上古数字示波器Tektronix2440拆机

liukai163

憋在家里第17天了   小区出门都得登记每家每户每天只允许出去一个人多一个都不成难受的要死
前几天拆了COM3101今天憋不住了拆2440吧
此机为上个世纪80年代泰克大力出奇迹的末期作品之一是一台拥有300M模拟带宽500Ms实时采样的数字示波器
为什么说这台机器是大力出奇迹的作品呢？ 后文书会讲到
拆机嘛肯定是有原因的不可能只是闲的难受，这台机器开机自检会报错CCD子项vertical和FPP子项NVRAM
说到这里有看官可能要问了：CCD？是相机里面那个CCD？
是的！没错！就是相机里面那个CCD，这也是为啥前面说这台机器是大力出奇迹的作品的原因，此机才用
ADC转换模拟信号到数字信号之后将采集的内容刷新在CCD内达到快速采样存储的目的，此种原因大概是当时的RAM速度还跟不上
所以无奈出此奇淫技巧此部件在后续的TDS600和TDS3000中都有延续应用名为FIFO（FISO）
既然丫报错了那么就拆开看看呗    不光CCD报错，CH2某档位下信号还不正常一块研究解决一下吧
首先上个全尸照   与小巧的3101对比一下    输入为信号源产生的调幅信号和方波信号信号源实在太烂方波有点走形








OK  看完了全尸照下面准备上手术台   机器顶部后部前面板侧面散热风扇和底部照片




拆掉后面板的螺丝拿下后面板就可以将外壳抽出   泰克的一贯作风

后面板上的探头供电接口    给有源探头提供电压及偏值

抽出外壳   机器概览

最下面一张板  采集板

侧面  按键控制板

顶上第一张板   主时基扫描与部分触发逻辑板

CRT上方三只LED   用以指示GPIB总线状态

板子一角  部分测试点

CRT偏转扫描输出部分    排线去的就是CRT的X Y偏转电极

另一侧飞线

将3颗螺丝拆下即可掀开顶部的扫描板   下面的是主CPU板

掀开后侧面可以看到有条FPC阻碍了板子抬起过程需要小心拔下  此FPC是后面板各信号输出BNC的插头

掀开CPU板概览   可以看到示波管以及铝盒内的主电源

CPU板概览   破损的NVRAM芯片是尝试开盖换电池的杰作    但是没有成功

可以看到这里有个电池的标记  由于这台机器是比较后期的版本泰克做了设计改进将这边的校准数据存储分立元件NVRAM取消了改为ROM存储

主程序CPU特写   富士通MBL68B09

尝试开颅的NVRAM

机器固件ROM

泰克波形处理器与部分ROM


波形处理器旁边跳线说明特写

掰开波形处理器散热器的卡扣准备取出芯片


波形处理器型号   长相类似陶瓷封装80186 80286泰克定制IC


特写



CPU板丝印

波形处理器debug跳线

机器后部接口FPC

拆掉电源盒的铝盖子可以看到主电源的身影    比较复杂

输出部分各路电压调整管   均有颜色标记可以对应到主变压器次级绕组的绝缘套管颜色上设计十分用心

主PWM芯片   大名鼎鼎的3525

主变压器特写可以看到颜色标记的绝缘套管

输入滤波及防雷

主开关管温度保护

输出部分调整管稳压回路及部分电压测试点

正面基本介绍完了   咸鱼翻身看看背面的采集板

输入信号模拟前端与放大器   集成度还比较低衰减器与放大器是分立的两个部分贴黄标签的铁盒子是衰减器带散热片的王八壳是放大器

两路ext trig信号输入特写

ext trig信号输入的放大器  同样也是个王八壳子

想要拆掉采集板就必须拆前面板不然衰减器固定螺丝无法拆除


前面板的按键  设计比较巧妙   细节之处体现做工


拆掉前面板之后的按键部分

这里要单独提一下这个电源开关的指示方式十分有趣
当电源键出于OFF位置时透明窗口内部黑色塑料半球闭合
当按下电源按键时黑色塑料半球张开露出内部黄色塑料球以此指示电源开关为ON位置
OFF位置指示

