内蔵されているリチウム電池の寿命(10年)を超えており、nvRAMの交換が適切な対応となりそうです。

使用されているnvRAMは、DS1220ABで、現在も入手は可能ですが、デッドストック(電池の消耗も進んでいる可能性もあり)で価格も高いですから、選ぶなら、互換性があり、価格も安めのM48Z02-70PC1で、Digi-Keyなどで手配可能な模様です。

DS1220AB NvRAM修理

この測定器は、うまく修理できれば長く自分で使いたいですし、修理にお金はかけたくないので、ダメもとでNvRAMの内蔵電池を取り除いて、代わりに外付けでリチウムボタン電池を取り付ける方法を選択しました。

ミニルーターで、丁寧に内蔵電池を掘り出します。

電池自体に穴を開けないように、できるだけ余分に削らないように焦らず丁寧に掘り出します。

電極は、電池に圧着溶接されているので、注意が必要です。

特にマイナス側は、NvRAM側で切れてしまうと新しい電池の取り付けが難しくなると思われます。プラス側(奥側)はNvRAMがわ一面が電極となるのでちぎれても大丈夫です。

NvRAM DS1220AB電池取り出し

HP 54600A NvRAM 修理

これで、無事エラーなく起動するようになりました。

但し、校正データがなくなっているので、測定器としては、校正が必要となります。

画面が垂直方法に縮んでいるので、これを修理

エラー表示なく起動するようにはなりましたが、やっぱり画面が垂直方向に縮んでいます。

54600Aの回路図は公開されておらず、54601A(4ch)の回路図を参考に考えていましたが、画像表示部分は全く別の回路となっているようで、54600Aでは、uPC1379Cで垂直信号を作っていました。

HP 54600A CRT垂直同期信号 uPC1379C

2か所疑わしいコンデンサーがあります。

特にICの参考回路の1000uF/25Vのところに1000uF/16Vが使用されており、リップルの大きい場所に耐圧が低い電解コンデンサは極端に寿命が短くなる可能性が大なので疑わしいです。

高圧回路に注意して基板を取り外し、10uF/16V(参考回路図上は22uF/16V)と1000uF/16Vをそれぞれ、10uF/16V,1000uF/35Vに交換しました。(以下の写真の赤囲い)

取り外したコンデンサを確認したところ、簡易測定結果からは、10uF/16Vは異常なしでしたが、1000uFは20%以上の容量低下がみられ明らかに劣化していました。

HP 54600A 垂直同期回路修理

無事、正常に表示されるようになりました。

自己校正に失敗!1chが表示されない事象発生

なんとチャネル1の波形が表示されない事が頻繁に発生していることが判明

HP 54600A UB1202AM周り回路図

信号を追いかけた結果、

回路図上PA300と記載されているAT&T  UB1202AMの動作が不安定なようで、外部信号の動きに関係なく出力信号が出なくなる状態が観測されました。

ほぼ、UB1202AMの個体不良で確定。

HP 54600A UB1202AM周り

このICは、プログラムゲイン プリアンプで、一般に入手は困難で、同機種のジャンクからの付け替えしかありません。

同機種のジャンクといっても知る人は知る人気機種なので、余程のジャンクでないと価格的に手出しは難しいので、今回は、ダメ元の荒療治を試してみました。

昔、壊れたGAの復活策として電子レンジでチンがありましたが(本当に直るかどうかは、かなり?????)、

それに匹敵するくらい怪しい方法で、完全に破壊する可能性が高い技術者らしからぬ方法ですが、ヒートガンでIC内部の温度がハンダ融解温度あたりまで温めてみました。

方法は、電源を落とした状態で、温度の目安としてハンダをICの上に置き、このハンダが完全に溶けるまでヒートガンでICを温めます。

結果…..

ーーーー

一時的修復かもしれませんが、正常に表示されるようになりました。

電源ON/OFF試験、Auto-Store機能で波形を記録しながらの長時間観測でも異常は見つかっていません。とりあえずは修理できた模様です。

とはいえ、荒療治なので、いつ再発するかわからないので、格安のジャンク探索は継続と考えています。

修理完了 HP 54600A

 

NF DF-194A VARIABLE PHASE DIGITAL FUNCTION SYNTHESIZER ジャンク入手


NF DF-194A VARIABLE PHASE DIGITAL FUNCTION SYNTHESIZERを入手

もちろんジャンクで入手。

情報の少ない本器ですが、ざっくり以下の仕様です。

主仕様:

周波数範囲:0.1mHz-420kHz( 正弦波/方形波)、0.1mHz-21kHz(三角波/ランプ波)

