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[維修實例] 多災多難的太克示波器維修紀錄

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發表於 2014-11-16 17:15:15 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本文章最後由 duke83 於 2014-11-16 05:17 PM 編輯

前言:
事主是 Tektronix 2215 60MHz 類比示波器,至今應該滿三十年的儀器了。
其實美製三十年的機器不算老,因為設計與用料很多人都還在用這種年份的儀器,但是這台很特別,我從未修過一台故障點那麼多的機器。
原因應該是存儲不當受潮氧化,這台是朋友不要丟給我的,幾年前拿到時一看就看到很多鋁件已經氧化變成淺黃色,又完全無法開機,所以就又放了幾多年。
前陣子比較有空就拿出來玩玩,想說放在那邊也有點可惜,這規格的機器二手良品也不值幾個錢,真的要修好的話工錢可能會超過其金錢價值,但以練技術磨耐心觀點來看還是可以玩的。
P1070416.jpg

這樓會分開以幾個不同故障點來分別貼出,是因為還沒修好有空就修一點 PO 一點,本討論區也無法事後編輯到原樓層中,就請各位一路看下去吧!
其實我也沒有把握何時能夠完全修好,修好後也還需調整與校正後才能用,就當成紀錄或日記的寫下去。有相關問題的也歡迎隨時討論,大家一同來學習。

此機的維修手冊也一起放上來,想看的人請按下面的連結。
TEK 2215 Service Manual



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12

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 樓主| 發表於 2014-11-16 17:24:46 | 顯示全部樓層
ㄧ、無法開機,燒保險絲,沒有電源。

換過背板保險絲後撐了幾分鐘後又燒掉,發現裡面還有一顆保險絲,原來裡面這顆保險絲是用在限流保護線路上。
限流保護線路板子有一顆 MOSFET,這顆 MOSFET 非主震盪晶體純做限流壓降元件,量了一下已經短路損壞了,換上替換品後還是會燒內部保險絲代表電源電路還是不正常,所以限流保護線路還是有動作。 111.jpg


先用電表量一下一次側的 DC 電源阻抗是 0,有元件短路了,是一個並在主電容上的 TVS 5KP45,這顆的規格是 45V 但我手邊沒有所以先拿掉跳過下回買訂零件再補回去。
再用 ESR 表量一下所有的濾波電容,果然美製機比較厲害一顆都沒壞。
現在沒有短路了,保險絲不會燒限流電路上的 MOSFET 也不會熱了,開始檢查各個電源的電壓數值。
第一個一次側的 DC 電源電壓就有異常,應為 42.5V 但會上下飄沒有良好穩壓所以會燒 TVS,又查了很久原來是電壓調整的 SVR 完全開路損壞,再換上一顆相同阻值 10T SVR,能買到相同三根並排的焊腳也只有這種(照片中藍色 SVR),現在電壓很穩又能調到很精確了。
P1070418.jpg

一次側電源修正常了再來檢查所有的二次測包含 2KV 高壓,調整好 -8.6V 的電壓值後其他組電源電壓值也都在誤差值之內,再來就是用示波器看電源漣波,電容器的 ESR 值正常漣波也在規格內。

這個電源換了兩顆 FUSE、一顆 MOSFET、一顆 SVR 還有一顆 45V 的  TVS 待料中。

但這電源還有一個低頻震盪聲音,像負載過重的樣子,量了每一個電源的靜態直流電阻值與消耗電流後,應該只有 +5V 負載比較重,但此 5V 電源後面很多地方都有用到,等其他部分電路查修後或許此現象就消失了。

電源修好後,這時螢幕也只有光點無掃描線,必須再繼續修下去吧!

