7633 Storage Oscilloscope

The Tektronix 7633 is a 100 MHz fast storage oscilloscope with three plug-in, designed for fast writing rate storage applications. The 7633 operates in three display modes NON-STORE, STORE and SAVE and four storage modes FAST VAR PERSISTS, FAST BISTABLE, VAR PERSISTS, BISTABLE. The device can be worked also in an reduced scan mode (the scree appears smaller, resulting in an higher writing speed if necessary).Was an excellent instrument in times without digital storage scopes. Still today a good general purpose oscilloscope for many applications. A good choice for example together with the spectrum analyzer series (e.g. 7L12) or for low horizontal deflection rates and fast storage applications.
  • fastets calibrated sweep rate 5 nanoseconds
  • vertical deflection bandwith 100 MHz, depending on plug in amplifier.
  • three compartment plug in
  • vairable persistance
  • Erase screen button (auto periodic or manual)
  • stored writing speed in full scan:
  • FAST VAR PERSISTS 150div/µs
  • FAST BISTABLE 50div/µs
  • VAR PERSISTS 0.5div/µs
  • BISTABLE 0.03div/µs
  • stored writing speed in reduced scan:
  • FAST VAR PERSISTS 2222div/µs
  • FAST BISTABLE 4000div/µs
  • VAR PERSISTS 3div/µs
  • BISTABLE 0.2div/µs
  • calibrator output 40mV, 400mV and 4V (1 kHz square wave)
  • camera connector, external Z-axis input, vertical adjustable and triggered readout character size, 
  • maximum power consumption 190W, AC line voltage selectable 110V or 230V, ventilated device
  • acceleration potential voltage 8 kV (10 kV in the reduce scan mode), beamfinder
  • weight 30 lb or 13.6 kg   size HWL 12-8.7-23.7 inch or 30.4-23-50.2 cm
  • device was available also in the rackmount version R7633


Tektronix 7633 storage oscilloscope


Tektronix 7633 Speicheroszilloskope Front


Tektronix 7633 fast storage scope


Tektronix 7633 storage oscilloscope open side


Tektronix 7633 storage oscilloscope open side

Lars from Hamburg, thank you for the photos



Reparatur eines 7633

Habe eines dieser Geräte erhalten, selbstverständlich wie so oft mal wieder ein defektes gekauft, das macht das Leben gleich viel spannender.

Fehlerbild: nix geht mehr - außer dem Lüfter. Im Netzteil sind alle Schmelzsicherungen defekt.

Das Gerät wurde gebaut im Jahr 1974, (Codes der ICs).


Die obere Leiterplatte trägt alle Linearspannungsregler. Die bipolaren Leistungstransistoren befinden sich dahinter am Rahmen als Kühlkörper angeschraubt.


Das herausgeschraubte Netzteil im verschmutzten Zustand. Bild zeigt die Leiterplatte mit Gleichrichter und Elektrolytkondensatoren, der Netztrafo liegt darunter.



Der erste Fehler lässt schon grüßen, ein defekter zerissener 0.51 Ohm Widerstand R904 im -50V Linearspannungsregler.
In diesem Mainframe war übrigens auch eine defekte 7B53A zu finden, hier hat wahrscheinlich ein Fehler in einer der beiden Geräte den Fehler beim anderen verursacht.



Auch die Lüfter sind nach so vielen Jahren wie fast immer dreckig, besonders die Flügel - er ist noch erstaunlich leise, manche werden mit den Jahren laut.


Reinigung

Gerät zunächst in der Badewanne erst mal richtig duschen und vom argen Staub befreifen, danach zerlegen und nochmal in die Dusche. Der Hochspannungstrafo ist vom Wasser fern zu halten, danach Gerät 14 Tage lang in einem warmen Raum trocknen lassen. In der Regel funktionieren diese Reinigungsaktionen ohne Schäden, das lästigste, absolut sichere von Hand putzen ist mir bei einem 7633 zu viel Aktion, ein Restrisiko vom Wasser und mit Duschgel putzen besteht immer.

