7S14 Dual Trace Delayed Sweep Sampler

7S14 Sampler

Lars danke fürs neue Foto


7S14 Zweikanal digitaler Sampler Einschub - Dual Trace Delayed Sweep Sampler.

Der Tektronix 7S14 ist ein 2 Kanal Sampler-Einschub und funktioniert in jedem der 7000er mainframes egal welcher Bandbreite und erweitert diesen auf 1GHZ Bandbreite mit 50 ohm Kanaleingänge. Eine Besonderheit sind die im Einschub verbauten Batterie Knopfzellen die direkt bei den sampler-dioden sitzen und eventueller Wartung bedürfen. Desweiteren verfügt er über eine 2 punkte Zeitmessung. Die Eingangsspannung pro Kanal darf max. ± 5V betragen, deswegen sind die Abschwächer (z.B. 10:1) dringend anzuraten.

Tektronix 7S14 Sampler open plug-in

Tektronix 7S14 Sampler offener Einschub

Nach ein paar Jahren ging der Sampler plötzlich nicht mehr, wie das so mit vielem auf der Welt so ist. Ein Jahr lang nicht benutzt und ein dummes Gesicht. Es hat mal wieder ein paar Tage gedauert bis ich es geschnallt habe, das diese Möhre interne Batterien für eine Referenzspannung oder für was auch immer die Batterien sind. Stilgerecht baut man zuerst die Karre auseinander und sucht nach optischen Auffälligkeiten, die auf einen Fehler schließen könnten und man vermisst was verbranntes. Als nächstes kommt natürlich die Kontaktspray Orgie in Aktion, man sprüht, reinigt und stellt fest es bringt alles nix.

Der nächste Schritt ist dann die Suche nach dem Instruction Manual, wie so oft wird man bei Bama fündig und lädt sich das Teil herunter. Logischerweise wird es dann auch ausgedruckt, schon getrennt in DINA4 hochkant und quer, das ständige Umstellen des Druckertreibers kann schon nerven. Zu guter letzt wird es noch schon im Spiralhefter gebunden.

Man will es ja genau machen und bevor es an die Fehlersuche geht wird zunächst die Schaltungsbeschreibung gelesen und der Versuch unternommen es zu verstehen, nachdem dies nach Stunden recht ordentlich gelungen ist mit ständigem Blättern und Suchen geht es an die Arbeit. Es ist ja eine Tatsache, Fehler zu suchen an Teilen, die man halbwegs verstanden hat, macht die Sache ungemein einfacher.

Kein schlechter Ansatz ist es mit den Betriebsspannungen zu beginnen und alles nachzumessen, da wird sogar der Ripple kontrolliert. Nix gefunden - jetzt gehts ins Detail - was ist den dieser kleine Platinendeckel da? Kreuzschlitz, aufmachen nachsehen.

Oh man da sind ja vier Batterien drin, nachgemessen - nur noch ein paar Millivolt - das war's. Austauschen, geht wieder. Hinterher ist man immer schlauer. Also bei Nichtfunktion der Fernbedienung am Fernseher gehe ich zum Glück anders vor.

Bei der Reparatur des Samplers denkt man, das Tauschen der Batterien, da könnte man doch einen kleinen Bericht für die homepage verfassen - Kamera geholt und ran an's fotographieren.

Nun ging der Sampler wieder. Am Abend dann noch schnell die Fotos auf den bereits vorhandenen Sampler Bericht stellen und dann schlafen gehen, das war der Gedanke. Dummerweise was lese ich da, etwas das ich bereits im Mai 2006 geschrieben habe:

"Eine Besonderheit sind die im Einschub verbauten Batterie Knopfzellen die direkt bei den sampler-dioden sitzen und eventueller Wartung bedürfen".

Habe es selber mit eigenen Händen vom Lars seiner Vorgabe  2006 abgeschrieben und natürlich zwei Jahre später mich nicht mehr daran erinnert. Der erste Gedanke: man bin ich d***. Aber lassen wir es gut sein, es ist eine persönliche Eigenschaft die Dinge bis ins Detail auszukaspern, wobei man das einfachste manchmal vergisst - egal - der Nebeneffekt war man hat sich doch mit dem Sampling Verfahren auseinander gesetzt, und Erfahrungen sind bekanntlich nicht zu kaufen, man kann sie nur machen.

Replacing the internal batteries of this instrument


After some years of not using the Plug-In, the 7S14 didn't work and I was very sad. What to do?, first I thought the instrument is broken and printed out the manual. Later I found that there are four small batteries inside, I also read it in the TekScope yahoo forum. There are small 1.35 volts mercury cells inside.

