reparatie Tektronixscoop type 2465BDM (Toestel of techniek)

door loek , Exloo (Drenthe), 03-07-2016, 11:27 (3076 dagen geleden)
Gewijzigd door loek, 03-07-2016, 11:34

Hallo Forumlezers.

Een tijd geleden heb ik op de VERON beurs in Rosmalen een Tektronix scoop type 2465BDM gekocht.

Het is wel een analoge scoop maar de aansturing gaat volledig met een microprocessor. Ook zitten er veel automatische functies in zoals frequentie/perioden/puls-pauze verhouding metingen. Ook effectieve of gemiddelde waarde meting. Kortom veel extra functies die mogelijk zijn door gebruik te maken van een microprocessor.
Een andere mogelijkheid is het gebruik van een woord herkenning- probe. Deze probe heeft 8 ingangen . Je kan dan op een bepaald e combinatie van 8 bits de scoop laten triggeren.

Bij dit type is ook een volledige universeelmeter ingebouwd met zeer hoge specificaties.
De scoop is gecontroleerd met nog al wat standaard apparatuur en ik heb geen ernstige afwijkingen kunnen vinden. Je zou dus zeggen eind goed al goed.

Maar na het lezen van verschillende internet sites (sommige hebben het al 5 jaar alleen over deze scoop) waren er toch wel wat punten van aandacht.

De eerste was een aantal smd elco’s op het zogenaamde control board die zouden kunnen gaan lekken.
De tweede was het gebruik van RIFA condensatoren in de voeding. En zoals bekend ploffen deze condensatoren vroeg of laat uit elkaar.

De derde was het geheugen IC van deze scoop. In deze scoop zit een zogenaamde SRAM van 8K bytes. Afhankelijk van het serie nummer zijn er verschillende uitvoeringsmogelijkheden .
Er zijn type waarbij de SRAM gevoed wordt met een externe Lithium batterij.
Er zijn type geheugen ic’s die geen batterij nodig hebben.
En er zijn type die een geheugen IC hebben waarbij de batterij is ingebouwd meestal van het merk DALLAS.
Bij de type met een externe batterij zijn er geen problemen de batterij kan je makkelijk vervangen en voor de tijd dat de batterij uit de houder is, staat er nog een geladen elco over het IC.

Het grootste probleem is de uitvoering van de SRAM met ingebouwde batterij.
Dit IC is van het merk DALLAS type DS1225Y.

De batterij wordt gegarandeerd voor 10 Jaar. In mijn scoop is dit ic al 25 jaar oud.
Waarom is het zo belangrijk dat het geheugen IC zijn informatie vast houd?
In de scoop wordt op 3 manieren gebruik gemaakt van dit geheugen:

Een deel wordt gebruikt als werk geheugen dus voor berekeningen etc.
Een deel wordt gebruikt om alle instellingen (ook de variabelen instellingen zoals horizontaal en verticaal) te bewaren. Bij uitschakelen en weer inschakelen komen alle instellingen weer terug.

Het laatste deel bevat alle calibratie gegevens van deze scoop. Er zitten dus weinig afstel organen in de scoop zoals instelpotmeters. Bij het afregelen/ijken komt een menu op het scherm en dit vraagt dan om bijvoorbeeld een nauwkeurige frequentie aan te bieden. Daarna moet je dan op een paar toetsen drukken tot dat iets op een lijn valt op het scherm en dat wordt dan opgeslagen als ijkwaarde.
Ben je dus dat deel van het geheugen kwijt dan zal je met veel speciale apparatuur en zeer veel werk de scoop opnieuw moeten ijken. De overige geheugen delen zouden dus niet zo belangrijk zijn bij verlies. Maar over dat laatste was ondanks de vele blogs op internet ook nog wat onduidelijkheid. Er zou van de geheugen inhoud een totale checksum worden bijgehouden en als deze niet zou kloppen dan kwam er een error melding. De scoop zou dan steeds bij opstarten automatisch in een service menu komen.