Ich habe auch schon mal Einschübe im Geschirrspüler im schonenden 45 Grad Programm + Reinigungspulver gereinigt, das geht absolut top, man sollte nur vorher die weißen eckigen Druckknöpfe abziehen (da geht sonst manchmal die Schrift runter) und auch vorher die ASICs entfernen, auch da geht sonst manchmal die Schrift runter, die Teile sind hinterher blitze blank sauber fast wie neu (macht das nicht mit den wertvollsten Einschüben, sondern nur mit Kandidaten bei denen ein Absterben danach nicht so schlimm wäre, für den Fall der Fälle).

Danach sind alle Wellen mit Silikonspray zu schmieren und alle Kontakte mit einem geeigneten Kontakt Korrossionschutzöl neu zu benetzen. Geschirrspüler Reinigung aus gesundheitlichen Gründen nach Möglichkeit idealerweise mit einem Altgerät was nicht fürs Geschirr gedacht ist, oder wenigstens dann wenn keine weiblichen Zuschauer zu Hause sind.



Die Zeitersparnis verglichen zum Handputzen ist enorm, das Ergebnis doch meistens zufriedenstellend.



Der Ausbau des Netzteils geht einfach, allerdings sind viele Steckverbindungen zu lösen, (immer unverwechselbar markieren oder vorher fotographieren).



Nach der Reinigung richtig schön saubere Leiterplatten.


Storage Leiterplatte


Readout Leiterplatte


Mainboard mit Einschub Einsteckplätze






Diese ganzen Bilder sollten vor dem Zerlegen gemacht werden, es ist dadurch hilfreich beim Zusammenbau diese Hilfe in Anspruch nehmen zu können wo welcher Stecker drauf muss.



Lüfter gereinigt



Um an die Innereien zu gelangen ist einiges an Zerlegearbeiten erforderlich. Das kann Zeit kosten, es ist beispielsweise der Thermoschalter am Gehäuse abzulöten.Generell ist es schade, dass es ohne selbstgebastelte Verlängerungskabelchen nicht sinnvoll möglich ist das Netzteil im zerlegten Zustand gut zugänglich zusammen mit dem Mainframe zu betreiben, das würde die Fehlersuche vereinfachen.


Defekte Bauteile suchen


Der Klassiker - ein Elektrolytkondensator mit Kapazitätsverlust - anstatt 14000µF nur noch 300nF.

Als Ersatz für den aus Jahr 1974 stammenden Original dient ein neuer Elko (der Blaue) aus dem Jahr 1992, das ist zwar auch schon betagt, aber vom Rumliegen wird der auch nicht besser. Immer den richtigen Elko zu Hand zu haben, der gerade optimal in Spannung, Bauform und Kapazität passt ist bei solchen Geräten schon ein Kunstwerk, dass selten erreicht wird. Um das zu erfüllen muss man schon gezielt einkaufen, diese Maßnahne war mir bei einem 7633 eine Stufe zu viel des Guten. An Kompromisse aus technisch gut und optisch original muss man sich gewöhnen. Nur beim Anspruch die Originalität zu erhalten (z.B bei einem besser erhaltenen Modell) hätte ich dies durchgezogen.

Es ist auch schwer, diese an mehreren Stellen verlöteten Kondensatoren auszulöten, und wer sie ausbaut um sie zu vermessen kann auch gleich neue einbauen falls vorhanden. Hier beurteilte ich den Zustand der Elkos ohne sie zu vermessen (ohne Ausbau), Netzteil aktivieren und den Elko mit variabler ohmscher Last belasten und den entstehenden Ripple beobachten, ist der Elko schwach zeigt sich sofort ein starker Ripple. Insgesamt zwei schwache Elkos gefunden, die anderen verblieben im Netzteil.

