Megger BT-51

Testing after repair

Testing after repair

This Megger is one that is made to measure milli and micro ohms. It uses a 2A current for this. The meter part uses a ICL7107, a multimeter IC that is around for many years. It is f.i. used in the Fluke 8020. It was dead but not a problem because they still make it.

When I can not find service documentation I must make my own schematic. For something like this it is easy. I make 2 pictures, fool around with them in the Gimp and this is the result:

the PCB

the PCB

The real thing

The real thing

Electrtechn laboratorium UH28M high voltage tester

UH28M_1

After repair

This tester is made unchanged for many many years. It can deliver 5kV and do 100mA. This unit was as dead as an instrument can be. The biggest problem was the power supply transformer that was dead. it has several windings including 2 that are over 2500 turns. Both of them where burned open. That is a bit to much to do by hand so I first made a winder. You can see it in action while winding this transformer.

The transformer

The transformer

The result

The result

Testing

Testing

Measuring voltage and current as a final test. Besides this it had more problems but now it is ready for another 20 years.

Valhalla 2701C DC calibrator

The front panel

The front panel

Repairing calibrators is always fun. This one had no output. It has the 120mA option but that was dead too. The fuse was blown, a logic-opto and a p-channel jfet were dead. The IC caps had a very high leakage current.  The jfet was obsolete but I found a usable substitute. The only problem was the sot23 package. That was easy solved because it fitted on the through hole pads.

The reference is a LM299 made by LTC. The 120mA option is located after the pushbutton section.

The 120mA option

The 120mA option and LM299

 

The inside

The inside

Bottom view with some modes

Bottom view with some modes

Fluke 123 scope meter

Na reparatie

Na reparatie (en wat oppoetsen)

A Fluke scopemeter made in 2010. It stopped charching and turning on resulted in a few seconds before it switched off again. A new battery did not solved the problem and that is why it arrived here.

According the owner it always had some problems. The psu is nothing more as a transformer , diodes and some capacitors. The voltage is 20V but drops to 15V under load.

Be careful when replacing this psu. Fluke has the nasty habit to use the center-pin for the negative rail. Besides that the connector body is a special size. The easy way is to reuse the cable and buy a 15V powerbrick that is screwed together.

The meter is like most Flukes build to survive a lot of abuse. The problem is you need to open it like a book. That is not bad as long as you do not need to look at the other side. And the connection between the two parts is not very strong so it is easy to tear of a connector or conductor. To tackel this problem I made a simple  frame to support the meter.Under the PCB and display the frame is open so it is easy to turn around and work on both sides

Laadstroom meting

“frame”

Een detail:

 

De bevestiging

 

The faults were a bit unusual. It did not charge because all three current sense resistors were open. Strange because they looked normal. After solving this it worked as long as you used the psu. But not on it’s battery unless it was fully charged. So there must be an other problem.

And then the manual does not help anymore and you are on your own. Also because the manual has some faults (or is for an other version). A resistor and two testpoints are  wrong. But this is easy solved with the scematic, chapter 3 and a calculator.

The cause of the problems are the smd 150uF/6,3V polymer electrolitics. For the ESR fanboys, an ESR meter was here of no use. The datasheet specs for ESR are for 120Hz (like for most caps) besides that they measured still within specs for all the parameters. There is a better way to look for cap related problems, using a scope to measure ripple. And that ripple was huge on the 3V3 rail. It looked more as AC with a small DC offset. A DMM with not enough bandwidth and crest factor would measure this as 3,1-3,2V.  I replaced the caps for a version that was capable of handling more current.  And this is not some magical thing, it is stated in the datasheet.

I do not know if this just was a bad series of caps or just a bad choice from the designers who are after all just humans like you and me. After that I checked all testpoints to see if there are other problem or almost problems. Then cleaning the pcbs and closing the cabinet. The final step is testing all functions and monitoring the charging over 20 hours.

Some PCB details for the fans:

De bovenkant

top

De onderkant

bottom

Hameg HM-8118 LCR meter

This LCR meter was dead. Hameg was always very helpful in providing manuals.To bad this is not  the case for the newer gear.  This is a very nice LCR meter with a lot of useful functions.

De voeding

The power supply

This is the power supply. The quality from the soldering is not very good, and it was dead. Strange enough the rest of the meter was build very nice.

