Ремонт и отладка мультиметра Keithley 2001.
Добавлено: Вс дек 29, 2013 22:47:46
Мяу.
Всегда хотелось добыть точный мультиметр с кучей функций для радиогубительства в особо крупных масштабах, но целесообразности
в покупке нового как не было так и нет. Тем более что стоят 6.5 и более разрядные приборы ощутимых денег, за пределами бюджетов домашней лаборатории.
Однако как говорят - если сильно хотеть, то в итоге желания исполняются. Так и тут, несколько лет назад купил поломанный Keithley 2001 в заморских странах,
за 5% от цены нового, и спустя несколько недель получил и вступил в ряды "вольт-манъяков". Тогда я еще не знал, сколько мороки сулит наличие многоразрядного
мультиметра.
Небольшое отступление - по работе в основном занят с цифровой техникой, микроконтроллеры, ПЛИС, шины ПК, материнские платы/видеокарты, поэтому в
аналоговом мире я полный профан. Поэтому прошу ногами сразу не бить за порчу техники, ведь мы тут собрались just for fun
После получения девайса, и изучения скудного сервис-мануала, удалось оживить прибор и даже заставить его измерять. Так и пользовался оным совместно с Fluke 87V, пока в итоге не набрел на очередную продажу дохлых 2001, которые я в помешательстве скупил не глядя На цифре 7 было решено остановится, ибо хоть мертвые мультиметры и
имели хорошую стоимость (как для 7.5 разрядного прибора), но пользы от их складирования на полке не добавится. Так душа была продана дъяволу Keithey.
Сервисный мануал имеет лишь общие рекомендации и описание кодов самодиагностики, и перечень компонентов (спасибо, что с указанием номиналов и RefDesов).
Схемы засекречены и производитель их не дает, ибо даже сегодня они продают 2001/2002 серию, судя по сайту.
Сейчас план таков:
1. Отреверсить схему прибора по имеющимся платам.
2. Изучить принцип работы, примененную схемотехнику и приемы.
3. Отремонтировать проблемные мультиметры
4. Собрать и потестировать некоторое время восстановленные приборы.
5. Провести калибровку у производителя (возможно, если стоимость оной не превышает некоторых разумных пределов)
6. Радоваться результату.
На данный момент - есть 4 метра которые можно собрать докучи, и один из приборов пущен на мясо и детальки для оставшихся.
Также для дальнейших опытов и изучения доступен различный инструментарий:
HP 33120,TLA715 logic analyzer (захват цифровых данных, изучение протокола),скоп CSA7404,Keithley 2400 (был калиброван в 9/13/2007, скорее всего соответствует спекам и сейчас), стандарт напряжения EDC MV106 (неизвестно когда калибровался, соответсвует НЭ в районе 140uV, НЭ Eppley 809684 Standard Voltage Cell 1.01909VDC @ 70F неизвестной истории.
Поскольку для своих проектов я давно пользуюсь redmine :ссылка на проект.
Вся информация, схемы, фотки и успехи можно скачать тоже оттуда в любой момент. Доступ свободный
Сейчас причищаю схему АЦП и занимаюсь аналоговой платой. Занимает этот процесс достаточно много времени, т.к. все платы 4-слойные, и опыта в аналоговых вещах у меня маловато.
Общяя информация по начинке Model 2001:
Цифровая плата (Digital board)
Main CPU: Motorola MC68302FC16C
RAM: 2x128K
Фото сверху
Фото снизу
Аналоговая плата
Фото сверху
Фото снизу
ИОН : LM199 отобранный самими Keithley (согласно сервисному мануалу)
Плата АЦП
Top:
Bottom:
АЦП интегрирующего типа, управляется U808 ALTERA/Cypress CPLD (MAX EPM5128JC or CY7C342B)
и общается с процессором по SPI через оптоизоляцию на аналоговой плате.
питание АЦП: Q812, 78L05AC in TO92 package
Тактирующая частота: CMOS генератор, 7.680 MHz
Интегрирующий ОУ: BB OPA602AP, High-speed precision Difet OpAmp, 6.5MHz, +/-15V, 35V/us, +-1mV Vofs, +-15uV/°C Drift
?: 2 x LT1097CN8
Onboard VREF? : IN4579 Zener 6.4V
Передняя панель с кнопками и дисплеем:
Аналогична другим hi-end приборам Keithley, кастомный iTron VFD и мембранные клавиши.
Keithley 2002, 2400-series SMU, Keithley 7001, 7002 используют идентичный VFD.
Типичные поломки (все мои приборы имели проблемы с этим)
От возраста все электролиты текут, и электролит разъедает дороги.
Важные конденсаторы C114,C115,C116,C117 (470uF 63V and 1000uF 35V) используются
в схеме виртуальной земли (?) и дороги там прогорали до дыр в текстолите, что
требовало хирургического ремонта и перемычек.
