LeCroy 9304A Quad 200MHz Oscilloscope 

9304A
9304A Quad Channel Digital Oscilloscope

LeCroy 9304 Quad Channel 200MHz Oscilloscope 100MS/s

  • 50k points recording
  • vertical ADC resolution 8 bit,  11 bit with ERES option
  • Persistance, XY and Roll mode
  • Glitch, window, TV, qualified, dropout and interval trigger
  • Fully programmable with GPIB and RS-232
  • Automated PASS/FAIL testing
  • Probe calibrator adjustable in frequency and amplitude
  • Active probe supply and interface
  • Cursor functions
  • Advanced Signal Processing
  • extra math operation - options
  • Floppy Disk, memory card - options
  • Thermal printer (endless paper roll) - option

Gerät wurde ca. 1997 gebaut. Aus dieser 93xx Baureihe war es damals das kleinste Modell, aber trotzdem mit großartigen Eigenschaften, die selbst zwei Jahrzehnte später noch überzeugen.

Ich habe ein besonderes Verhältnis zu dieser Serie, es war das erste Digital Oszilloskop an meiner ersten Einstellung nach dem Studium, es wurde damals neu beschafft, jeder Hardware Entwickler hatte ein solches Scope an seinen Arbeitsplatz gestellt bekommen. Es war das Grundgerät an allen Plätzen, hinzu kamen noch ein paar leistungsfähigere LeCroy Modelle für besondere Aufgaben. Die Erinnerungen daran sind gut und es war eine Freude damit zu arbeiten. Es wurde im Laufe der Jahre damit einiges an Automotive Elektronik entwickelt.

Im Jahr 2008 hatte ich ein gebrauchtes Gerät gekauft. Eigentlich schade, daß es erst jetzt auf der Webseite vorgestellt wird - hätte ich schon viel früher machen sollen.

Damalige Neupreise laut LeCroy Katalog von 1998 (Auszüge):

Product Code teilweise auf dem Bildschirm im System Status: Preis: Anmerkung:
Oscilloscope, Basisversion 9304C 6290$ "C" war das etwas neuere Modell aus dem Jahr 1998, (50kpts/Ch)
Oscilloscope, erweiterter Speicher 9304CM 7390$ "CM" Speicher 250kpts/Ch
Optionale Software 93XXWP01
93XXWP02
93XXWP03
93XX-C3
WP01
WP02
WP03
-
1250$
1250$
1250$
2490$
WP01 Advanced Math Package
WP02 Spectrum Analysis Package
WP03 Parameter Analysis Package alle drei als Gesamtpaket
Memory Card Reader with 512K Card 93XX-MC01/04 MC01/04 500$ Speichermöglichkeit
PCMCIA Type III slot
for Hard Drives and ATA Flash Cards
93XX-HD01 HD01 590$ Speichermöglichkeit
4MB ATA Flash Card (Requires HD01Option 93XX-4MBFC - 399$ Speichermöglichkeit
PCMCIA Hard Disk 170 Mbyte (requires HD01 option) 93XX-HD02 HD02 499$ Speichermöglichkeit
PCMCIA Type III slot and 170 MByte hard drive 93XX-HDD HDD 990$ Speichermöglichkeit
Internal Graphics Printer 93XX-GP01 GP01 890$ Rollenpapier Thermodrucker
Floppy Disk Drive FD01 FD01 - eingebautes Floppy Laufwerk
Tastkopf 10:1 PP02 - - mitgelief. Standard Tastkopf
Manuale - - - Operators and Remote Manual

Produkt Kataloge im pdf Format und die Spezifikation zu den Geräten dieser Baureihe sind im Internet zu finden, empfehlenswert und informativ. Auch gut ist das LeCroy Yahoo Group Forum, viele qualifizierte Informationen und auch verschiedenste Download Files.

Für ein vollausgestattetes 9304C konnte man 1998 knapp 11000$ ausgeben. Der Dollarkurs stand 1998 im Jahres Durchschnitt bei 1,76DM was ca. 19.000 DM entsprachen. Umso erstaunlicher, dass am Arbeitsplatz alle Ingenieure damit ausgestattet worden sind. Heutzutage ist es leider immer weniger selbstverständlich Hardware Ingenieure vernünftig mit Equipment auszustatten - was man in manchen Firmen beobachten kann, ist einfach nur bedenklich.

Nur wenige Geräte sind mit Vollausstattung ausgestattet, das versteht sich von selbst, auch damals mussten die verfügbaren Mittel eingeteilt werden.


Abdeckung
Originale Abdeckung der Geräte Front in prima Zustand

Bei vielen gebrauchten Geräten ist die Abdeckung mittlerweile verloren gegangen oder beschädigt.