較清楚的電源線路圖如下:
TEK 2215 Curcuit 1.pdf (766.69 KB, 下載次數: 53)

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3

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發表於 2014-11-16 17:41:16 | 顯示全部樓層
我想看看那個接觸不良的VR
以後就不要用它了
 樓主| 發表於 2014-11-16 17:56:50 | 顯示全部樓層
專炸元件 發表於 2014-11-16 05:41 PM
我想看看那個接觸不良的VR
以後就不要用它了

現在換了這幾顆
P1070421.jpg

 樓主| 發表於 2014-11-16 18:01:58 | 顯示全部樓層
本文章最後由 duke83 於 2014-11-16 06:03 PM 編輯

二、垂直電路不放大但能調整位置。

代表前端放大異常,後頭的高壓驅動應還是正常。
222.jpg

垂直電路比較單純,用別台示波器就能一路查修下去,這時此機雖然沒有軌跡線但還是能看到光點會上下動。
以面板的 1KHz 方波跟測試棒來連接,可以看到最前端的小信號衰減板塊是正常的,但下一級的放大線路沒有輸出。
用電表參考線路圖標示的直流電壓來查,發現供給此電路第一級放大的偏壓與平衡調整的 SVR 故障。
又是相同形式的 SVR 開路了,可見這種非密封式的 SVR 不耐久用與氧化腐蝕,應該要全數換掉才對。
所以旁邊也有一顆相同的也順便換掉,但我不想全機一次全換掉,想局部來換,以避免以後全機的調整點變太多調不回來性能走鐘。
P1070419.jpg

經過簡單調校與功能確認後,現在兩通道都是正常的,但接點旋轉時會有雜訊跳出來,用 WD40 噴一噴可以擋一陣子了。

再下來就得修較麻煩的水平軌跡不出來的問題了。

較清楚的垂直放大電路:
TEK 2215 Curcuit 2.pdf (758.18 KB, 下載次數: 33)



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3

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 樓主| 發表於 2014-11-16 20:43:20 | 顯示全部樓層
本文章最後由 duke83 於 2014-11-16 08:56 PM 編輯

三、水平掃描產生電路。

產生鋸齒波的掃描產生部分完全不工作,前ㄧ級的觸發線路是正常有提供垂直信號給此產生器,但產生器就是沒鋸齒信號輸出。
此單元大部份是邏輯電路再加上用 FET 做的振盪器,這些邏輯電路還有回饋控制所以觀念要清楚才能查出問題來。
333.jpg
看了手冊中時序波形圖後發覺最前面的 Holdoff 單穩態觸發線路沒有工作,所以就抑制了鋸齒波線路的產生。
再查查到其 RC 迴路有異常,面板上 Holdoff VR 的上端點電壓應為 5V 左右,結果只有 1.8V 難怪此線路不動作。
為了查電壓過低先把面板拆掉檢查電阻,電阻正常後才發覺此控制點的對地阻抗異常低,再查所有走線過的 PCB 線路才找到問題。
P1070420.jpg

原來是此部分的線路板上有黑色污物,先前此黑色污物用清潔液都清除不掉,應該是以前有碰到較強像電池液這類的腐蝕污物。
污物造成了電阻性的短路產生異常低的絕緣阻抗,經過了仔細的清理刮除後才弄的較乾淨。
下圖的右邊兩接點中黑色異物就是,左邊兩接點中就是清理完成並用電表確認過無異常阻抗。
1306057658157.jpg

處理完 PCB 上頭的氧化物,接回所有的迴路後通電確認,搞定了!水平時基線出來了!
P1070422.jpg

現在已經有示波器的樣子了,垂直水平都會動了,但不要高興太早,還有問題又發現。
是水平掃描時間不對,旋轉波段開關水平時間不是照著 1 2 5 的時間規律這樣的變高或變低而是時間亂跳。
還有 Z 軸回歸線隱沒的問題,這些都是下一回的課題了,從沒看過這麼麻煩的示波器,好像非得讓我修遍每個部分她才會高興。

較清晰的水平掃描產生電路圖:
TEK 2215 Curcuit 3.pdf (559.69 KB, 下載次數: 25)












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7

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 樓主| 發表於 2014-11-18 08:27:54 | 顯示全部樓層
四、水平掃描震盪線路。

因為掃描時間完全不對所以必須再詳細檢查旋轉波段開關與相關的振盪電阻與電容。
電容只有三顆所以很容易檢查,電阻是一個 10 Pins 的專用排阻這也沒問題,波段開關的接觸阻抗也都正常。
剩下的就是線路板了,這個線路板就是有污穢物的那個電路板,對地量了幾個點對地的阻抗,果然不正常。
這些不正常的阻抗相對振盪電阻上百K或幾 M 的阻抗的確是太低了,讓振盪線路完全亂了套。
444.jpg

