修理一台古老的DT930F数字万用表（ICL7129主控方案）

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最近捡了一台上世纪的DT-930F万用表，到手检查一下看看




要说DT-930F万用表，在上世纪九十年代绝对是较为高端的手持表；
主要是采用了4-1/2位的ADC，分辨率可达10uV。
但是到了现如今，各种层出不穷的高性能ADC推陈出新，这个型号的表已经很难见到了。
但是，这不代表它就过时了，如果用的上，它依然可以作为测量仪表很好的完成它的工作。


装上电池，打算开机看看。不料开机什么都没有干就发现了问题
首先，电阻档空载应该显示超量程。但现在通电电阻档就在乱跳，而且怎么还出负值了？？？


直流电压档和交流电压档也是一样，空载不但不归零，还不断各种数字无规律乱跳
这什么都不接就有11.870V的直流电压显示和10751的交流电压显示



电容档也好不到哪去，无法调零不说，还始终存在和测量无关的读数


既然如此，说明这块表肯定是有问题的，拆开看看
拆很简单，后面就一颗螺钉，拧下来就行了
打开顿觉不妙，看着坑洼不平的屏蔽罩，这表应该是之前有人动过的表
对于之前有人修过但没修好的表，一贯较难处理，先检查检查看看吧



取出机芯，这PCB上面不知道是什么，感觉油乎乎的



这就是DT-930F万用表的核心：ICL7129，4位半的双积分式ADC。
万用表的所有功能都是围绕着它展开。
得益于双积分的模数转换架构，可以做到非常高的精度。
这个表还不错，用的是MAXIM的7129，是各家厂中性能最好的7129。
如果是杂牌7129，那这个表也没什么可修的价值了。
因为7129最高电压分辨率可以达到10uV，而有些7129自身的噪声就超过10uV了。
之前能显示，说明至少这个表头还是好的。

表头基本电路如下，其余测量挡位都是在这个表头的基础上添加相应的功能电路完成。






看看夹层，发现问题：分压排阻被人改过了，而且串串并并弄出来一大堆



接上电池简单测下功能，电容档之前初测不对劲
现在拿了一个86964pF±0.5%（0.086964uF）的精密电容接在电容档试试
读出来160.93nF（0.16093uF）这是什么鬼

换个量程显示0.0323，无论如何都差的太远，说明电容档是坏的


再看看电阻档呢？
DT930F采用比例法测电阻，这种测量方式非常简单，元件数量少
精度取决于基准电阻网络和ADC本身。只要ADC和基准电阻正常，电阻挡就能正常工作。



拿一颗金封的RJ-711合金箔精密电阻作为标准电阻。
这个标准电阻阻值1kΩ，温漂±2ppm/℃，精度±0.01%；
另一颗标准电阻阻值90kΩ 精度±0.01% 温漂不详。
总之这俩电阻怎么地测试这个表肯定没问题。
很不走运，看测试这个电阻的各个档读数，说明电阻档也有问题



总之，一番检测下来，统计故障如下
除了hfe档，其他都是坏的啊


既然故障搞清楚了，下面开始修理，
之前打磨/修理万用表积攒了很多相应的零件，
而这个表用的集成块也不是什么稀奇古怪的型号。
翻了翻元件库，TL062真没有，不过有和他性能参数一致的LF442，能够原位代换。


开始拆机，将三明治结构掀开


金灿灿的转盘，还好，磨损不严重

挡位开关的拨片，看起来还行


之前说了这个线路板看起来油乎乎的，不知道被什么污染了
先用酒精进行彻底擦洗，再用橡皮擦拭转盘，确实挺脏，擦出来不少泥巴。



剩下就是按部就班更换损坏的零件了
这种万用表的输入阻抗很高，既然已经出现PCB脏污漏电的表现，
除了好好擦洗去除污染外，所有集成电路的插座都要换掉，
插座底下都要好好擦洗干净，不能藏污纳垢


再来修理电容档，本表采用脉宽调制法进行电容测量，
将电容信号转换为电压信号送入ADC进行显示，这种电路精度不高，
但是线路简单，元件少，成本低.
核心是两颗NE555组成的振荡器，这里用的是CMOS工艺的双555-ICM7556
用于电池供电的低功耗场合。



