Ремонт В2-36

[Miko2015]

Из любопытства и по жадности купил почти одновременно три таких прибора. Хотел то я заполучить В2-38, но его цена пока не вписывается в статью «ненужный вещи» семейного бюджета. Интересовали, главным образом, нановольтовые возможности прибора – 199,99мкВ – предел измерений на самом чувствительном пределе 100мкВ. Разрешение – 10нВ. Это на порядок хуже, чем у В2-38. Прибор 4,5-разрядный, верхний предел - 10В, показывает до 19,999В.
Собраны В2-36 на логике К155, операционниках К553УД2 и К(Р)544УД1А, использованы коммутаторы К284КН1Б. Пара конструктивно исполненных герконовых реле переключает входной делитель, входное реле (тоже конструктивное) – подключает вход прибора на нижних пределах 100мкВ – 10мВ напрямую к входному модулятору УПТ. Делители напряжения – на резисторах МРХ и С5-51 (высокоомные – 10МОм и 100Мом). Индикаторы – ИН-12А. Источник опорного напряжения построен на двух КС191Т (без термостатирования). Произведены приборы Таллинским Пунанэ-РЕТ в середине 80-х.
Итак, включаем первый - самый чистый и нетронутый прибор, доставшийся дороже всех: красиво показывает все нули, пределы переключаются, но измерения не происходит. При этом на аналоговом выходе (где все приводится к 1В при измерении на соответствующем пределе) напряжение есть. Уже хорошо. Отставляем пока в сторону.
Включаю второй – тоже в хорошем состоянии, проходивший последнюю поверку 20 лет назад прибор – перегрузка на всех пределах (индикация П20.000). Так, есть кандидат на восстановление первого.
Включаю третий – немного потертый, с обломанной ручкой установки «0» (восстановить несложно). «0» не устанавливается – немного не хватает. То ли в сломанной ручке дело, то ли в чем другом – отложу это выяснение на потом. Кстати, все основные переменники – СП5-35. Три – выведенные на лицевую панель, и два – установки опорного напряжения обеих полярностей. При быстрой проверке увидел, что на верхних пределах показания есть, и вернулся к первому прибору.
Первый прибор, действие второе. Уже со второй попытки поменять местами платы выяснилось, что дело в одной из двух цифровых интерфейсных плат – перекинул ее со второго – все заработало! Что ж, теперь можно заняться испытанием и настройкой прибора. Стал настраивать пределы, начиная с 10В. Да, забыл сказать, что ни ТОИЭ, ни, тем более, схемы прибора, я нигде не нашел. Везде одна и та же информация по его ТТХ, и ничего больше. Так что действую по наитию и руководствуясь чувством здравого смысла (и разводкой печатных плат). Прибор нормально калибруется до предела 1мВ, (замечу, что кроме основного, ноль дополнительно устанавливается на пределе 10мВ). Показания на обеих полярностях достаточно близки. Дошел до самого чувствительного предела 100мкВ, и тут начались проблемы – прибор очень медленно «набирает» показания и, самое главное, они сильно разнятся при переключении полярности – 107мкВ (при поданных от калибратора 100мкВ) на положительной полярности превращаются в 78 при отрицательной! Калибровочный резистор предела 100мкВ мало влияет на показания (в отличие таких же на других пределах). Разбираю аналоговый блок. Входная часть смонтирована на толстой медной пластине с двух сторон. К модулятору не подобраться – можно только предположить, откуда и куда что идет. Что ж, наконец-то пришел звездный час осциллографа С1-103, с его отличной чувствительностью и возможностью организовать дифференциальный вход. Для начала посмотрю, что происходит на выходе модулятора при подаче различных напряжений предела 100мкВ (от 10 до 190) при разных полярностях.
Внимательнее почитал ТОИЭ С1-103 – дифференциальный вход организуется неполноценный – один из входов все равно соединяется с корпусом прибора (а я только ради развязки и задумал это подключение). Увы, С1-103 пока отставлю. Если уж совсем никак без него будет, то придется развязку от сети делать.
Попробовал посмотреть сигнал после входного модулятора (скрытого между медными пластинами и потому недоступного для осмотра) С1-124, развязанным от сети. Толком ничего не понял. Управляющий сигнал (меандр двух полярностей амплитудой 0,6В со странной частотой 31,2 Гц) на него приходит, а на выходе – изрезанная синусоида с постоянной амплитудой, меняющейся при изменении входного напряжения и тут же возвращающейся к прежнему значению. То ли лыжи не едут, то ли я… то ли мне надо почитать теорию ДМД УПТ 
Застрял, в общем – придется отрисовывать схему, чтобы понять, как прибор работает и, в первую очередь, выяснить возможность юстировки выхода на внешний вольтметр. Судя по всему, он не завязан на внутреннюю меру напряжения, а просто транслируется с усилителя УПТ с учетом предела измерения.
