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HP3455A万用表维修

时间:2012-10-06  来源:38hot  作者:佚名

申明:本人不是专业人士,文中的概念和术语可能有不少错误,如有可能请尽量通知本人,读者由于本人错误而引起的损失概不负责!不久前,从坛上收来一台故障的HP3455A数字万用表,此表可出6位半显示,是HP的3456A之前的最高级万用表。写出以下文字是为了满足卖家说要让它能重新获得生命的愿望,不然它可能被拆件了。如果文中的图或文字引起读者的不快或误解请原谅,谢谢!

坛上ID一路听过朋友包装很专业。当时此表在坛上出现时,故障现象是不能开机,但按键灯亮,LED没有任何显示,因此很多人觉得此表应该为很小的故障,比如接触不良什么的。根据后来的修理过程来看,很多人判断失误了。
本人手里倒是有几台HP的仪器,所以对HP机器的特点还是有点了解吧,HP是仪器领域的世界头号牛公司,它在很多领域是世界领先的,不仅生产高档仪器,甚至还自已制造高档电阻、MCU、IC和场效应管等元件,这在仪器公司里是比较少见的。因此,HP的机器不仅是性能高档和专业的代名词,也是维修很难,基本没有代用关键元件的产品。很多高档HP仪器仅仅是坏了一个零件,因为找不到替换元件而不能自行维修,必须要找HP公司换整个电路,当然价格基本可以够买半个仪器了,个人认为这也是HP技术垄断的一种方法。这次维修3455A更加深刻体会到了HP的这个特点。
其实,本人在买这个HP3455A之前就考虑过可能找不到合适零件时,可能要拆零件了,好在原机主出的价很实在,就是拆件也合算了。因为此机器的电压其和电阻基准里有不少高级元件。能修好全凭运气好而已,同时也是最关键的是,得到了本坛著名的3609大侠的无私奉献,在此,本人表示对3609最崇高的敬意!
闲话少说,机器到手后,第一步就是到AGILENT网站下载此机的手册和维修指南,但不幸的是,此机太古老了,HP的手册电路部分基本不能看到任何字母和电路图。这也是本次维修过程过长的主要原因。第二步就是开盖按手册上文字部分检测电路了,首先是电源检测,结果是电源检测点全部合格,但故障依旧。


此机器主要可分为八大部分:数字逻辑板、模拟主板、交流板、AD板、电阻板、基准电压电阻板、显示面板、主CPU与ROM板。
根据说明书,先对数字显示面板进行检测,去掉主CPU板上的一根测试线,机器进入测试状态,发现板上一位LED数字管缺画,两个LED指示灯坏。LED是HP公司自已的产品,市场没有类似产品,想要更换只有拆机。好在3609近日又帮忙找到一个,再一次感谢!LED灯倒是很好解决,更换,解决。


第二步,根据3455A的工作原理,由模拟板上的CPU把测量相关的数据通过光电耦合,发送给逻辑主CPU处理后由LED数码管显示。此机不显示,可能的原因有两个,一是模拟板上的CPU损坏,没有通讯,自然就不会有数字显示,第二:主逻辑板电路损坏。所以第一步就是要看两个主板有没有通讯。主CPU可以进入测试状态,说明其ROM和程序和主CPU是正常的。所以下面检查模拟板的CPU的工作情况和光耦是否正常。
先检查主CPU,第一步,用示波器检查时钟电路和晶振,工作正常。第二步,发现在某些情况下,面板上的按钮按下时,LED指示灯有反应,而有反应时,光耦电路就会有通讯,检测有通讯时,主CPU和模拟板CPU信号,发现信号一致,因此,模拟板的CPU工作是正常的。但即使有通讯时,LED数码管也是不显示的。这就比较奇怪了,因为根据此机器逻辑电路及其显示电路工作原理,如果CPU和ROM能工作,并且显示电路正常的情况下,LED应该会显示数字的,即使是乱码也应该有所反应。因此,有可能显示的RAM损坏,但又因为机器会偶尔进入工作状态,所以RAM又应该没有全部损坏,没有RAM的计算机系统是不会工作的,因为没有内存了。此机有两个很古老的1K容量的RAM因此,判断此机的RAM坏了一半,后来有了3609提供的零件后,这个猜想被证实了。此RAM 为8位地址的1KIC,估计已停产20年以上了,根本买不到了,如果没有它,此机就只能被拆件。


换上RAM后,机器LED立刻有了显示,但是乱码,其它故障依旧。
经过仔细分析此机的工作原理,因为它有AUTOCAL功能,此功能简单来说,就是在测量过程中,不断的把基准的电压值接入电路,修正电路的变化参数,从而保证测量的准确性,也就是每次测量如果开了AUTOCAL功能,立刻就可以把测量精度接近到基准的精度。这在当时应该算是一个很高档的功能了,大大简化了电压测量前级的设计电路。但正是这个功能,导致了此机器的非常难以修理!


从其原理图中可以看出,AUTOCAL功能的实现是用很多的电子开关来实现的,而这些开关都是通过CPU用时序电路控制场效应管来实现的,此机的开关场效应管有很多。

不同电压档位时,开关的状态是不一样的,因此,此机一共有13个不同的开关组,即13个测量档位,而为了保证AUTOCAL的正常工作,机器在开机时,要对这13个开关档位进行测试,正常后才能进入开机默认工作状态,如果有不正常,则可能不开机而乱码,也有可能是某些档位工作不正常。此机在设计时,有一个TEST按钮,就是为了防止某些档位开关管损坏而设置时,LED会显示失效的档位数字,然后在手册中列出所有档位可能的故障位置,而本次机器故障确是当时设计者没有注意到的一种情况,所以手册中没的提及,导致了维修的困难。
在此机器中有一个高精度的电压和电阻基准,输出电压为很准确的10V,所有AUTOCAL的程序都要和基准电压进行对比,如果基准损坏,则机器不工作。所以在修理模拟板时,第一步要测量基准电压。

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