Tektronix　２７８２(Ｒｅｐａｉｒ　Ver2)

Tektronix　２７８２　スペクトラムアナライザ　　１００Hz〜３３GHｚ
の修理その２

２０１８年３月
突然Ｔｅｋ２７８２の画面にスイープが出なくなった。
回りの枠は表示されてスイープ波形だけ出ない。


さて困った。

休みの日、朝電源を入れると、ＳＡＭＰＬＥの設定で波形が出た。ＭＡＸ、ＭＩＮ、ＭＩＮＭＡＸでは出ない。
どうやらＶＩＤＥＯボードが壊れたみたい。
ＳＡＭＰＬＥだけ動作するなら、それで使うかなぁ・・・。と思っていたら、ＳＡＭＰＬＥでも出なくなった。おや〜。。。

ＶＩＤＥＯボードを調査開始したが・・・

２０１８年４月なってしまった。
あちらこちらのＩＣの足の接続を調べている。
どうやら、垂直のＹ軸はＡＤコンバータで波形をディジタル化しているが、水平のＸ軸はディジタル化するのにＡＤコンバータではなくＤＡコンバータを使っている。
カウンタ回路が有り、カウント値をＤＡコンバータにいれて、そのアナログ出力をスイープのＸ軸方向の電圧入力と比較して、カウンタのアップ、ダウンを切り替えている。
アップとダウンにヒステリシスを付けることで、アナログのノイズ除去しているのかなぁ。カウンタの値がＡＤコンバート結果となって、Ｙ軸データを格納するＲＡＭアドレスになるとマニュアルに書いてあった。ＲＡＭアドレスがノイズで増減しては困るだろうから、ノイズ除去して一方向に進める（カウントアップ）ためかな。
ＳＡＭＰＬＥが動作するので挙動をロジックアナライザで観測しながら、スイープ速度を切り替えてみた。するとスイープを早くすると、波形が途中からしか出ない現象が発生した。ロジックアナライザでカウンターのカウントをみると、スイープ開始でカウンタの値をカウントダウンしている。その後、入力のスイープ電圧と一致したところで、カウントアップが始まる。そこからＹ軸データの格納が始まるので、頭が切れて途中から波形がでてくることが分かった。では、スイープを遅くするとどうなるのか、やっぱり同様にカウントダウンしているが、スイープが遅いので、頭切れがほとんど分からないだけであった。
カウンタ回路を調べると、クリアというかデータロードで０（全てのビットがＬレベル）をロードするようになっている。だが、ロード動作はしていない、これがおかしいのではないだろうか？
取り敢えず、応急的にカウントＭＡＸ信号とスイープのスタート信号でロード信号を作り、カウンタＩＣのロードＰＩＮを浮かせて、ワイヤーで配線してみた。
が、ＳＡＭＰＬＥ動作の頭切れは無くなったが、ＭＡＸ、ＭＩＮ、ＭＩＮＭＡＸは依然として動かない。まだどこかロジックにおかしな部分があると思える。

ある日、ＳＡＭＰＬＥでも動作しなくなった。４月になり暖かくなってきたせか？
では、と基板を冷蔵庫で冷やしてみた。するとＳＡＭＰＬＥの波形が出た。やっぱり。じきに動作しなくなったので、温度が関係しているのは間違いない。と言っても手立てはないが・・・（ヤレヤレ）。

いろいろ接続を調べて回路図がそこそこ出来て来た。ある怪しい部分にロジックアナライザを繋いで見てみると、なんだか動作がおかしい。トライステート出力を７４ＨＣＴ１７５でラッチするところだが、クロックのタイミングではトライステート出力は確定して出てるのだが、それまではフローティング状態になっている。そのせいか内部のラッチがラッチアップしているようで、入力に無関係に出力がでたままで変化しない。試しにプルダウン抵抗を付けるとＳＡＭＰＬＥが動作するようになった。なんじゃこれは。じゃあいままでどうして動作していたのだろうか？？。ＩＣを新品に交換してみようと、いつもの（ツ）さんに手配した。１Ｗほど待たねば。


２０１８年５月
連休は手が出ず。連休あけて作業再開である。
上に掲載した写真にあるように、ＰＬＣＣの四角いＩＣがるが、大きいのがＦＰＧＡもどきで小さいのがＰＬＤである。大きい方は外部のＥＥＰＲＯＭからデータをロードするタイプで小さいのは固定ロジックだが中身は４つとも違う。ただこれは入力ピンと出力ピンがはっきり分かれているので、出力の信号の行き先で何の信号かは想像できる。この中の一つＰＬＤの出力から、カウンタのロードに繋がっているので、このＰＬＤの入力からカウンタロード信号を作り出せばよいはずである。

