Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

[bsw_m]

Сдвоенная малошумящая дифпара на канальных полевых транзисторах УС006, применялась вольтметре В7-54, как входная дифпара усилителя прибора. Реально имеет сверхмалый ток утечки затвора (по документации не более 3пА, по измерениям меньше 100фА). Фактическое смещение усилителя на данной микросборке (без коррекции смещения), составляет не более 30мкВ.
Данная микросборка разработана и производилась МНИПИ.
Включает в себя 4 кристалла канальных полевых транзисторов и набор резисторов, с возможностью подгонки. Подгонка сопротивлений судя по конструкции выполнялась либо установкой, либо удалением перемычек.
Тип кристаллов мне неизвестен, возможно своя разработка.


Добавлено after 2 hours 42 minutes 38 seconds:
Электрометрическая пара P-канальных МОП транзисторов НТ002. Разаработана и производилась МНИПИ.
Использовалась как минимум в 2-х измерительных приборах, разработанных МНИПИ: В7Э-42 и У5-11


Интересный транзистор, если правильно понял - 7 слоев. И опять таки, если я правильно рассмотрел - то как минимум, 2 охранных кольца для уменьшения утечек.

[khach]

bsw_m писал(а):

Электрометрическая пара P-канальных МОП транзисторов НТ002. Разаработана и производилась МНИПИ.

Интересный транзистор, если правильно понял - 7 слоев. И опять таки, если я правильно рассмотрел - то как минимум, 2 охранных кольца для уменьшения утечек.

Наконец то увидел ее начинку в живую. Хотя честно говоря разочарован- ничего специфически эдектрометрического на первый взгляд не видно. 2 охранных кольца- это скорее просто изоляция PN переходом. А вот вокруг затворного вывода вплоть до площадки для приварки вывода никакой защиты от поверхностных утечек не видно.
Хотя у Keithley тоже не видно. Ну и очевидно что структуру не драли, а собственная разработка.
ps. копилефт транзистора от Keithley 617 https://www.richis-lab.de/K617.htm

Вложения

TG-168 chip.jpg

(85.73 KiB) Скачиваний: 2367

[Electricman]

Кстати, а что если попробовать заменить кпс104 в 46ом вольтметра на подобранную пару 305ых? Есть ли в этом смысл?

[bsw_m]

Electricman писал(а):

Кстати, а что если попробовать заменить кпс104 в 46ом вольтметра на подобранную пару 305ых? Есть ли в этом смысл?

А какова цель этой замены?

Добавлено after 1 minute 1 second:
В смысле, какой предполагаемый выигрыш?

[Electricman]

Уменьшение входного тока и повышение входного сопротивления. Правда, остаётся ещё пара транзисторов по входу, их тоже надо проверить на предмет утечек. Просто есть прибор для экспериментов - почему бы и не попробовать?

[bsw_m]

ну входной ток уменшить и поднять входное сопротивление можно и на КПС, поигравшись с режимами. А переделывать каскад на МОП транзисторы. Хотя, как эксперимент, почему бы и нет )
Ну и да, в первую очередь VT1 и VT3 есть смысл проверить на утечки.

[Electricman]

Заменил VT1 и 3 на отобранные КП303Е. Вместо первого поставил транзистор с утечкой 1.3пА (потому что он бОльшую часть открыт), а на место VT3 - с током утечки 0.9пА. Вместо КПС104 у меня пока поставлена TIS25, с током утечки около 1.5пА. В результате входной ток вольтметра вышел в районе 6пА, что очень хорошо.

[bsw_m]

Вообще шикарный результат для 5.5 разрядного DMM

[Electricman]

Значит так и оставлю. Тем более искать полевики со встроенным каналом что-то не хочется.
А сборка даже с меньшим током утечки оказалась, 0.9пА.

Ток от источника 1В в вольтметр составляет те же 6пА, что в принципе даёт входное сопротивление в районе 160ГОм. Но это измерение не даёт объективности. Как минимум, тут влияет и входной ток, из-за чего 1В источника превращается в 1.013В показаний на 46ом.
Но одно можно сказать точно - входное сопротивление точно укладывается в спецификации и больше 1ГОм.