出力電圧:30Vp-p/10Vrms

出力インピーダンス:50Ω/BNC

可変位相出力:-360.0~+360.0deg

その他:トリガ/ゲート/バースト、周波数掃引、6桁表示、GP-IB

ざっくり、機能を絞った(目的を限定した)ファンクションジェネレーターです。

一般的なファンクションジェネレーターとの違いは、変調機能がない、代わりにフェーズ(位相)をずらした信号が出せます。

NF DF-194A を修理

ジャンクの内容は、

通電いたしますが、ボタンを押しても数字の変化がありません。
ファンが回転しません。

左右の取っ手と下部の脚欠品、表示画面に汚れがあり、数字が読み取りにくい

でした。入手後の確認結果も同様でした。

観察してみると、FANには電気が供給されているが回らない。(FANが唸っている)

この手の機種は、最初に全点灯して、表示関係のデモンストレーション(表示チェック)をするので、どうも電源投入直後の全点灯の状態に見える。

早速ばらしてみると、FANはACファン(一度交換されたと思われる接続となっていました)で、軸ずれしていて加熱した跡が見られます(シールが熱で浮き上がり反っている)。簡単に割れてしまいました。

NF DF-194Aで使用されていたPXJ43B1 ACファン

壊れたACファンは、単純にACが接続されただけのようでしたので、とりあえず接続を外してみました。

見事に起動しました。

どうやら、壊れたACファンの影響で、AC電源が期待通りの供給をされておらず、DC側も異常になり動作していなかったようです。

手持ちにはACファンなんてあるわけもなく、PC用の8cm DCファンを取り付けることにしました。

NF DF-194A DCファン化

内部のデジタル側に供給されている+15V(端子)から、3端子レギュレータで12Vを作りました。高回転タイプのファンなので、そのままでは少々煩いので、22Ω程度の抵抗を直列に入れて10Vで動作させました。GNDをシャーシに落としていますが、元々多点接地の構造なので問題ないと思います。

NF DF-194A でDCファンを動かすために追加した12Vレギュレータ回路

NF DF-194A 最終調整

表示器の汚れは、アクリルパネルの内側が薬品?で変質しており、アクリルパネル表面の簡単な研磨では改善できそうにないので、諦めました。

いろいろ設定を変えながら触ってみましたが、表示が正面以外からは読み取りにくいこと以外に不具合はないようです。

1点ありました。バックアップ用密閉電池が蒸発して機能していないようです。電源を入れるたびに初期値設定となりますが今は別に困らないのでとりあえず放置元々設定を記憶するようにはできてなく、保存した設定の保持用でした。電池機能はかなり低下しているようですが、保存した設定は保持されるようなので、とりあえず問題なしでした。

出力レベルは、3桁以上デジタルマルチテスターの測定値と一致しているので、特に触らないことにしました。

(正しく校正する為のAC電圧標準器を持ち合わしていないですしね。)

オフセット電圧もほぼ表示通りで問題なし。

周波数もほぼ正しいのですが、こちらは校正済みの周波数カウンタがあるので、合せ込みにトライしてみました。

電源の裏側の温度が高くなる部分に裸の水晶発振子で構成されていました。電源の発熱でオーブン的な効果を期待しているのでしょうか、十分あったまった後は、安定した周波数となっていて、表示(6桁)精度には簡単に調整できました。(追記:温度補償されているようで、温度によって周波数変動は殆どないようです。)

 

NF DF-194A 周波数を合わせ込みました。

NF DF-194A(下)、上のIWATSU UC-8152はGPSを使って校正済み

最後に

アナログ回路基板の写真を撮り忘れましたが、流石に評価用計測器らしく金属箔抵抗など高精度の部品を惜しみなく使っています。

だから、20年経過してもこの精度・性能ってことなんでしょう。

最高周波数は、低めですが、波形が綺麗で、精度も高いファンクションジェネレーターを格安で用意できました。

WaveSpectraで見てみたところ、歪み率0.01%程度(PCノイズが大きいので実力はもっとあると思います)で不要な高調波も元々のPCノイズに埋もれている感じでオーディオ評価用としても十分に使えそうです。

 

どうも最近は、エラー表示・起動不可・電源入らずなど、そんなジャンクばかりを追っかけている……

頭を抱えるようなジャンクには遭遇していないです(本能が囁くんです、こいつはやばい奴だからやめておけってね)が、本能より物欲が勝って手を出してしまう事もあるので、そのうち痛い目も見るのでしょう

追記

元々ついていたACファンを調べたら、吸い込み(吸気)方向に取り付けられていました。

確かに電源を冷やしたいのなら、直接電源回路に外気を吹き付けるのが良いとは思いますが、この筐体は吸排気口が殆どなく、ファンを吸気方向に取り付けると電源は冷えそうに感じますが、吸い込んだ空気が出ていく口がほとんどないので、内部に熱が籠りやすくなり、全体的に温度が上がるようになります。

電源は十分に冷やして、筐体内部は均等に温まることを想定しているのでしょうか…..

