Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

[bsw_m]

Что-то не складывается у меня картинка Вроде бы в АЦП и деталей-то всего ничего.
Странная осциллограмма на входе АЦП - это ещё не признак какой-либо проблемы. Осциллограф на пределе чувствительности. К тому же источников помех в самом мультиметре и вокруг - хоть отбавляй, в том числе и синфазных. И земляные петли исключать тоже нельзя. Если на шинах питания изолированной части относительно нулевой сигнальной "звезды" прибора нет такой помехи, и среди управляющих сигналов АЦП (напр. форсирующий) нет с такой же частотой, то наверняка это фантомные выбросы из-за земляных петель.
Может имеет смысл выпаять R90-91 и оценить ТКС резисторов в них, хотя бы по знаку и порядку величины путём нагрева рукой?

Перепроверю еще насчет помехи, но присутствует она на выходе усилителя (отключенном от ацп), только на диапазоне 200мВ, на остальных - чисто. Были мысли, что может это как то завязано на оптомодуляторы (не знаю с какой частотой там идет управление)
Насчет резистора - перепроверю.
Почему насчет резистора стал думать, вторая такая сборка начинала шуметь примерно минут через 15-20 после включения вольтметра, что вызывало просто огромные скачки напряжения.
Насчет же ТКС... пробовал посмотреть неисправную сборку - заметное влияние видно при очень сильном нагреве, разрешающей способности В7-39 явно мало. Но тем не менее, попробую выпаять и проверить ту сборку, что стоит сейчас в В7-54. У меня подозрения на резистор, что на входе АЦП (75К)
Спасибо за помощь.

[Mickle]

Я не могу себе представить, чтобы фольговый резистор мог стать источником шума. Что такого может произойти в холоднокатаной фольге, ума не приложу. Скорее подложка треснет или соединение с выводами нарушится.

[bsw_m]

Я не могу себе представить, чтобы фольговый резистор мог стать источником шума. Что такого может произойти в холоднокатаной фольге, ума не приложу. Скорее подложка треснет или соединение с выводами нарушится.

Вот и у меня была мысль, что проблема в месте соединения с выводами.

[bsw_m]

Небольшой предварительный отчет (буду дальше наблюдать):
Резисторная сборка ДН-5 состоит из 3-х резисторов, резисторы 4-х выводные
для соединения резисторов между собой используется только пара выводов (на крайних резисторах - вторая пара впаивается в плату, на центральном - вообще висит в воздухе).
При изучении "шумящей" сборки, обнаружил, что у одного из резисторов сопротивление скакало до +-8 Ом, на одной паре выводов, а на второй стояло как вкопанное.
в общем. сделал дополнительные соединения на сборке и установил в вольтметр.
Включил, дал прогреться 10 минут, провел автокалибровку. Далее подключил на вход вольтметра отрицательное напряжение ИОНиТ.
Вольтметр в режиме 6.5 в течение 15 минут показания не уплыли, есть колебания в пределах 1е.м.р.

Вывод - все таки дефектная сборка ДН-5.

Пока понаблюдаю дальше, есть вероятность, что решу заменить данные сборки резисторов (ДН-х) на высокостабильные резисторы от Vishay.

Михаил, хотел спросить вас по поводу резисторов, в продаже вижу есть резисторы с ТКС 0ppm, вы с ними не сталкивались? Имеет ли смысл смотреть в их сторону в случае замены сборок?

С АЦП вроде разобрался, осталось разобраться с помехой на выходе усилителя. И с УУМ.
По УУМ: одна плата зависает при попытке записи калибровочных значений в ПЗУ, тут уже нашел несоответствие с описанием работы, но глубже не копал.
Вторая сразу работала нормально, но через 2-е суток стала зависать при перегрузке АЦП (автопереключении диапазонов).
Продолжение следует... )

[Mickle]

Т. е. получается, что ДН-5 удалось восстановить?
С Vishay дела не имел, т.к. они и раньше были не позволительной роскошью для семейного бюджета, а сейчас я в их сторону вообще не смотрю. Но если требуется заменить ДН-5, то я других вариантов не вижу, кроме как герметичных маслонаполненных Z-Foil.