這下得好好的清潔一番才行,要完全乾淨必須先拆下板子上相關部分的所有零件,才能清潔到零件下面的線路。
經由細刮刀與高倍數電子式顯微鏡的協助才將污物清除,再用溶劑清洗一番,最後再用電表確認相鄰兩點或線是否存在阻抗。
P1070423.jpg

裝回零件後再次確認經由波段開關的旋轉整個振盪電路的電阻值是否有正確的變化。
A 掃描迴路處理好後再以相同的步驟處理 B 掃描迴路,再順便換掉這板子上所有的不良 SVR,裝回電路模組通電測試。
P1070424.jpg

果然如願,水平掃描電路正常了,簡單的調整的水平線寬度與頻率校正,也檢查了 B 水平延遲掃描功能,只有游標的移動不太正常。
還有不同時間的掃描軌跡的亮度也會跟著變暗或變亮,這是自動亮度控制與 Z 軸線路的問題,改天再查。

較清晰的水平掃描 RC 開關箱電路圖:
TEK 2215 Curcuit 4.pdf (507.24 KB, 下載次數: 29)

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6

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發表於 2014-11-18 13:07:38 | 顯示全部樓層
示波器有高壓電,怕怕 ... :sam05
我拿椅子坐遠一點 ... n_116|
這樣才不會被電到 ...
惦惦喝我的茶 ... n_167|
給你
 樓主| 發表於 2014-11-18 14:34:37 | 顯示全部樓層
scottwang 發表於 2014-11-18 01:07 PM
示波器有高壓電,怕怕 ...
我拿椅子坐遠一點 ...
這樣才不會被電到 ...  

類比示波器裡面的確有很多組高壓,維修時小心點就是,有通電時除了絕緣的調整棒可以伸進去外,另外一隻手千萬不要亂摸。

其實也沒那麼恐怖,那些都只有電壓沒什麼電流的,萬一被電到也只是麻麻,只要你有被這電過以後就會更小心,以後再也不會怕了。
發表於 2014-11-18 19:21:20 | 顯示全部樓層
原來阿 我忽然知道我的示波器為什麼要熱了才能用n_015|

一切都是flux  沒清理徹底的助焊劑 熱了電阻高了 水平才掃描
發表於 2014-11-19 00:46:59 | 顯示全部樓層
duke83大真厲害ㄋㄟ~~
左摸摸右摸摸~
都快修完這台30年的機器了~
發表於 2014-11-19 07:43:02 | 顯示全部樓層
duke83大真厲害.這東西拆開看好複雜.看不懂耶.真是高手雲集...佩服!!!n_169|
 樓主| 發表於 2014-11-19 09:28:49 | 顯示全部樓層
五、垂直輸出驅動。

現在水平掃描正常了可以回過頭來好好的檢視垂直電路了。
咦!垂直增益不夠,將增益 SVR 調到最大還是不夠。還有非線性失真的問題,也就是波形在上面或下面垂直展開的振幅不同。
555.jpg

這時不用灌信號直接用電表量直流工作點就好,示波器內部的垂直電路全都是平衡式放大與輸出,是為了能得到較好較平坦的頻率響應與避免干擾。
從衰減電路開始檢查正與負輸出的電壓是不是接近 0V 且其數值應相當接近,量好後再檢查放大電路也是正常,直到量最後一級布朗管驅動輸出的靜態電壓是不平衡的有差好幾伏。
開始檢查功率電阻與電晶體,結果是功率晶體短路,這個短路竟然是因為接腳太長而扭接短路到,將晶體拆掉整好腳後再焊回。
P1070430.jpg

這個問題沒有換到零件就處理好,大問題沒了開始可以查一些小問題了。

較清晰的垂直輸出電路圖:
TEK 2215 Curcuit 5.pdf (839.52 KB, 下載次數: 22)

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2

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發表於 2014-11-19 13:57:24 | 顯示全部樓層
lsammy 發表於 2014-11-19 07:43 AM
duke83大真厲害.這東西拆開看好複雜.看不懂耶.真是高手雲集...佩服!!!