Display
Die typische Anordnung der Einstellungen dieser Baureihe.
(entschuldigt bitte den von mir nicht zu 100% kompensierten Tastkopf)

LeCroy hat hier hervoragende Arbeit geleistet, die Übersichtlichkeit der Parameter ist vorbildlich. Auf einen Blick sind in Sekundenschnelle alle nötigen Informationen erkennbar, die wichtigsten gesondert angeordnet.

Bei Digital Oszilloskopen ist die Art der Darstellung völlig verschieden. Manche Entscheidungsträger haben über das Aussehen und die Anordnung der Parameter von Oszilloskopen eine Meinung, die nicht die meine ist. Für mich ist es in der praktischen Anwendung von höchster essentieller Wichtigkeit die wesentlichen Parameter in Sekundenschnelle zu erkennen.

"Wenn ich messe sind meine Augen am Tastkopf und in der Schaltung" - Nicht am Oszilloskop!"

Im schnellen Wechsel zwischen Schaltung und Scope kommt dann der Blick auf die Kurvenform, die wichtigsten Parameter müssen dabei groß genug sein und im Augenwinkel aus 150cm leicht erkennbar sein. Bei vielen digitalen Oszilloskopen ist für den praktischen Messablauf vieles Randinformationen genauso groß geschreiben wie z.B. die wichtige Time Base, Vertikalskalierung oder das Channel Coupling. Oft noch vieles an ungünstiger Position platziert.

Bei manchen PC Oszilloskopen, stehen dem Programmierer zwar ettlich viele Pixel zur Verfügung aber die Vertikalskalierung ist nicht größer geschrieben als der Text der Windows Uhrzeit in der rechten unteren Ecke. Es wird oft nicht unterschieden zwischen "essentiell wichtigen" und "momentan unwichtigen Informationen" auf dem Bildschirm. Was soll ich noch mehr dazu sagen?, es war schon immer eine Kunst es allen recht zu machen.

Während einer Messung passieren zu schnell Fehler, z.B. einfach nur mit dem Tastkopf "abgerutscht" weil man mit den Augen einen Moment zu sehr mit einer unübersichtlichen Parameter Darstellung am Oszilloskop gekämpft hat - DEFEKT - irgendwo einen Kurzschluss gemacht, defekte Bauteile und dabei vielleicht eine Leiterplatte mit hohem Wert zerstört oder noch schlimmer: genau die handgetestete erste Prototypenkarte, die unbedingt morgen an den Kunden geliefert werden muss, ging defekt weil die Oszilloskop Unübersichtlichkeit einen Anwenderfehler verursachte.

Viele Entscheider für das Aussehen von Oberflächen denken nicht an solche Dinge. LeCroy hatte hier richtig gedacht und diese monochromen Bildschirm Aufbau gut gestaltet.

Schnell und sicher Messen bei schwierigen Messungen, z.B. mit manchen alten Analog Scope Serien. Sämtliche Schalter mit einem Arm bedienbar aus einem Meter Entfernung ohne lange drauf blicken zu müssen. Häufige Wechsel von Vertikal, Timebase und Verstärker Input Coupling Einstellungen sind in Sekundenbruchteilen neu eingestellt. Klar, kein Vergleich in Bezug auf die messtechnische Leistungsfähigkeit, aber in Bezug auf "Bedienungshaptik" sind manche alten Geräte grandios.

Man kann Pianoforte spielen ohne kaum auf die Tasten zu sehen - zum Vergleich ein haptisch gut aufgebautes Oszi zu finden ist schwer, für mich aber eines der wichtigen Dinge, die darüber entscheiden ob ich es benutzte oder ob es meist nur in der Ecke steht. Wer oft verschiedene Oszilloskope nutzt, für den ist  intuitives Bedienen immer wichtiger, es verkürzt die sich stetig wiederholende Einlernphase.


Bedieneinheit

Die Knöpfe sind gut bedienbar und haben einen klaren Druckpunkt. Die Nachfolge Modelle haben Einzelknöpfe für die Vertikaleinstellung der Kanäle, man muss dann nicht mehr so oft "Select Channel" drücken. Die Übersichtlichkeit der Bedieneinheit ist hier für ein digitales Oszilloskop gut gelungen.

Der Time/DIV Knopf war beim Kauf abgebrochen, die Achse des Encoders lief aber noch. Diese dann vorsichtig ein paar Millimeter tief aufgebohrt und einen abgesägten dünnen Bohrer als leichte  "Presspassung" eingeklebt. Auf die Gegenseite des Bohrers einen Ersatzknopf geklebt (einen Typen gefunden der fast genauso aussieht).


Vierfach Plot
Darstellung entweder als 1,2, 4fach oder X-Y Koordinatensystem

Der Amber farbene CRT Bildschirm ist immer noch scharf bis in jede Ecke. Mittlerweile hat diese Farbe eine Art "Erinnerungswert" an die frühe Computerzeit.

