jeudi 28 août 2008

7D14 - la fin du problème ?

Mon tiroir 7D14 semble enfin décidé à faire ce pour quoi il a été conçu: mesurer la fréquence du signal de manière fiable, précise et reproductible.

L'origine du problème:
Un mauvais contact dans l'un supports de marque Augat d'un diviseur de la chaîne principale.

La méthode de dépannage:
Après avoir nettoyé tous les contacts, refait toutes les soudures possibles, découvert que le tiroir pouvait être inséré et extrait sous tension - sur les scopes de la série 76xx mais pas sur ceux des séries 79xx et 79xx - puis que le déplacement de quelques millimètres en hauteur de la carte fille autour des circuits de division solutionnait le problème (du moins tant qu'aucun choc n'intervenait sur le tiroir), il est apparu que le mauvais contact ne pouvait provenir que d'une piste coupée ou d'un problème dans un support.

La résolution du problème:
L'extraction, un par un, des circuits autour de la zone de mauvais contact incriminée, la cambrure des pattes à l'aide d'une pince plate, puis la réinsertion du tiroir pour test. La troisième opération a été la bonne.

De tels problèmes sont trés difficiles à diagnostiquer, et l'utilisation d'une rallonge, n'aurait pas apporté grand chose sauf peut être une isolation plus rapide de la zone où se situait le mauvais contact. Il reste à vérifier que le problème est réellement solutionné en déplacant le tiroir sur un autre scope.

mardi 26 août 2008

Murphy encore et toujours

Revenu de vacance je me suis attaqué à réparer mon tiroir 7D14 - fréquencemètre - qui exhibe un comportement aléatoire: un coup, je compte, un coup, je ne compte plus. J'avais déjà rencontré ce problème qui avait pour origine un mauvais contact quelque part sur la carte compteur mais la solution consistant à 'titiller' la carte pour rétablir le contact ne semble plus fonctionner.

Le repositionnement de tous les composants dans leur support après nettoyage des pattes oxydées n'y faisant rien, pas plus que la réfection de la majorité des soudures, j'ai opté pour la solution de facilité: un coup de bombe désoxydante sur les deux cartes.

Hélas, après avoir inséré le tiroir dans le scope utilisé pour le test, un 7633, celui-ci immédiatement s'éteint. Je me suis maudit intérieurement pour ne pas avoir attendu l'évaporation complète du produit nettoyant conduisant probablement à un court-circuit temporaire de l'un des rails d'alimentation. L'alimentation du 7633 - linéaire - est pourtant conçue avec toutes les sécurités requises.

Un rapide test des tensions montre que le +15V a disparu m'aiguillant dans ma recherche vers un défaut dans la régulation de ce rail d'alimentation. Et en, effet, le transistor de contrôle Q931 - un 2N5859 NPN 2A 250Mhz - Tektronix ne lésinait pas - est HS. Avant de le remplacer pour test par 2N1711 moins performant mais plus conventionnel et parfaitement adapté à la situation, je jette un oeil sur l'état du transistor de puissance et m'aperçoit à cette occasion que le joint de soudure du support T03 n'est plus en bon état. Et tout s'éclaire: le transistor de puissance étant imparfaitement connecté, une partie du courant était dérivé dans le transistor de commande. Le court-circuit transitoire a probablement fragilisé le joint de soudure conduisant le transistor de commande à devoir assurer seul la régulation de courant.

Le remplacement de ce dernier devra donc être accompagné d'un nettoyage complet de la platine: démontage des six supports T03 (les soudures de 5 d'entres-eux sont en mauvais état), désoxydation des pattes, ressoudage. J'en profiterai pour nettoyer intégralement les paliers du moteur du ventilateur lequel a tendance à gripper: nettoyage préalable des feutres à l'alcool isopropyle puis gavage de ceux-ci à l'huile de machine à coudre.

Une panne sans gravité qui m'aura donné l'occasion d'un nettoyage complet de ce remarquable petit scope. Il me reste encore à dépanner le tiroir 7D14 avant d'attaquer le dépannage du synthétiseur que j'avais commencé il y a quelques semaines !

Encore un mot: une recherche sur le forum Tektronix hébergé par Yahoo! montre qu'il s'agit ici d'un problème récurrent avec la série 76xx et que deux autres supports sont utilisés sur l'une des cartes 'déviation'. Deux autres supports à dessouder...

jeudi 14 août 2008

Rangement du Shack

Ma mésaventure avec mon 7904 m'a démontré qu'il était plus que temps de réorganiser mon espace de travail en tenant compte de toutes les contraintes dont celles généralement antagoniques de pouvoir disposer d'une bonne surface de travail dans un espace déjà bien occupé par du matériel.