Ferner wäre es ein Risiko sofort alles sofort teuer und zeitaufwändig im Netzteil zu erneuern, denn was ist wenn z.B. die Röhre, der Hochspannungstrafo oder sonst viel mehr noch kaputt ist - das wusste ich bei diesem Gerät mit unbekanntem Zustand überhaupt nicht. Der Ärger 50 Euro für einen Satz perfekter Elkos hinzulegen und hinterher die Feststellung, dass z.B. die Röhre defekt ist oder noch viel mehr - nein danke. Perfektioneren ließe sich das danach immer noch, aber erst nach Sichtung der Grundfunktionen und einer besseren Gesamt Einschätzung.



Basis aller Reparaturen ist das Service Manual. Der Kennlinienschreiber ist ein äußerst nützlicher Helfer um Geräte zu reparieren. Da auf dieser Leiterplatte alle Transistoren gesteckt sind ist es ein leichtes alle Transistoren auf dem Kennlinienschreiber zu überprüfen. Das mag manchem überzogen erscheinen, mir nicht, das geht so schnell - manchmal schneller als die Fehler funktional in der Schaltung suchen zu müssen.

Ein weiterer Vorteil des Kennlinienschreibers ist, man erkennt auch teildefekte, schwach gewordene Transistoren. So etwas kommt zwar selten vor, aber wenn doch, dann kann das Fehler verursachen an die man kaum denkt und sonst lange sucht. Beispielsweise eine schwach gewordene Stromverstärkung erkennt man in funktionaler Messung mit dem Oszilloskop in der Schaltung nur sehr erschwert, da auch noch mit schlechtem Transistor sich z.B. eine Spannungsregelung halten würde, nur eben verschlechtert. Am Kennlinienschreiber erkennt man solche Spezialfehler mit geübten Blick auch nur in wenigen Sekunden. Es waren Kleinsignaltransistoren mit dabei mit einer Stromverstärkung deutlich unter 100 bei 1mA, das ist zu wenig. Auch die Leistungstransistoren (TO-3) viel zu schwach, da kommem bei Gelegenheit (da wo die Spannung passt) neue 2N3055 hinein (sehr preiswert, ausreichend), dieser Teil vom Netzteil ist schnell zerlegt.

Selbstverständlich gibt es ettliche Wege (z.B. mit DMM) Transistoren zu testen, der Kennlinienschreiber ist jedoch der einfachste. Ein Reparaturbetrieb oder ein Entwicklungslabor ohne Kennlinienschreiber ist nicht vollständig eingerichtet.



Im Vertikalverstärker ist ein Tantalkondensator niederohmig geworden, man sah es ihm äußerlich nicht an.

Er hat die +15V Versorgung kurzgeschlossen.

Diesen Fehler kann man suchen über die Leitungen mit dem Ohmmeter vom Netzteil ausgehend oder auch grundsätzlich mit dem Ohmmeter vorab direkt an allen Tantals messen um defekte Kondensatoren gleich zu finden.



Summe aller Fehler



Die Jagdausbeute

  • Zwei Elkos im Netzteil - kaum noch Kapazität
  • TO-3 Transistor - schwache Stromverstärkung
  • Plastik und Metall Transistoren - schwache Stromverstärkung
  • Plastik und Metall Transistoren - defekt, hochohmig
  • 0.51 Ohm Power Widerstand - noch funktionsfähig, aber aufgerissenes Gehäuse
  • 51 Ohm Signal Widerstand - hochohmig geworden, hatte weit über 100 Ohm
  • Zenerdiode 43V - kurzgeschlossen
Sieben bisher erkannte Fehler im Gerät, das ist relativ viel, dazu noch an verschiedenen Stellen, die nicht viel miteinander zu tun haben.
  • +130V Versorgung regulierte nicht mehr
  • (Zenerdiode VR851, Transistor Q850, Sicherung F855)
  • -50V Versorgung - Transistor schwach
  • +15V Versorgung - Transistor defekt Q931
  • +15V Versorgung - niederohmiger Tantal
  • -15V Versorgung - 51 Ohm R857
  • +/-15V Versorgung - heftiger Ripple, Kondensatoren C814 und C811
Das teilweise schwierige an diesem Netzteil ist, z.B. die +5V Versorgung benötigt die -50V und +15V Versorgung zur Funktion und das +15V Netzteil die +5V, die -50V dient in allen als Referenz.