Manche Geräte auf dem Gebrauchtmarkt haben eine derartig eingebrannte CRT, dass einem die Lust am Gerät vergeht. Groß und fett ist dann das Grid eingebrannt oder rechts die Einstellungen fett dauerlesbar. Die Schuld liegt hier an den Anwendern, die manchmal tagelang das Gerät eingeschaltet lassen bei hellen Einstellungen und stets gleichen Bildschirminhalten. Besonders Geräte aus einer Serien-Fertigung, die tagelang ständig das gleiche darstellen sind stärker betroffen. Viele frühere Anwender der Geräte haben sich für das "schonende Leben" der Geräte meist nur wenig interessiert.

Wobei es doch so einfach ist: die beiden Menüs "W'form+Text intensity und Grid intensity" lassen die Helligkeit wunderbar auf einen moderaten Level einstellen. Nur so hell stellen als nötig, den Kontrast zwischen Grid und Waveform sinnvoll einstellen.


System Status
Der System Status zeigt die installierten Hardware und Software Optionen. Bei einem Gebraucht Kauf ist diese Anzeige ein Wichtiges zu wissen. Gebrauchte Geräte mit allen Optionen sind natürlich am beliebtesten.
  • WP01 = Mathematik Paket 1 (Averaging, digital filters, envelope, integration, log, exp, absolute, reciprocal, square, square root, channel multiplying)
  • CKIO = clock in and out installed (verstehe diese Option nicht, keine Buchsen auf Rückseite gefunden)
  • GPIB = Messgeräte Bus Anschluss auf Rückseite
  • R232 = serieller Bus auf Rückseite
  • CLBZ = Piepser (Buzzer) eingebaut (keine Ahnung was er genau macht und wie er einstellbar ist)
  • FD01 = Diskettenlaufwerk
  • CENT = Centronics Druckeranschluss
  • I2C = Bus für Kommunikation mit den aktiven Tastköpfen
Im LeCroy Yahoo Group Forum kann man die GAL Programm Files herunterladen um alle Optionen der 93xx Serie freizuschalten. Es steht dort geschrieben, dass der Hersteller diese freigegeben hat und dem Forum zur Verfügung stellte, da er den Support für diese Geräte eingestellt hat. Man hat vielleicht auch erkannt, dass gerade viele Gebrauchtkäufer aus dem Hobby Bereich auch diejenigen Personen sind, die dann am Arbeitsplatz darüber mitentscheiden von welchem Hersteller ein Neuprodukt angeschafft wird. Dann bleiben solche Freigabe Aktionen natürlich positiv in Erinnerung.

Hier installiert ist die Firmware 7.2.2, die aktuellste wäre 8.2.2. Mit der LeCroy "Scope Explorer" Software lässt sich bei fast allen Oszilloskopen die neue Firmware bequem über (GPIB bei den 93xx) auf das Gerät aufspielen. Nur leider bei diesem 9304A geht das nicht per PC, da diese Seriennummer nicht über den dazu tauglichen Prozessor verfügt. Wollte man hier 8.2.2 aufspielen müsste man neu programmierte UV löschbare GALs einbauen, wäre auch keine große Sache, wenn man sie hätte. Wer sich damit beschäftigt will findet dazu eine Lösung, schwer ist es nicht. Kann sein dass ich nicht alles zu 100% korrekt zu diesem Modell wiedergegeben habe, wer es genau wissen will, der sei auf das LeCroy Yahoo Group Forum verwiesen, dort wird der Firmware Update präzise beschrieben, die Informationen hier habe ich dort auch nur halbflüchtig nachgelesen.

Erkennbar: auch diese CRT hat ganz leichte Einbrennspuren am Grid Gitter, ist aber nicht schlimm, es liegt beim normalen Gebrauch sowieso wieder das Gitter darüber.

(die Seriennummer 9304xxxx habe ich im Bild überdeckt).


Rückseite

Die Rückseite mit RS-232, GPIB und Centronics und einem Lüfter in passabler erträglicher Lautstärke noch ohne altersbedingte Nebengeräusche.

Typisch für die damalige Zeit, der verstärkte Einsatz von Kombibuchsen aus Schukostecker und Hauptschalter. An das Greifen hinter das Gerät zum Einschalten kann man sich gewöhnen, sei verziehen, ist nicht schlimm. Früher hatten sich die Hersteller oft mechanische Stäbe und teils komplizierte Führungen durch das ganze Gerät von vorne nach hinten gelegt, um den inneren hinteren Hauptschalter zu kippen, sind alles erhöhte Herstellungskosten. Oder oft auch die 230V quer durchs ganze Geräte von hinten nach vorne verlegt und an dem Power Kippschalter "viele Isolatoren" über die Anschlussklemmen gelegt. Alles hat seine Vor- und Nachteile.


