Gould DSO 400 Oszilloskop Defekt und Reparatur

[C from AT (Gast)]

Gould DSO 400 Oszilloskop Defekt und Reparatur

Kurzfassung: Die Ursachen für das Fehlerbild „Kein Strahl zu sehen, 
Funktion sonst normal“ bzw. die Fehlermeldungen „Failed Amp Shift 
Calibration“ und „Failed Offset Calibration“ werden beschrieben und die 
Reparatur vorgestellt. Einige allgemeine Informationen zur Gould DSO 400 
Service und Fehlersuche werden ebenfalls gegeben.

Abstract: The causes of the error pattern "No beam to be seen, otherwise 
normal function" or the error messages "Failed Amp Shift Calibration" 
and "Failed Offset Calibration" are described and the repair is 
presented. Some general information on Gould DSO 400 service and 
troubleshooting is also given.


Für diejenigen die dasselbe Problem haben und nur an der Lösung 
interessiert sind, gebe ich vorweg die Anleitung, wie ich mein DSO 400 
repariert habe:

Fehler „Failed Offset Calibration“: die Referenzspannung des ‚Gain 
Correction DAC’ (U309) war nur 2.84 statt 3.00 V. – Sie wurde mit dem 
Potentiometer R373 wieder auf den korrekten Wert eingestellt. Die 
Ursache für diesen Fehler wurde vorläufig nicht identifiziert.

Fehler „Failed Amp Shift Calibration“: auch hier war eine falsche 
Spannung die Fehlerursache. V_BIAS des CCD-Chips (U301) betrug nur 6.1 
statt der im Schaltplan angegebenen 14.5 Volt. Der Grund war, dass der 
Vor-/Schutzwiderstand (R361) der Spannungsstabilisierschaltung seinen 
Wert von 2R2 auf ca. 500R erhöht hat. – Ein Tausch des Widerstandes hat 
die Funktion des Oszilloskops wieder hergestellt.


Ausführliche Beschreibung der Fehlersuche:

Mein DSO 400 dürfte knapp 35 Jahre alt sein und wird alle paar Monate 
für schwierige Fehlersuchen verwendet. Beim letzten Einschalten 
verschwand nach ein paar Minuten der Strahl, alle anderen Anzeigen waren 
aber vorhanden und auch die Bedienelemente reagierten normal. Das 
Service-Menü (Tasten 9-7-7-7) zeigte die oben angeführten 
Fehlermeldungen.

Zuerst habe ich die einschlägigen Beiträge hier und im EEV-Forum gelesen 
und mir das leicht verfügbare Service-Handbuch aus dem Internet geladen. 
A3-Ausdrucke der Schaltplan- und Bestückungsplan-Seiten waren sehr 
hilfreich, da ich darauf überprüfte Komponenten markieren und Messwerte 
eintragen konnte. Generell empfehle ich, das Handbuch zuerst vollständig 
durchzulesen. Es enthält sehr verstreut einige wertvolle Tipps, die ich 
leider erst zu spät gesehen habe. – Ich habe das Oszilloskop während der 
Reparatur aus einem Labornetzteil mit 15 V bei ca. 3.8 A versorgt.

Puffer-Akku: der begann bereits auszulaufen und hat auch das PCB und den 
Stecker leicht in Mitleidenschaft gezogen. Reinigung unter fließendem 
Wasser hat einiges entfernt. Auf mechanische Hilfsmittel würde ich eher 
verzichten, da die Leiterbahnen teilweise sehr dünn sind. Bei mir war 
zum Glück noch keine beschädigt, wie eine Überprüfung der Kontakte A,B 
und C Pin 32 bis 24 ergeben hat.

Versorgungsspannungen: diese waren grundsätzlich ok. Die meisten hatten 
keinen nennenswerten Ripple, ausser die -15 V Schiene mit 400 mV bei 
fast exakt 50 Hz (aber knapp nicht netzsynchron). Ich vermute dass dies 
von der Bildablenkung kommt. Die Haupt-Siebelkos sehen aus, als ob sie 
schon mal getauscht wurden, jedenfalls werde ich den -15 V Elko nach 
Abschluss der Arbeiten ersetzen. – Das Netzteil allgemein zeigt auf der 
Unterseite des PCB an zwei Stellen (u.a. bei den Dioden) thermischen 
Stress in Form einer leichten Bräunung. Theoretisch könnte ich die 
Stromaufnahme der vier Rails (+15, +5, -5, -15 V) leicht durch Öffnen 
der Solder-Brücken-Pads messen, da ich aber keine Referenzwerte habe, 
habe ich darauf verzichtet.

