(BI4LBK) FLUKE PM6690频率计拆解与维修
I 简介
本次拆解的是一台比较新款的通用频率计。这可能是目前为止为我们博客上数不多的21世纪设计的产品。它于PENDULUM公司在2006年左右设计并冠以CNT-90的型号销售,同时也OEM给Tektronix和FLUKE分别按照FCA-3000和PM6690的型号销售。尽管型号不同,但它所运行的固件和硬件都完全相同。PENDULUM则可以追溯到飞利浦时代的电子测量部门,在上个世纪飞利浦制造了许多高性能的频率计,随后在90年代飞利浦将其电测部门出售给FLUKE。我认为随后其中的时频部门独立出来形成了PENDULUM公司。这台PM6690频率计中还有些飞利浦时代PM6680/6685的影子,这些可以在接下来的拆解中看到。
该频率计的主要特性如下:
- 基本测量频宽:1mHz…300MHz
- 基本通道数:2
- 时间间隔分辨率:100ps
- 分辨率:12位/秒
- 采样率:最大250kSa
该机尽管相比80-90年代的前辈们,硬指标并没有做到十分顶尖的水平(但也快到顶了),但操作界面上相比古董们有了比较大的改善,它有一块点阵屏可以即时显示一些简要的统计数据和图表,因此也算是一大优势,其性能对于业余爱好来说是绝对优秀和过剩的(但你知道,一旦陷入追求分辨率与精度的陷阱中时,没有什么是够用的…)。
以下是一些操作界面:
固件信息:本次所拆解的型号是基础型的,没有安装任何选件。
频率测量界面:
统计界面:
曲线(趋势图)界面:
直方图界面:
II 拆解
前-侧-后
拆去外壳
在这里我要补充两张PHILIPS(FLUKE)PM6685的照片作为对比,这是90年代中期上市的型号,可以看到一些相似的设计:
底部
输入通道下方的铜箔层上有一些意义不明的挖空,可能是为了降低贴片元件对地寄生电容的。
各个输入/输出口依靠PCB的延长直接焊接到端子的芯针上,延长部分套了磁环,这也是飞利浦遗留下的设计。
从机内看向前面板部分
拔掉前面板并拆去电源的主板
电源和选件OCXO区域
电源部分有许多并联的贴片电阻
标配TCXO及计数器时钟发生器(ADF4001)
MPU,RAM,FLASH,看起来MPU曾经被返修过
USB和GPIB
以下是一些电路细节:
后面板REF IN/OUT和外触发接口电路
计数器逻辑和插值器(Interpolator)
该频率计使用的是TAC方式插值,将小于一个计数时钟周期的时间间隔通过高速积分器转换为电压,随后用ADC测量积分器输出电压再推算出经过插值的时间值。有四组完全相同的插值器,分别对应通道A和通道B的START和STOP边沿。
以下是输入通道
同样的,在这里补充一张单通道型PM6685的输入通道照片:
实际上可能与双通道的PM6680/6681型更加相似。
以下是电源部分,电源是个商品组件
散热风扇,体积虽小但噪声强劲
以下是前面板
最后,这里似乎还有工程师留下的签名
III 维修
这台PM6690无大的故障,但有些小问题需要处理。
1.经过长年开机后,风扇已经磨损且噪声相当高,原机风扇是高转速型的,即便是全新的噪声也很大。经过测量该频率计开机时输入功率约20W(无OCXO),其内部的开关电源在自然散热条件下标称有40W的负载能力,PCB上除了一个ECL电路之外似乎也没有温度较高的器件。因此最后把风扇换成了较为安静的型号。
2.某次开机后,液晶屏背光只亮一部分,其它部分偶尔闪烁点亮
经过测量背光灯条发现其中一处开孔上方的PCB走线有不可见的裂痕,稍微弯曲灯条所有LED灯珠发光,而走线断裂时只有位于断点之前的唯一一个灯珠发光。因此用铜丝加固了所有走线。
另外还感觉背光色温有些偏高,显示偏蓝。可能和该机曾经被更换过LCD偏光片也有关系,因此在修灯条的时候顺便把LED换成了4000k色温的,并加大了前面板上的限流电阻,降低了LCD背光亮度,使其在室内光线下看起来比较舒适。
- 3.长时间开机时(几十分钟到几个小时),偶尔会自动关机。起初怀疑开关电源电容老化,只更换了副边侧的电容,问题依旧。但使用200V直流电给频率计供电运行时从未出现自动关机的问题,因此把原边侧的电解电容换了,问题解决。
~全文完,感谢您阅读~
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