La solution passe généralement par un empilement de matériels, empilement qu'il faut astucieusement gérer sans pour autant sortir les tables MTM.

Dans le cas présent, j'ai du intégrer la nécessité d'avoir à portée de main le scope 7904 mais aussi le 7633, finalement bien pratique pour le dépannage de certaines logiques.

Après quelques heures de travail, le résultat est satisfaisant. Reste à valider que tout est bien à portée de main et que rien ne prête à confusion.

Avant:

Après:

J'en ai profité pour me câbler quelques cordons de mesure BNC fiables: cable coaxial BELDEN et prises BNC professionnelles.

mardi 12 août 2008

Réparation de mon Tektronix 7904

Mon bon vieil oscilloscope Tektronix 7904 m'a lâché durant le dépannage du synthétiseur.

Depuis quelque temps déjà, il avait du mal à s'allumer immédiatement. Le délai des deux ou trois tic-tic caractéristiques du passage en mode protection de l'alimentation à découpage était régulièrement dépassé et il fallait une dizaine de réamorcage de la THT pour la charge du tube soit suffisante. Et puis, il y a deux jours, il n'a plus rien voulu savoir.

Le symptôme qui aurait dû m'alarmer est celui du bruit d'une légère décharge Corona autour du tube. Après démontage de celui-ci, nettoyage complet et remontage, le problème a perduré, l'alimentation passe et reste en mode sécurité. Le désaccouplage de la THT fait disparaitre le symptôme confirmant qu'il est lié à une surconsommation dans le circuit de la THT, toutes les autres alimentations étant bonnes.

J'ai passé plusieurs soirées à démonter, nettoyer et vérifier l'alimentation et son septupleur de tension (21KV à partir de 3KV), sans amélioration.



J'ai redémarré une seconde alimentation présente dans un second 7904 HS mais conservé en secours. L'une diode de redressement s'avère être en court-circuit. Remplacement. Rien, toujours les mêmes symptômes.



Et puis, pendant que j'observais l'état de l'alimentation130V à l'aide mon second oscilloscope, le tube s'est mis à amorcer franchement. Le problème n'était donc pas dans le septupleur mais bien dans un arc de décharge au niveau du tube.




Nouveau démontage.



Découpe du cerclage en aluminium et découverte d'une trace d'amorçage, le potting en silicone se décollant très facilement.




En attendant de trouver une solution pour refaire le potting, je décide d'installer le tube du second oscilloscope. L'ensemble redémarre sans aucun problème mais le réglage de focus est à refaire. Je reprends donc tous les réglages conformément à la procédure détaillée dans le manuel pour découvrir un nouveau problème, l'une des tensions à mesurer ne veut pas descendre au dessous de 14V alors qu'elle devrait atteindre le 9V. Après avoir bataillé une soirée, je décide de changer aussi la carte dite 'axe des Z' laquelle est normalement correctement réglée pour ce tube.
Une petite heure après, le temps de vérifier l'état des composants et de dépoussiérer l'ensemble, l'oscilloscope redémarre avec un focus cette fois-ci presque parfait. Je peaufine les réglages et décrète qu'il est nouveau bon pour le service.

J'avais entre temps effectué un moulage du potting isolant l'arrivée THT du premier tube. En finissant de décoller celui-ci, je me suis aperçu que la soudure du câble THT était rompue conduisant probablement à la création progressive d'un chemin d'amorçage. Après un bon nettoyage de la surface céramique, j'ai pu ressouder l'arrivée THT avec de la soudure à l'argent dont un bobineau était encore dans un vieux scope RM561. Merci Tektronix.



J'ai ensuite coulé du Rubson Lissage Facile - Silicone sans additif acétique - en laissant le tout sécher 3 jours. Lors du démoulage, il est apparu que le silicone présent sous le moule n'avait pas séché, n'étant pas en contact avec l'air. Ayant redémarré l'oscilloscope sur un second tube en aussi bon état, si ce n'est plus récent, j'ai décidé d'arrêter là les opérations et de stocker le tube au cas...



Une remarque: le second tube fabriqué en 1982 ne porte pas ce cerclage en aluminium qu'avait le premier tube fabriqué en 1977. Je pourrais donc l'enlever le jour où je reprendrai l'opération.

jeudi 7 août 2008

Validation des hypothèses

L'étude du cablage des galettes des roues de codage montre qu'il ne s'agit en aucun cas d'un encodage BCD. Cependant l'hypothèse d'un système à verrouillage de fréquence est confirmée par l'étude des signaux sur la carte oscillateur (Z3).