ＰＬＤの入力信号にロジックアナライザをつないでいろんなタイミングの動作波形を多数取得した。
さて、これらの信号の組み合わせでロード信号を作るのだが、ちょうど良さそうな信号あることが分かった。



ところがどっこい、一難去らずにまた一難である。
電源がまったく起動しなくなった。（ヤレヤレ）

ＶＩＤＥＯボードの修理は中断である。
早速電源をばらした。白い線は前回この基板がレヤーショートしたときにジャンパしたものである。


一次側の１２５Ｖの電圧が出ていない。こんどこそＦＥＴが飛んだと思って、前回買ったＦＥＴと交換してみたが、だめであった。外したＦＥＴもチェッカーで正常だった。
こんどは電源回路の解析である。

またも回路図を起こして解析したがなかなか原因が分からない。修理をあきらめて個別に電源を寄せ集めて作ろうかとも思ったが、もうひと頑張りしようとオシロで波形を採って見た。
うーーん。よくわからん。

回路電圧を調べてどうやらチョークコイルがおかしいのではと考えて外してみた。
インダクタンスを測るとほとんど０である。こ・壊れている。レヤーショートしているようだ。何故？？
ちなみに下に敷いてある英語の紙はスイッチング電源ＩＣのデータシートだ。


このＩＣでＦＥＴを駆動してＤＣ１２５Ｖを作り出している。
１００Ｖ電源→倍電圧整流ＤＣ２８０Ｖ→スイッチング電源→ＤＣ１２５Ｖである。
大ざっぱにはこんな回路である。



同じものは手に入るはずもなく、巻き直すしかないと覚悟を決めた。


早速分解しようとしたが、コアがボビンから外れない。ニスで固めてある。無理に剥がそうとしたらコアが割れてしまった。（あちゃ〜）

悩んでもしょうがない。気を取り直して線を巻き替えた。コアは接着剤（アロンアルファ）で貼り付けた。
そもそも磁気飽和を防ぐため隙間をあけておくくらいだから接着剤で貼っても隙間の誤差範囲だろう、等と我田引水的な発想だ。

さて、出来たコイルを元通り組み込んで、電源投入・・・・・なおっ・・・・・・てない。おや〜・・・

さらに悩む・・・。

２０１８年６月になってしまった。
なんとなくトランスもおかしいのではと思い始めた。
取り敢えずトランスを外して１次コイルのインダクタンスを測った。外さなくても測れるのだが、巻き直す気むんむんだ。
インダクタンスは２ｍＨでプッシュプルの２回路ともそろっている。が・・・・・これがいいのかどうか分からない。
１次コイルに高周波１００ｋＨｚを入れて２次の出力を見たが、そもそもトランスの仕様が分からないので判断できない。



このままでは、何も進まないので、意を決して巻き直すことに決定。
分解を始めたが、やっぱりコアが割れてしまった。ヤレヤレ

こんな感じで割れたが、巻きやすくて良いかも・・・。
見えてる巻き線は１次のフィードバック用だ。


これが１次巻き線



１次を巻き直したところ。層間絶縁にポリエステルテープを急遽モノタロウから取り寄せた。


２次コイルは元巻いてあった線を再使用した。

１次コイルのインダクタンスを測ったら４ｍＨであった。やっぱりいかれてたのかな・・・。

さて組み上げて通電、こんどこそ直ったにちが・・・・・、直って無い！　がくっ！

ええ〜、そ・そんな〜

またもや悩む・・・・

ネットでスイッチング電源回路について勉強した。便利な時代になったものだ。
さて、我がスペアナの電源だが、プッシュプル回路になっている。フライバック方式ではないようだ。ネットにはプッシュプル回路は少ない。
回路をながめていて何気にスナバ回路のダイオードが飛んでいるのかと思い、外してチェックしたが問題ない。
回路をテスタで導通をはかると、な・なんとＧＮＤとの間の抵抗値が２オーム程しかない。おや〜、スナバ回路だからＧＮＤに２オームで接続なんて絶対にありえない。
以前の故障と同じようにパターンがレヤーショートしているぞ。
回路図で書くとこんな感じだ。ちょっと見にくくなったが赤で書いた抵抗が接続されたような感じだ。
ＤＣ１２５Ｖをこの抵抗（レヤーショート）で短絡しているようなものだ。だからコイルが焼けたのかー。納得。



パターンをカットしてスナバ回路をワイヤーで配線したところ、
復活！！
めでたしめでたし。
さあ、電源が直ったので、引き続きスイープが出ない不具合対策へリターンだ。