Calibration-Test: Seite 20, Punkt 4.5 im Service Handbuch. Bei mir waren 
sowohl gain als auch offset waagrechte Linien. Die letztere sollte ca. 
45 Grad abwärts geneigt sein.

VGEN: Da der Strahl nicht zu sehen war, habe ich mir zuerst die 
Erzeugung der Shift- und Gain-Spannungen (VGEN, Punkt 5.3.15) angesehen. 
Diese zeigten keine besonderen Auffälligkeiten.

Spannungen (Teil 1): als nächstes habe ich mir einige der 
Sub-Spannungsversorgungen (das 400er hat davon viele!) am CPU- und am 
Mainboard angesehen. Spannung und Ripple waren jeweils in Ordnung.

Kalibrations-Hardware: da die Fehlermeldungen auf Probleme mit der 
Calibration-Hardware hindeuteten, habe ich mich als nächstes mit dieser 
beschäftigt (linke Hälfte der Seite 63). Die Schaltung selbst ist für 
mich absolut unverständlich. Warum alle 3 DACs mit dem selben Wert 
geladen werden (die Latches werden parallel aktiviert), warum die Vref+ 
des Gain-Correction-DAC vom Ausgangssignal des CCD abhängt oder wie die 
DAC-Ausgänge schließlich auf den OPV wirken kann ich nicht 
nachvollziehen [vielleicht kann hier im Forum wer diese Schaltung 
erklären?].
Zuerst dachte ich an ein Problem mit den Referenzspannungen. Vref+ von 
U307 und U314 waren an Pin 14 jeweils exakt 0 V. Diese werden über 3k9 
aus der +5V-Schiene versorgt. Der Querstrom beträgt ca. 1.3 mA. Ich 
dachte zuerst, dass die DACs intern defekt sind, aber dass das für 
mehrere gleichzeitig passiert ist auch unwahrscheinlich. Laut Datenblatt 
ist diese Beschaltung mit dem Vorwiderstand aber so vorgesehen, so dass 
ich die Sache vorläufig auf sich beruhen ließ (auch wenn sie mir keine 
Ruhe ließ…).
Was aber schließlich auffiel war, dass die 3.0 V Referenzspannung (Q332) 
nur 2.84 V betrug. Sie wurde mit R373 wieder auf den korrekten Wert 
eingestellt, darauf war der „Failed Offset Calibration“ Error 
verschwunden.
Die Ursache für den Fehler ist nicht bekannt, ich vermute 
Bauteilalterung, zB am Tantal-Elko C353.

Einschub Tantal-Elkos: Generell ist bekannt, dass Tantal-Elkos von 
Geräten aus den 1980er Jahren gerne Fehler verursachen. Aufgrund der 
großen Zahl und des Aufwandes habe ich aber auf einen Tausch vorläufig 
verzichtet. Ein 10 µF / 16 V Exemplar habe ich mit einem einfachen 
Bauteiltester vermessen: 9.8 µF und ESR 1.9 Ohm scheinen mir noch 
akzeptabel.

Spannungen (Teil 2): Da ich an diesem Punkt nicht mehr weiter kam, hab 
ich mal etwas Pause gemacht. Ein paar Tage später ist mir am Schaltplan 
der TP4 in der Spannungsversorgung für die CCD aufgefallen (stünde auch 
im Service Manual, aber den Teil hatte ich noch nicht gelesen, siehe 
oben). Wenn diese 14.5 V Spannung einen eigenen Testpunkt hat, muss sie 
wohl auch wichtig sein. Bingo! Sie war nur 6.1 V. Wie sollte da auch die 
CCD richtig funktionieren, da kann sich die Calibration-Hardware ja ewig 
plagen, vernünftige Werte zu kompensieren… Die Ursache war im 2R2 
Schutz-/Vorwiderstand R361 (von denen gibt es auch viele!) schnell 
gefunden. Er hat seinen Wert auf rund 500 Ohm erhöht! Ein eher 
ungewöhnliches Fehlerbild, das mir für einen Widerstand so nicht präsent 
war. – Ein Tausch hat schließlich auch den „Failed Amp Shift 
Calibration“ Error behoben und das Oszilloskop läuft wieder!  :-)


Zusammenfassung:
- Bei diesem alten Gerät merkt man die Bauteilalterung. Sie fallen 
teilweise nicht komplett aus, sondern ändern ihre Werte.
- Überprüfe ALLE Versorgungsspannungen auf Wert und Ripple! Es gibt SEHR 
VIELE kleine Sub-Power-Supplies.
- Service-Handbuch vollständig lesen!