[bsw_m]

Т. е. получается, что ДН-5 удалось восстановить?

Одну - условно да, закоротив во всех резисторах кельвиновские пары выводов.

С Vishay дела не имел, т.к. они и раньше были не позволительной роскошью для семейного бюджета, а сейчас я в их сторону вообще не смотрю. Но если требуется заменить ДН-5, то я других вариантов не вижу, кроме как герметичных маслонаполненных Z-Foil.

Я почему на них посмотрел, не сильно точные, но с ТКС 0ppm, стоят относительно адекватных денег(по сравнению с покупкой нового прибора), хотя тоже достаточно недешевы.
Впрочем, попробую связаться еще с МНИПИ, может быть у них выйдет купить эти сборки. Но порядок цен пока предположить не могу.

Вот что интересно, 2 прибора и в обоих выход из строя ДН-5, в одной 20К резистор, в другой - 75К резистор, года производства (на платах) - 94-й и 96-й.

[Mickle]

Если вторую, неисправную сборку ДН-5 не жалко, то можно для истории вскрыть её и рассмотреть/сфотографировать по подробнее.
Пайка выводов в АЯКС-овских резисторах выглядит очень не надёжной.

[bsw_m]

Если вторую, неисправную сборку ДН-5 не жалко, то можно для истории вскрыть её и рассмотреть/сфотографировать по подробнее.

Уже были такие мысли, чуть позже приму решение.

Добавлено after 48 minutes 9 seconds:
Ради интереса, ковырнул вторую сборку, убрал герметик, которым была залита сторона с выводами и засмеялся.
Соединения между резисторами не были пропаяны - просто загнуты выводы и все )))
И да на этой сборке общее сопротивление плыло, после пропайки - стоит на месте.
В общем - просто брак.

Добавлено after 2 hours 53 minutes 14 seconds:

Т. е. получается, что ДН-5 удалось восстановить?

После тестирования могу уже утверждать, что получилось восстановить оба ДН-5.
Показания вольтметра при подаче на вход отрицательного напряжения(как более стабильного) ИОНиТ не плывут с обоими делителями. Есть скачки в 1 е.м.р. в формате отображения 6.5.

Насчет усилителя:

Данные выбросы присутствуют в диапазоне 200мВ измерения постоянного напряжения.
При переключении вольтметра в режим измерения постоянного тока.
При измерении сопротивления в диапазоне 200Ом.
Также в тех режимах, где присутствуют выбросы, показанные на осциллограмме, отличается постоянное смещение на выходе усилителя, оно составляет ~5.5мВ, против 0.8-1.5мВ в остальных режимах.

[Дмитрий М]

Обычная история в приборах после 88-90-го года.... "взлетела ракета, упала в болото// Какая зарплата такая работа " .. В них и не такое встречалось
Кстати года на рэлементах смотрели? После 90-х там от 1975 до 1990-х в одном приборе зачастую встречалось, что снабженцы закупили на развалах то и ставили. После 2000-х уже технологии продвинулись и перемаркёр пошел.

[Mickle]

Данные выбросы присутствуют в диапазоне 200мВ измерения постоянного напряжения. При переключении вольтметра в режим измерения постоянного тока. При измерении сопротивления в диапазоне 200Ом. Также в тех режимах, где присутствуют выбросы, показанные на осциллограмме, отличается постоянное смещение на выходе усилителя, оно составляет ~5.5мВ, против 0.8-1.5мВ в остальных режимах.