After the repair was done it was time to test it

Testen met een ESI-1010 standaard

Testing, using an  ESI-1010 standard

Testen met een GR 100mH luchtspoel

Here a GR 100mH inductor standard

 

Behlman BL-1350

Heel dikke trafo's

Heel dikke trafo’s

Dit is een Behlman BL1350 1,35kVA AC powersupply.

Een erg zwaar apparaat dankzij 2  enorme trafo’s. Deze was gemodificeerd, waarschijnlijk voor een vaste meet opstelling. Het gevolg was dat hij niets meer deed. Dit was gedaan met een extra PCB van experimenteer printplaat en twee ceramische steuntjes met een stuk of 6 shuntweerstanden. Daarnaast was de Volt potmeter afgekoppeld. Afkoppelen was niet lastig maar ze hadden ook andere dingen gedaan waardoor het goed zoeken was.

Qua reparatie stelde het niet veel voor maar het was een erg imposant apparaat.Output is 0 tot bijna 300VAC.

Heel dikke MOSFET

Heel dikke MOSFET

Niet alleen de trafo’s waren groot, de mosfet kan er ook wat van.

Hameg HMO-3522 oscilloscoop

Ik was vergeten een totaal foto te maken dus hier de foto van mijn eigen scoop

Ik was vergeten een totaal foto te maken dus hier de foto van mijn eigen scoop

Deze scoop was door iemand gebruikt gekocht en zou prima werken. Helaas was dat niet het geval en de verkoper reageerde niet meer.  Het ding flitste een keer met wat ledjes en dat was alles. Dit zijn geen apparaten om zonder service documentatie aan te gaan werken. Het is een vrij geavanceerde 350 MHz DSO. Dat betekent dus veel heel kleine componenten en naast een analoog RF deel ook een uitgebreid digitaal gedeelte.  Aangezien ik zelf deze scoop ook heb durfde ik de reparatie wel aan. Daarnaast zijn scoop reparaties een erg leuke bezigheid en was ik benieuwd naar de bouw kwaliteit. En dat viel niet tegen. Overal staat made in Germany op, merk componenten en goed soldeerwerk.

Het analoge deel met sporen van eerdere reparatie activiteiten.

Het analoge deel met sporen van eerdere reparatie activiteiten.

Dat er al eerder problemen waren wordt al snel duidelijk. Zoals je hierboven ziet was de afscherming van de ingangen los-gesoldeerd. Dan gaan er gelijk alarmbellen rinkelen. Verdere inspectie bracht veel meer sporen aan het licht. Zoals krassen op diverse PCB’s waarvan sommige dwars over traces liepen.

De voeding

De voeding

Maar het eerste waar elke reparatie mee begint (na de optische controle) is de voeding. Zonder goede voeding houdt het op. Daar was niets mis. Gelukkig staan de te meten spanningen naast de testpunten gegraveerd. Erg chique gedaan. Wel heel klein maar daar als je daar een probleem mee hebt moet je niet aan zoiets als deze scoop beginnen.

In de voeding was wel iets vreemds en ook erg opvallend. Een van de blauwe condensators op de foto hierboven was aan 1 poot vast gesoldeerd, de andere kan zweefde boven de print. Het was duidelijk te zien aan het soldeerwerk dat dit een fabriek-foutje was. Dit viel zo erg op dat het dus ook duidelijk was dat de eerdere reparateur de voeding had overgeslagen. (gelukkig maar)

Toen het digitale board, wat aan de zijkant zit, verwijderd voor nadere inspectie. Hier zaten de meeste krassen op.

Het digitale board

Het digitale board

De krassen bleken geen traces te hebben beschadigd maar ik kwam iets veel ergers tegen. In het rode vierkantje op de foto hierboven. Een half afgebroken weerstandje en toen ik de mincroscoop versterking wat opvoerde bleken er 4 pads waar zo te zien ooit onderdeeltjes hadden gezeten. Een stukje verderop zat een weerstand waar een barst in zat. De vraag was nu, wat had daar gezeten ?