私はラック搭載の予定はないですが、元々ラック搭載を想定されている装置は、フロント吸気(測定器の場合、ほとんどが側面吸気)、リア排気が一般的です。これが逆だと他の装置が吐き出した熱気を吸い込んで冷やすはずが温めるという結果になる最悪のケースもあります。ラックを煙突のように想定して上下で空気の流れを作って冷却するような比較的大きい規模のラック搭載なら大丈夫でしょうけど…..

ということで、今回の修理では、DCファンは排気方向に取り付けています。ファンから遠い側の側面のスリットから吸い込んで、内部回路⇒電源を通って排気となります。これで電源部分もそれなりに冷えているようで、長時間通電しても触れる範囲で動作にも異常は見られないので大丈夫と思われますが、さらに期待した流れとなるよう装置内部にスリットの追加なども様子見しながら検討できればと思います。

同型機の他のオークション出品写真を調べると、ダストフィルタがついており、吸気となっているようで、そういう設計という事なんでしょう(-_-;)

どうせラックには搭載しないので、リア吸気でも問題はないので、設計通りの吸気方向にも取り付けてみて冷却具合を確認してみたいと思います。

追伸 2 その後

バックアップ用のNiCd電池を暫定で、スーパーキャパシタに変えておいたのですが、容量不足と充電電流が微小なので、バックアップ電圧が中途半端に不足する状況が頻発して、Power-ONの診断開始に時間がかかる事態となったので、まじめにもともとついていたNiCd電池(3.6V 50mAh)相当のNiMH 3.6V 80mAhに交換しました。

後、冷却ファンですが、メーカの設計通りの吸気に変更しました。予想通り、電源周りの冷却はそこそこですが、装置全体の温度が上がっています。暖機後はこのほうが動作が安定するかもしれません。元々は吸気フィルターがあるようなので、埃っぽい我が家でもあり、以前に使用していた台所換気専用のフィルターをカットして取り付けました。

NF DF-194A VARIABLE PHASE DIGITAL FUNCTION SYNTHESIZER 吸気FANフィルター

GPSで調整した周波数カウンターでクロックを合わせ込んでいたつもりでしたが、GPS基準クロックの試験をしていて、出来心でオシロスコープを使ったGPS同期クロックとの位相比較をした結果、(手持ちの周波数カウンターの測定限界を超えた)微妙ですが周波数のずれが判明しました。見つけてしまった以上気になるので、近いうちに再調整したいと思います。(そもそもの内蔵クロックの安定度の問題もあるので、ぴったり合したところで、あまり意味はないですが…..精神衛生上良くないので)

COMPAQ PC CQ1140jp (APU AMD E-450)オーバークロック


COMPAQ PC CQ1140jp (QF212AA-AAAD)にXubuntuをインストールしてみた

暫く放置状態だったこのAMD Fusion APU E-450デュアルコア・プロセッサー 搭載のデスクトップパソコンを立ち上げてみました。

相当前にWindows10なら、どのくらい動くか確認で入れただけなので未認証。とりあえずはWindows Updateも勝手にして動いているようですが、未認証は未認証、以前にUbuntuで使用した時より随分動画再生が軽くスムーズ(綺麗)なのをざっくり確認後、いくつかの派生UbuntuのLiveDVDで動作確認した後、一番良い印象だったXubuntuをインストールしました。

Windows10で実用的な動画性能だったので、ハード的には動画再生能力に問題はないようですが、やっぱり比較的軽量なXubuntuでもギリギリで再生している感じで余裕がありません。

動画の再生は、Amazonプライム動画をFirefoxで再生して確認しています。

AMD Fusion APU E-450をオーバークロックする

Windows10がノーマル状態で余裕をもって動画再生できているわけだから、もっとまとうな手段で対策もできそうなものですが、すでにHWアクセラレータも使っているはずの状態なので、E-450をオーバークロックしてしまいました。