Пол дня я рыскал в ТО и принципиальных схемах, пытаясь найти источник этих выбросов, и наконец понял свою ошибку. МДМ канал тактируется не форсирующим сигналом 400 Гц и не стробимпульсами 800 Гц, а с частотой последних, делённой на 12, т.е. 66.67 Гц.
Вообще, такого же нелепейшего технического описания ещё поискать нужно. Это надо думать, свести в одно руководство два комплекта схем с различающимися принципиальными решениями, позиционными обозначениями элементов и их типами. Вот и выходит, что на одной странице обсуждается краткий принцип работы усилителя с оптронным модулятором, а через несколько разделов как ни в чём не бывало подробно рассматривается тот же усилитель, только для другого исполнения мультиметра и с совершенно другой принципиальной схемой. А на самой принципиальной схеме, к примеру, ссылки вообще ведут не туда, куда нужно



Таким образом, выбросы на осциллограмме обусловлены коммутационными помехами (преимущественно инъекцией заряда) МДМ канала. При усилении 1 и 10 их амплитуда не видна на осциллографе. Но во всех вышеперечисленных режимах используется Ку=100, вот тогда они проявляются во всей красе.
Мне кажется, что сами по себе эти выбросы не должны существенно сказываться на параметрах усилителя, т.к. ключи МДМ канала синхронизированы от того же тактового генератора, что и ключи АЦП, а вольт-секундная площадь выбросов постоянна. Меня смущает лишь величина смещения нуля усилителя, приведённая ко входу. Она просто громадная. Смещение в несколько единиц мкВ для МДМ вполне допустимо, но никак не 0.8-1.5 мВ. Пусть даже эти цифры получены не для режима повторителя, а при Ку=10.

[bsw_m]

Михаил, спасибо за подсказки, и прошу прощения за вчерашние не совсем верные данные по смещению (смотрел осциллографом)
Вот точные данные:
Диапазон
0.2В - 6мВ
2В - 1мВ
20В - 90мкВ
200В - 1.1мВ
1000В - 95мкВ

Сопротивление:
200Ом - 6мВ
2кОм - 1мВ
остальные - 90мкВ
Измерения проводились относительно входной клеммы.
Дальше буду разбираться с принципом функционирования входного усилителя и попробую разобраться где проблема.

[bsw_m]

Появилось немного времени, исследовал сигналы в МДМ усилителе:
Вот что мы видим непосредственно на выходах DA8 и DA9:

Красивая картинка синфазных сигналов.
Далее, перемещаемся на контрольные точки 14 и 15 (желтый луч - КТ15):

мало того, что на КТ15 амплитуда ниже, нежели на КТ14, так еще и появилось постоянное смещение в +
Для более легкого восприятия, осциллограммы на выходе ОУ и соответствующей КТ(синий луч - выход ОУ, желтый - КТ):
КТ15:

КТ14:


Полагаю, что это и является причиной как выбросов описанных выше, так и аномального смещения выхода усилителя.

На выходе интегратора (DA10 - КТ16) -2.16В и есть некоторое переменное напряжение в несколько милливольт.

[Mickle]

К сожалению качество схем в Сети для этого варианта усилителя практически никакое. Но из того, что я смог рассмотреть, можно предположить, что либо транзистор демодулятора с утечкой, либо (что более вероятно) деградировал светодиод соответствующего оптрона. В любом случае стоит сравнить сигнал на затворах.

[bsw_m]

К сожалению качество схем в Сети для этого варианта усилителя практически никакое. Но из того, что я смог рассмотреть, можно предположить, что либо транзистор демодулятора с утечкой, либо (что более вероятно) деградировал светодиод соответствующего оптрона. В любом случае стоит сравнить сигнал на затворах.

Сигналы на затворах проверил - там все красиво.
Насчет транзисторов - тоже думал, что вероятно один транзистор синхронного детектора с утечкой.
Но, случайно спалил ОУ интегратора, выкусил его и сигналы на КТ15 и КТ14 выровнялись.
Завтра попробую найти такой ОУ, и посмотрю что будет после замены.
Так же думаю, что имеет смысл проверить конденсатор интегратора.

[bsw_m]

Заменил ОУ, сигналы после синхронного детектора те-же, а вот смещение выхода усилителя стало 6.9мВ при КУС=100(диапазон 200мВ).

