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投稿者 スレッド
webadm
投稿日時: 2008-3-29 19:46
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
入力アンプが発振している
サービスマニュアルに従って入力アンプをチェックしていったところ、しょっぱな入力アンプが発振しているか否かをチェックした時点で、見事にテストピンTP303をオシロで綺麗な200kHzぐらいの正弦波が確認された(´Д`;)

発振しているのは事実。これではまともに増幅しないはず。

原因としては帰還コンデンサC303か補償用コンデンサC304の不良が疑われる。

並列に同じ容量のコンデンサをつないで発振がおさまるかどうかチェックしろとあるので、容量を確認して手持ちのものがあればつないでやってみよう。

それでだめならオペアンプU308を交換とある。ただ周辺素子が壊れているとそれで収まらないらしい。
webadm
投稿日時: 2008-3-29 20:18
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
帰還コンデンサが怪しい
帰還コンデンサはオペアンプの出力と入力とにつながっている。

出力につながっている端子をオシロで観測すると発振波形が見える。

逆の入力側の端子を見るとまったく平坦。510pFと低容量だけども多少は出力が入力にフィードバックしてくれないと困るわけだが。

まったくフィードバックしていない。試しに手持ちの22pFのコンデンサをオシロの先端につないで出力に振れてみるとしっかり波形が見える。そうでなければこまる。

ということはこのC303の510pFのマイカコンデンサが断線という疑いが濃厚。

しかたが無いので少し大きな容量のものをC303と並列につないでみたら、発振がぴったり収まった。

とりあえずこれは交換が必要だ。買ってこよう。
webadm
投稿日時: 2008-3-30 1:37
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
コンデンサは無罪
ただでさえ希少なDIPマイカで510pFなどというのを扱っている店は限られていた。

ラジオデパートの2Fで目当てのものを購入。

さっそく付け替えてみたが、現象は変わらず。パラレルにつないでも振幅が減るだけで発振自体は起きているのでだめかなと観念。

いろいろ調べるとオーバーロードが表示される時も実は超低周波で発振していた。2Hzぐらいの矩形波が入力アンプの出力に出ている。振幅が15Vぐらいなので出力が飽和している。

レンジを切り替えた時点でオーバーロード表示になるときはきまって低周波で発振している。

オーバーロード表示がされないレンジでもわずかな入力ですぐに飽和出力まで振れてしまう。

やはりオペアンプ交換が必要だろうか。

LM201ALというのが使われているが、補償回路外付けタイプのものだ。

マルツパーツ館で探したが店の棚には無かった。通販だけで販売しているのだろうか。

しかしまてよ、スイッチ回路を入力アンプから切り離した状態でスイッチ回路の出力をオシロで見てみると既にその時点で低周波で発振している。auto zeroをoffにするとその発振は収まるのでこれは入力アンプとは無関係くさい。

その状態で入力アンプのゲインをx100にするとやはりオペアンプの出力が高周波で発振する。オペアンプの入力ピンには発振がみられないのでこのオペアンプ単体の問題くさい。

測定値がオーバーぎみなのもこのオペアンプのゲインが意図し通りに制御できていないなら説明がつく。

なにせA/Dコンバーターの入力アンプなのでA/Dコンバーターが正常でもここがダメだと測定にならない。

LM201AHが若松通商にあるのであとで注文しよう。
webadm
投稿日時: 2008-3-30 21:31
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
GATE BIAS AMP#2の挙動不審
どうもレンジ切り替えによって表示される値が変わるのが解せないので調べてみた。

レンジが切り替わるとA/Dコンバーターの前段の入力アンプの増幅率が変わる仕組みになっている。

入力アンプは2つのオペアンプとその出力を入力にフィードバックする抵抗ネットワーク回路からなる。

初段のオペアンプの増幅率は固定だが、終段のオペアンプは510pFの積分コンデンサと抵抗ネットワークの分圧比率によって電圧帰還率を変えることで全体の増幅率をx1,x2,x100の中からいずれか選択する仕組み。

