Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Tektronix 2440 bei <=100ns/div - Erklärungsansätze gesucht [gelöst]


von Jochen B. (tim_s87)


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Hallo!

Seit neuestem bin ich Besitzer eines Tektronix 2440. Es handelt sich um 
ein Digitalspeicheroszilloskop Bj. 1988 mit 300 MHz und 500 MSamples/s. 
Es funktioniert soweit trotz fast 8000 Betriebsstunden noch sehr gut. 
Eine Ausnahme stellt folgender, für mich nicht nachvollziehbarer Fehler 
dar:

Ab 100ns/div Zeitauflösung (ab hier arbeitet das Oszilloskop mit 
maximaler Samplerate von 500 MSamples/s) spinnt es komplett (Bildschirm 
wackelt, scheint nicht mehr richtig angesteuert zu werden usw.). 
Vorraussetzung: Es gibt KEIN Triggersignal. Ist dieser Zustand 
eingetreten, zeigt es "50 Ohm Overload" an (es hat zuschaltbare 50 Ohm 
Eingänge) und zieht beide Eingänge auf GND. Es spielt aber weiter 
verrückt. Ob an den Eingängen etwas anliegt oder nicht, spielt dabei 
keine Rolle. Nach ein paar Sekunden verschwindet die Anzeige komplett, 
es wirkt so wie ein "Not-Aus", nur noch die Trigger-LEDs leuchten 
(sollen wohl einen Fehlercode darstellen, der allerdings überhaupt 
keinen Sinn macht, es wäre laut Bedienungsanleitung die 2222, die es 
nicht gibt). Danach muss das Oszilloskop neu gestartet werden, um wieder 
benutzbar zu sein.

Ich habe es mal geöffnet und die analoge 5V-Versorgung oszillographisch 
beobachtet, wenn man den oben genannten Fall eintreten lässt. Die 
Versorgungsspannung bricht dann periodisch ein auf 4.5V und weniger. 
Wenn der Bildschirm dann vom Oszilloskop "selbstständig" ausgeschaltet 
wurde, hält sich die Spannung wieder konstant bei 5V.

Der eigentliche Fehler scheint also diesen Spannungseinbruch zu 
verursachen. Nun meine Frage: Warum könnten gerade diese Parameter 
(kleine Zeitbasis, KEIN Triggersignal) zu einem Spannungseinbruch 
führen?

Dass die CCD-Speicher schneller getaktet werden, ist mir klar. MIT 
Triggersignal tritt der Fehler aber nicht auf und die Spannung bleibt 
bei exakt 5V.

Ich darf den Schaltplan hier natürlich nicht veröffentlichen, er lässt 
sich aber auf der Tektronix-Seite herunterladen.

Meine Hoffnung richtet sich vor allem an diejenigen, die vielleicht 
schonmal einen ähnlichen Fehler in ihrem 24xx Oszilloskop hatten. In 
diesem Sinne: Ich bin für jede Antwort dankbar!

Gruß Tim

: Bearbeitet durch User
von Physiker (Gast)


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Tim S. schrieb:
> Ich darf den Schaltplan hier natürlich nicht veröffentlichen, er lässt
> sich aber auf der Tektronix-Seite herunterladen.

Hallo. Wie ist denn die genaue Url?
Beste Grüße

von Kondensatorchecker (Gast)


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Auch wenn alle hier immer feuchte Hosen bekommen sobald der Begriff
TEK oder Fluke ins Spiel kommt, auch diese Geräte leiden nach so langer
Zeit (ob benutzt oder nicht) an der Elko- und Tantalpest.

Raus mit allen Wackelkandidaten und 95% der Fehler sind behoben.

Ein ESR-Tester wie der von ELV hilft ungemein dabei die Leichen zu
entdecken, besser aber alle raus.

von Michael K. (Gast)


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Was mein Vorredner so blumig ausdrücken wollte:
Die Elkos trocknen aus nach so langer Zeit.

Ein Erklärungsersuch:
Bei höchster Samplerate ist der Stromverbrauch auch am höchsten.
Kein Trigger scheint noch einen zusätzlichen Prozess auszulösen der 
zusätzlich nach Strom verlangt.
Die instabile Spannung bring den Prozessor + FPGA gehörig durcheinander.
Der ist sozusagen zeitweise unzurechnungsfähig und tut einfach irgendwas 
dummes bis der Reset hängt und er nicht mehr anläuft.
Schon ist die Spannung wieder ok.

Da es immer leicht gesagt ist kurz mal alles was nach Elko aussieht zu 
entfernen aber sehr viel schwerer getan:
Setz mal Kapazität parallel bei den Spannungen die Dir verdächtig 
scheinen und beobachte das Ergebniss.
Bei der Aktion auch gleich mal ordentlich sauber machen.
Sammelt sich was an bei 8000 Std.