Nu dit allemaal bekend is wat te doen ?
Een goedwerkende scoop toch maar open maken en kijken hoe die er uit ziet?

Eerst dacht ik laat maar hij werkt toch maar na het lezen van veel ellende die andere hebben meegemaakt toch maar besloten om te beginnen met de controle. Je moet de scoop hiervoor open maken. Er staat wel een serie nummer aan de buiten kant. In mijn geval is dit een nummer dat ook aangeeft dat deze scoop in Hoogeveen gemaakt is. Terwijl alle documentatie over de serie nummers en wat daar dan de wijzigingen in zijn altijd de Amerikaanse nummers opgeven. Er is geen lijst voor de in Nederland gemaakte scoops.
Als eerste gekeken naar de voeding en (gelukkig) daar waren de RIFA’S al in vervangen.
Het tweede probleem was bij mijn scoop ook aanwezig. Er zaten inderdaad totaal 4 SMD elco’s op de print en deze hadden allemaal gelekt. En daardoor waren de componenten in de omgeving aangetast en zelfs een stuk printspoor was verdwenen.

Dit zijn allemaal voeding ontkoppel condensatoren dus je merkt dat niet direct in de werking van de scoop.

Op internet zag ik wel dat sommige alle aangetaste componenten hadden verwijderd. Maar dat heb ik niet gedaan. Daar waar dit kon is alle troep er af gehaald en is gekeken of het SMD onderdeel beschadigd was. Daarna heb ik voor zover je kon meten de onderdelen gecontroleerd op waarde.
Ook de print is met thinner schoon gemaakt en daarna veel gepoetst met wattenstaafjes.
Uiteindelijk was één SMD condensator niet te redden en er was ook een stukje printspoor weg. Dit is hersteld door nogal “dik” te solderen zie foto. De SMD elco’s zijn vervangen door SMD tantaal condensatoren.

Nu het laatste probleem het geheugen. En inderdaad bij mijn scoop zat dus het DALLAS ic met de ingebouwde batterij. Dit geheugen ic zit ook nog gesoldeerd met 28 pennen (dus niet in een voet).

Voor het uitsolderen had je in ieder geval een goede desoldeerbout nodig. Zeker als je rekening houd met dat je bezig bent aan een geheugen ic dat op zijn laatste beentjes loopt.

Ik had geen goede desoldeerbout maar uiteindelijk heb ik er nu zelf één samengesteld zie eerder verslag op dit forum.

Nu de aanpak en voorbereiding om het SRAM geheugen IC te vervangen .

De eerste mogelijkheid is dus vervangen door een nieuw DALLAS IC type DS1225Y . Maar op internet zag ik veel verhalen over de productie datum. Hoe oud is het IC als je hem nieuw koopt. Want ook als je hem niet gebruikt dus zo uit de winkel dan is de batterij al aan het ontladen. Ook was er twijfel of je wel een goed exemplaar kreeg. Kortom er waren bij een aantal “slachtoffers” veel problemen van niet werkende nieuwe ic’s.

Er was een goed alternatief en dit was het FRAM ic type FM1608. Dit IC had dezelfde penaansluitingen. Ook dezelfde interne data structuur en ook de timing diagrammen zoals CE WE kwamen aardig overeen. Een FRAM heeft geen batterij nodig voor het bewaren van de informatie.
Er was echter één verschil en dat was bij het schrijven van data naar het IC.
Bij het originele IC kon je de Chip Enable (CE) constant laag houden en dan door het aangeboden adres te veranderen werd de data die er dan stond geschreven in het ic. Dit bevorderd het sneller kunnen schrijven.

Bij de vervanger, de FM1608 dus, moest voor iedere schrijfactie de CE eerst weer hoog worden en daarna weer laag.