増幅率がフロントパネル側の操作でマイコンが認識している倍率と一致するように制御されないと結果的に表示される値がレンジによっては違って来てしまう。

誤った増幅率が設定される要因としては、抵抗ネットワークのスイッチングを行うFETのゲートバイアス電圧が適切に制御されていないために設定とは異なった分圧比の抵抗ネットワーク接続となって増幅率が意図したものと違ってしまう可能性が考えられる。

これを左右するのが、以下に示す入力電圧からゲートバイアス電圧を生成するGATE BIAS AMP #2である。



見ての通り、オペアンプの出力電圧と回路の入力電圧の差が0となるようにオペアンプの出力が制御される。とどのつまりx1の増幅率の非反転アンプである。

ところがサービスマニュアルの通りにチェックしていくと、このGATE BIAS AMP#2のところで異常が発覚。

入力が0なのにオペアンプの出力が0にならない。数mVの差は許されるが1V以上にもなると意図した動作とは言えない。

疑われるのはオペアンプ(U305),デュアルトランジスタ(Q305)、ダイオード(CR305)の3つなのでそれらを交換しろとある。

それらのスペアパーツは現在持ち合わせていないので、どれが最も疑わしいか切り分ける必要がある。ダイオードはテスターのダイオードチェック機能で見ても正常である。オペアンプは2つの入力電圧に差があるので当然ながら出力もそれに見合った電圧が出て来ている。

問題はデュアルトランジスタで、オペアンプ側の出力でゲートが制御されている片側はどうやらゲート電圧に応じて電流が変化しているようでドレイン電圧が変化する。しかしもう片方はゲート電圧が変化してもドレイン電圧がまったく変化しない。+18Vに近いところで固まっている。ショートしているくさい。実際に抵抗値を測ってみたらソースとドレイン間が数百Ωしかない。もう片方が数十KΩなのとは大違い。内部で短絡しているのは明らか。

こまったことに交換パーツリストにはHPのパーツ番号しか載っていない、J-FET Dual N-Chan D-Mode TO-71 8155-0247としか書いていない。普通はメーカー型式も書いてあるのだが。現物を見るとナショセミ製らしいことはマーキングされているロゴからわかるのみ。あと製造ロット番号と思われるものしか無い。他のタイプのFETやDualトランジスタはメーカー型式も一緒にマーキングされているし、それらは交換パーツリストにも明記されているのだが。

ナショセミの古いDual FETを漁ってみるか。


webadm
投稿日時: 2008-3-30 23:10
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
Auto Zero動作
Auto ZeroがONの場合、入力スイッチ回路の出力が低周波発振を起こしているように見えた問題は誤解だった。

動作原理を理解すると、Auto Zero機能がONの場合には入力信号と内部のグランドレベルを交互に測定し、その差分を表示するものをAuto Zero機能らしい。ということでサンプリング周期で矩形波のように入力スイッチ回路の出力がトグルするのは正常な動作だった。

確かにAuto ZeroをOFFにすると表示値がだんだんと増加していく傾向が見える。
webadm
投稿日時: 2008-3-30 23:55
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
Dual Nチャネル J-FET
HP3456Aに使われているDual NチャネルJFETには何種類かある。

1855-0243 JFET Dual N-Chan TO-71 SI
1855-0247 JFET Dual N-Chan D-mode TO-71
1855-0460 JFET Dual N-Chan D-mode TO-71

いずれも当時のナショセミ製である。唯一パッケージにメーカー型式がマーキングされているのは

1855-0460 2N5545

だけである。これは現在VISHAYというところに移管されている。
ゲートソース間ディファレンシャル電圧差のグレードによって3つの品種が用意されており、これはその中でも5mVと最も小さいもの。

今回故障が疑われているのは1855-0247のうち一個。サービスマニュアルとかで見る限りはGATE BIAS AMP#2の入力と出力の差異は5mV未満とあるので、かなり2つのトランジスタの特性がそろっている必要から同じぐらいの性能を持つものと予想される。

若松通商にdual FETがいくつかあるので注文しよう。しかしさすがにグレードの高い品種は希少なだけに値段が高い。


webadm
投稿日時: 2008-3-31 0:05
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
Re: Dual Nチャネル J-FET
他のDual FETをテスターで調べたら、ソースとドレイン間の抵抗値はどれも数百Ω。