Tastkopf PP02
Der originale empfohlene Tastkopf ist der PP02, ein 10:1 mit 350MHz Bandbreite
und automatischer Attenuation Umschaltung der V/DIV Anzeige am Scope auf 10:1.

PP02 Bandbreite


AP020 Tastkopf
LeCroy hat ein prima System für den Anschluss von aktiven Tastköpfen. Die aktiven Tasteköpfe werden elektrisch aus den Grundgeräten versorgt, gleichzeitig kann das Oszilloskop noch über ein Bussystem mit dem Tastkopf kommunizieren.

Das System erkennt den Typ des angeschlossenen Tastkopfes und stellt automatisch am Oszilloskop richtig die Skalierung und die Einheit der Messung ein - bequem und sicher.

Das wunderbare an dieser Sache ist, der Hersteller verwendet nun schon seit zwei Jahrzehnten noch immer das gleiche System ! Das heißt an einem neuen Oszi lassen sich noch problemlos alte aktive Tastköpfe z.B. von 1998 anschließen. Das ganze funktioniert teils sogar anders herum, auch an diesem alten Oszilloskop funktionieren noch aktive Tastköpfe, die deutlich neuer als das Oszilloskop sind. Die Informationen und der Umgang mit den verschiedenen Tastköpfen sind in der Firmware abgespeichert. Die Rückwärtskompatibilität ist nicht für jeden Tastkopf gegeben, das sei klar - aber oft ist der Tastkopf trotzdem zu gebrauchen obwohl z.B. dann nicht alle Einstellungen automatisch ablaufen und manuelle Korrekturen erforderlich sind.

Der Hersteller zeigt hier auch Verantwortung und repektiert einen vergangenen Kauf eines aktiven Tastkopfes mit bestmöglicher Kompatibilität auch an neuen Geräten.

Bei einer neuen Scope Serie konnte man die alten aktiven Tastköpfe weiter verwenden. Hier wurde den Kunden gegenüber Achtung gezeigt, an den Werten von deren bereits vorhandenem Test Equipment.


AP020 Screen

AP020 Readout
Das Oszilloskop blendet automatisch den richtigen Readout ein,
vorausgesetzt der Probe ist in der Firmware bekannt. Was das
Oszilloskop anzeigt bei unbekanntem Probe weiß ich nicht.


AP022 Koffer

Angeschlossener Tastkopf AP020, ein aktiver FET Tastkopf 10:1 mit einer Bandbreite von DC-1 GHz bei einer Eingangsimpedanz von 1 MOhm parallel 1.8pF.

Manch einer wird denken, weshalb einen 1 GHz Tastkopf an einem 200 MHz Oszilloskop verwenden? Ganz einfach, schon einmal darüber nachgedacht welche Zin Input Impedanz ein passiver 10:1 Tastkopf z.B. mit 10MegOhm||11pF bei einer Frequenz von 1MHz noch aufweist? In den Datenblättern der Tastköpfe finden sich entprechende Diagramme:
  • Zin= ca. 100kOhm @100kHz
  • Zin= ca. 10kOhm @ 1Meg
  • Zin=ca. 1kOhm @ 10Meg
  • Zin= ca. 100Ohm @100Meg
Die komplexe Rechnung mit j=sqrt(-1) dazu ist einfach:
  • Xc(1MHz) = 1 / j*(2 * 3.141 * 1 MHz * 11pF)
  • Xc(1MHz) = 14469 Ohm
Im Vergleich dazu der aktive Tastkopf mit 1.8pF:
  • Xc(1MHz) = 1 / j*(2 * 3.141 * 1 MHz * 1.8pF)
  • Xc(1MHz) = 88436 Ohm
Der aktive FET Tastkof ist eine deutlich geringere Belastung der Quelle. Bei z.B. nur 1MHz fließen bereits ordentliche Ströme in einen passiven Tastkopf und dies kann den Spannungsverlauf an der Quelle verändern, besonders bei hochohmigen Quellen. Deswegen ist die Verwendung von FET Tastköpfen mit hoher Bandbreite auch an Oszilloskopen mit kleinerer Bandbreite sinnvoll.


Stromzange AP011
Stromzange AP011, DC-150A, Bandbreite 120 kHz


AP011

Auch hier zeigt das Oszilloskop gleich den Namen der Zange an und stellt zusätzlich automatisch die Vertikal Skalierung auf die Einheit Ampere um.

Beachtlich an dieser Stromzange ist, dass sie auch im kleinsten Messbereich (400mA/DIV) nicht rauscht.