Op internet had ik gelezen dat door verschillende personen was waargenomen dat Tektronix niet gebruik maakte van de snelle schrijf methode. Dus ondanks het verschil tussen beide IC in afhandeling was de FRAM de uitstekende vervanger.

Om de data uit de oude SRAM te kunnen lezen en te schrijven naar de nieuwe FRAM is een programmer nodig. Ook daar is heel veel van te lezen op internet. Er zijn programmers te koop die de SRAM ondersteunen en er zijn er ook die de FRAM ondersteunen. Soms is er een oud type programmer te koop, die dan vaak werkt op maximaal Windows XP,die beide type aan zou kunnen. Maar men vraagt dan prijzen van 200 Euro of meer. Ook lees ik veel teleurstellingen sommige is het wel gelukt de oude SRAM te lezen en bij sommige is de SRAM niet uit te lezen en daarna ook definitief niet meer benaderbaar. Er waren ook moderne via USB bus uitgevoerde programmers maar ook daar van las ik onduidelijke resultaten.
Vooral de Eprom programmers die duizenden type aankunnen hebben op de ingangen voorzieningen dat een aansluitpen kan lezen of schrijven of signalen afgeven voor bijvoorbeeld CE en WE.
Deze voorzieningen kunnen de nogal kwetsbare oude SRAM nadelig beïnvloeden (belasten).

Uiteindelijk heb ik besloten om zelf een programmer te maken die specifiek voor de SRAM DALLAS type DS1225DY en de FRAM type FM1608 geschikt was.

Er is gebruik gemaakt van een Arduino Mega processor en het programma is in Basic (Bascom van MCS) gemaakt.

De programmer is uitgevoerd met twee Textool voeten. In één kan uitsluitend gelezen worden dus daar komt de oude DALLAS ic in. In de tweede Textool voet komt de kopie dus de FRAM type FM1608. In deze voet kan gelezen en geschreven worden. De adres lijnen 13 stuks staan parallel op beide voeten. De 8 data lijnen gaan per voet naar de processor. Ook de besturings lijnen CE/WE/OE gaan per voet naar de Arduino. De gemiddelde snelheid voor schrijven/lezen is volgens de fabriekspecificatie is ongeveer 250ns. Deze snelheid is dus makkelijk te halen met de AVR processor die op de Aduino print zit. Ook is nog een rotary encoder aangesloten waarmee alle functies kunnen worden opgeroepen. Daarvoor zijn ook 2 poorten nodig. De as van de rotary encoder is een drukknop en dat is dus ook een poort. Totaal zijn er dus inclusief het display aansturing 44 poorten in gebruik. Ik heb een hekel aan het maken van printen en doe alles met gewone bedrading je hebt snel resultaat en bij fouten kan je die makkelijk herstellen.

In China waren 4 gebruikte FRAM ic besteld om te kunnen experimenteren.
In de programmer moeten alle mogelijkheden aanwezig zijn voor het geval dat er iets mis zou gaan met de uilezing van het origineel.

Er was een mogelijkheid om met de (nog) werkende scoop via een service menu alle
ijk data op te roepen. Deze 512 bytes ijkdata zijn met de hand eerst opgeschreven in een Excel sheet. Daarna is deze data opnieuw gelezen door mijn vrouw. Hierbij zijn 3 fouten gevonden.
Deze Excel sheet is via Excel geconverteerd naar een BIN-file. Zo had ik in ieder geval de meest belangrijke data van deze scoop beschikbaar. Ook was bekend op welk adres (in dit geval 1E00) de start in het geheugen ic. Dus als het lezen van het origineel fout zou gaan dan kon altijd deze data op een andere ? manier nog in de FRAM geschreven worden.

Ook als alles goed zou gaan dan was het prettig als de gehele 8 K byte inhoud in een file bewaard kon worden. Uiteindelijk is dit gelukt door eerst de 1e helft via de Eprom die in de Arduino Mega zit te bewaren en daarna op te slaan als een BIN-file en dit zelfde ook te doen voor het tweede deel van het origineel.