Мультиметры которые мне достались были изготовлены в 1992-1994, согласно кодам на микросхемах.
Прошивка:
Версии A06,A08,B07
B07 хранилась в двух различных микросхемах ROM, четные байты отдельно, нечетные отдельно
Пришлось вспомнить Си и написать мелкую утилитку под FreeBSD чтобы склеить файлы в один
Что забавно - в прошивке открытым ASCII текстом перечислена команда разработчиков Keithley 2001.
Посмотреть можно начиная с смещения 0x741AA. Возможно при какой-то магической комбинации
клавиш мультиметр выдает эту инфо на экран, но найти сходу не получилось
George Topola Mike Szalkowski Bob Spinks
Larry Spilar Greg Sobolewsky Dave Skerkoski
Dave Sherrets Karl Sasgen Paul Sally
Ken Reindel Bill Pelster Gerald Naujoks
Scott Oberlin Steve Mihalick Marla Mock
Michael Minneman Mike Marks Peter Lui
Dave Lewis Warren Kumley Dave Kruszewski
John Kraizel Larry Klubert Meindert Kleefstra
Doug Kirsop Fred Hume Jim Horvath
Todd Hayes Theresa Harlan Jay Hardway
Kevin Hansen Kevin Graham Robert Fitch
John Ferman Mike Dahlhausen Mark D'Ambrosia
Jeff Cunningham Andy Creque Grant Coyle
Dale Cigoy Roger Chaplin Mark Brinich
Charles Bona Robert Bennet Gary Bish
John Banaska Kevin Ballou Mike Atwell
The Project Team
Мир должен знать героев прецизионной техники
На сегодня один из мультиметров проходит само-тест, но по прежнему имеет мелкие проблемы.
Использую его как эталон для проверок других плат и замеров.
Заснял небольшое видео с сигналами на выходах интегрирующего АЦП
Канал 1 (желтый) - ZCTL2 по схеме, Канал 2 (голубой) - ZCTL1
P.S. в процессах поисков единомышленников нашел восстановленную схему Keithley 2000. Работа была проделана китайским энтузиастом jhzyou с форума bbs.38hot.net
Последнее время занимаюсь этапом 1 - восстанавливаю схему:
Текущая схема в PDF
Сегодня закончил аналоговую часть АЦП:
Схема в PDF
Осталось причесать и можно изучать.
Всегда хотелось добыть точный мультиметр с кучей функций для радиогубительства в особо крупных масштабах, но целесообразности
в покупке нового как не было так и нет. Тем более что стоят 6.5 и более разрядные приборы ощутимых денег, за пределами бюджетов домашней лаборатории.
Однако как говорят - если сильно хотеть, то в итоге желания исполняются. Так и тут, несколько лет назад купил поломанный Keithley 2001 в заморских странах,
за 5% от цены нового, и спустя несколько недель получил и вступил в ряды "вольт-манъяков". Тогда я еще не знал, сколько мороки сулит наличие многоразрядного
мультиметра.
Небольшое отступление - по работе в основном занят с цифровой техникой, микроконтроллеры, ПЛИС, шины ПК, материнские платы/видеокарты, поэтому в
аналоговом мире я полный профан. Поэтому прошу ногами сразу не бить за порчу техники, ведь мы тут собрались just for fun
После получения девайса, и изучения скудного сервис-мануала, удалось оживить прибор и даже заставить его измерять. Так и пользовался оным совместно с Fluke 87V, пока в итоге не набрел на очередную продажу дохлых 2001, которые я в помешательстве скупил не глядя
На цифре 7 было решено остановится, ибо хоть мертвые мультиметры иимели хорошую стоимость (как для 7.5 разрядного прибора), но пользы от их складирования на полке не добавится. Так душа была продана дъяволу Keithey.
Сервисный мануал имеет лишь общие рекомендации и описание кодов самодиагностики, и перечень компонентов (спасибо, что с указанием номиналов и RefDesов).
Схемы засекречены и производитель их не дает, ибо даже сегодня они продают 2001/2002 серию, судя по сайту.
Сейчас план таков:
1. Отреверсить схему прибора по имеющимся платам.
2. Изучить принцип работы, примененную схемотехнику и приемы.
3. Отремонтировать проблемные мультиметры
4. Собрать и потестировать некоторое время восстановленные приборы.
5. Провести калибровку у производителя (возможно, если стоимость оной не превышает некоторых разумных пределов)
6. Радоваться результату.
На данный момент - есть 4 метра которые можно собрать докучи, и один из приборов пущен на мясо и детальки для оставшихся.
