Reparatie SPM19 vervolg (Algemeen)

door loek , Exloo (Drenthe), 05-05-2019, 14:15 (1819 dagen geleden) @ loek
Gewijzigd door loek, 05-05-2019, 15:01

Nu het reparatie verslag:

Als eerste de voeding bekeken. Er was een lekkage geweest van 3 oplaadbare batterijen. Ik weet niet of de dampen van deze batterijen ook de oorzaak zijn van de aanslag die op verschillende onderdelen van deze voeding zat. In bedrijfssituatie is de gehele voeding potdicht verpakt in metalen platen. Het kan dus ook zijn dat dampen van elco’s de aanslag veroorzaakt heeft . Aan de Elco’s zelf was niets te zien. Uit metingen per elco zijn er twee uitgekomen van 6V 10000uF welke slecht waren. Op onderstaande foto zie je op verschillende aansluitklemmen en schroeven de aanslag zitten.

Ook was de bekende RIFA aan de ingang defect (gebarsten en verbrand). En het filter dat op de netstekker ingang zat was opgezwollen en had een sluiting naar aarde.

De RIFA condensatoren (totaal 6) en overige defecte onderdelen zijn vervangen. Alle schroeven met aanslag zijn vervangen. Alle aanslag op de printen is er afgehaald en extra gereinigd met alcohol. Hierna heeft de voeding onder volledige belasting een paar dagen gedraaid zonder problemen.

Hierna kon de werking van het apparaat getest worden en dit waren de geconstateerde problemen:
Frequentie instelling was zeer onstabiel.
AFC werkte niet.
Continu instellen van frequentie werkte niet.
Linker display was defect .
De demodulator uitgang voor boven en onderband werkte niet.
De jitter meting werkte niet.
48KHz bandbreedte werkte niet.
sweep instelling werkte niet.

Voor mij was dit toch wel even schrikken. De kwaliteit van Wandel en Goltermann is altijd zeer hoog geweest en ik had zelf nog nooit zoveel gebreken in één apparaat van WuG gezien. Wat wel opviel was dat er meerdere draden van in/uit gangen los zaten . Waarschijnlijk met de bedoeling om de frontplaat te kunnen verwijderen. Er was dus al eens door iemand aan gewerkt .

Gelukkig had ik het schema kunnen kopen . Maar dit schema was voor de uitvoering met LED displays en dit type had LCD displays. Voor de meeste schakelingen was dit geen probleem omdat deze gelijk waren aan die van de LCD uitvoering.

De SPM19 wordt bestuurd door een microprocessor en er zitten veel MOS IC in uit de reeks 40** en 45**. Ook was in die periode de elektronische schakelaar type 4066 erg populair en daar zit het apparaat ook vol mee.

De frequentie instelling kan in stappen van 1 Hz en wordt door een synthesizer gedaan. Maar omdat je ook zeer selectief kan meten (25Hz) moet deze synthesizer zeer jitter vrij zijn.

Daar heeft WuG ook een slimme schakelingen voor gemaakt en per onderdeel/moduul in afgeschermde bakjes geplaatst. Door het goede schema en de duidelijke structuur was deze fout snel opgelost (een defect teller IC)

Hier onder zie je wat foto’s van de binnenkant. Het schema wat je daar bij ziet liggen is “slechts” de gelijkrichter die het gedemoduleerde signaal van 10 KHz gelijkricht voor presentatie op de draaispoel meter of naar de A/D omzetter gaat.

Deze relatief eenvoudige oplossing waren er ook voor de AFC , demodulator uitgang en jitter meting . Dit waren allemaal defecte MOS IC (zogenaamde Latches) welke de data van de MP moesten vasthouden.

De fout van de 48KHz bandbreedte en de sweep fout hadden een relatie met elkaar.
De sweep instellingen kan je aangeven met een start frequentie een stop frequentie de stapgrote en stapsnelheid.

De toegepaste MP waren in die periode nog niet zo snel. Het lukte dus niet om steeds weer de nieuwe frequentie in te stellen en te kijken naar eventuele andere signalen. Ook hier had WuG weer een slimme schakeling voor bedacht. Zij noemde dit de ADDIERER. Dit was een volledig zelfstandig opererende schakeling welke van de MP de start en stop waarde van de sweep kreeg voor de volgende 16 stappen. Daarna ging deze ADDIERER zelf de synthesizer aansturen afhankelijk van de richting naar boven of beneden. Aan het eind gaf de ADDIERER dan een interupt aan de MP zodat deze de volgende stappen kon overdragen. In de tussen liggende tijd had de MP dus ruimte voor andere dingen.

In deze schakeling zat een fout. Je kon dus zien dat wanneer deze ADDIERER actief was er totaal verschillende onjuiste aansturing was voor de synthesizer.

De relatie met het 48KHz bandfilter was dat dit filter niet met resonantie kringen is gebouwd. Deze meting wordt uitgevoerd door 5 keer met de bandbreedte van 3,1KHz rond om de ingestelde frequentie te wobbelen. Hierna worden de resultaten (opgeteld) weergegeven. Dit wobbelen/sweepen wordt ook door de ADDIERER uitgevoerd en dus met een fout resultaat.