Eine Stromzange ist eines der nützlichsten Elektronik Entwicklungswerkzeuge. Aktive Tastköpfe und Stromzangen werten jedes Oszilloskop in seinen Einsatzmöglichkeiten auf.


Eingangsspannung

Die maximal zulässigen Eingangsspannungen sind praxistauglich und für die meisten Anwendungen ausreichend. Mit zunehmenden Bandbreiten von manchen modernen Geräten ist diese oft noch weiter reduziert. Früher lag sie teilweise bei 400V, manche Röhrengeräte hatten sogar 500-600V.


geöffnet

Netzteil

Weitbereichs Power Supply. CRT mit kurzen Abmessungen.


Netzteil Kennwerte

Wäre mal interessant nachzumessen, welche Stromstärken im Betrieb fließen.


Karten
Schnittstellen Karten

eeprom card
Rechner Karte mit dem Firmware Programmspeicher. Bei dieser Prozessorkarte müssen für ein Firmware Update andere (umprogrammierte) GALs eingetzt werden. Bei manchen 9304A geht das Udaten auch per Scope Explorer Software

Auf dieser Karte befindet sich auch ein Lithium-Akkumulator, der den Real Time Clock speist. Angeblich ist der Speicherbaustein mit der Geräte Seriennummer auch von diesem Akku versorgt, vergisst er seinen Inhalt, dann sind angeblich die Software Optionen deaktiviert und man muss zur Wiederherstellung die Seriennummer über die Scope Explorer Software über GPIB neu eingeben. Das ist ziemliche Action, die man vermeiden sollte und besser den Ladezustand beobachten. Nicht 93xx Modelle haben Akkus verbaut, manche sind nicht aufladbare Primärzellen, bitte genau aufpassen, was man da tauscht! Diese Informationen habe ich alle im Y.G. Forum gelesen (nur grob gelesen, bin daher nicht zu 100% sicher was ich hier alles schreibe).

Laut Yahoo Group Forum ist eine Sanyo ML2430 Zelle verbaut mit nominal 3V und 100mAh. Der Standard Ladestrom beträgt nach Datenblatt 0.5mA. Unter der Annahme es wird bei eingeschaltetem Gerät auch so aufgeladen, bedeutet das ein Aufladen dauert ziemlich lange, ca. 100-200h.

Bei meinem Gerät war die Zelle auf nur noch 1,5V unten, der Real Time Speicher hat noch gehalten. Nach ein paar Stunden Geräte Betrieb war er im ausgeschalteten Gerätezustand auf ca. 1.8V angestiegen. Ich muss es weiter beobachten, ob der Akku defekt ist oder einfach nur weit runter entladen. Auswechseln kann man ihn immer noch, nur ist mir das zunächst zu stressig - der Akku ist verlötet und außerdem muss man während des Austauschen die Spannung über eine andere Zelle zwischen buffern sonst ist der Speicher weg - ist mir im Moment zu viel Action - erst Zelle beobachten, dann entscheiden.


Programmspeicher
Firmware V7.2.2

PCB


CRT
Die CRT ist sehr gut von der Helligkeit, Schärfe und der Geometrie Genauigkeit. Man hört selten von defekten CRT's. Manche TFT Pixel Displays und Hintergrundlampen sind bereits schon vorher defekt und die CRT läuft immer noch nach vielen Jahren.

Der Amber-farbene Phosphor ist langfristig empfindlich gegenüber Einbrennbildern, wenn man nicht aufpasst, der Gebrauchtmarkt beweist es. Aber dies zu vermeiden oder zu minimieren liegt in der Hand des Anwenders.


Floppy
Das originale Diskettenlaufwerk war defekt. Ich hatte dieses Laufwerk einst als Ersatz gefunden, es passte und funktioniert. Im Yahoo Forum existiert auch eine detailierte Umbauanleitung.

Das Leid sind eher die alten Disketten, viele die ich zu Hause noch habe, laufen manchmal nicht richtig. Teilweise kann das Scope auf die Diskette schreiben, dann aber der Computer nicht lesen oder umgekehrt. Vor wichtigen Messungen sollte man die Funktion und den Transfer prüfen. Die Floppy Laufwerke in den alten PC's laufen meist noch am besten, mein USB-Floppy geht nicht mit jeder Diskette, die das Scope geschrieben hat.

Erfahrungen mit Ersatz-USB-Laufwerken am Floppy Bus angeschlossen habe ich nicht, wäre eine interessante Option.

Auch interessant die Scope Explorer Software über GPIB, die macht tolle Bilder, wenn auch etwas langsam über den Bus (aber immer noch schneller und stressfreier als per alten Floppys)


Deckel
Der Kunststoff Gehäusedeckel ist anscheinend metallisiert worden aus Gründen die elektromagnetische Verträglichkeit zu verbessern und um die Einstrahlung bei den Messungen zu vermindern. Nicht alle Geräte am Markt machen sich diese Mühe.