[Electricman]

В общем, после лёгких траблов с осциллографом С9-16, задумался о замене ПЗУ в 39ом вольтметре (а заодно может и в 43ем). Но вопрос - на что менять? Вижу два варианта - УФППЗУ и ЭСППЗУ, он же флэш. Но не знаю, что лучше выбрать.
В 46ом уже до меня поставлена ЭСППЗУ. Вроде работает, но сколько в них хранится инфа реально - не знаю, да и про их скорость не лучшим образом говорят, хотя не скажу, что сам ВМ80 шустрый. С обычными РФками всё проще - 30 лет и пока всё норм. Но в раздумиях.

Заодно может в коде 39го поковыряюсь, правда, 14кб - это вам не это.

[bsw_m]

Насчет скорости, можно не парится. Ставить можно ту же 27C128 ну или какую флэш память, не принципиально. С учетом желания поковыряться с кодом, флэш может быть удобнее.
Насчет времени хранения... имея дамп, не проблема перезаписать, в случае разрушения информации.

[Electricman]

Попробую на пару флэшек 28С64 записать для пробы. Большие не хочется что-то использовать.

А дампы у меня любят теряться. Как тот же дамп ПЗУшек от осциллографа. (а там их 64 штуки... ).
Как минимум, сохранить надо в электронном и бумажном виде.

[bsw_m]

Обратились ко мне с ремонтом В7-54/3, побывавшем в диагностике с поставленным диагнозом "не стартует - выход из строя микросхемы 556РТ7А ПЗУ №6".
Диагностировали его, если я правильно понял, чуть ли не на самом предприятии, где выпускали их.

При включении, поведение прибора следующее:
Кратковременно появляется надпись "Тест" и затем сразу же "Дефект", на этом, все останавливается.
Хм.. но при этом, исправный прибор при включении, никогда не выдает надпись "Тест". Открываем мануал на прибор и читаем, оказывается положением переключателей на задней панели был включен режим тестирования интерфейса "Стык С2", и прибор ожидал увидеть "заворот" посланных данных назад. А именно перемычку между линией передачи и линией приема.
Ну раз так, то заодно сразу и проверим функционирование интерфейса "Стык С2", после установки перемычки на разъем, прибор стал выдавать на экран чередующиеся "Тест" и "-----", что говорит о правильном функционировании интерфейсной платы.

Переводим переключатели в рабочее положение и перезагружаем прибор.
Вольтметр нормально загрузился, в процессе естественно выведя информацию о последней поверке, которая была аж в 2002-м году, и скорее всего она была и единственная в его жизни.
Впрочем и прибор в идеальном внешнем состоянии, что говорит о том, что он скорее хранился в хороших условиях, а не работал.
После включения был произведен замер входного тока и входного сопротивления, все в норме, но несколько смутили пульсации входного тока с частотой примерно 67Гц. Что намекает, что в приборе МДМ канал еще построен на резисторных оптронах ОР-46, несмотря на то, что прибор весьма свежий (выпущен после 2001 года).
Простая проверка некоторых точек на постоянном напряжении и токе и при измерении сопротивлений, показала вполне адекватные результаты. Казалось бы, на этом можно сказать прибор исправен и отдать его владельцу. Но этого поста не было, если бы все было так.

Первый момент, который смутил - смещение нуля на диапазоне 0.2В составляет 12(в среднем)е.м.р. которое не выбирается ни прохождением АВК, ни периодической коррекцией нуля.
Это наводит на мысль о неисправности реле РВ-5А (или КЭ-1, но учитывая год выпуская прибора я предполагал, что там стоят именно РВ-5А, вскрытие мою догадку подтвердило).
И тут я включил измерение переменного напряжения. Это был полный провал. Показания прибора были 82мВ, а при измерении тока, соответственно 0.82А. RMS преобразователь неисправен.

Время вскрыть прибор.
Мои предположения о модуляторе на фоторезисторных оптронах ОР-46 подтвердились:

Хуже другое, вместо УС006 уже стоят 2шт КПС104, которые имеют несколько бОльший уровень шума, нежели УС006, ну и вместо НТ012 и НТ012А стоят на переходных платках КП307...
Замер смещения усилителя на прямом диапазоне (Ку=1), показал хорошие результаты, я удивившись, решил, что ОР-46 чудесным образом полностью живые...
Но после прогрева усилителя картина поменялась:

8.4мкВ вместо допустимых предельных 5мкВ.
Тем не менее, было принято решение МДМ канал пока не трогать, ибо есть проблемы с коммутацией. И окончательные выводы о исправности или неисправности МДМ канала можно делать только после приведения в порядок всех реле.