Hey Du Checker:
Fluke und Tektronix würde ich jetzt nicht unbedingt in einen Topf 
werfen.
Die TEK sind absolut zuverlässigen Profi-Equipment, Fluke ist irgendwas 
anderes im gelben Gummischwabbel.

von Norbert M. (Gast)


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Kondensatorchecker schrieb:
> Elko- und Tantalpest.

Bitte erkläre Er mir diese "Tantalpest". Unsereiner ist nur die Zinnpest 
bekannt, dabei handelt es sich um eine (niedertemperaturinduzierte) 
Umwandlung von "duktilem" Beta-Zinn in die "brösilige" 
Alpha-Modifikation.

Beim Zinn - als Element zwischen dem spröden Halbleiter Germanium und 
dem extrem schwerem aber weichen Blei in der IV. Hauptgruppe stehend - 
mag dieser Vorgang erklärbar sein.

Aber Tantal steht unterhalb des Nijobs und neben dem Wolfram, deswegen 
sollte so ein Vorgang hier eigentlich nicht beobachtbar sein.

Was soll also diese ominöse Tantal-Pest denn sein?

LG, NOR

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

Norbert M. schrieb:
> Was soll also diese ominöse Tantal-Pest denn sein?

Du denkst VIEL zu kompliziert...

Tantalpest (Elkopest) -den Ausspruch verwenden durchaus mehr als nur der 
Vorposter- ist nichts weiter als ein vom Frust inspirierter Ausdruck der 
sich auf die Tatsache bezieht das Elkos aller Art nun einmal die mit 
Abstand alterungsempfindlichsten Elektronikbauteile in der 0815 
Elektronik sind und damit für die absolute Mehrzahl der Gerätedefekte 
Ursächlich.

Wobei "normale" Elkos dabei normalerweise durch austrocknung an 
Kapazität verlieren bzw. einen sehr hohen ESR bekommen, die Tantal Elkos 
(besonders ältere Bauformen) dagegen plötzlich Versagen in dem sie in 
den Kurzschlusszustand übergehen.
Und wenn das erst einmal begonnen hat geht das immer weiter - da hilft 
meist nur eine Komplettsanierung.
(Ausgenommen wenn der Ausfall an einer Stelle erfolgt die definitiv VIEL 
höher belastet ist als der Rest des Gerätes- wie bei Kondensatoren in 
mechanisch  viel zu klein dimensionierten Steckernetzteilen die im 
Normalbetrieb schon fast kochen...)

Also nur "Umgangssprache" und keine tatsächliche Beschreibung eines ganz 
konkreten Vorgangs.

In so einem Fall und bei einem halbwegs wertvollen Gerät würde ich dem 
TE auch die Komplettsanierung empfehlen. Mindestens aber den Austausch 
aller Elkos die man halbwegs gut erreichen kann. Der Fehler klingt ja 
ganz nach einem tauben Elko und meist ist der Aufwand für die 
FEhlersuche schon größer als die Komplettsanierung.
Und selbst wenn der Fehler doch schnell gefunden sein sollte wird ohne 
Grundsanierung der nächste Defekt mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht 
lange auf sich warten lassen...

Gruß
Carsten

: Bearbeitet durch User
von Jochen B. (tim_s87)


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Die URL zum Download ist
http://www.tek.com/oscilloscope/2440-manual/2440-manual/2440
Download leider nur nach Anmeldung.

Zunächst möchte ich mich für die konstruktiven Beiträge, also bei allen, 
bedanken. Dass Kondensatoren Schuld sein sollen, hatte ich für unsinnig 
gehalten, weil die Spannung eigentlich sehr gut aussieht und eben nur 
bei den im Startbeitrag erwähnten Parametern auftritt. Bei vorherigen 
Messungen mit einem Energiekostenmessgerät konnte ich außerdem auf die 
schnelle keinen erhöhten Stromverbrauch feststellen - die "Genauigkeit" 
dieser Messung ist natürlich sehr fragwürdig.

Ich habe mich aber offenbar getäuscht: Ein 220u Elko mit Strippen an die 
Analog 5V-Testpins gelötet - und siehe da, das Problem wird auf jeden 
Fall kleiner. Es scheint also tatsächlich daran zu liegen. Ich melde 
mich wieder, nachdem ich die Kondensatoren in der 5V-Schiene 
ausgetauscht habe. Warum das gerade dann auftritt, wenn kein 
Triggersignal vorhanden ist, würde ich trotzdem interessant finden... 
Aber egal, danke!

von Soul E. (Gast)


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Michael Knoelke schrieb:

> Was mein Vorredner so blumig ausdrücken wollte:
> Die Elkos trocknen aus nach so langer Zeit.