Generell neigt das Gerät konstruktiv im Innern nicht zum Verstauben, auch die CRT Anodenleitung war ziemlich staubarm.


Beispiel
So sieht es aus, wenn Bilder von der Diskette auf den PC übertragen worden sind.


Mit Software auf PC geladen
Mit der Scope Explorer Software über GPIB kann man die Bilder entweder in Schwarz/Weiss oder wie hier gezeigt in der originalen Amber Farbe herunterladen, was auch schick aussieht, aber in der Praxis fehlt im digitalen Amber Bild der Kontrastunterschied zwischen Grid und Waveform, es ist anstrengend. Am echten Scope löst man dieses monochrome Problem leicht, in dem der Grid etwas dunkler eingestellt ist.


Fazit: auch nach zwanzig Jahren immer noch ein tolles Gerät.


Einbau eines GAL der alle Optionen freischaltet


Im Internet sind programmierte GAL's erhältlich, die an diesen Modellen die möglichen Software Optionen freischalten.  Ich habe meinen GAL in einer Auktion erworben.

Der Verkäufer hatte:
  • eine korrekte Einbauanleitung mitgegeben
  • das Bauteil ESD verpackt in ESD-Beutel und ESD-Stangenverpackung
  • wichtige Warnhinweise auf der Einbauanleitung angegeben
  • das neue GAL korrekt gekennzeichnet
  • es hat alles funktioniert
Was will man mehr? - nichts.

Einen Verkäufer im LeCroy Yahoo Group Forum erfragen. Die Email Adresse werde ich nicht nennen, da ich keine fremden Email Adressen im Internet verbreite.

Für die Kosten des GAL mit Porto hätte ich mir bestimmt bald auch einen Programmer kaufen können, ich weiß nicht was diese kosten. Habe noch nie einen GAL programmiert - keine Lust auf Experimente mit dem Scope - IC kaufen, fertig, ich gönne anderen auch gern ein paar Euros.

Der Einbau des GAL

Netzstecker entfernen
Wichtig Netzstecker entfernen, Tausch nur durch Fachpersonal für Elektronik.


Kurze Reise in die Welt des ESD Schutz

wen es nicht interessiert oder sich auskennt, den Abschnitt bitte gleich überspringen

nicht barfuss
Aus Gründen des ESD Schutz arbeite ich an solchen empfindlichen spannungslosen Arbeiten manchmal Barfuss und manchmal auch in kurzen Baumwoll Hosen mit T-Shirt. Ohne Schuhe erzeugen die Fuß Bewegungen nur relativ geringe Spannungen, da die Ableitung in den Boden gut ist und die Aufladung durch Ladungstrennung verursacht durch die Haut gering ist. Zumeist trage ich reine Baumwoll Kleidung bei Elektronikarbeiten, keine Synthetik. 

Wenn ich schon manchmal in den Augen anderer verrückt sein sollte, dann müssen Sie das nicht auch tun. Für meine eigenen Verletzungen bin ich ganz alleine verantwortlich, aber nicht für die Dinge, die Sie tun.

Das ist keine Aufforderung, dass Sie das genauso tun! Arbeiten Sie entsprechend den Vorschriften des Unfallschutzes, tragen Sie ESD gerechte Sicherheitsschuhe und korrekte ESD-Bekleidung unter ESD-gerechten Arbeitsplatzbedingungen.

Bauwollbekleidung nimmt ableitende Luft- und Körperfeuchte auf, eine elektrostatische Maßnahme die bereits schlimmes vorbeugt. Aus ESD-Sicht schlecht sind Personen mit ihrer manchmal oft reichlichen Synthetikbekleidung aller Art. Dazu kommt dann noch die Klimanalage ohne Luftbefeuchtungs Regelung u.v.m. - nicht schön -  Viele hingegen machen es auch richtig gut, welche, die sich technisch damit beschäftigt haben und nicht beratungsresistent sind.

Personen mit Synthetik, weißem Glanzhemd und Krawatten mit den Tastköpfen in der Hand sind abenteuerlich, sieht man manchmal auf Videos oder in der Werbung. (Wenn schon Anzug dann richtige maßgeschneiderte Anzüge aus edlen Naturfasern). ESD Bekleidung nur auf Kittel oder Oberteile zu beschränken ist nicht gut, es ist nur das billigste und das am leichtesten akzeptierte Mittel. Leider bleibt z.B. der Hosen-Stuhl-ESD-Generator weiterhin vorhanden, das wird immer ignoriert, weil

"Ist doch alles in Ordnung mit dem Kittel" - nein, es ist nicht für alle Bauteilearten in Ordnung.