En dan is het handig om een zelfde werkende scoop bij de hand te hebben.  De onderdelen waren allemaal weerstanden. Dus eerst maar eens nieuwe erin. Daarna het board terug geplaatst en even als een testje de spanning erop gezet. En tot mijn verbazing ging de scoop gewoon aan. Als test een functie generator aangesloten en  nog steeds geen probleem. Daarna een heel snelle puls erop om te kijken of er op hoge frequenties problemen waren.

Een snelle puls

Een snelle puls

Zoals te zien was daar ook geen probleem.  Nog wat meer tests gedaan maar ook die waren succesvol. Afschermblik vast gesoldeerd, pcb’s schoon gemaakt en de scoop weer dicht gemaakt.

Maar het blijft wat vreemd. Zonder deze onderdelen werkt de scoop niet. Deze onderdelen zijn door een klungel beschadigd toen hij op zoek was naar een of andere fout. Maar wat die fout nu was….ik zou het niet weten. Alles doet het en dat is het belangrijkste.

Nog wat sfeerplaatjes.

Achter het voorfront.

Achter het voorfront.

 

Van boven gezien. Onder dat blik zit de voeding

Van boven gezien. Onder dat blik zit de voeding

Van onderaf gezien

Van onderaf gezien

Fluke 192 scopemeter

Aan een nagebouwd Tek scoop evaluatie board

Aan een nagebouwd Tek scoop evaluatie board. Een staircase met veel jitter, glitzen en noise modulatie

Bij deze scope was wat onbekends fout gegaan. De eigenaar had hem defect gekocht. Dat maakt zoeken wat lastiger. Gelukkig is er service documentatie beschikbaar. Het probleem hier was dat iedere keer als ik een fout vond er weer iets anders stroomafwaarts defect ging.

De scoop bestaat uit een paar ASICs die samenwerken en alles regelen. Oa een voor de voeding en een voor het digitale deel. Die werken samen. Op het board zit een smps die bestuurd wordt door deze combinatie. Het laden van de accu aan board ook.Toen ik zover was dat het accu deel weer werkte leek de fet van de smps defect en had de accu vrij spel (er zit nu een zekering) wat resulteerde in dit resultaat:

Soms zit het tegen

Soms zit het tegen

Vreemd genoeg bleek bij het schoonmaken de schade naarmate ik dieper kwam, groter te worden. Je ziet dat alleen de source pad weg is. De bron van de hitte kwam van onder de pad/fet. Er was een via en een stuk trace weg gebrand. Dat zag er na uitkrabben met een tot beiteltje geslepen naald zo uit:

Na schoonmaken

Na schoonmaken

Dat ding op het diepst is een restant van de via en links halverwege zie je een restant trace. Ik zit op zijn diepst helemaal tegen het koper van de bovenkant aan. Het lijkt een enorme krater maar je praat hier maar over een paar mm. Kijk maar naar de afmeting van die diode.

Tijd voor het betere priegelwerk met koperfolie en epoxy. Het resultaat was niet een optisch kunstwerkje maar wel functioneel. De fet die Fluke gebruikt was obsolete en had een afwijkende pin bezetting. Dus gelijk de footprint aangepast en er een wat stevigere fet opgezet. Ook de footprint van de meetshunt tussen source en gnd vergroot voor een 1 maat grotere weerstand. Ook heb ik de krokante laadstroom shunt vervangen door 2 grotere parallel. De shunt zit er hier nog niet op.

Wat lijm en plakwerk na het graven. Mooi is anders maar het is wel geslaagd.

Wat lijm en plakwerk na het graven. Mooi is anders maar het is wel geslaagd.

Daarnaast heb ik een geheugen IC moeten reballen , diverse fets en diodes vervangen. En het laatste probleem was de D-asic. Een grote BGA (zo’n ding met een enorme hoeveelheid  tin balletjes ipv pootjes).  Daar bleek troep onder te zitten. Het apparaat deed steeds meer maar bleef in mask mode. Nadat ik het pcb had gereinigd en het pcb onder de bga had gespoeld met een injectiespuitje met ipa en goed had laten drogen was daar het grote moment, hij deed piep ven de display kwam op.