Schlimmer: sie laufen aus. Die zu dieser Zeit verbauten SMD-Becherelkos 
werden mit der Zeit undicht. Dann läuft der Elektrolyt aus und zerfrisst 
die Leiterplatte.

Foto machen, alle Elkos runter, Platine ins Ultraschallbad oder in die 
Spülmaschien, kaputte Leiterbahnen reparieren, neue Elkos drauf. Wenn Du 
glück hast, entfällt der vorletzte Schritt.

von Andrew T. (marsufant)


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soul eye schrieb:
>
> Foto machen, alle Elkos runter,

alle steckbaren ICs runter, weil sonst die Hybride den nächsten Schritt 
nach einigen Minuten nicht so mögen:

> Platine ins Ultraschallbad ,
>  kaputte Leiterbahnen reparieren, neue Elkos drauf. Wenn Du
> glück hast, entfällt der vorletzte Schritt.

von Michael K. (Gast)


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soul eye schrieb:
> Platine ins Ultraschallbad oder in die
> Spülmaschien

Womit dann unter Umständen auch noch der Rest kaputtgeht.

Mal ein TEK auseinandergenommen ?
Austausch aller Elkos wird da schnell zu einer Materialschlacht.

Ich persönlich habe schon so manche Elko Sauerrei gesehen aber noch 
keine zerfressenen Leiterbahnen.
Maximal hat sich der Lötstopplack gehoben.
Das soll nicht heißen das es das nicht gibt, aber da kann vieleicht 
einer unsere Chemie Begeisterten hier was zu sagen welche Elko Füllung 
Kupfer zerfrisst.

Das Oszi funktioniert doch noch sehr gut und zeigt erste Schwächen in 
einem klar abzugrenzendem Bereich den es zu reparieren gilt.
Ich würde da nicht zu tief drin rumfummeln, denn herumbraten an uralten 
Multilayerpcbs macht oft mehr kaputt als heil.

von Andrew T. (marsufant)


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Michael Knoelke schrieb:
> Mal ein TEK auseinandergenommen ?
> Austausch aller Elkos wird da schnell zu einer Materialschlacht.

Tja, so ist es nun mal wenn man Elektronik restauriert: Life is no 
picknick .-)

>
> Ich persönlich habe schon so manche Elko Sauerrei gesehen aber noch
> keine zerfressenen Leiterbahnen.

Wir schon. Insbesondeer in mehr als 80 Tektronix 24xx .



> Maximal hat sich der Lötstopplack gehoben.
> Das soll nicht heißen das es das nicht gibt, aber da kann vieleicht
> einer unsere Chemie Begeisterten hier was zu sagen welche Elko Füllung
> Kupfer zerfrisst.

Jede füllung. Weil Elektrolyt + strom == Korrosion.

Oder mit etwas mehr text zum Verstehen:

Die Leiterbahnen gehen nur minimal  im Standby hinüber (
== zerfressen) , aber recht fix bei Betrieb.
Da bentzt dan elektrolyt mehrere Bahen, und los geht's.
Merken Tut's der Nnutzer erst irgendwann später, wenn's "geschafft" ist 
.

>
> Das Oszi funktioniert doch noch sehr gut und zeigt erste Schwächen in
> einem klar abzugrenzendem Bereich den es zu reparieren gilt.
> Ich würde da nicht zu tief drin rumfummeln, denn herumbraten an uralten
> Multilayerpcbs macht oft mehr kaputt als heil.

tja, das man nda sorgfältig  und filigran arbieten muß ist sicher allen 
klar, insbesondere dem TE.
Es ist halt kein Job für die Jungs von der Abbruchbrigade.

Sondern mehr was für Minimal-Invasiv-Medziner.

von Soul E. (Gast)


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Michael Knoelke schrieb:

> Womit dann unter Umständen auch noch der Rest kaputtgeht.

Der wäre dann aber auch im Betrieb nach einer Weile ausgefallen.


> Mal ein TEK auseinandergenommen ?
> Austausch aller Elkos wird da schnell zu einer Materialschlacht.

Dutzende. Elkos kauft man rollenweise, das sind dann 500..1000 Stück. 
Das reicht für ein paar Geräte.

Am Anfang versucht man vielleicht noch geizig zu sein und tauscht nur 
die Elkos aus, unter denen eine Pfütze zu sehen ist. Wenn man sich dann 
ein paar Mal über unzuverlässige Geräte geärgert hat, macht man's gleich 
ordentlich.


> Ich persönlich habe schon so manche Elko Sauerrei gesehen aber noch
> keine zerfressenen Leiterbahnen.

Na dann hast Du noch nicht wirklich viel gesehen...


> Das Oszi funktioniert doch noch sehr gut und zeigt erste Schwächen in
> einem klar abzugrenzendem Bereich den es zu reparieren gilt.
> Ich würde da nicht zu tief drin rumfummeln, denn herumbraten an uralten
> Multilayerpcbs macht oft mehr kaputt als heil.

Der TO kann sich für den Anfang auch auf das Acquisition Board 
beschäftigen und den Rest später machen. Wobei die Platine vom 
Bedienteil und das CPU-Board auch gerne wegrotten.

Die frühen TDS4xx sind da noch übler dran.

von Andrew T. (marsufant)


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soul eye schrieb:
>
> Die frühen TDS4xx sind da noch übler dran.

Das kann ich aus eigener Erfahrung voll bestätigen. Die sind wirklich 
eine Herausforderung:

Das Scope von "nemon" hier aus dem forum ist mir noch in steter 
Erinnerung.

von Jochen B. (tim_s87)


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Es gibt Neuigkeiten. Ich habe alle Elkos auf der Aquisition/Main-Platine 
ausgetauscht. Das hat keine Verbesserung ergeben. Nebenbei sahen die 
alle auch noch gut aus, die Platinen sind alle gut in Schuss. Auf der 
Netzteilplatine habe ich alle Elkos, die mit der +5V-Versorgung zu tun 
haben könnten, ebenfalls ausgetauscht. Keine Veränderung.

Als nächstes habe ich im +5V-Analog-Pfad (wichtig: die digitalen 5V sind 
vom Problem nicht betroffen, die Spannung bleibt konstant) einen 0,1 Ohm 
Widerstand gefunden, über dem im fehlerfreien Fall (Zeitbasen über 100ns 
oder ausreichend oft Triggersignale vorhanden) 290 mV abfallen. 
Provoziert man den Fehler, sind es 310 mV. Die Schaltungen ziehen also 
im Fehlerfall 3,1 A statt vorher 2,9 A. Muss ja erstmal nicht heißen, 
dass die Schaltungen Schuld sind. Dieser 0,1 Ohm Widerstand ist mit 1W 
übrigens ganz schön knapp dimensioniert, finde ich.

Dann habe ich die +5V-Analog-Versorgung mal mit einem 30 Ohm Widerstand 
(also ca. 200 mA mehr, wie im Fehlerfall) im Betrieb zusätzlich 
belastet. Siehe da: Der Fehler tritt nun schon bei Zeitbasen um 20us 
auf. Das Problem liegt also in der Stromversorgung, denn 200 mA mehr 
sollten doch drin sein. Wie gesagt, Kondensatoren sind ausgetauscht 
(alle mit gleichen oder höheren Kapazitätswerten, auf ESR wurde 
geachtet). Als nächstes werde ich mir den 0,1 Ohm-Widerstand vornehmen 
und austauschen. Der ist mit 5% toleriert, aber vielleicht hat er durch 
die starke thermische Belastung mit der Zeit seinen Wert so stark 
geändert, dass die Regelung verrückt spielt.

Für wie wahrscheinlich haltet ihr ein Halbleiterproblem (Transistoren im 
Regelpfad)?

von Kondensatorchecker (Gast)


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Stell das Teil im Markt für 30€ ein und schreibe dazu:

Gerät ursprünglich leicht defekt und später von einem Laien massiv
verpfuscht

von Jochen B. (tim_s87)


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Ich möchte mich bei allen bedanken. Das Oszilloskop funktioniert wieder 
vollständig! Es lag tatsächlich an dem 0,1 Ohm Widerstand, der wohl 
seinen Wert mit der Zeit und durch die Hitze geändert hat und die 
Überstromsicherung anspringen ließ. Ich habe ihn gegen einen vorher 
durchgemessenen 5W 10% Typen ausgetauscht (hatte grad nix anderes da). 
Der ersetzte Widerstand war mit 0,11 Ohm deutlich aus dem 
Toleranzbereich von 5% heraus.

Beim Ausbau der Main-Platine ist mit außerdem der Menu/Exit Schalter 
abgebrochen. Reparaturversuche mit Sekundenkleber führten - wie vermutet 
- auf Kontaktprobleme, die bei einem Schalter dazu führen, dass er nicht 
mehr funktioniert. Ein Ersatzteil wird demnächst aus den USA 
eingeflogen. Hier wäre mehr Feinmotorik angebracht gewesen.

Außerdem sind mir einige Plastiknasen abgebrochen, die zur Befestigung 
der Platinen dienen. Da muss man aufpassen.

von Soul E. (Gast)


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Vor dem Weg nach USA würde ich erstmal in Stuttgart nachfragen...

von Andrew T. (marsufant)


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soul eye schrieb:
> Vor dem Weg nach USA würde ich erstmal in Stuttgart nachfragen...

Korrekt .-))

Schalter ist hier vorrätig.

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