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domenica 3 luglio 2022

Riparazione dell'alimentatore Zetagi HP147

Zetagi ha lanciato il successo dell'hobby della Citizen Band, non solo con alimentatori, ma anche con tutta una serie di accessoristica, dall'amplificatore lineare di potenza ai wattmetri/rosmetri.

Questo alimentatore era già da un pò di tempo che lo tenevo d'occhio. Lo trovai in un mercatino dell'usato. Non sembrava particolarmente usurato, solo alcuni graffi.

Mi colpii che non era fatto di sola plastica, ma almeno aveva lo chassis in metallo e dava l'impressione di robustezza.

Sette ampere a 13.5 V, anche se "1 min. ON, 1 min OFF". Non male.

Mi è stato venduto ovviamente come "funzionante, si accende!".

 


Comunque, come regola da rispettare in ogni caso, controllare sempre prima di adoperare ciò che si porta a casa dai mercatini o fiere.

Controllo e verifiche preliminari

Arrivato finalmente nel mio laboratorio, verifico innanzitutto l'assenza di cortocircuiti. Il primario del trasformatore sembra a posto. Lo collego ad una presa di corrente e lo accendo. In effetti, la spia (LED rosso) si accende.

Misuro per prima cosa se e cosa esce dai morsetti. Con sorpresa, trovo 21.3 V; ben oltre ai 13.5 dichiarati. Evidentemente c'è un guasto.

Decido quindi di aprirlo, sperando che almeno la parte più importante, il trasformatore, funzioni correttamente.

Noto subito tre stabilizzatori tipo 7812 parallellati, con un partitore tra l'uscita ed il piedino di massa.

Come progettista, personalmente non mi piace questa configurazione; generalmente gli stabilizzatori lineari a tensione fissa non garantiscono la stabilità di funzionamento con un partitore che regola la tensione di uscita.

Qui sarebbe meglio usare un integrato stabilizzatore regolabile.

Altra particolarità: parallellando componenti non lineari non si garantisce che la corrente li attraversi in maniera lineare, ovvero una corrente qui ripartita ad un terzo del valore nominale in ogni componente.

Un componente può così surriscaldarsi più degli altri, entra poi in limitazione; gli altri si ritrovano con più potenza da dissipare, e così via.

La probabilità che si guasti quel componente è maggiore; quando succede, in sequenza, tutti gli altri soccombono. Ed è quello che temo sia successo.

Ma queste sono scelte commerciali, non voglio criticare con la mia analisi il lavoro fatto e deciso da altri.

Lo schema è alquanto semplice: un trasformatore con secondario a presa centrale, due diodi raddrizzatori (ed anche qui parallellati due a due), filtro capacitivo (tre elettrolitici da 2200 μF) ed i tre 7812 in parallelo, con partitore resistivo ed un paio di ceramici di by-pass.

Riparazione e modifica

Noto subito la bruciatura di un resistore. E' quello che va dal piedino di massa verso il negativo.

Evidentemente vi è un cortocircuito  in almeno uno degli stabilizzatori. Ne trovo due in corto, il terzo mi da poca fiducia. Vorrei sostituirli tutti e tre, ma poi penso al limite in corrente di questa configurazione.

Trovo nel cassetto dei componenti un LM338T, stabilizzatore regolabile da 5 A della Texas Instruments (ora non consigliato per nuovi progetti, ovvero obsoleto), con 7 A di picco, regolabile sino a 1.2 V, protetto in corrente ed in temperatura.

Elimino i componenti guasti, calcolo il valore del nuovo partitore di tensione e monto il componente, modificando il layout sullo stampato.

Aggiungo inoltre un dissipatore di calore, recuperato da vecchie motherboard di PC, per aumentare la dissipazione termica, un pò carente sul solo pannello posteriore.

Sarebbero anche da sostituire i diodi con altri di maggiore potenza, ma non avendone a disposizione al momento mantengo questa configurazione.

Ci vorrebbe poi un filtro in uscita a bassa tensione, sarà una modifica futura. Per ora, dovrà alimentare solamente il PC server meteo.