Het eerste teken van leven

Het eerste teken van leven

Daarna alles getest en gekeken of hij nog binnen de specs zat. En dat viel niet tegen, hij zat er nog ruim binnen. Er handig apparaat voor reparatie werk. Het zijn geïsoleerde ingangen zodat je differentiële metingen kan doen zonder je scoop op te blazen en in de multimeter mode kan je de enorme cijfers vanaf grote afstand nog lenen.  Deze scoops zijn niet voor niets gewild en zelfs oud nog stevig aan de prijs.

Als multimeter

Als multimeter aan – 0,99997V

Merlin Gering tripunit tester

Na de reparatie

Na de reparatie

Een (loodzwaar) apparaat wat bedoeld is om bepaalde tripunits van Schneider Electric  te testen. Een tripunit is een ding wat “het brein” van nog al forse industriele zekeringen is. Deze kunnen geprogrammeerd worden mbt dingen als de max stroom en de tijd dat hij bv inrush stroom kan hebben.  Er was geen documentatie en de hele print was voorzien van een dikke flexibele conformal coating.

Er was zo te zien al een reparatie poging ondernomen. Dat zal niet veel resultaat hebben gehad. Men had de coating laten zitten en dat geeft dit soort plaatjes.

Hoe het niet moet

Hoe het niet moet

De soldeer drijft min of meer op de coating met het resultaat dat er niet een echt goede verbinding was.

Het pcb

Het pcb

De onderkant

De onderkant

De printplaat zit op een zwaar massief stuk aluminium gemonteerd.  Je kan er zo niet echt handig aan meten.

 

Tektronix 2245A

Economisch eigenlijk niet de moeite van het repareren waard maar dit zijn erg fijne en goede scoops met cursors en readout. En als je hem al lang hebt en de geschiedenis weet is dat ook wat waard. Een andere gebruikte kopen is ook een gok en een vergelijkbare kwaliteit DSO is veel duurder dan reparatie. Deze wordt scoop wordt commercieel gebruikt en dan wordt het een heel ander verhaal.

Tek 2245A zonder kast

Tek 2245A zonder kast

Zo’n scoop ziet er voor veel mensen nogal overweldigend uit maar reparatie van analoge scoops is vaak eenvoudiger dan het lijkt. (als de fout zoals hier in de signaalweg zit)

Kanaal 2 deed het niet goed meer.  Een blokgolf werd heel erg vervormd. De oorzaak was snel gevonden. Een condensator in een van de hybrides was short. Deze zijn “officieel” niet te repareren. In het service manual staan dus ook geen component waarden. Gelukkig zitten er meer in en mbv een VNA en LCR meter kon ik achterhalen wat de waarde moest zijn. Met twee 0804 condensators op elkaar kon ik de impedanties van beide kanalen gelijk krijgen. De fout was zo gevonden. Het uitmeten en repareren was wat meer werk.

De andere kant

De andere kant, heel veel logic IC’s

Het ingang circuit

Het ingang circuit van 1 kanaal

Hier zijn de hybrides zichtbaar.

Het defecte deel

Het defecte deel

De condensator links onder U23 was short. Deze hybrides zijn gemaakt van een keramisch substraat waar laser getrimde weerstanden en traces op zitten. Solderen is heel tricky want het kan barsten. Dit soldeer je het veiligste met zilver-tin-lood soldeer. In de buizentijd zat er standaard een klosje van deze soldeer in de scoops gemonteerd. Soms nogal verstopt. Bij reparatie van een 453 (een scoop uit 1966) uit mijn eigen collectie bleek het er nog te zitten, netjes weg gewerkt tussen een PCB en chassis.

Het resultaat:

Een strak blok

Een strak blok

Na reparatie de test. Het is voor de eigenaar van deze scoop heel belangrijk dat de delay tussen beide kanalen zo klein mogelijk is. Daarvoor is opnieuw afregelen van het front end wel nodig maar het resultaat mocht er zijn. De traces lijken wat wollig maar dat komt omdat het kanaal 1 en 2 over elkaar zijn. Zoals je ziet geen fase of amplitude verschil. Dit is een 40,48 MHz blokgolf met een 500ps stijgtijd.

2 traces over elkaar

2 traces over elkaar

Zo ziet het blok eruit op een 5GHz sample scoop. Om een 40 MHz blok goed weer te geven heb je grofweg een 400 MHz scoop nodig.

Zp ziet het eruit op een 5 GHz sample scoop

Zp ziet het eruit op een 5 GHz sample scoop