拆修固纬数字示波器GDS-2062存在偏置/CAL信号等故障

liebedemi

前年在收了一个GWinstek GDS-2062的数字示波器，是学校批量退役的，到手之后一直有3个问题，最近清理东西准备先修好它康康。

第一个问题最近发帖，但总得说来还是没理清头绪，现象是各个幅度档位都有一个负的偏置，比如下图，蓝色箭头应该出现在波形的Vmin处，这里差了有6v左右。
这是主要问题，虽说可以用，但是每次找信号都要调节垂直方向，而且调节触发电平也很不方便。
https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=312888



想通过自校准，但是接好尾部的CAL信号，发现了第二个问题是没有检测到CAL信号/No CAL Signal。



还有就是2个CH的垂直档位都不是很灵了，有时乱跳体验很差，看是不是得换个编码器。

之前对示波器只是用，并没有过多了解原理性的东西，这次也是个机会好好学习一下。
先把老外写的这个东西好好学习了下，恶补了原理和一些具体实现，他用的也是AD9288-100作为采样。

强烈推荐，加州理工的大牛：https://github.com/agural/FPGA-Oscilloscope

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没有图纸，很是头疼，固纬的都没有图纸。这时候才发现还是应该淘TEK，还是能找到一些图纸的。

首先就查采样芯片，4颗AD9288-100，看着还蛮性感的。两个CH都有这个偏置的问题，觉得问题应该出在公共部分。

打开通道的屏蔽罩，是双层板，下面还有芯片，看本来CH3（本机没有）的位置，都是空的芯片位置。



各个通道经过一堆复杂的buffer和信号放大这些个骚操作，来到下图这个几个焊盘处。它们经过选通信号，输入到AD9288里面进行AD转换。

随着炫动垂直旋钮，测量发现电压在1.8v到1.1v之间，感觉不大对，范围应该是0V到Vref，Vref正常是1.25v。这个就有点尴尬了，CH1、2公共部分就这么点就进入AD9288了，但是没啥异常。

想拆开CH2上层的小板子康康，但是很没法，几大坨焊锡不好拆的样子。





百思不得其解，那么还是得换个思路。
自校准信号失效，别的示波器看的确是没有波形。这个也许会给我一点线索。或者能修好这部分，也许自校准下就好了。


左边这个BNC口就是CAL信号。



下图绿色小板上面有个TC4W53双路MUX，CAL信号来自它的输出。



追查它的驱动，来自主板上的U1002，也是一个8选1的MUX、MC14051的一个输出，它输出给运放TL074进行信号放大，然后输出给上图的绿色小板。用其他示波器抓U1002，无输出。

继续往上查，上级是由AD1851（U1001）的输出Vout驱动。AD1851是一颗多用于audio生成的DA芯片，在这里似乎用于产生各种波形作为信号发生器。CAL信号产生自这里也非常合理。



AD1851的输出有波形，那么问题就应该在U1002这个MUX上。



观察U1002，感觉外观很正常，测试各个引脚，INHIBIT和A、B、C的波形如下，似乎也很正常，这4个信号就是用来选通的。懒得用多通道测试相位差了，相位应该不是我画的这样，而是可以交替选出8个通道的。



真值表如图。



然而并没有什么乱用，输出就是没有。
再看看，结果发现Vee这个负压是8.3v左右，真的是这个值吗？
我对示波器的结构和电源并不了解，但是翻开反面电源板，原来主板供电是+/-15v和+/- 5v一共4个电压。那么原来是 +/-15v变成了+/-25v，-5v变成了-8.3v，只有5v是正常的。。

好吧，查看电源板，那么就简单了，盲猜是发财电容滤波的问题，Bingo！！
就是它！



发财发财！



这下电压正常了！





这个时候通道就正常了，没有偏置了，图按照惯例放在压轴。

开始自校验，不再抱怨找不到CAL信号了



来自BF531这颗DSP，优美的自校验波形，是一系列不同的幅度和频率的波形，应该是用来校验各个垂直档位。












顺便动个小手术



记下编码器参数，以便日后以旧换新。




垃圾佬嘛，还是别以旧换新了，稍微处理下，感觉和新的没差别了。

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来都来了，各个部件看一看，了解下示波器这个玩意的构造：

电源板，真的不咋地，有几个元件生锈了都，测试没啥问题就先这样吧，也没找到配件。




AD8184，用来做高速的信号选择



主控是XILINX的FPGA，看着这个电池，只有2.68v了，说实话怕他漏液，等解封了换一个。
另外，



DSP BF531，和旁边的SDRAM。



这块ISP13628是处理USB相关的芯片，这个插头是可以扩展USB的意思？



这几个黑哥们是处理LCD的信号的。




BF531旁边的接口，和上面的25L04是通的，应该可以通过它把设置备份出来，先不搞了。
下面两个atmel懒得查了，盲猜是程序，应该也能备份出来。

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真的结束了吗？
然而并没有，装好发现有个诡异的现象，每次一摸外壳，居然就掉电了，回到等待触发的状态。难道是我高超的安装手艺潮了？