『AmdMsrTweaker』をインストールします。

johkra/amdmsrtweaker-lnxにある64 bit executableを取ってきて、展開します。

展開したファイルを、パスの通ったフォルダに「amdmsrt」にリネームして移します。

当然、実行属性を付けます。

# sudo chmod +x amdmsrt

cpuidをインストールします。

# sudo apt update

# sudo apt install cpuid

これで準備は整いました。

実行してみましょう。

# sudo modprobe msr
# sudo modprobe cpuid
# sudo amdmsr

これで、現在のAPUの設定と設定可能な範囲が表示されます。

どうやら、機能としては3.3GHzまでオーバークロックできるようです。

実際にオーバークロックしてみます。core電圧も設定できますが、既に設定できる最大値ですので、電圧指定の「@1.35」は省略可能です。

# sudo amdmsrt P0=26.4@1.35

「26.4」は「27」でも設定できる値に丸められるのでざっくりで指定できます。max「33」

Windows10で動作させた時ほどの余裕はありませんが、少し安心して動画再生できる感じになりました。

ログイン時に自動的にオーバークロックさせる

ログインのたびに、コマンドをたたくのも面倒ですので、ログイン時に自動的にオーバークロックするようにしました。

適当な名前(ここでは、amd_overclock.shとします)で、オーバークロック シェルスクリプトを作成します。

#! /bin/sh
# modprobe msr
# modprobe cpuid
# amdmsr P0=26.4

管理者権限で実行しないといけませんので、

「セッションと起動」で、「自動開始アプリケーション」に登録する際に

sudo /usr/local/bin/smd_overclock.sh

と登録しますが、このままでは、パスワード入力が発生して都合が良くありません。

そこで、「smd_overclock.sh」の時だけ、sudoをノーパスワードに設定します。

# sudo visudo

以下を追記します。<username>は自分のuser名

<username> ALL=(ALL) NOPASSWD: /usr/local/bin/smd_overclock.sh

これで、再起動しても初めからオーバークロック状態で起動します。

再起動後、コンソールターミナルで、

# sudo amdmsr

これで現状の設定が表示されれば、成功です。

 

 

 

終わり

YOKOGAWA 7541 DIGITAL MULTIMETER 修理と校正


YOKOGAWA 7541 DIGITAL MULTIMETERを入手

手持ちのテスターの挙動が不安になってきたので、ベンチトップタイプのマルチテスターを物色

送料込みを考えると格安(3,000円)でデジタルマルチメーターを入手しました。

電源が入るのと、電圧及び抵抗レンジでチェックしてみましたが
動作しているようです。
精度に関してはよくわかりません。
という事でした。
 

YOKOGAWA 7541 について

メーカサイトやネット上で情報を探しましたが、校正をされているサイトに若干校正後の保証スペックが記載されている程度で、ほとんど有用な情報は見つけられませんでした。
しかし、この機種の兄弟(OEM?)と思われる機種を見つけました。
Panasonic デジタルマルチメータ VP-2662A
山脇電子工業株式会社 様のページで仕様書(カタログ)が入手できます。
温度測定と周波数Bの測定、ピークホールド機能などが省略された機種のようですが、
24999カウントフルスケールですが、10μV・μAまで計測でき、ACに関してもTrue-RMS測定できるようです。
TechEyesOnline に本器のカタログもあるようですが、プレミアム会員登録が必要なので、今回は見送りました。
 

YOKOGAWA 7541 の動作確認結果

動作確認したところ、
  1. ショート状態でも抵抗値が異常に大きい。
  2. 電圧(V)レンジで0V(ショート)時のオフセットが若干大きい
  3. 電圧表示が若干低めに出ている。(スペック的には下1-1/2桁以外はそれなりを期待だが)
  4. 電流測定ができない。(入力オープンになっている)
1.については、大電流を流して入力ターミナルを焼いてしまっていました。入力ターミナル部分が若干溶けてはいましたが、機能的には問題ないようでしたので、ターミナルのネジを外して、コンタクトのクリーニングと真っ黒になったネジを手持ちのものに交換して、0Ω時に0.05Ωまで下げることが出来ました。
2.3.については、別途校正を検討
4.これはヒューズ切れでした。おそらく1.の発生時に切れたのでしょう。ヒューズ交換して測定できるようになりました。
 

YOKOGAWA 7541 DIGITAL MULTIMETER の校正

校正については、情報を入手できませんでしたので、自身で確認した方法となりますので、誤りも多分にあろうかと思います。
回路解析までしていませんし、手持ちの実機での確認だけなので、確証のない参考程度とお考え下さい。
中身は、ADCMTの高精度タイプなどに比べると大変シンプルです。(高精度器などは、標準器となる部分が厳重にシールドされていたり、特殊な実装が施されていたりします。)
YOKOGAWA 7541 DIGITAL MULTIMETER の内部
シールドを外して、調整部を少し拡大。基板裏側にマイコン、基準電源などが実装されているようです。
YOKOGAWA 7541 DIGITAL MULTIMETER の校正
 
AC、温度関係は、適当な標準器やプローブを持っていないので、今回は見送り
おそらく、
AC True-RMS関係は、 VR6、VR7、CV2,CV3
温度関係は、VR17、VR16(?)
と思われるが、確認はしていませんので、あくまでも推測です。
 