Также для дальнейших опытов и изучения доступен различный инструментарий:
HP 33120,TLA715 logic analyzer (захват цифровых данных, изучение протокола),скоп CSA7404,Keithley 2400 (был калиброван в 9/13/2007, скорее всего соответствует спекам и сейчас), стандарт напряжения EDC MV106 (неизвестно когда калибровался, соответсвует НЭ в районе 140uV
, НЭ Eppley 809684 Standard Voltage Cell 1.01909VDC @ 70F неизвестной истории.Поскольку для своих проектов я давно пользуюсь redmine :ссылка на проект.
Вся информация, схемы, фотки и успехи можно скачать тоже оттуда в любой момент. Доступ свободный
Сейчас причищаю схему АЦП и занимаюсь аналоговой платой. Занимает этот процесс достаточно много времени, т.к. все платы 4-слойные, и опыта в аналоговых вещах у меня маловато.
Общяя информация по начинке Model 2001:
Цифровая плата (Digital board)
Main CPU: Motorola MC68302FC16C
RAM: 2x128K
Фото сверху
Фото снизу
Аналоговая плата
Фото сверху
Фото снизу
ИОН : LM199 отобранный самими Keithley (согласно сервисному мануалу)
Плата АЦП
Top:
Bottom:
АЦП интегрирующего типа, управляется U808 ALTERA/Cypress CPLD (MAX EPM5128JC or CY7C342B)
и общается с процессором по SPI через оптоизоляцию на аналоговой плате.
питание АЦП: Q812, 78L05AC in TO92 package
Тактирующая частота: CMOS генератор, 7.680 MHz
Интегрирующий ОУ: BB OPA602AP, High-speed precision Difet OpAmp, 6.5MHz, +/-15V, 35V/us, +-1mV Vofs, +-15uV/°C Drift
?: 2 x LT1097CN8
Onboard VREF? : IN4579 Zener 6.4V
Передняя панель с кнопками и дисплеем:
Аналогична другим hi-end приборам Keithley, кастомный iTron VFD и мембранные клавиши.
Keithley 2002, 2400-series SMU, Keithley 7001, 7002 используют идентичный VFD.
Типичные поломки (все мои приборы имели проблемы с этим)
От возраста все электролиты текут, и электролит разъедает дороги.
Важные конденсаторы C114,C115,C116,C117 (470uF 63V and 1000uF 35V) используются
в схеме виртуальной земли (?) и дороги там прогорали до дыр в текстолите, что
требовало хирургического ремонта и перемычек.
Мультиметры которые мне достались были изготовлены в 1992-1994, согласно кодам на микросхемах.
Прошивка:
Версии A06,A08,B07
B07 хранилась в двух различных микросхемах ROM, четные байты отдельно, нечетные отдельно
Пришлось вспомнить Си и написать мелкую утилитку под FreeBSD чтобы склеить файлы в один
Что забавно - в прошивке открытым ASCII текстом перечислена команда разработчиков Keithley 2001.
Посмотреть можно начиная с смещения 0x741AA. Возможно при какой-то магической комбинации
клавиш мультиметр выдает эту инфо на экран, но найти сходу не получилось
George Topola Mike Szalkowski Bob Spinks
Larry Spilar Greg Sobolewsky Dave Skerkoski
Dave Sherrets Karl Sasgen Paul Sally
Ken Reindel Bill Pelster Gerald Naujoks
Scott Oberlin Steve Mihalick Marla Mock
Michael Minneman Mike Marks Peter Lui
Dave Lewis Warren Kumley Dave Kruszewski
John Kraizel Larry Klubert Meindert Kleefstra
Doug Kirsop Fred Hume Jim Horvath
Todd Hayes Theresa Harlan Jay Hardway
Kevin Hansen Kevin Graham Robert Fitch
John Ferman Mike Dahlhausen Mark D'Ambrosia
Jeff Cunningham Andy Creque Grant Coyle
Dale Cigoy Roger Chaplin Mark Brinich
Charles Bona Robert Bennet Gary Bish
John Banaska Kevin Ballou Mike Atwell
The Project Team
Мир должен знать героев прецизионной техники
На сегодня один из мультиметров проходит само-тест, но по прежнему имеет мелкие проблемы.
Использую его как эталон для проверок других плат и замеров.
Заснял небольшое видео с сигналами на выходах интегрирующего АЦП
Канал 1 (желтый) - ZCTL2 по схеме, Канал 2 (голубой) - ZCTL1
P.S. в процессах поисков единомышленников нашел восстановленную схему Keithley 2000. Работа была проделана китайским энтузиастом jhzyou с форума bbs.38hot.net
Последнее время занимаюсь этапом 1 - восстанавливаю схему:
Текущая схема в PDF
Сегодня закончил аналоговую часть АЦП:
Схема в PDF
Осталось причесать и можно изучать.
)
, так что сам виноват.