经过检测，电容档ICM7556损坏了一半，
估计是测了没放电的电容把它烧坏了，换掉
CMOS电路输入阻抗高，为确保无污损影响，底下的集成电路插座一并更换



ICL7129有个关键电容：积分电容Cint
这个电容的好坏直接取决于AD转换的非线性误差
要求是损耗角越小越好，最适合的电容是聚四氟乙烯电容
但是这种电容极其难找且昂贵，没事，手册里说了，用聚丙烯电容也没问题


原来用的CBB，这么多年了，一并换掉



以上都解决了，然后就是最关键的分压排阻，它是电压档、电流档、电阻挡多量程测量的核心元件。
也是影响仪表测量精度的关键元件。它的好坏，直接影响仪表的精度。



这个表是早期的DF930F，原设计用的是分立的精密电阻去组这个排阻。
但是被人修改的乱七八糟，从修理的基础上可以看出原来这个表确实是按100Ω-900Ω......9MΩ这样安装的。
但是现在这些电阻上串的串并的并加了很多电阻，完全破坏了分压网络的分压比例，
还用的是普通电阻去代精密电阻。真不知道上一个修理的家伙是怎么想的，先拆了再说


把它换成成品的排阻，方便可靠性能好，不用自己去卖这些非标的精密电阻。
就是有一点：我这个排阻中最小阻值是1kΩ，而这个表中，这个1kΩ中间要有个抽头，没关系，那排阻里的1kΩ给他跳开不用，外接一个100Ω和900Ω就可以了
有人问这样会不会影响排阻的精度？
答案是影响极小。因为排阻前面是9.999MΩ，这一个1kΩ即便误差较大，它本身在电阻网络中极小的占比也能将自身误差抵消，因此即便这俩电阻采用普通电阻也问题不大。
反过来说，对于分压精度影响最大的是排阻中的9MΩ电阻
看看上面的图，上一位维修师傅用3只普通3MΩ电阻串联获得这个电阻，这是万万不可取的。


修理完成后，简单测试一下
首先测试电阻档，这个档最简单，只要排阻和7129是好的就能工作
还是1kΩ和90kΩ的俩标准电阻
有点误差没问题，毕竟是2线测量，老接线柱的接触电阻，ADC本身的误差，
总之，这结果应该合格







再看看电压档
首先是直流电压，标准表是自制的6位半万用表，
曾有机会拿了个HP3458校准了一次，就算它是准确的吧
测试结果也不错，这线性度也可以






还有电容档，也正常工作了
用精密电容进行测试，电容档的测量精度受测量原理、外界干扰等原因远远低于电压和电阻档
测量结果是个大致参考，但是，对比修理之前，那还是正常工作了
48975pF（0.048975uF）电容，测出0.0471uF


86964pF（0.086964uF）电容，测得0.0881uF


最后，还有个交流档别忘了
不知道测了什么不对付的，进行交流平均值整流和频率档放大的TL062坏了，
同时频率档输入的保护二极管也有一只击穿了，估计可能是频率档测了高压导致元件损坏。
这一个集成电路里面有2个运放，损坏后两个功能挡位连带着全不正常了。
TL062是个低功耗JFET输入的双运放，手上没有，用同等性能的LF442代替了，一样好使。



测试完成，最后，换下的元件打包装袋，入库留档（所有修理的中古设备换下元件都入库保存）


装回外壳，再检查一边没问题，收好吃灰，家里的垃圾又多了。


为什么收好吃灰？
DT-930F是个好表，但是对我来说没什么使用价值。
首先这个表主打高精度高位数（当年的手持表）-平时3位半就够了
其次，这个表没有通断档，测量通断不甚方便。
常规电流档最高是200mA，虽然有10A档，
但是10A档测试小电流精度低，200mA档平时用起来又嫌小。
电容档平时用不着，频率表我也有。
而且4位半位数高了，但是测量速度却低了，每秒2次，读数时间长。
所以修是修好了，但就让他进柜子吃灰睡觉去了，不排除偶尔表不够了拿出来用用。

那既然不用费劲修它干嘛？
玩啊，就是玩啊；忙完了工作，休息时间总得给自己找点乐子放松一下，
维修的过程，全身心投入进去，就是一种享受的休息。


完，谢谢观赏~~~

smg小沈

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