Aggiungo infine una ventolina a 12 V sul dissipatore. 

Il trasformatore ha una tensione a vuoto più alta del normale, che una volta raddrizzata arriva ad appunto 21.3 V continui.

Questa tensione dovrebbe garantire un voltaggio minimo con forti assorbimenti, quindi con 5 A il trasformatore potrebbe reggere, scaldando un pò.

Ma per contro, con medi assorbimenti, lo stabilizzatore si ritrova con una maggiore caduta di tensione, che si trasforma in una dissipazione maggiore.

Ricollego il cavo di terra, questa volta con un capocorda avvitato al telaio, e rimonto il coperchio.

Lo accendo, misuro ora 13.5 V. Li misuro anche con il carico collegato; il dissipatore non scalda neanche più di tanto.

Ora funziona.


Posso quindi finalmente avere con una certa sicurezza i miei 13.5 V.


73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:

martedì 15 febbraio 2022

Riparazione del generatore Agilent E4421B

Il generatore Agilent E4421B è uno strumento prodotto dalla fu Hewlett Packard, poi Agilent ed ora Keysight, nei primi anni 2000.

E' uno strumento che opera da 250 kHz a 3 GHz, con una uscita sino a 30 dBm (1 W).

Ha un modulatore di ampiezza, di frequenza, di fase ed ad impulsi. Può impostare sweep di frequenza lineari e logaritmici e possiede due ingressi ed una uscita in banda base, oltre all'uscita RF su connettore N.

E' un ottimo strumento, robusto e facile da usare.

Il problema

Testando un filtro di banda, mi accorsi che il segnale prodotto dal mio generatore di segnali, un Agilent E4421B, non presentava alcuna linearità nel variare l'ampiezza del segnale. Anzi, le variazioni seguivano scatti di alcuni decibel, anzichè la solita regolazione a scatti di 0.1 dB.

Inoltre, variando l'uscita venivano generati segnali spuri, piuttosto fastidiosi.

Soprattutto, appariva la scritta "UNLEVEL" in alto a destra.


Un pensiero mi balenò per la mente: non si sarà guastato il modulo attenuatore? E' un problema noto in questi strumenti: almeno la serie precedente (gli HP per intenderci) montavano un attenuatore a contatti comandati da bobine, simili a relè. Spesso i contatti si deformavano, non garantendo più la funzione voluta.

In quei generatori si sente chiaramente il "click" dovuto allo scatto dei contatti; nel mio invece la regolazione è silenziosa.

Cerchiamone la causa

Mi è stata di grande aiuto la guida di EEVblog, il link è pubblicato in fondo all'articolo.

Appurato che il generatore funziona correttamente in frequenza, ne escludo i moduli di produzione del segnale. Dovrebbe essere l'attenuatore. Ma questo apparato ha un sistema di attenuazione diviso in più parti.

Una parte, il modulo attenuatore, contenuto in una scatola metallica e collegato tra la scheda RF e l'uscita, è un attenuatore elettronico. Ma attenua solo in modo grossolano, a step multipli di 2.

Controllo i comandi e l'uscita, con l'analizzatore di spettro. Comandi ed attenuazione combaciano; escludo il modulo.

Il problema allora deve stare nella scheda RF.

Qui viene formato il segnale di uscita, combinando l'uscita del PLL con diversi oscillatori, a seconda della gamma di frequenza voluta.

Ogni gamma, inoltre, ha una sua attenuazione. Me ne accorgo in quanto l'attenuazione funziona correttamente solo sopra i 300 MHz.

Vi sono anche diversi stadi separatori/amplificatori.


L'attenuatore, in questa scheda, è composto da una cascata di diodi PIN, CR170...174. Essi si comportano da interruttori quando polarizzati; la polarizzazione avviene con  un BJT, Q772, comandato da una logica.


Ecco: in uno di questi attenuatori non arriva alcuna tensione di bias. Il relativo transistore viene però comandato correttamente. Provo a sostituirlo.

Problema risolto!




73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia: