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[工仪]3820老式数字示波器换电池+改造背光 [复制链接]

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离线2n3055
 

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— 本帖被 青柠 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2018-09-26) —
我有一台老式数字示波器,应该是上世纪90年代的产品
没有任何资料,查不到品牌,前几年因为觉得小巧便携性好,
又是库存的全新货就买了,买完有种被坑的感觉,性能和当今的差远了
以当时购买的价格,现在可以买不错的国产示波器了
不过,要是在它出世的年代,应该算不错的产品了
反正用的地方不多,对于我也是基本够用了


型号:3820,数字示波器
  

当时还看中一点是这东西可以用干电池供电,6节AA电池就可以了
但是,还是比较耗电的。仪器最下面,是电池仓


6节AA电池,看设计,可以装8节


侧面的接口,双通道的
每通道有一个AC/DC切换开关,一个接地开关
还有一个调节基线位置的电位器,一切都感觉很古老


另一侧,是电源开关,外接电源插口,显示屏对比图调节钮
请注意那个电源插口,和现在相反,它是内负外正


后面,内置信号源接口,接地端子,外触发接口及衰减开关
最右边的盖子,打开是一个插座,标注串口字样,但是没有接口定义
不知道怎么用


肚子底下,金属外壳,螺丝固定


机器的故障表现为失忆,比如刚调好的设置,一重启就没有了
还有就是经常死机,有时候调节某个参数,然后就死了,过一会又恢复成了开机初始状态
于是,最近这病发作越来越频繁,于是打算拆开来看看
用螺丝刀旋开底板螺丝,就喜欢这样的,结构简单明了,特别好拆





打开来是这样的
这是输入部分的线路板,和金属盖板间有一层绝缘垫




外部触发端口


信号输入端口



整机,是三明治结构的,线路板一层摞着一层,层间,用铜柱支撑
拧开固定铜柱


便可以拆下信号处理板了,它和下层线路板间,靠排针排座进行电气连接
可以看见,一半是经过A/D转换的数字电路,右边一半屏蔽罩罩起来的,是前端模拟电路



这是主AD,SONY家的CXD1175,8-bit AD转换器
每通道一个,两个通道,所以有2个AD转换器


AD转换完了的数字信号进入这些电路暂存
CXK5814,是SONY家的2048字节高速SRAM
74系列,就是控制用的逻辑门电路



信号板拆完,下面是处理器板



两块板间连接的排座,这......是本田生产的???


同样拆下铜柱和螺丝,将其拆下


电池线用插座连接,把它拔下来


处理器板彻底分离了


上面一颗记忆电池,松下的,就是它没电了
所以设置什么的全都保存不住


这个大大的芯片,应该就是处理器了,长相奇形怪状,还是直插封装
没有查到资料


蜂鸣器一枚,提供按键音


这一部分,是时钟电路,顺便提供机内信号源


东芝的TC55257和MBM27C64,我的理解就是内存和硬盘
电池,就是给TC55257供电的



占据了1/3位置的,是电源电路,可以看出,一般是开关电源结构,但是另一半,是两只7805
这在电池供电的电路中,是很不经济的,但是,当时的条件,应该开关电源还没普及呢
开关电源部分,用的是TL497,这是一颗500mA开关稳压器电路,应该是提供负电压的



测试板上的记忆电池,只有0.8V,果然没电了
就算是本世纪初的产品,到现在也20年了,更何况,这是更早的产品啊


2032的记忆电池还是有的,马上找一颗


可惜我这个电池脚位和原装电池不一样,这个难不倒,焊一小截铜丝就好了


新电池当然是有电的


安好


电池换完了,准备继续下一步。
这个示波器,有一个缺点:屏幕可视范围小,还没背光
屏幕视角小也就算了,可以调角度,但是没有背光就不应该了
本身就爱反光看不清楚,还没背光,光线稍黯淡就看不清楚屏幕了,
总之看起来很费劲,这次反正也是拆机,打算给他加上背光试一试
开始拆屏幕,继续拧螺丝


屏幕直接和机壳相连,机壳是塑料镶铜柱的,不容易滑丝


东芝的LCD模块,好像320×240的点阵屏
型号:TLX1013


刻度,是单独贴上去的一块玻璃


屏幕尺寸


之前没有试验过给LCD加背光,不知道究竟效果如何,液晶底层是否能透光
于是找了两个LED塞进去试试,能透光,看来有希望!


买了一块尺寸类似的背光板


这块板尺寸较大,因此需要的LED数量比较多,一共20颗分两边排列


由于两侧是分开供电的,于是,我把它改成串联
这样,就是2串10并的结构,点灯电压约6V,电流按每灯10mA算,就是100mA


将背光板塞到液晶屏下面,尺寸并非很满意,还是修剪了一下


塞到一半,点亮看看效果


全塞进去了,点亮了背光依然很黯淡,不过这也好多了,
毕竟有胜于无啊


引出的电源线,接在电源两端,我没有采用DC-DC的LED驱动方案,直接用一个电阻限流驱动
因为电池电压和LED驱动电压相差不大,电阻限流效率虽低,但也够用了
把电阻固定在不起眼的角落里,下面铺铜面积较大,可以用来散热


屏幕背光的事解决了,准备装机的时候,又有了新的小意外发现
在电源接口、电源开关和电池接口之间,有一个二极管和电阻的空焊盘
只是焊盘,但是并没有安装元件
这是干什么用的?经过分析,发现这是为电池充电的一个预留电路
在接入外接电源插头的时候,示波器的供电会被切换到外部供电
电池供电断开,此时,如果没有这个二极管和电阻,那么电池什么都不用干
如果有这两个元件,那么外接电源电压如果高于电池电压,那么,
外接电源就会通过二极管和电阻为电池充电
电阻用来限制充电电流,二极管为了防止电池向外接电源倒灌
除此之外没有任何其他控制措施
明白的人肯定知道了,这个充电电路的别称叫做:傻充


这个电路要是放在现在,肯定会被大家不齿
但是在当年,应该是AA型镍镉电池流行的年代,这种充电方式并无大碍
反而是一种流行的充电方式。 正好这个示波器我打算用AA型镍氢电池供电,有了这个电路,正好免我拆电池充电之苦
立刻决定把它补上,用烙铁将焊盘捅开


找了一个电阻和二极管,确保充电电流不会过大
电阻是10Ω的,可以这么计算:用6节镍氢电池供电,按镍氢电池充电曲线
充电后电池电压很快会上升到1.2V左右,那么,6节就是7.2V,加上二极管0.65V左右压降,电池端电压约7.9V
如果我用12V电源供电,那么电阻两端电压为12V-7.9V=4.1V,10Ω电阻限流,电流410mA
随充电进行,电流逐渐下降,不会因为电流过大损害电池,镍氢电池容量一般都在1500mAh以上
0.3C电流充电没问题,更何况电流会逐步减小
再看看电阻的功耗,P=I2*R=0.41*0.41*10=1.6W,稍微有点大,但应该可以接受,充电电压低一点就好


焊好,位置刚刚好


一切搞定后,下面就是拆机的反过程了,这种设备组装更是简单
用不了5分钟,就拼回去了,开机试试,一切正常
这是有背光的屏幕,毕竟不是原装的背光,没法做到严丝合缝,
两边照不到的地方,也能接受


这是没改造背光的显示效果,还是带背光看起来舒服多了


那么,耗电量怎样了呢,稳压电源显示,8V供电时,工作电流0.45A
对于AA型碱性电池来说,还是很大的,6节电池撑不了多久,还是用镍氢电池合适
手上有一组7.2V 1600mAh的镍氢电池组,用在这里刚刚好




全文完,谢谢观赏!




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离线panfei0914

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只看该作者 1楼 发表于: 09-24
继续吧,坐等。

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离线qrut

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只看该作者 2楼 发表于: 09-24
开开看看界面可好(✪▽✪)
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直插件做这玩意真的不容易了
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只看该作者 4楼 发表于: 09-24
现在的示波器 基本都是bga的fpga和arm主控了。时代在进步啊。

离线2545889167

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只看该作者 5楼 发表于: 09-24
另外感兴趣一下,楼主多少钱入的。
顺便求教adc采样速度是多少?
在线havipzhao

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只看该作者 6楼 发表于: 09-24
赶上直播了,加精的节奏啊
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回 2545889167 的帖子
2545889167:另外感兴趣一下,楼主多少钱入的。
顺便求教adc采样速度是多少? (2018-09-24 14:05) 回 2545889167 的帖子

前排围观,坐等直播。做过看着还可以
离线chocolateczc
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只看该作者 8楼 发表于: 09-24
等着更新!背光效果最好有个对比,哈哈

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离线hl0716

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只看该作者 9楼 发表于: 09-24
那么古老的机器 怎么吃灰多年呢