Mijn fout zoek methode is altijd uren beredeneren meten ook met logicanalyzer voordat je een onderdeel verwijderd. Je zit hier te meten aan een schakeling met een soort digitale loop. Voor dit soort metingen gebruik ik een eenvoudige LA

In de service documentatie staan wel alle digitale adressen maar geen software informatie. Wel staat er veel informatie over de zogenaamde signature. Je moet daarvoor een signature analyzer hebben. Deze zet je op het voorgeschreven meet punt en dan moet daar een HEX-getal staan. Wijkt dit getal af dan ga je naar het volgende punt etc. Je kan dan makkelijk en snel de fout vinden. Maar ik heb wel 3 Logic analyzers maar geen signature analyzer. En 300 Euro voor zo’n apparaat vind ik te duur.

Alle onderdelen op het ADDIERER board (35 IC’s) zijn stuk voor stuk gemeten op hun functies vaak met de LA.

Na twee keer een onderdeel vervangen te hebben , dat dus niet defect was, werd steeds meer duidelijk wat het dan nog wel zou moeten zijn.
Uiteindelijk was het een (banaal) kleine onderbreking van een printspoor waardoor het geheel niet werkte. Hierna was de sweep in orde en ook de 48KHz filter werkte goed.

Bleef dus over het linker display.

Dit LCD display was defect en gezien de extra functies nergens te koop.

Dit display kan de gemeten waarde digitaal weergeven of de stand van de verzwakkerschakelaar weergeven. Dit laatste geeft dan in combinatie met de draaispoel meter de waarde analoog weer.
De verzwakkerschakelaar gaat van +30 tot -80. Waarbij het min-teken een deel is van de 7 segment code. De plus wordt niet weergegeven dus dit geheel komt op de vier 7 segment display’s.

Bij de digitale weergave zijn het plus en min teken op een apart stuk van het LCD-display zichtbaar Ook is er een overflow cijfer 1 beschikbaar en kan de weergave met één of twee cijfers achter de komma . Dus bijvoorbeeld -110,35 dB . De 1 van honderd is dus op het overflow display en de vier overige cijfers op vier 7 segments display.

Verder kent de SPM19 verschillende meet mode zoals dBm/dBm0/dBr/dB. De meter ijkt zichzelf met de frequentie waarbij hij staat afgesteld iedere 3 minuten of bij een meetinstelling wijziging. Ook dat wordt op het display weergegeven. Ook kan het zijn dat de verzwakker niet goed staat ingesteld en in het display verschijn dan een pijl naar de juiste draairichting.

Kortom veel extra informatie en dus een speciaal gemaakt LCD display dat niet te koop is.
Dit was dus de grootste uitdaging hoe dit op te lossen. Ik had alleen een schema van de LED versie en deze was op dit punt compleet anders dan de LCD versie.

De oplossing:
Eerst het defecte LCD display los geknipt en via externe spanningen gekeken welk segment/stuk tekst toch nog bewoog. Op deze wijze was er een aardig beeld op welke pin (totaal 68) wat aangesloten was.

Hierna kon je deze pinnen volgen naar de stuurprint waarop het LCD display zat. Er waren 4 BCD naar 7 segment code drivers die de 4 cijfers aanstuurde. En paar andere drivers die de letters en decimale punten aan stuurde. De gehele stuurprint werd aangestuurd door een 16 polige stekker.
Waarvan 8 pennen voor de data en 5 pennen voor de strobe pulsen. 1 pen was voor de 5 Volt en 2 pennen specifiek voor de LCD voeding.

Na nog wat beredeneren was nu bekend :
Welke strobe puls de 2* 4 bits data doorgaf.
Welke strobe puls de info voor decimale punt/signaalteken/tekst doorgaf.
De strobe puls zelf was 3uS lang en herhaling ongeveer 300uS

Met deze informatie kon ik dus een nieuw display opbouwen.
Als basis gebruik ik een Arduino processor maar dan geen Arduino software maar BASCOM (in BASIC).
Voor de overloop cijfer 1 en de plus/min teken is een los led display gebruikt dat aangestuurd is door porten van de microprocessor.
De 4 cijfers en decimale punt is een display unit met één seriële ingang
Voor alle teksten en pijltjes een OLED display

Zowel het OLED display en 4 cijfer display hebben een eigen serieel protocol. De microprocessor (Arduino) stuurt dit aan. De acht data lijnen en de 5 strobe pulsen zitten ook aangesloten op de MP.
De 5 strobe pulsen zorgen voor een interupt van de MP. Deze stopt dus met wat hij aan het doen is en heeft 3 uS de tijd om de data die uit de SPM19 komt naar binnen te halen. Daarna gaat de MP deze info verwerken naar de twee type display protocollen (OLED en 7 segment) tot dat er weer een interupt komt.

Op de volgende foto zie je de proefopstelling.

Op de volgende foto zie je het definitieve ontwerp waarbij de printplaat met de 3 type display’s op de Arduino gedrukt zit en deze weer op de print zit met de 16 polige connector.
Deze gehele unit past weer op de plaats waar het origineel zat

Hierna volgen enkele voorbeelden van weergave

Het eindresultaat ziet er zo uit

Eigenlijk zou voor symmetrie ook het rechter display met LED uitgevoerd moeten worden. Dit zou een stuk makkelijker uit te voerbaar zijn (minder speciale teksten) maar dit display is nog goed dus laat ik dat maar zo.

Dit was mijn verhaal ik hoop dat jullie het interessant vonden. Over een (lange) tijd het verhaal van de zender PS19
Met vriendelijke,
Loek