拔掉电源板上各个信号，只保留面板的按钮开关和AC in，涛声依旧，不是负载的问题，经过反复测试，拆装，发现是接地的问题，低压和高压用变压器和光耦隔离了，高压部分，通过螺丝接外壳来接地，那个螺丝没拧紧，接地不可靠，一拍外壳，猜测导致TL3842的反馈脚的电位和内部的基准电压相比发生了位移，导致它发生保护翻转。

实测不接外壳的时候测得电源板高压的地线比外壳相差20v。




这个彩蛋的维修花了我一半的时间。。



最后来个全剧终的靓照！

liebedemi

补充一个关于AD9288，输入范围应该是0 到 (Vref / 1.25)：

The reference section of the datasheet refers to REFout, not REFin as you had
guessed.
The input range adjustment tracks variations on REFin linearly (±5% of 1.25V).
Don’t exceed REFin by 1.25±5%.
REFin  | Input Range
1.19V  | 0.97V
1.25V  | 1.0V
1.31V  | 1.08V

liebedemi

发现有一篇@杨雪飞 同学的文章和我第一个问题类似，最后都是电源的问题。。

https://www.mydigit.cn/thread-1664-1-1.html

我是不会修

恭喜楼主！
不过一般老仪器不应该先查电解电容吗？哈哈

liebedemi

我是不会修 发表于 2022-5-18 23:22
恭喜楼主！
不过一般老仪器不应该先查电解电容吗？哈哈

没敢先看，万一秒杀了那不就没法躲搞些M币了吗

哈哈，其实是因为这不是不开机之类的问题，除了有偏移使用起来蛮正常的，所以没往这方面想，
而且那个电源板的电容挤在一起，还涂了胶，不仔细看还不容易发现
也好，把示波器的原理大致看了一下

不长翅膀的猫

就服这种高级的东西也能修的人。

guer

便携示波器精度如何？

liebedemi

guer 发表于 2022-5-20 20:54
便携示波器精度如何？

一般般，业余够用了，50ms以上时，采样刷新有点慢

qywtb3659

服这种高级的东西也能修的人

csbestwish

好帖好贴！交待得很详细，还有好多资料。加精名副其实！

杨雪飞

liebedemi 发表于 2022-5-19 09:48
没敢先看，万一秒杀了那不就没法躲搞些M币了吗

哈哈，其实是因为这不是不开机之类的问题，除了有 ...

还是你厉害，我手头还有两台固纬的垃圾货，都是主板问题，没得搞。

liebedemi

杨雪飞 发表于 2022-5-21 12:20
还是你厉害，我手头还有两台固纬的垃圾货，都是主板问题，没得搞。

谦虚了，就是看了你的帖子才想起把这个搞一搞
坐等你修复它们了

chenq525

固纬还是不错的

孤云feng

和泰克比较下，做工还是有差距的

x3159

恭喜楼主！学习了

csbestwish

谢谢楼主。打开加大的网站，除了看到代码资料，原理部分找不到。能否指点一下？

曾经-

你说的那个ISP的是电脑连接用USB控制的接口芯片，普源1052e示波器也是这，包括主控也是bf531，另外你说的那个小的8脚24x芯片是储存示波器型号和开机次数等信息，固件数据在stop48里面

liebedemi

csbestwish 发表于 2022-5-22 21:45
谢谢楼主。打开加大的网站，除了看到代码资料，原理部分找不到。能否指点一下？ ...

有的，有一个很强大的pdf文件在documentation文件夹下

liebedemi

曾经真的爱过 发表于 2022-5-23 01:46
你说的那个ISP的是电脑连接用USB控制的接口芯片，普源1052e示波器也是这，包括主控也是bf531，另外你说的那 ...

嗯，这几家的方案估计都差不多

csbestwish

liebedemi 发表于 2022-5-23 10:56
有的，有一个很强大的pdf文件在documentation文件夹下

谢谢。我再去试试。