よく考えれば電源を落とした状態ではゲート電圧が0なので、基本的にDタイプであればソースとドレインはON状態である。

ということは問題のQ305は片方だけソースとドレイン間がオープンになっているということになる。どうりで動作中にドレインにテスターリードを振れるとオペアンプの出力が急変したわけである。わずかなオペアンプの入力電流によって非反転入力電圧が定まっていたということになる。どうりで変化しないはずである。

やはりこれの故障だろう。

GATE BIAS AMP#2が正常になれば入力アンプのゲインも適正に選択されるようになるはず。
webadm
投稿日時: 2008-3-31 10:26
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
リファレンス電圧出力用オペアンプ
交換しそびれていた電解コンデンサ63V 330uFを新しいものに交換。

それによって-18V電源のレギュレーションが良くなったのか電圧が少し高めになった。それ以前はレギュレーターの入力側が規定範囲の下限をわずかに下回っていた。

それの影響でリファレンス電圧-12Vaもわずかに上昇。オペアンプの入力は以前と変わらないので、ショック療法で出力が電源側に張り付くラッチアップは直ったものの正確なボルテージフォロワ動作はしていない模様。電源の-18Vが上昇するとそれに引きずられて出力電圧の上昇している。といっても増えたのは10mV未満だけど。

これも部品が届き次第交換かな。

入力アンプは入力が0Vでも出力が-0.00017と偏っている。それでもA/Dコンバーター側のAuto Zero機能によってゼロ点が補正されるようになっている。ただこのままだとセルフテスト#4,5,6が通らないので、GATE BIAS AMP#2の問題が解消したら直ることを期待。

A/Dコンバーター自身はまだちゃんとした精度を保っているようで安心。

くれぐれも調べている間に不注意でショートとかして余計なところを壊したりしないように注意しないと。特に動作中に測定点を変更したりする時が一番危ない。測定点は電源を入れた状態では移動しないようにすれば問題ないのだが。どうしてもあちこち見たくてついやってしまう。


webadm
投稿日時: 2008-4-1 22:30
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
入力アンプの増幅率選択
入力アンプの増幅率選択はマイコン側からHA1,2,10,100の4本のデジタル信号で与えられている。

それぞれ2Vの基準電圧とコンパレーターで比較されてその出力とGATE BIAS AMP#2の出力との和でフィードバック抵抗ネットワークの対応する4つのFETスイッチのいずれかがONになる仕組み。

レンジを切り替えてHA1,2,10,100の状態がどう変化するか見たところ、

1000 DCV HA1のみH(x1)
100 DCV HA10のみH(x10)
10 DCV HA1のみH(x1)
1 DCV HA10のみH(x10)
.1 DCV HA100のみH(x100)

という結果になった。デジタル側はこれであっている。

前段のスイッチ回路では100:1か1:1の分圧がそれぞれされるので
以下のような組み合わせでA/Dコンバーターに対して10Vフルレンジに収まるようになっている。

1000 DCV 100:1 x1
100 DCV 100:1 x10
10 DCV 1:1 x1
1 DCV 1:1 x10
.1 DVV 1:1 x100

問題はやはりGATE BIAS AMP#2の出力で、コンパレータの出力を見るとどれも0.5V付近。どれも変わらない。

調べてみるとこのコンパレーターはLM339というもので出力がオープンコレクタだった。

それだとしてもコンパレータの出力がONの時は負電源電圧まで下がるはずだが、下がらない。

ということはこれも故障か?

ぐは。
webadm
投稿日時: 2008-4-1 22:54
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3068
Re: 入力アンプの増幅率選択
更に驚愕の新事実が発覚。

HA1,2,10,100のうち、HA2がアサートされるのは抵抗測定モードの場合だが、やってみるとアサートされない。

この信号はU701というdual 1of4 decoderの出力なのだが、U701の入力Bを調べるとB0=0,B1=1なので2が入力されている。ゲート入力も常時アサートされている。その時の出力がoB0-3のいずれも0なのだ。



ぐは、これも故障か。

CD4555BFを入手しないと。
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