Первое реле (К1 по схеме) было выпаяно и измерено сопротивление нормально замкнутых контактов

Кстати, поведение неисправного реле в динамике:

Видно как сопротивление меняется в процессе измерения, чего быть не должно. Более того, сопротивление не должно скакать от переключения к переключению.

Приводим в порядок реле и проверяем его основные параметры.
Сопротивление замкнутых контактов:

Сопротивление изоляции(ток утечки), при испытательном напряжении -1000В:

Полученные результаты меня полностью удовлетворили и реле было уставлено назад на свое место.
Остальные реле так же ожидает процедура востановления.

Еще в процессе осмотра того, что находится под крышкой гермоблока, была обнаружена следующая проблема:
Лопнувший корпус у прецизионного микропроволочного делителя напряжения НРМП-3К.

Как такое могло произойти - ума не приложу. Нужно будет показать этот делитель производителю.
Новый делитель был заказан.

Если данная заметка вам показалась интересной, то я опубликую и дальнейшую историю восстановления данного прибора, в процессе продвижения его ремонта.

Последний раз редактировалось bsw_m Сб ноя 13, 2021 02:11:11, всего редактировалось 7 раз(а).

[DSGhost]

bsw_m, чем зачищались/промывались контакты реле РВ-5А?

Хуже другое, вместо УС006 уже стоят 2шт КПС104, которые имеют несколько бОльший уровень шума, нежели УС006, ну и вместо НТ012 и НТ012А стоят на переходных платках КП307...

Какого года прибор?

[bsw_m]

Судя по косвенным признакам, конец 2001-го, начало 2002-го.

[ZhuraYuk]

bsw_m писал(а):

Приводим в порядок реле и проверяем его основные параметры.

Можете описать процедуру приведения в порядок контактов? У меня уже два прибора с такими реле хочется знать что меня ждет. Буду перемеривать.

[ZhuraYuk]

Вопрос к знатокам В7Э-42, на входной сапфировой ромашке один контакт вот так подогнут, нормально ли это? У меня как раз ошибка коррекции нуля но очень не похоже на брак.

[dbely]

ZhuraYuk писал(а):

Вопрос к знатокам В7Э-42

Таких тут нема... есть обладатиели, да... знатоков тут нет. Но ты знаешь место где они есть
Ответ на твой вопрос: это абсолютно нормально, т.к. одна группа нормально замкнутая, а остальные нормально-разомкнутые.

[ZhuraYuk]

Ну вот пробежался по все САДам из документации, дошел до этого печального этапа, а это значит нужно менять унобтаниум сборку НТ002/3. Вот думаю может перебрать полевиков на пары и заменить. Благо есть В7-49 который довольно хорошо может измерить низкие токи утечек.

[bsw_m]

1. Опишите подробно поведение прибора.
2. Для начала нужно произвести некоторые измерения:

Если прибор выходит в какую готовность после включения.
1. То перевести его в верхний диапазон по току, измерение выключено.
2. Замерить напряжения на линиях: 18,19 и 17 ну и до кучи, 20.

P.S. САДы иногда могут заводить совсем не туда.

Добавлено after 7 minutes 17 seconds:

ZhuraYuk писал(а):

нужно менять унобтаниум сборку НТ002/3. Вот думаю может перебрать полевиков на пары и заменить.

Боюсь, аналогичные полевики будет сложно подобрать... В целом, если говорить не про унобтаний, то НТ002/НТ003, можно успешно заменить на ADA4530-1 в буферном включении.
Если что, НТ002 не усиливает сигнал - она выступает лишь в роли буфера с высокоомным входом.

Добавлено after 8 minutes 52 seconds:
Ну и кстати, еще момент. На непрогретом приборе, коррекция нуля может отрабатывать некорректно. Поэтому и нужно более подробное описание проблемы.

Последний раз редактировалось bsw_m Чт ноя 25, 2021 05:36:04, всего редактировалось 1 раз.