校正で調整したところは、(記載のない電圧電流表示はDC/直流レンジ)
VR6:電圧のオフセット調整(AC)。250mVレンジで入力をショートして0Vなるように調整
RT:基準電圧調整?250mVレンジの校正。240mVを入力、表示を合わせる。
VR3:2500mVレンジで2.4Vを入力調整。
VR2:25Vレンジで24Vを入力調整。
VR4:250Vレンジで240Vを入力だが、標準器がないので122.2Vで調整。
VR5:2500Vレンジで2400Vを入力だが、標準器がないので122.2Vで調整。
   多分これで、すべてのDC電圧は校正できると思いますが、だめなら、再度RT
直流電流については、多分この電圧校正で許容範囲に収まると思います。(外れた場合の調整は不明)
VR11:250Ωレンジ。100Ωを接続して確認。
VR12:2500Ωレンジ。1KΩを接続して確認。
VR13:25kΩレンジ。10kΩを接続して確認。
VR14:250kΩレンジ。100kΩを接続して確認。
VR15:導通ブザーの設定。使いやすい設定にすれば良いと思います。私は回路チェックが主なの凡そ10Ω以下なら鳴る様にしました。
 
※抵抗測定は、測定ケーブルの抵抗値も考慮にいれて、校正レンジであらかじめショートでの抵抗値を確認REL設定(相対値を記憶して差し引きしてくれます)したあと校正する。
※標準抵抗は、レンジ内の中間値あたりの値のわかっている抵抗で代用できる。
※校正は、電源投入から30分以上経過後実施する。
※できれば環境温度は25度にする。
ADVANTEST TR6150 HP 3468A YOKOGAWA 7541 01
 

気になる残問題

意味不明な調整部分も気にはなりますが、それより、読み取り値が安定するのが数回のサンプリング後となっていて、読み取り値の確認に注意が必要な感じになっている。下2桁だけなので、実用上は問題は少ないがオフセット調整などリアルな状態を読み取りながら調整する場合などは気を付ける必要がありそうです。

本来のこの機種がそういうものなのかもしれないですが、変換が遅い2重積分方式でも数回サンプリングが必要な状況はおかしい。積分回路/サンプリング回路で使用しているコンデンサの劣化が進行しているのかもしれません。ADコンバータ周りの回路もチェックが必要かもしれない。

その他にもレンジ切替直後、読み取り値が若干ずれる場合がある。レンジ切替のリレーのコンタクトが劣化しているか、最近の使用頻度が少なく目覚めが悪い状況になっているのかもしれない。しっかり使用しながら様子見が必要と思っています。

 

岩通 シンクロスコープ IWATSU SS-5711C SYNCHROSCOPE を修理


オークションで、ジャンク IWATSU SS-5711C SYNCHROSCOPE を入手

出品者もわかっている不具合を羅列されて出品されているジャンクなので、何らかの修理が必要と思っていましたが、入手後、簡単な動作確認では特に問題がないように見えて、喜んでいましたが、やっぱり不具合がありました。

というか、とんでもない故障持ちでした。

出品者が確認されたときはまだ中途半端に故障されていたのでしょう。私の確認した不具合は、1mS/div,2mS/div,5mS/divレンジで輝線のみで全く波形が表示されない。

しょうがない、SS-5711Cを修理しよう!

回路図を眺めていると、このレンジにだけ関係する部分が判明!

IWATSU SS-5711C 故障部分の回路図抜粋

コンデンサ C32の故障か、レンジ切替のセレクタ周りの接触不良と予想しました。

IWATSU SS-5711C SYNCHROSCOPE を分解

オシロスコープなど測定器は、(原理は簡単だけど)非常に複雑で、分解は躊躇してしまいますが、古い機種はある程度のメンテナンスができることを配慮して設計されているので、見た目よりは簡単に分解できます。

ただ、基板間をケーブルが飛び交っていますし、そのケーブルの配置自体に意味がある場合があるので、分解前の状態が再現できるよう写真を撮っておくと良いと思います。(簡単に分解できるからと言って、中身の構造がある程度推定できる方以外は、測定器によっては分解してはダメな部分もあるので、とりあえず分解してみるは止めた方が良いです。)

IWATSU SS-5711C 分解中

IWATSU SS-5711C 分解中

やっと問題の部分が姿を現しました。

IWATSU SS-5711C 分解中 故障ボード

故障場所は此処だ!

IWATSU SS-5711C 分解中 故障部分

なんと!

IWATSU SS-5711C 分解中 故障部分拡大

分かりますか?コンタクト部分がなくなっています(-_-;)

故障したプローブの一部を使って修理しました。ハンダが付かないと思ったらステンレス製?でしたので、板金用フラックス(強酸性なので取り扱い注意)で作ったコンタクト端子にハンダを付けてから、セレクタ部にもすず線で取り付け土台を作って、ハンダ付けしました。