[bsw_m]

Небольшой отчет:
После пропайки соединений "внутри", а именно со стороны выводов, R59 (ДН-4), смещение усилителя стало 950мкВ при ку=100.
На остальных диапазонах <50мкВ.
Вольтметр был поставлен на прогон, через сутки смещение на ку=100 уплыло до 8.6мВ
Также снова стал "плавать" АЦП, причем стал плавать в обе стороны, замеры ИОНиТ показали, что плавает положительное плечо (в пределах 140мкВ)
В общем, вывод аяксовские делители - в топку.
По вольтметру - пока отложу его на время и буду думать, что с ним делать. Замена всех делителей на вишаевские высокостабильные резисторы с учетом необходимого их количества и цен на них, не выглядит здравой идеей... за их цену можно взять рабочий вольтметр от HP: HP34401A.
Возможно, продолжение следует....

[Mickle]

Печально... Но всё же с трудом верится, что R52 (ДН-4) хоть как-то может влиять на смещение нуля, т.к. определяет он лишь глубину ООС усилителя. На время отладки его вообще можно заменить какие-нибудь С2-29В.

[bsw_m]

Печально... Но всё же с трудом верится, что R52 (ДН-4) хоть как-то может влиять на смещение нуля, т.к. определяет он лишь глубину ООС усилителя. На время отладки его вообще можно заменить какие-нибудь С2-29В.

У меня единственное предположение: возникновение ЭДС в местах нарушенных контактов (возможно в местах соединения с резистивной пленкой), впрочем это стоит проверить.
Ну и сам факт: после пропайки соединений (прогрева контактов), все вроде стало более менее цивильно, но затем снова уплыло, примерно через сутки-полтора.
Дальше уже не смотрел, пока плюнул на это дело, есть более важные задачи. Возможно, с появлением свободного времени, еще вернусь к прибору.

[bsw_m]

Сегодня еще выделил час на "борьбу" с вольтметром. Взял плату АЦП от второго вольтметра, и провел стандартную диагностику, питание напряжение/пульсации, эпюры и потенциалы в КТ.
очень сильно отличался потенциал на КТ25, почти на порядок от номинала (при 0 на входе АЦП), и составлял 154мВ.
Первая мысль - протух ОУ DA19 и был благополучно выкушен из платы, вот дальше самое интересное, как я к этому пришел - не очень интересная история.
В общем, между контактными площадками под данный ОУ 1,8 и остальными, есть сопротивление в пределах от 7МОм до 76МОм.
После этого были подняты элементы R119, R118, С51. Площадки 2 и 3 (уже отключенные) также прозваниваются с остальными площадками.
Далее, на плату было подано питание (вход АЦП сидит на "0"), ОУ в плате нету.
Сажусь вольтметром на контактную площадку 2, и вижу отрицательный потенциал около 0.3В (входа данного ОУ находятся в эквипотенциальном кольце - сверху ПП, но дорожка от 2-й ноги, идущая на верхнем слое ПП, пересекается с дорожкой отрицательного питания этого ОУ идущей на нижнем слое).
Отключаю, начинаю рассматривать ПП в микроскоп, вижу плесень.
Похоже плата "протухла" из-за условий хранения. Также немного выстраивается и причина плаванья резисторных сборок ДН*, тем более, что их корпуса не выглядят особо герметичными
Попробую промыть плату в УЗ ванной в изопропаноле, с дальнейшей длительной сушкой в термошкафу при температуре градусов в 125.

P.S. Немного расскажу про условия хранения(сегодня выяснил более подробно) до того как вольтметр попал ко мне в руки. Это неотапливаемое помещение с протекающей крышей и сильно повышенной влажностью. В помещении везде присутствует плесень. Так же мне рассказали случаи, когда брался со стеллажа например магазин сопротивлений и из него выливалась вода.
В таких условиях вольтметр пролежал примерно лет 8.

[otus]

Не ясно какого качества текстолит платы,но изопропила боюсь мало.
Я бы добавил ещё фунгицида в спирт.
Чем там питаться грибку не понятно,но если споры проросли глубоко,
то вполне возможно ожидать опять сюрпризов через энное время.