Die Kosten am ESD-Stuhl werden oft auch gespaart und der gesamte Schutz wird auf das Tragen des ESD-Oberteils und des Armbandes verlagert, alles andere was unangenehm in der Durchsetzung und in der Finanzierung ist wird auskommentiert. Diese Methode funktioniert bei vielen Personen, nur leider nicht bei den Analog Experten.

ESD Verpackung
Der neue GAL korrekt ESD verpackt im Anlieferungszustand. Falls jemand z.B. IC's bekommt in Styropor oder mit Alufolie über dem Styropor drüber - dann war es jemand der von Elektronik nicht viel versteht.

Elektronik muss durch ESD nicht immer sofort gleich kaputt gehen, so etwas kann Monate dauern. Die inneren Halbleiterstrukturen können durch leichte Schädigung nur vorbeschädigt werden und der Defekt geht erst später über in Richtung "defekt", da die vorgeschädigte Stelle zunehmend schnell verschleißen kann durch weitere Degration über Betriebsstrom und Betriebstemperatur - das sind dann schwer detektierbare ESD Fehler.

Der alte GAL ist vorsichtig Stück für Stück beidseitig gleichmäßig aus der Fassung zu ziehen oder mit geeignetem stumpfen Werkzeugen von beiden Seiten abwechselnd auszuhebeln. Beim Enfernen und Einsetzen des neuen IC, die Trägerleiterplatte so wenig als möglich einer mechanischen Verbiegung aussetzen, da hierdurch Bauteile brechen können, insbesondere Keramikbauteile (große R's und große C's) sind gefährdet.

Vorher sich unbedingt merken wo die Makierung sitzt (zeigt nach unten) - ein falsches Einsetzen des neuen GAL zerstört GAL und Leiterplatte. Der neue GAL hat auch die Markierung nach unten.


Erden

Im Idealfall hat man ein ESD-Armband unter ESD-Arbeitsplatzbedingungen und alle Objekte befinden sich auf gleichem Bezugspotential.

Kurz bevor man beginnt den neuen IC einzusetzen ist es sinnvoll sich noch einmal durch eine Berührung eines auf Geräte Masse liegenden Potentials (z.B. Gehäuse) auf das gleiche Potential wie die Schaltungsmasse zu heben oder senken. Dann die Füße komplett unbewegt lassen und nicht mehr auf dem Stuhl umher rutschen und auch nicht kurz aufstehen. Alles was Reibungsbewegung und damit Ladungstrennung erzeugt ist zu vermeiden, dazu gehören auch schnelle Bewegungen mit den Armen.

Entscheidend ist das alles das gleiche Potential besitzt, nicht entscheidend ist ob alles auf Erde liegt oder nicht - Erde ist nur ein günstig und leicht zu realisierendes gemeinsames Potential, dieser Satz ist ganz entscheidend. Mit der Gehäuseberührung (Foto) bringe ich alles auf das gleiche Potential, ich weiß aber nicht auf welches, da das ganze Gebilde floatet inklusive dem Tisch und mir selbst.

Der Vogel ist nicht tot nur weil er auf der Hochspannungsleitung sitzt, wenn man ihn hingegen dann über ein hochspannungsfestes 1Meg ESD-Armband erden würde wenn er bereits auf der Leitung säße, erfährt er sofort was eine Sprungfunktion ist.

Ein paar Worte an die ich-bin-damit-immer-sicher-ESD-Armband-Freunde. Ja ich weiß ein ESD-Armband ist eine ESD-Maßnahme und befürworte diese, aber nicht als alleinige oder nur als Teil geringer Maßnahmen. Trotz oder (in sehr ungünstigen Situationen wegen eines ESD Armbandes) kann man auch unter einer ESD Arbeitsplatzausrüstung manche Elektroniken durch ungeschicktes Verhalten schädigen. Die beste ESD-Schutzmaßnahme ist es so viele ESD-Generatoren als möglich erst gar nicht entstehen zu lassen oder besser gesagt diese stark zu minimieren, gar nicht geht nicht. Das ESD-Armband ist nur der letzte Teil der Kette, die immer verbleibende Rest ESD Aufladung kontrolliert abzuleiten, mehr sollte sie nicht tun müssen. Was ist wenn das Armband vergessen wurde? - soll die gesamte Sicherheit nur an einer einfachen Redundanz hängen? Der Bereich muss so gestaltet sein, dass es auch ohne Band bereits sicher ist.

Ich habe in meinem Leben bereits ausreichend oft TRANSIENTE ESD-Messungen mit High-Speed-Messtechnik durchgeführt und weiß, dass sich trotz eines 1 Meg Armbandes immer noch transiente Spannungsspitzen erzeugen lassen, da diese Zeitkonstante aus geladener Kapazität-Mensch und 1 Meg immer noch vergleichsweise hoch ist um entstehende Ladungen schnell genug abzubauen.

Ein ungünstiger Ladungsgenerator aus der Kombination (falscher Stuhl-falsche Hose) durch passende Reibungsverhältnisse reicht hierfür aus. Trotz ESD-Armband und ESD-Kittel sind hier z.B. für viele Millisekunden grob viele Volt <100V möglich, was z.B. eine ungeschützte Laserdiode sofort zerstören kann oder noch schwerer feststellbar, die elektrisch ungeschützte Laserdiode degradiert mit einer Veränderung ihrer Parameter. Besonders Anwender die auf Basis mit den analogen Parametern (Konstantheit der ausgestrahlten Lichteigenschaften) der Laserdiode Elektronik bauen, sind davon betroffen.

Laserdioden gehören zu den ESD empfindlichsten Bauteilen, genauso wie super schnelle low capacitance Signal-FETs, wobei die ungeschützte Laserdiode die Krönung der Empfindlichkeit ist, manche Modelle sind bei nur 2-3V ESD Spannung in Rückwärtsrichtung bereits vorgeschädigt oder defekt, dazu muss auch kein nennenswerter Strom fließen, somit ist ein menschlicher ESD-Generator trotz eines oft hohen Innenwiderstandes leicht zur Zerstörung in der Lage. Niederohmige ESD Maschinenkapazitäten mit sind hier auch gefährdend. Man lese Literatur, Datenblätter und Kennlinien über Laserdioden und deren Empfehlungen für einen sicheren Umgang. Wer sich mit solchen Produkten beschäftigen muss erlernt den nötigen sinnvollen Umgang mit dem Thema ESD als Gesamtes.

Das STATISCHE Messen von ESD und das Umherlaufen mit Feldstärkemetern ist absolut sinnvoll um Generatoren auszumachen, aber nicht ansatzweise vergleichbar in der Komplexität zu transienten ESD-Messungen, die erst das erweiterte Verständnis bringen.

ESD und Elektrostatik ist ein äußerst interessantes Thema auch messtechnisch spannend, im Umgang mit anderen Menschen ist ESD jedoch eine der höchsten Formen einer akademischen Bestrafung - die Nicht Gläubigen und deren Beratungsresistenz - kann Verzweiflung verursachen. ESD Schutz kostet oft viel Geld und man muss leider eingreifen in die gewohnten Verhaltensmuster vieler Menschen und der Erfolg ist kurzfristig nicht messbar.

Ich möchte hier nur die Hobbyisten anregen sich mit Elektrostatik zu beschäftigen, Bücher über die physikalischen Grundlagen der Elektrostatik zu lesen und mit eigenen messtechnischen Experimenten Erfahrungen zu gewinnen.

So viel zum Thema "Hobbyisten wissen nichts über ESD". Dieser Glaube stimmt nicht, und ich bin auch bei weitem nicht der Einzige, der das weiß was ich hier geschrieben habe.

 Nun aber wieder zürück zum GAL Einbau:
der neue GAL eingebaut
IC ist eingesetzt.



Status mit allen Optionen
Alle Software Optionen sind nun freigeschaltet, ein schöner Anblick. Alle drei Mathematik Optionen, Power Analyze, PC-Speicherkarte, .... Die ganzen Optionen gilt es noch zu erforschen, diese kann man zusammen mit der Bedienungsanleitung kennen lernen, auch sind Hersteller Application Notes im Yahoo Groups Forum zu finden, sie sind hilfreich was man mit den Optionen alles messen kann.



FFT
Bild zeigt das Calibrator Signal und die zugehörige FFT als gesamte Span.

Das Oszilloskop hat max. 50k Speicher pro Kanal, die Zeitbasis 2ms/Div, 20ms Zeitdauer eines Display.

50000 Samples / 20ms = 2.5 MS/s

Nyquist/2 = 2.5MS/s/2 = 1.25MHz

Gesamte Span des FFT Analyzer 6.25Div * 0.2MHz/Div = 1.25MHz Span

Diese Grundlagen sollte jeder FFT Anwender verstehen. Die Abtastrate ist in vielen Menüs gut ablesbar. Die 50000 Punkte sind auch reduzierbar unter Behaltung der max. Abtastrate, informiere dich hierfür nach Dezimation und FFT in der Bedienungsanleitung. Die Scope Explorer Software hat hier das Display als Schwarz auf Weiß ausgelesen.


FFT gezoomt
FFT mit 1kHz/DIV.

Die Scope Exlorer Software kann auch Weiß auf Schwarz auslesen, wem es so gefällt. Das Oszilloskop besitzt nun alle Optionen. Danke an das Yahoo Group Forum und den Hersteller für die Freigabe der Optionen dieser älteren obsoleten Modelle.


www.amplifier.cd

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