半按电源键  此时可以看到隐隐露出的内部黄色小球

此时全部按下   电源键为ON状态  黄色小球全部露出

CRT前面有一块亚克力片    拿下后可以看到内刻度的示波管



继续拆外壳上面的两颗螺丝可以拿下一个压板   下面就是模拟前端了

稍安勿躁    楼下继续

liukai163

书接上文继续拆2440拆掉螺丝后可以拿下这块铝片   这时拆掉模拟前端的固定螺丝就可以拿出采集板了

拆开按键板   可以看到衰减器的固定螺丝

拆掉螺丝拔掉电缆之后拿出采集板
、
采集板背面  有几颗电容焊接痕迹十分明显   是位于输入信号放大芯片引脚的





下面开始拆采集板上的王八壳     ext trig的放大器





拆模拟前端看看     先拆衰减器到放大器的信号屏蔽壳

然后拧下板子背面两颗螺丝就可以拿下衰减器


衰减器信号输出与放大器信号输入之间的补偿网络

衰减器刚拿下来听声音就感觉不妙  里面有东西在晃   拆开一看果不其然陶瓷基板粉碎

不知是上家手贱还是快递暴力的后果    这下机器故障的源头可算是找到了
自检信号HF和DCoffset部分要经过模拟前端到AD  这里碎了肯定CCD会报错vertical错误了   也难怪某些档位没有信号输入了


输入信号衰减量设置继电器   十分精致


下面拆放大器王八壳子看看   先要解焊这个RC补偿网络

拧开螺丝看到散热器内部的输入信号放大器    此芯片与前面碎掉的ATT组成一个完整的模拟前端系统

OK    原样装回ATT和放大器   焊好拆掉的补偿RC

下面拆的就是ADC了    同样是在散热器外壳内的陶瓷IC    这里要提一点这些IC全部为泰克定制

接下来是CCD旁边的一个散热器    猜测可能是触发或者采样保持没有具体查阅资料纯属瞎猜说错了的话各位看官莫怪

接下来就是重头戏   此机的灵魂CCD    两颗巨大而厚实的散热器足以见得这个东西的发热量   毕竟在高速刷新


既然CCD是FIFO   那么就应该有FISO把CCD送来的高速信号传递给速度相对较低的CPU总线处理显示   
这个散热器下面的就是FISO整体结构与泰克定制的波形处理器类似但是丝印不同型号不同





采集板另一侧是整个采集系统的时钟和DCoffset调整部分   一大片NEC黑壳电容用料十分下本



主DAC特写

部分补偿调整电路特写



各位看官请注意    重头戏来了！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
接下来我们拆CRT    看过此CRT的结构之后就能再次诠释文章开头的那句话   这机器是大力出奇迹的结果
首先拆开高压聚焦屏蔽盒

可以看到倍压整流模块上被高压静电吸附的灰尘


高压变压器特写  

然后拔掉高压线

紧接着拆开CRT固定面框8颗螺丝


裸奔的CRT   

拿开面框之后从后面小心拔掉尾板就可以从前慢抽出CRT   岁月的痕迹全部化为灰尘被CRT的高压吸附在表面

CRT的老家   纯镍的屏蔽罩空空如也只剩下一个地磁校正线圈

接下来将CRT表面的灰尘擦净这时泰克上古时期的变态技术才真正浮出水面    各位请看内部的复杂结构


以下是电子束偏转电极特写    泰克的设计师在当时忙于提高示波管扫描带宽的同时无意间早就了一件精美绝伦的艺术品





这边是电子枪部分    电子枪发射的电子束经过这一部分被聚焦到极细的一束电子然后经过偏转电极打在荧光粉上扫描成像




值得一提的是这个示波管因为扫描速度极高   聚焦电压和加速电压自然也就很高
泰克为了克服玻璃材料带来的问题研发了陶瓷外壳示波管    是的您没有看错陶瓷！
下图红镊子与螺丝刀之间涂有石墨导电层的部分管壳就是陶瓷的    红圈内是玻璃与陶瓷的烧结点
不得不赞叹当时的工程师脑洞之大   而就是这一设计成就了泰克在模拟时代的霸主地位

示波管荧光屏特写   

古老的泰克logo   从logo可见当时泰克就将自己的得意之作——示波管印在了logo里

扫描电极引出线特写    下面是另一只地磁校正线圈

CRT电子枪部分特写

可以看到为了达到足够高的扫描响应速度不仅偏转电极被做的很长结构复杂而且表面还做了镀金处理

拆了一通最后自然就是往回装  没啥特殊的东西按照拆机的顺序倒着往回走就是了
装好之后开机     还能显示....没给示波管弄坏

输入个信号  OK  也正常

至此   全剧终   感谢各位观看下期节目再见

liukai163

alszy 发表于 2020-2-13 19:32
300MHz+500Msps
一个周期只有1.67个采样点，300M的波形是怎么能显示出来的

采样率跟模拟带宽并不硬性挂钩   20G带宽采样率1Ms/S的采样示波器了解一下