А пока с аналоговой частью затык, займусь простой проблемой в логике. (Так думал я, берясь за неисправную плату с десятком КМ155ЛА3, двумя К155ТМ2 и двумя К155ИЕ2. А чего – примитивщина же, все просто и наглядно.) Оказалось, что, даже имея образцовую плату, заставить работать эту не получалось – следуя по пути сигнала я неизменно возвращался в ту точку, с которой начинал! Вроде, понятно все, а не работает… Кусочки схемы не сильно помогали. Пришлось подойти фундаментально – нарисовал всю схему этой платы, попутно выяснив, что часть соединений выполнена через ответную часть разъема (двухсторонняя печатная плата, видимо не дала возможности развести все, что надо), а также часть соседних плат – там был размещен делитель частоты, не поместившийся здесь. Теперь, вроде, все понятно – вот он, сигнал! Идет, идет, идет.. А не работает! (До этого замерял все конденсаторы – емкость в норме.) В общем, в конце концов выявил я неисправный формирователь импульсов. Вместо длинного (6мс) с периодичностью 0,7с, он был короткий, что влекло за собой все последствия. Много времени ушло на то, чтобы поймать импульс осциллографом и увидеть его параметры (при быстром просмотре он выглядел одинаково на рабочей и не рабочей платах). А причиной оказался К50-6 на 1мкФ. Который, кстати, емкость показывал правильную. Зашунтировал его пленочным – все заработало как надо. И выпаивать не стал. У меня, кстати, это первый случай, когда подводят старые К50-6 – все имеющиеся приборы, выпущенные с начала 80-х до 90-го, в том числе на самых ширпотребовских К50-6, если и не работают, то отнюдь не из-за них. А как завидно читать про восстановление мертвых приборов простой заменой конденсаторов!
Пришло время вернуться к аналоговой части. Начну с рисования всей схемы (кроме спрятанного от любопытных глаз модулятора, который, скорее всего, не сильно отличается от своих многочисленных собратьев).
Задача N1 – добиться правильных показаний на аналоговом выходе для всех пределов измерения.
Задача N2 – добиться симметричного и быстрого измерения на младшем пределе (сейчас показания устанавливаются за час).
Для решения первой задачи я первым делом я выявил плату – виновника медленной установки. Ей оказалась плата, на которой находится демодулятор УПТ и цепи аналогового выхода. Уже легче – входную часть и модулятор, значит ковырять не придется. Методом дедукции определил наиболее вероятного виновника – неполярный конденсатор, собранный из двух полярных К50-6 на 10 мкФ. Тут следует отметить, что конструкторы использовали как неполярные К50-6 5мкФ 16В, так и собранные из двух 10мкФ 10В. Экономия? Разнарядка?
Итак, составной конденсатор в цепи обратной связи операционника УПТ оказался рабочим только наполовину – один электролит сдох. Чтобы добраться до них, нужно снять экран, поэтому при первичном осмотре замерять их не удалось. Заменил оба на имевшиеся под рукой иностранные, внешне похожие на К53-4. Проблема решена – установка показаний происходит как положено.
Осталась проблема с измерениями на младшем пределе. При изменении полярности входного сигнала показания прибора существенно менялись, а их абсолютная величина отличалась от значения, выдаваемого калибратором, и не регулировалась должным образом, как на остальных пределах. В общем, ковырялся я с этой проблемой до тех пор, пока до меня не дошло, что надо еще раз установить «0» основным регулятором (а имеется их два – основной и выведенный под шлиц с надписью «Уст. «0» 10мВ»). Теперь все встало на свои места. Тут, конечно, помогла бы инструкция, которой нет. Из нее же можно было бы установить порядок настройки и калибровки. Исходя из схемы и опыта, я понял, что сначала надо откалибровать прибор регулировкой делителей на всех пределах, измеряя результат на выходе внешнего вольтметра, причем на младших пределах надо начинать с нижнего – 100мкВ – а уже потом калибровать на одном из пределов измерение самого прибора на положительной и отрицательной полярности регулировкой опорных напряжений. С регулятором компенсации входного тока не разобрался – не было повода.
В итоге все три прибора восстановлены. Один продам-поменяю.
Вообще, прибор оставил двойственное впечатление – хотя и сделан качественнее, чем приборы серии Щ, компоненты ширпотребовские, использованы на 100% - не нашел ни одного незадействованного логического элемента, например! Единственное, что конструкторам, видимо, удалось пробить - это СП5-35. Цифровая схема сразу напомнила историю Стива Возняка, сделавшего игровую приставку на минимальном количестве логических микросхем. Только нашим конструкторам, видимо, поставили задачу так: у нас есть неликвиды – ЛА3. Но не простые пластмассовые К, а керамические КМ! Так сделайте достойный прибор! Но на другие компоненты не рассчитывайте – выкручивайтесь, как-нибудь, с ЛА3 – на них же все можно сделать. Что? Еще и операционные усилители нужны? Ну, ладно, берите, вот К553УД2. И больше не приходите!
Но «сердце» прибора – четырехмиллиметровая медная пластина с конструктивным реле и медными же пластинами-проводниками - сделано добротно. Возможно, используя только входную часть можно построить прибор с лучшими характеристиками или просто использовать его как УПТ и считывать показания по внешнему прибору. Плюс в том, что на выход идет именно усиленный входной сигнал, никак не привязанный к мере. Так что к В2-36 стоит подключить внешний стрелочный вольтметр постоянного тока, постоянно включив В2-36 на предел 100мкВ соединением медных пластин соответствующим образом, чтобы получить в итоге неплохой аналоговый нановольтметр. Стоит еще обесточить цифровую часть, чтоб не создавала помех.