En effet, la déconnexion du signal entrant (A11) sur cette carte - tension alternative de 50Hz - et l'injection d'un signal continue variant de 1.7V à 4.2V montre que la fréquence générée varie de 200Khz. Ce signal est donc un signal de consigne permettant de verrouiller l'oscillateur. Il provient de la carte Z4/Z13 laquelle comporte visiblement un filtre à basse fréquence si l'on se réfère aux pots et condensateurs qu'elle porte.

Deux cartes identiques sont présentes sur le système, leur inversion ne changeant rien au (mauvais) fonctionnement de l'ensemble. L'étude de la second carte met cependant en évidence deux points importants:
- Le signal de sortie de la seconde carte est un signal continue résultant de l'intégration d'un signal d'environ 100Hz sortant d'une bascule JK. Il s'agit certainement du signal de consigne de l'oscillateur 440/560Khz,
- La bascule de cette carte prend sur son entrée horloge (clock) un signal de référence de 100Hz (le pas de synthèse) et un second signal externe sur son entrée de positionnement (preset). Nous sommes en face d'un détecteur d'erreur délivrant un signal dont la fréquence est proportionnelle à l'erreur.

L'étude du signal sur la première carte met en évidence la présence d'un signal constant sur l'entrée de positionnement conduisant à délivrer un signal de 50Hz en sortie, lequel résulte de la division par deux du signal de référence. Le filtre n'intègre pas ce signal qui passe inchangé et module la fréquence de l'oscillateur.

L'origine de la panne est trouvée, il me faut donc maintenant remonter en aveugle la chaîne produisant le signal en cause dont je découvrirai probablement qu'il s'agit bien d'une chaîne de division par 2000 utilisant une logique de pré-positionnement différente de la logique classique.

La recherche de la source du problème sera probablement simplifié par la déconnexion de cette chaîne du l'oscillateur et du remplacement de celui par une fréquence de référence stable. Il me sera alors possible de suivre les différentes sorties des diviseurs en prépositionnant les roues à une valeur qui convient bien.

mardi 5 août 2008

Poursuite de l'analyse théorique

De nombreux éléments doivent pouvoir m'aider à déterminer la logique utilisée pour la synthèse de fréquence sans pour autant disposer d'un schéma ni même, dans un premier temps, de l'équipement. Ainsi, en partant de l'hypothèse d'une classique boucle à verrouillage sur une plage de variation de 200Khz, un diviseur à rang variable de 0 à 1999 doit être présent quelque part.

Les seuls circuits ici utilisés sont des circuits de logique élementaire: bascules JK (7473), portes AND, OR et NAND. Dans le cas présent, le diviseur doit être commandé par les 4 roues de codage lesquelles doivent être cablées pour fournir une information BCD: un contact sur deux reliés pour la première galette, deux contacts reliés tous les deux contacts pour la seconde, quatre contacts reliées tous les quatre pour la troisième et les deux derniers contacts reliés pour la dernière galette.
Voici, pour ceux qui n'auraient pas suivi, la classique table de codage binaire:
GGGG
4321
0-0000
1-0001
2-0010
3-0011
4-0100
5-0101
6-0110
7-0111
8-1000Deux contacts sont utilisés sur G4 pour créer
9-1001les rangs de division 8 et 9 (sortie Q4 du diviseur)
Est-ce plus clair ainsi présenté ?

S'agissant de commutateurs classiques à 10 positions, nous devrions donc trouver à minima 4 galettes pour chaque roue et un cinquième galette de sélection de l'oscillateur sur la roue des 100Khz. Un rapide coup d'oeil sur la photo de l'équipement permet de vérifier que 5 galettes sont bien présentes sur cette roue, 4 sur les roues des 10 et 1 Khz et 6 galettes sur la roue des 100Hz soient deux galettes de trop dont il faudra trouver l'utilisation si notre hypothèse s'avère exacte.

L'inspection du cablage des galettes centrales facilement accessibles permettra de vérifier qu'un codage BCD est bien mis en place et d'identifier la ou les cartes supportant le circuit de décodage.

La réalisation d'un diviseur à rang variable codé BCD nécessite pour chaque étage l'utilisation de 4 bascules JK (2 boitiers 7473) et d'une porte AND à 4 entrées (1/2 boitier 7420), chaque entrée étant raccordée, ou non selon le rang sélectionné, sur l'une des 4 sorties de la chaîne de bascules. Cette sélection doit être assurée par le biais des quatre galettes de chaque roue.

Ici encore une inspection du cablage permettra de lever le doute et d'identifier la, ou les cartes, assurant la division de la fréquence de l'oscillateur maître mais aussi le signal d'entrée et de sortie du diviseur à rang variable ainsi constitué. Il sera alors aisé de découvrir si les bascules fonctionnent correctement en partant de l'entrée et en descendant toute la chaîne des 16 bascules portées par 8 boîtiers 7473.