他很厲害對吧,沒能做什麼,就給他加加分吧 ... :sam08
 樓主| 發表於 2014-11-19 23:20:25 | 顯示全部樓層
六、交流哼聲。

今天利用點空閑時間先來處理交流哼聲的問題。
原先以為是電源負載過重而產生的異常聲音,但現在的每部分都能正常工作沒有異常耗電,可以來追查來源了。

原來是 AC 電源輸入的一顆扼流線圈產生的聲音,這是傳統 EI 片鐵芯結構,美國的變壓器就很怕台灣潮濕的氣候因而老化。
先用 EVA 泡棉來包覆隔音,這有改善情況哼聲降低一半以上,如要完全解決此問題只有請人重繞一顆 16mH 的線圈,但這要花好幾百元目前也沒影響螢幕波形所以可以先擺著不管。
P1070427.jpg

拆掉此扼流線圈時發現下面有一顆電阻燒毀,這是消除閘流體動作雜訊用的,有看到就換一換。
P1070426.jpg

發表於 2014-11-21 07:50:15 | 顯示全部樓層
真是神人,小弟受教學習了。
 樓主| 發表於 2014-11-21 09:42:22 | 顯示全部樓層
七、其他小問題的處理。

此機現在的大毛病都已經處理好,剩下一些小問題一併一起處理。

1. 亮度問題,掃描軌跡的亮度不均的問題,先查了自動亮度控制與 Z 軸線路結果都是正常的,結果是重新調整好 CRT GRID 偏壓後就正常了。

2. 延遲掃描,B 水平延遲掃描游標移動的問題原來是面板旋鈕操作的問題,須將 B 的觸發位準旋鈕轉到底才是 Runafter Delay,順手將 10 轉旋鈕上油,並調好時間軸。

3. SVR 的更換,修到這裏已經快將全部的 SVR 全部換完了,但有些地方還是不適合換多轉形式精密 SVR,例如 CRT 附近相關調整的那幾顆,多轉的實在太難調整所以又換回舊的良品。

4. 焦距的調整,這台儀器開始能夠再工作時就發現其聚焦無法調整的很好,焦距是以 FOUSE 與 ASTIG 這兩個去交互調整,但 ASTIG 已經調到底了無法再更好,ASTIG 的調整電壓範圍是從 +30V 到 - 8.6V 現在已經是調到 -8.6V 的最那邊,應該算是 CRT 的老化現象不要再苛求她了。

這是全機換下來的零件。
P1070440.jpg


剩下最後的就是花時間校正與調整了,現在算是都修好了要用是可以但精確度不足,尤其是高頻特性這部分仍是未知的。

發表於 2014-11-21 12:03:35 | 顯示全部樓層
事主是 Tektronix 2215 60MHz 類比示波器,至今應該滿三十年的儀器了。


请教:究竟是哪一年出厂的?
發表於 2014-11-21 14:01:30 | 顯示全部樓層
TEK 2215 Service Manual

这个附件无法下载,请问何故?
發表於 2014-11-21 14:03:56 | 顯示全部樓層
duke83 發表於 2014-11-16 05:24 PM
ㄧ、無法開機,燒保險絲,沒有電源。

換過背板保險絲後撐了幾分鐘後又燒掉,發現裡面還有一顆保險絲,原來 ...

再來就是用示波器看電源漣波,電容器的 ESR 值正常漣波也在規格內。

此处的漣波就是大陆所说的纹波吧?
發表於 2014-11-21 14:06:00 | 顯示全部樓層

現在換了這幾顆

可否把这五个元件的位号也帖上来?
發表於 2014-11-21 14:11:27 | 顯示全部樓層
楼主强悍,虽然我也是搞微电的,但对示波器的维修,别说驰名的国际品牌,就是国产的也十分生疏。
發表於 2014-11-21 14:13:16 | 顯示全部樓層
满江红 發表於 2014-11-21 02:01 PM
TEK 2215 Service Manual

这个附件无法下载,请问何故?

我剛試還可以,應該是你們那裡把dropbox屏蔽掉了.
發表於 2014-11-21 14:16:33 | 顯示全部樓層
scottwang 發表於 2014-11-21 02:13 PM
我剛試還可以,應該是你們那裡把dropbox屏蔽掉了.