Выводы, которые я сделал для себя из этого упражнения:
1. Все же я считаю, что бездумная замена всех электролитов – это последняя мера, не первая. А учитывая зачастую невысокое качество старых печатных плат, их перепайка может выглядеть некрасиво, как минимум.
2. Тем не менее, надо полноценно проверять параметры этих конденсаторов в критичных местах. Одного измерения емкости может быть недостаточно.
3. Надо знать как должен работать тот или иной узел. Это, вроде, азбучная истина, но вот к формирователям импульсов, в которых используется аналоговая обвязка, я мог бы сразу более критически подойти. Прибор выпущен Пунане-РЕТ, работал по выходу с завода, 155-я логика от старости не умирает – кроме как на конденсаторы, грешить и не на что было…

[Miko2015]

Фото открытого прибора сверху, со снятой крышкой экрана входного блока и открытой крышкой общего экрана аналогового блока. Трансформатор один, с экранными обмотками (на развязку питания аналоговой части через второй трансформатор, как на некоторых других приборах, тратиться не стали).

[Miko2015]

Самая левая – плата ИОН и измерения, средняя – плата аналогового выхода и УПТ, правая – плата входных делителей. В квадратной жестяной коробочке – входной модулятор, недоступный глазу. Резистор СП5-35 временно снят для ремонта ручки.

Вот доступные к просмотру внутренности модулятора. Справа от него – катушка от конструктивного реле, контактная группа которого расположена на другой стороне медной пластины. Через четыре разъема слева подключается входной делитель пределов 0,1В, 1В и 10В.

[Miko2015]

А это вид снизу на входные цепи. Медная пластина от входной клеммы является и одним из контактов реле и подключается напрямую к модулятору на нижних трех пределах. На плате слева – входная часть усилителя переменного тока, на который сигнал с модулятора подается через красные конденсаторы. Управляющий сигнал на модулятор подается с платы, установленной на другой стороне пластины. Грамотно все сделано, одним словом. Только открытая всем ветрам наиболее критическая контактная группа вызывает сомнения. Видимо, это был лучший вариант. Герконы не удовлетворяли по параметрам, РВ-5А тогда еще не было (или оно было непозволительной роскошью для этой разработки).