Uiteindelijk heeft de programmer veel mogelijkheden gekregen welke ook eerst allemaal uitgetest zijn op de 4 gebruikte FRAM’s.

Met een rotary encoder kan een menu regel gekozen worden deze regel veranderd dan van kleur. Daarna druk je op de as van de rotaty encoder en wordt de opdracht uitgevoerd. Er zit nog een schakelaar links onder hiermee breng je de programmer weer naar het hoofd menu.

In het menu kan ook gekozen worden voor een FRAM test je kan dan maximaal 9999 testen uit voeren waarbij de originele data bewaard wordt, er wordt dan een random getal geschreven op alle 8K adressen. Deze random data wordt weer gecontroleerd en daarna wordt de originele data terug geschreven en gecontroleerd. Zo kan je in ieder geval de nieuwe FRAMS controleren op degelijkheid.

Nu dit alles werkte was het moment aangebroken om de oude SRAM met de desoldeerbout er uit te halen. Tot mijn verbazing ging dit eigenlijk zeer gemakkelijk. Nu kwam het spannende moment . Met de programmer is via het de menu keuze een kopie gemaakt van het origineel. Hierna is nog een kopie gemaakt en deze twee kopieën zijn weer via de programmer met elkaar vergeleken. Er waren geen verschillen dus dat zag er al veel belovend uit.

In de menu keuze van de programmer staat ook een keuze voor vergelijken met de hand via adres stap voor stap . Je kan dan via het drukken op de draai as van de rotary encoder eerst kiezen welke stap grote je wil maken. De stap grote wordt in het display aangegeven met een underscore onder het adres. De data van het origineel en kopie verschijnt dan in HEX en Decimaal.

Omdat de data van adres 1E00 tot 1FFE op papier bekend was kan gecontroleerd worden of deze data ook werkelijk in de kopie stond. En ook dat klopte kortom ik had een kopie in FRAM die volledig overeen komt met het origineel.

De laatste stap was nu deze kopie in de nieuw gesoldeerde voet zetten in de scoop. Als er maar iets fout zou gaan dan komt er een error/checksum melding. Ook dit was veelvuldig te lezen bij reparateurs op internet. In mijn geval ging alles goed er kwamen geen foutmeldingen en de scoop werkt normaal/goed.

Ook de ijkdata die via het service menu kan worden opgeroepen is gelijk aan de data die eerder met de originele SRAM is opgeschreven.

Kortom dit probleem is opgelost.

De FRAM type FM1608 heeft bij 24 uur continu gebruik een levens duur van ongeveer 10 jaar. Van de test FRAM die ik nu gebruik , dit zijn dus gebruikte, weet ik niet uren die ze gebruikt zijn. Er is een nieuw type de FM 16W 08 en deze heeft een langere levensduur (20 jaar). Deze is besteld helaas is de uitvoering wel in SMD en er moet dus een verloop print gebruikt worden van SMD naar 28 pin DIL.

Voorlopig werkt de scoop goed op de gebruikte FRAM en er zijn ook nog 2 extra kopieën. Er werden ook nog veel opmerkingen gemaakt over een ic dat nog al warm werd. Dit was een zeer speciaal ic en daardoor moeilijk aan te komen. Het werd aangeraden om een extra koelplaat op dit ic te monteren. Maar ook daar waren weer veel discussie over immers de scoop had het al 25 jaar uitgehouden met dit ic. Toch maar voor de zekerheid een oude koelplaat aangepast en gemonteerd.

***************** foto koel

Hier nog een totaal overzicht van de binnenzijde .

Voor mij was dit een leuke/leerzame maar ook spannende klus . Ik ben er in totaal zeker 10 weken mee bezig geweest (elke dag wel een paar uur).

Ik hoop dat jullie het een nuttig interessant verhaal gevonden hebben.

Met vriendelijke groet,

Loek