L'identification de la sortie de la chaîne de division nous menera ensuite à l'identification de l'entrée de la chaîne de comparaison de phase laquelle devrait voire arriver une référence à 100Khz, voire 50Khz dans la cas où une prédivision serait effectuée. Du moins si l'hypthèse de départ est bonne...

dimanche 3 août 2008

Réalisation d'une carte d'extension et première analyse

Une recherche dans mes tiroirs m'a permis de trouver un connecteur au bon encartement mais trop long. Qu'à celà ne tienne, un coup de scie et le problème est réglé. Il me reste à détourer un morceau d'époxy double face et préparer le connecteur. Deux solutions s'offraient à moi pour la gravure:
- gravure chimique après avoir dessiné les pistes,
- gravure à l'anglaise en utilisant un cutter et un règle en métal.

J'ai opté pour la seconde méthode, moins précise mais assez rapide à exécuter, après m'être aperçu que mes vieux rubans Letraset - 20 ans d'age - ne collaient plus. Et m'attaquer à la réalisation d'un typon, à son transfert par la méthode du fer à repasser et à la gravure de l'ensemble par le mélange diabolique HCl + H2O2 + H2O un dimanche matin ne me disait rien.



Le résultat final n'est pas si mal, et devrait me faire gagner un temps précieux dans l'analyse des fonctions des différentes cartes du synthétiseur.

Une rapide analyse de sa constitution matérielle met en évidence la carte Z03, la seule à être blindée. Elle comporte cinq orifices de réglage, précision importante comme nous le verrons par la suite. Considérant qu'il s'agit de la carte oscillateur, je trace un coaxial (A11) portant un signal DC à 6V et un signal carré à 500hz d'environ 1V d'amplitude et quatre connexions allant en face avant sur la roue des 100Khz. En analysant cette signalisation, je mets en évidence un regroupement des chiffres deux par deux.



Quelques minutes de réflexion, et la lumière vient: la génération de fréquence fait appel à cinq oscillateurs couvrant chacun 200Khz. La fréquence est fixée par le signal A11: aucune oscillation en son absence et une oscillation à fréquence fixe pour la tension fixe observée de 6V.

Disposant de ces informations, je dois maintenant pouvoir remonter la chaîne et découvrir la logique de synthèse ici utilisée: une seule boucle avec un pas de 100Hz et un diviseur programmable de 0 à 1999, plusieurs boucles, un asservissement en fréquence comme sur le VFO PS-491 ou en phase comme sur les tiroirs TRC-2105 ?
N'oublions pas que ce tiroir est sorti du service qualité en 1973, sa conception devant remonter à la fin des années 60. Je ne trouverai donc pas les classiques 74LS192 ou autres compteurs decade ou bcd...

samedi 2 août 2008

Remise en route du tiroir synthétiseur du RRBM5

Contrairement au PS-520 pour lequel je disposais d'une documentation et d'un bleu difficilement lisible mais bien utile à la remise en route, je ne dispose d'aucune information sur ce tiroir !



Je dispose fort heureusement d'informations sur le RS-560, la version non synthétisé qui me conduisent à penser que le synthétiseur doit au moins fournir:
- un référence 4Mhz,
- un signal 440/560Khz pour la seconde FI, selon la gamme choisie,
- un signal 1.5/2.5Mhz par pas de 100Hz.

La présence d'un inverse 4MHz interne/externe laisse entendre qu'une entrée coaxiale est réservée à cette horloge externe.

Soit au total 4 coaxiaux, voire 5 si le 440/560 est sélectionné dans le récepteur. Il me reste donc à identifier l'usage des 3 (2) connecteurs restant !

Ayant repéré assez aisément les entrées 220V sur le connecteur arrière, j'opte pour la solution de facilité: mettre sous tension avec une ampoule 220V en série, et observer les signaux sur les connecteurs coaxiaux de sortie.



Si la mise sous tension se passe relativement bien, ampoules d'éclairage fonctionnelles, aucune trace de fumée ou odeur de brulé, le reste est moins satisfaisant:
- le 4Mhz en provenance de l'OCXO est présent, bonne nouvelle,
- du 440Khz est présent sur une sortie, bonne nouvelle,
- une fréquence variable en actionnant la roue des 100Khz est bien présente mais elle change par pas de 200Khz et la modification des autres roues ne change rien.

En résumé, la chaîne de génération de l'oscillateur du second changement de fréquence 440Khz/560Khz est fonctionnelle, du moins pour la fréquence basse, la synthèse 1.5/2.5Mhz est dans les choux !

Il va falloir procéder avec méthodologie et rigueur, et surtout se fabriquer une carte d'extension.