谢谢你的提醒。

他nnd,真可恶。
 樓主| 發表於 2014-11-21 14:49:53 | 顯示全部樓層
满江红 發表於 2014-11-21 12:03 PM
事主是 Tektronix 2215 60MHz 類比示波器,至今應該滿三十年的儀器了。

年份沒標示所以也不清楚,但看 IC 日期也不會相差太多,最新的日期是西元 81年,所以應該是 82 年生產的。

下面的問題一併回答。

附件放的免費空間是給大家方便,網路上就能找到很多請自行去搜。

漣波等於纹波等於 Ripple。

換下來的零件編號不重要,同型設備的故障也不見得相同,如何辨別良劣比較重要,就在 PCB 上用電表直接量。
發表於 2014-11-21 15:13:24 | 顯示全部樓層
本文章最後由 scottwang 於 2014-11-21 03:14 PM 編輯
满江红 發表於 2014-11-21 02:16 PM
谢谢你的提醒。

他nnd,真可恶。

DownLoad 1 : 直接下載在網頁裡,你再去存檔.

DownLoad 2 : 進入後,在網頁底下的Get Manual.
發表於 2014-11-21 15:16:13 | 顯示全部樓層
scottwang 發表於 2014-11-21 02:13 PM
我剛試還可以,應該是你們那裡把dropbox屏蔽掉了.

就在刚才,我挂代理访问那个链接,终于把泰克2215的维修手册成功下载了,这个GFW真该问候他们家八辈祖宗。
發表於 2014-11-21 15:21:17 | 顯示全部樓層
scottwang 發表於 2014-11-21 03:13 PM
DownLoad 1 : 直接下載在網頁裡,你再去存檔.

DownLoad 2 : 進入後,在網頁底下的Get Manual. ...

必须翻墙的,否则没戏,你没在大陆,没有切肤之痛的感受。
發表於 2014-11-21 15:35:33 | 顯示全部樓層
满江红 發表於 2014-11-21 03:21 PM
必须翻墙的,否则没戏,你没在大陆,没有切肤之痛的感受。

我是沒去過,不過我知道那個包含由思科所提供的硬體的金盾工程.
 樓主| 發表於 2014-11-22 19:55:15 | 顯示全部樓層
八、校正與調整。

前幾天的修護時就已經做了各部分的功能測試與簡單調整以確定該電路是有正常工作,現在全機完修必須要做好驗證校正的步驟,否則她就不能當做儀器設備了。

本來是有想寫個比較詳細的測試與調整過程,但實在是心有餘而力不足,大家多包涵。這個過程比較繁瑣又花時間,文筆不好不會交代,可能實際動手只要 1 分鐘的事寫起來會一大篇又臭又長。細節不說,有問題的人請直接發問。
P1070432.jpg

測試與調整步驟請依據維修手冊上頭記載的方式,不同的機型就會有不同的測試條件,測試順序也請完全依照否則很可能抓龜走鱉(台語)。
測試儀器也建議只要準備訊號產生器與較新型的數位式示波器,因為大家手邊可能都沒有標準電壓產生器,所以就用不容易走鐘(台語)的數位式示波器來驗證訊號產生器的輸出位準與頻率是測試步驟中需要的較準確的訊號。
畢竟示波器對電壓與頻率的精確度要求不會比數字電表高。剩下來就是看書與調整而已,這需要一段時間急不得的。

還有一件事要提,示波器內部的電源電壓要求要很準確與穩定,如果穩壓不好或濾波電容老化都會影響原先校正調好的結果,因為許多電路的頻率響應都是從 DC 開始的,前面的偏壓有一點變動到後頭經直流放大後就會變動的很大。

調整完後這台機器的性能您才能掌握,儀器是用來驗證測試電路的,要自己完全了解才能掌握儀器,所以儀器最好是自己修又自己調校才是正途。
美製的儀器其維修手冊寫的非常清楚與詳細,只要稍有經驗的人就能看懂她,這也是我喜歡用美製儀器的另一原因。
美製的 CRT 雖然焦距不能調的很細相對於日貨,但是很耐用年限長且不容易有燒灼螢幕的現象,是二手儀器的好選擇。

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