ＶＩＤＥＯボードへ復帰して、さてどうしたものか、考えたが。
取り敢えず（ツ）さんから取り寄せた７４ＨＣＴ１７５を交換してみたが、直らない。ＳＡＭＰＬＥも出なくなった。なので再びプルダウン抵抗を付けた（なんだかなぁ）。
やっぱり、カウンタＩＣのロード信号のタイミングしかないな。そもそもロード信号はＰＬＤから出力されるはずが出てこないので、無理やり作ってみたのだが、このＰＬＤの入力信号から作っているはずである。このＰＬＤはＰＬＳ１７３で、入力ピンと出力ピンが固定である。なので入力信号がどれかは分るので、信号を全てロジックアナライザで波形を採った。
そこからロード信号になりそうな信号を拾い出し、ＡＮＤかＯＲすれば作れるはずである。
採った信号からそれらしい信号をＡＮＤすれば良いのではと思いつき、すでに追加で作っていた回路を修正した。
こんな感じである。


フラット型の７４ＬＳ００を付けている。

さて、どうだ・・・・。
なおっ・・・・・・・・た。万歳！！



さて、なおったぞ〜とばかりに、いろいろな波形をテストしていると・・・・・・。
おや〜（こればっか）
スイープが止まるぞぉ
広域をスイープするとハーモニック次数の切り替わるようなスイープとなるが、このときスイープが止まってしまう。
それもタイミングによるようで、しばらく動作する場合もあるが、直ぐに止まる場合もある。
はて、ロード信号のタイミングが悪いのかなぁ。改造したのはそこだから。でも記憶のかなたにその現象を見たような・・・・・。

いずれにせよ、一難去ってまた一難だ！

ＶＩＤＥＯボードのクリアのタイミングがまずかったのかなぁ。ＰＬＤの他の入力信号とＡＮＤを取ってみたが全てうまくいかない。かえって動作しなくなる。
ＳＷＥＥＰ時間を手動で長くすると発生しなくなる。う〜〜ん分からん。
ＤＡコンバータを使ったＡＤ変換のカウンタが停止するのかぁ？ってことで調べたが、カウンタが停止するわけでもない。ということはアナログのスイープ電圧（ＲＡＭＰ出力）も停止している訳でもなさそうだ。
画面をふとみると、ディジタルストレージが途中で止まったような感じだ。スイープのカウンタは止まっていないのを確認したので、その取り込みが止まったようだ。
ディジタルストレージ基板をみるとＣＰＵが８０１８６だ。懐かしい。しかもジャンパが多数。もしかして、途中で止まる対策をやったのかと勘ぐってしまう。
さらによく観察すると、止まる位置で一瞬息継ぎするような動作をしている。何かの割り込み処理でもしているのだろうか。しばらくは動作するが、割り込みタイミングで割り込み処理から戻ったら、カウンタが行き過ぎていて、そのまま止まってしまうのではないだろうか。

では、と言うことで、スイープを伸ばすために、ＲＡＭＰ生成のコンデンサに追加でコンデンサをパラにしてみた。すると息継ぎの場所が移動して、止まる位置も変わった。
ＳＷＥＥＰ時間を手動で長くすると現象が発生しなくなるとこから、もっと長くしてみよう。
現状付いているコンデンサはフィルムタイプで０．０８２μＦとなっている。念のため外して容量を確認するとピッタリ（誤差範囲で）合っている。容量抜けではなさそうだ。容量抜けならコンデンサ交換と思ったが、そうでないなら追加するしかない。そこで０．１μＦをパラにしてみた。
するとＳＷＥＥＰのほとんど終わりの部分で息継ぎをして、そこで止まる。それではと、さらに０．０３３μＦを追加たところ息継ぎがなくなった。これはいけるかもしれない。
しばらく動作させたが止まらない。色んなパターンを試したが、止まらなくなった。
これでよい？確かにＳＷＥＥＰ時間は２．６倍にのびたが、それはこのコンデンサを使うところだけである。ＳＷＥＥＰ時間で２０ｍｓ〜１ｓが２．６倍になった。でも画面をみて２０ｍｓが２．６倍になったどうか分からない。
これで良しとしよう。

コンデンサ追加の写真


黄色い大きいコンデンサはフィルムコンデンサの５０μＦだ。１ｓ以上の時間はこちらを使っているようだ。


以上で一件落着。


追記
でも、よく考えたら変だ。スイープを遅くしたのだから、割り込みなら回数が増えるはずである。割り込む位置はスタート側へズレなければならい・・・。はて？
１回目のコンデンサ追加で確かに後ろへズレたのだが。割り込みでないとすると何だろう？？
うまく動作しているから、まぁいいっか！（出た、いい加減が・・・）

つづく　つづかない（で欲しい）

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