Das heißt die einzelnen Spannungen sind miteinander verknüpft, d.h. wenn eines nicht geht, gehen andere auch nicht - das sucht man ordentlich und weiß nicht so recht wo man anfangen soll.

Auch die Sense-Leitungen erschweren die Suche, einfach Ausgangsstecker abziehen von der Versorgung - ist nicht - wenn, dann müssen zur Funktion auch Sense Brückchen am Netzteil usw. gelegt werden.


Nicht behobene Fehler

  • Leider hat die recht aufwendige Storage Leiterplatte einen oder mehrere Defekte, die ich bisher noch nicht gefunden habe, das Bild wird ständig mit "Grün" geflutet. Beim Einschalten ist es ok, nach ca. 20 Sekunden flutet das Bild.
  • Durch das Herausnehmen von drei CMOS 74123 ICs konnte das Gerät in den NON-Storage Mode gezwungen werden, so dass es wenigstens als Normal Oszilloskop genutzt werden kann.
  • Der Readout ist zu unscharf, die Schaltkreise und/oder die Einstellungen zur Scharfe der gesamten Röhre sind noch nicht zufriedenstellend.
  • Die CRT hat den ein oder anderen "hellen" Fleck, auf Höhe des Readout erscheinen grünen Fleck nach ca. 10 Sekunden Einschaltdauer, wenn in diesem Bereich ein Sollsignal erscheinen soll.


Ergebnisse


Calibration Fixture 067-0587-01 im +Step Response Mode zusammen mit 7B53A

Der Vertikalverstärker zeigt nach Einstellung einen ordentlichen schönen Einschwingvorgang, das kann man so lassen.
Die hier gemessene Risetime beträgt 2.8ns.

Zur Abschätzung der Bandbreite

Bandbreite = (1/Risetime) * 0.35

Abgeschätzte Bandbreite Mainframe = 125 MHz

Die ca. 700ps Anstiegszeit der 01er Calibration Fixture können hier bei diesem Mainframe vernachlässigt werden.




Calibration Fixture 067-0587-01 im Vertikalen Gain Mode zusammen mit 7B53A

Das ist ohne sich verkünstelt zu haben sehr zufriedenstellend, der Gain ist nicht ganz linear zwischen "oben und unten" aber ausreichend.
Die Linien sind alle gerade, die Röhre zeichent an den Rändern etwas unscharf.
Da gibt es noch Verbesserungs Potential im Suchen weiterer Elektronik Fehler und den Einstellarbeiten an der gesamten Geometrie.




Calibration Fixture 067-0587-01 im Horizontalen Gain Mode zusammen mit 7B53A

Die Linien sind alle gerade, die Röhre zeichnet horizontal an den Rändern unscharf.
Da gibt es noch Verbesserungs Potential im Suchen weiterer Elektronik Fehler und den Einstellarbeiten an der gesamten Geometrie.
Der Readout zeigt an der Stelle vom großen "S" einen Punkt der immer durchleuchtet.



Zusammenfassung dieser Teilreparatur

Gestaltete sich schwieriger als gedacht.
Insgesamt viel Zeit benötigt, da dies auch meine erste 76xx Reparatur gewesen ist.
Gewinn ist nicht unbedingt das Gerät, sondern die Erfahrung, wäre aber unbezahlbar die Reparaturzeiten umzurechnen.
Insgesamt ein verschlissener Zustand des Gerätes, an Hand der vielen Gebrauchsspuren abzulesen.
Es war stark verschmutzt und hatte wahrscheinlich viele Betriebsstunden hinter sich.
Hatte einige Fehler, einige Fehler noch nicht gefunden.



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