※異種金属間は接触不良などの原因になりますので、本当はステンレスは良くありません。適当なパーツが出てきたら交換したいと思います。

# 換気が十分でなく多少吸い込んでしまったようで、ちょっと調子が悪い(-_-;)—–板金用フラックスの取扱いはほんと注意が必要です。

IWATSU SS-5711C 分解して修理しました

この写真だと軸に接触しているようです。このあと少し短くして取り付け直しました。

ジャンク IWATSU SS-5711C SYNCHROSCOPE 十分実用レベルに復活

接触抵抗が若干大きいのか、微妙に計測波形がぶれているような気もしないでもないですが、趣味の範囲での利用なら、十分実用レベルに復活しました。

(波形のブレを感じたのは、確認の為に使用したシグナルの安定度の問題と走査線速度の問題で、正常に動作していました。)

分解のついでにパネルも洗浄したので、リフレッシュして若返ったSS-5711Cです。周波数カウンタが付いていて基準クロックは普通の水晶発振子のようですが、値は結構正確なようです。GPSで調整したカウンターとほぼ同じ値を示します。(有効桁数は少ないですが、実用的レベルと思います。)

復活! 岩通シンクロスコープ SS-5711C

10MHz程度の波形を見る場合も、帯域 20MhzのSS-5704で見た場合、波形がなまってしまい波形の品質までは見えませんが、流石に帯域100MHz SS-5711Cだとそれらしい波形が観測できるようになります。

10MHzの波形を見る場合、10MHzの正弦波を見たいわけではないので、その十倍の帯域のSS-5711Cを入手して正解でした。

CXO用の簡易オーブン考察


CXO-050CをOCXOにするオーブンを考えてみた

発熱体は、抵抗が簡単なので、抵抗を発熱元とする回路を考えてみました。

最近のはやりなら、PICやAVRマイコンを使用するのが一般的と思いますが、ここではディスクリート部品で如何に簡単に実現するかを考えてみました。

あと、手持ち部品で作れるものという条件で考えてみました。

いきなり、検討結果!

出来るだけシンプルにしたオーブンOven回路

右上が実際に実験で作ってみた回路(R11とR12に分けてるのは、手持ちRで作った為)

R1,R2は手持ちの関係で10Wもありますが、1W程度で十分と思います。本来は、電源電圧と抵抗値で最大消費電力を計算して決めます。

また、R1とR2は直列にしていますが、並列の方が発熱が大きくなりますので、並列の方が本来は良いかと思われます。(0.8W ⇒ 1,6W*2)

実際、直列の現状回路では、発熱量が不足で、温度維持には十分な断熱が必須となりますし温度上昇も遅いです。

但し、並列にした場合は、Q3(2SD2012)もそれなりに発熱するので、ヒータの一部としてオーブンの物理構造を考えると熱効率が少しでも良くなるかと思います。

試作回路は、保温材次第ですが、50℃~53℃程度にコントロールできているのを確認しました。

個体によるブレがあるので、同じ回路で作成してもまったく同じ温度にはなりませんが、絶対温度は重要ではなく、同じ温度を維持できることが重要なので十分実用的と思います。

左下は、設定温度をより指定しやすく、温度上昇による設定値のブレも少なくしたつもりの回路です(実際には確認してません ^-^;)

凡そ、Vbe=0.6V(温度上昇に伴い小さくなる)を考えないで済みます。

 

各値は、以下のように計算できます。(hFEは十分大きいと考えて、ベース電流の配慮は省略)

ちなみに使用したTrのそれぞれのhFEは、2SC1825:270程度、2SD2012:450程度 なので、最終段で1A流したとしても、Q2に流れるベース電流は8μA程度なので、Q1のコレクタ電流は0.1mAも流せば、無視できる程度になります。

 

Ts:設定温度

(0.01mV * Ts / R13) * (R11 + R12) =( 5V – 1.2V)

1)設定したい温度Tsを決まます。

最近の気温と部品の(寿命を考慮した)動作温度を考えると50℃~55℃が良いかと思います。

2)R13を入力インピーダンスを考えて決めます。

あまり大きすぎても動作が計算通りに動かなくなるで、大きくても1kあたりが良いかと思います。

3)上の式から、R11+R12を計算します。

4)実際に入手できる近い値の抵抗値で改めて、Tsを計算して、問題ないか確認します。

 

まぁ、こんな感じ

 

1チップのサーモICなどもあるようですが、トランジスタと抵抗だけ(温度センサーは除く)で作った簡単オーブン回路でした。

 

追記:

実験中。保温材のないこの状態でもほぼ52.3℃を±0.1℃程度でキープしています。

Simple OvenによるOCXOの実験機

回路は結局R1とR2を並列接続した以下となりました。実験機の温度センサーLM61の電源は、CXOに供給の安定化3.3Vを使用しています。

OCXO用 52℃ Simple Ovenの回路図

実はこの回路には大きな欠陥があります。それは、設定温度と5V電圧に密接な関係があるので、ある程度正確な5Vが必要となることです。

その対策としては、1段目のQ1の電源をLM61と同じ内部安定化の3.3Vを供給します。もちろんこの時はR11+R12の値は見直しが必要です。

供給する電圧によって変わりますが、3.3Vの場合はR11+R12を4kにすれば丁度良さそうです。

ん?実測では46.2℃…..?

計算はあってそうなので、値を確認しないで使用した中華製金属皮膜抵抗の値が大きかったのかもしれない。

ボケて4.7Kを使ってました。そもそも標準値で4Kなんてないですもんね(-_-;)。近いところで3.9kでしょうか

OCXO用 52℃ Simple Ovenの回路図 fix

格安 10MHz VCXO を作成 その2


改造元のCXO-050Cについて

CADツールのお試しで回路図を作成したので記載します。

格安だった? CXO-050C回路図

大変オーソドックスな回路構成となっていました。

VCXO化は、C1のコンデンサをバリギャップダイオード(今回は通常のダイオードを使用)に変更して、電圧を加える抵抗を追加して以下の様な回路となっています。

CXO-050C 改造VCXO

VCXO化 CXO-050C改の改良

現状の回路でもVCXOとして動作はしますが、少々周波数偏移が大きすぎる(実験機は±700Hz程度、加える電圧により周波数が変わる)

基準発振器として使用するには、少々扱いにくい(周波数をコントロールする電圧がシビアになる)ので、できれば±10Hz程度まで抑えたいと思います。

最終的にはオーブンに入れてほぼ同じ温度での動作させる前提なので....

 

さて、方法ですが、追加したダイオードの抵抗接続端とVC/水晶発振子の間に3~10pF程度のコンデンサを直列に入れてダイオードの接合容量の影響を小さくします。

CXO-050C改の改良 結果

温度補償型セラミックコンデンサ 3pを接続して、±30Hz程度になりました。

 

LCR-T4 をプチ改造


意外に使えるLCR-T4をプチ改造

LCR-T4をお試し程度のつもりで使い始めましたが、便利で使えるので、もっと気軽に扱えるようにプチ改造しました。

「LCR-T4」は、一般的電子回路で使用する単一機能部品(トランジスタ、ダイオード、コンデンサ、コイルetc)の基本特性や端子の極性表示などを簡単に計測できる大変便利な価格的には玩具ですが、個人レベルでの利用では十分測定器として使える便利なものです。

元々は、AVRマイコンのオープンソースの回路?を製品化したもののようで、酷似商品が多数存在します。

回路図も公開されていますしオリジナルのFWも拾えますので、自作も可能と思いますが、購入したほうが安上がりです。

HiLetgo LCR-T4 9V 128*64 LCD抵抗コンデンサー ダイオード SCR トランジスタ ESR メーター テスター [並行輸入品]

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¥1,250から
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 プチ改造の内容は、

  • ケースに入れる
  • 006P電池の他にACアダプターでも使用できるようにする。

ケースは、100均や文房具の梱包ケースなどを使うと安上がりではありますが、見栄えに劣る場合が多々あるので、今回はヤフオクで販売しているケースを購入しました。

新タイプ LCR-T4 正規品用 LCR ESR トランジスタ テスター用ケース シルバー

新タイプ LCR-T4 正規品用 LCR ESR トランジスタ テスター用ケース シルバー 中

「新タイプ LCR-T4 正規品用 LCR ESR トランジスタ テスター用ケース シルバー」という名前でヤフオクで販売されているものです。

送料別で700円でした。送料込みでも本体と合わせて2,100円程度 !!

シルバーというよりはグレーですね。ブラックもあるようです。

外観はシッカリしたつくり(ねじ穴の強度はさほどないと思われるので、頻繁な開け閉めや絞め過ぎは避けた方がよさそうです。)で、玩具が立派な測定器に変身しました(^^)/

 

3Dプリンターで製作されたものようで、一体成型物に対して、改造する場合は、注意が必要と思います。

比較的低い温度で溶解したり、特定方向に割れが発生しやすかったりします。

穴あけ加工は、小さい穴から徐々に大きくして、周辺への負担を極力軽減し、ルーター等で加工する場合もあまり温度が上がらないように連続的な摩擦は最低限とします。(すぐ溶けるので融着します。無理に外すと割れます。)

いきなり改造後、使いやすくなった?LCR-T4

LCR-T4 プチ改造電池とACアダプターで使用できます

簡単な回路なので回路図は作ってないので、回路構成の概要だけ記載します。

LCR-4TにACアダプターを接続する回路図

LCR-T4は内部で5V三端子レギュレータで安定化しているので、特に安定化して入力する必要はありませんが、使用する人がアバウトなので、使用するACアダプターがコロコロ変わることを想定して、逆接続防止にアダプターの入力はダイオードを経由して5V三端子レギュレータへ、但し、5Vでは電圧が低すぎるのでLED2個の下駄をはかせて、約9Vとしてします。(ACアダプターに接続される入力部のダイオードは、順方向電圧が高くなり電圧の高いACアダプターが必要になりますが、逆方向耐圧の高い普通のダイオードの方が安全性は高くなります….そんなに高い電圧のACアダプターは使わないでしょうからここではショトキーバリアを使用しています。)

ACアダプターからの9Vは、ショトキーダイオード経由でLCR-T4に接続。電池の入力は普通の整流ダイオード(漏れ電流が小さく順方向電圧が大きい)経由でLCR-T4に接続して、ダイオードSWによるACアダプターと電池の切り替えをするようにしました。

LCR-T4の電源オン時の電圧確認で、ACアダプターを接続しない電池だけの場合、8.00Vと表示、ACアダプター接続時は、8.55Vと表示して、ACアダプターと電池の切り替えもできているようです。念のために測定結果も比較してみましたが、差異はありませんでした。(当然^^♪)

ACアダプターは12V程度のものが必要ですが、古いトランス式のACアダプターなら、9V品とかでも小電流では12V程度ある場合があり、この場合は使用可能です。実際ここでの使用は定格9Vのトランス式のものを使用しています。(無負荷で12V程度あります)

ケースは、ACアダプター接続用の穴と側面のLED用の穴を開けましたので、ACアダプター接続時は側面のLEDが赤く光り存在感を主張します。工具を見失う私にはよいマーカーとなると思います。

副次効果で見つけやすくなったLCR-T4

改造費用は、ケース以外は手持ち部品を使用で0円なり

使いやすくなったLCR-T4 (トランジスタテスター、LCRテスター、ESRテスター)

LCR-T4 は、自作される方や古い機材を趣味で修理される方は、すでに高価な測定器をお持ちでない限り、入手されて損はない優れものだと思います。

そんなLCR-T4を電池の消耗を気にしないで、工具箱にもほり込める(本気でラフに扱うにはLCD保護の工夫が必要と思いますが)ようになり、さらに使いやすくなりました。

DIY自作派には必須の測定器 LCR-4Tがさらに便利になりました

内蔵の電池をアルカリ電池ではなく、電圧が少し低く(ACアダプターとの切り替えがより確実になる)容量の大きいリチウムイオン電池にして、極力ACアダプターで使用するようにしたら、10年以上電池交換不要になるかも....(そもそもLCR-T4自体の寿命がそんなにないでしょうけど)

ニッケル水素2次電池にして、充電できるようにする手もあると思いますが、デスクワークでほぼACアダプター使用なら、今回の改造で十分に思います。

 

おまけ

趣味でいろいろ工作する方は、以下のパーツセットを用意しておくと結構いろいろと出来ます。

おそらくすべて中国製でしょうけど、今のところ不良はなく、パーツの精度もそれなりで十分便利に使えます。但し、トランジスタなどは高周波用のものは少ないので、どちらかというと低周波領域での工作に向きます。

OSOYOO(オソヨー) 電子工作基本部品セット LED 5色 合計100PCS 金属皮膜抵抗器 30種類 合計600本 電解コンデンサ 12種類 合計120本 セラミックコンデンサー 30種類 合計300本 ダイオード 8種類 合計100本 トランジスタ 17種類 合計170本 (電子部品セット6種類)

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格安 10MHz VCXO を作成


以前格安で入手できたこちら

CXO-050C 9.9532MHz KSS JAPAN

を改造して、10MHz VCXOを作成しました。

まずは開腹して、水晶を取り替えます。

CXO-050C 9.9532MHz KSS JAPAN の 水晶を取り外す

10MHzの水晶発振子を取り付けて、左下のコンデンサの代わりに逆極性にダイオード(本来は可変容量ダイオードを使用ですが、手持ちダイオードで5pF前後のものを選別使用)を接続して、バリコンに近い側に100kΩ抵抗経由で左下NC PIN端子に接続して、外部から電圧をかけられるようにします。

CXO-050C 9.9532MHz KSS JAPAN 改10MHz VCXOCXO-050C 9.9532MHz KSS JAPAN 改10MHz VCXO

後は元の通りに金属カバーをハンダ付けして、完成。(抵抗の足がショートしないように絶縁テープを貼るとか注意が必要)

これをオーブンに入れたらVOCXOとなるはず。

VOCXOの実験機

CXO-050C 9.9532MHz KSS JAPAN 改10MHz VCXO VOCXO化実験機

いくつか問題もあり、改良も必要ですが、手持ちの測定器やOCXOとの比較の範囲では、どちらの揺れかわからないくらいの安定性で実用性はありそうです。

実験機は電源引き回しが適当で、温度制御がハードPWM制御で約53℃に安定までに時間が必要なので、ヒータ回路の電源分離、温度制御のマイコン化など改良をして実用実験機に進化させる予定。

実用化した際には、常時通電になるので、無駄な電力消費も抑える改良も必要かも…..