Something about batteries:


These type of batteries were often used as reference voltages in many test equipment devices. For example also the Fluke 540B AC Standard use this type of batteries as reference voltage or the 419A DC Null Voltmeter. The batteries were often used in a ratio measurement, this means it doesn't matter if the battery shows 1.2 volt oder 1.45 volts. The only "must" the battery have to be stable during the measurement itself.

The mercury cells having a long live time, less self discharge and good power. Another very good thing is their discharge curve vs. lifetime keeps very stable over a long period, this is very good for using as reference. Mercury were used many times as reference voltage in older photometers.

The only strong disadvantage is, they were no more selled in Europe, I guess also in no more selled in the USA, this leds to the fact - no more a high volume production of these cells anymore.

Which alternatives?  Easiest is a 1.5V alkaline watch battery, I choosed this type, because already in the house available, their disadvantages are: less capacity, I guess a higher self discharge curent (I don't know) and a much more worser discharge curve vs. lifetime! the last is the worst disadvantage. But in the case of the 7S14 I didn't care. Other useful batteries are Wein cells oder Air-Zinc batteries, which have a high power but their self discharge starts much after activating.

Best alternative for a mercury cell would be Lithium battery with about 1,5 to 1,65 volts. These batteries having a very low self discharge vs. storage time, even 15-20 years should not be a problem. They have a wonderful high power and capacity and I guess also an excellent usefull stable voltage over a long time. Some big famous companies manufactores these Litium cells in the AAA-size micro package. Unfortunately an AAA size is toooooo big, no space within the shielded area for the batteries. This forced me using a standard watch battery.


Remove this PCB reaching the batteries.



Photo shows the location of the four batteries, they were welded with small stripes of metal and soldered on the PCB. The grey foil isolates from a short-circuit.


 

These are the empty original batteries. Only 7mV remain - these are really the nice faults and easy to find.




The new ones 1.5 volts. They came from a cheap warehouse, many of them for one Euro, I will see how long they are alive.


How to solder these batteries?




BOTH ARE SERIOUS TOXICALLY !!!

A nice friend knowing via Internet made one day such a gift.

Left - a strong flux-material which can solder many metalls. Right - special solder wire with Sn 50%. Pb 32% and  18% Cadmium. This solder has a very low melting point of approximately 145°C. This low melting point allows the use of less solder-iron temperature and less heat transfered into the batterie. Much heat should be avoided, it can destroy the gasket of the battery very fast and I also don't what happens inside the batterie if using excessive heat. This solder will be used normally for high precision DC metrology instruments (me too) or inductive soldering machines, if heat should be minimized. If you don't like Cd solder-wires, nowadays there are many solder-wires available with low melting points, many without the very poisonous Cd. Other low melting point examples containing Indium or Bismuth. Try a web search for "Indium", you will find a company close to that name with huge unbelievable number of  solder wires types. About the sample prices you will start thinking. I used the one I had in the house just at the moment.  Using standard Sn Pb Cu solder wire it's getting risky for the batteries. May be soldering at all will destroy the batteries, I don't know - but I also don't care - it works or it don't works and if they are empty next week - bad luck.

Use always protection eye classes for soldering a batterie, if the gasket explode caused by the heat, you never know which kind of acidly materials coming out of the batterie?, may be direct in your eyes. Don't trink that flux, wash your fingers after work, don't eat your lunch during soldering, be carefull with the Cd solder wire and don't sit in the smoke during soldering!!!, blow the smoke away by a fan or do it outside.



In my house I can solder with whatever I want. Before soldering the batteries the surface should be scratched with a sharp metal tool or a sandpaper, it increase the micro-surface for a better solder junction. Unfortunately the original batteries are no more available, this force such solutions saving the life of a worthwhile 7S14 Plug-In.

For soldering I recommend a big solder iron, transfering within a short time a lot of heat to the solderpoint, don't solder longer than necessary!




After replacing, measure the distance between anode of the batterie and ground signal of the PCB on top, preventing a short-circuit.




Isolate the batterie with a tape against the top PCB.


Instrument works again


 
300mV 1MHz sine wave singal, yeah it works again, displayed on a 7904. Dots appearing because "Hold" button is activated.




Taken from PG501 Pulsgenerator





This signal is measured on a 7834 fast storage oscilloscope together with the 7S14.

A storage oscilloscope is a nice mainframe for a sampling Plug-In. With the variable persistance, low repetition and lower frequency signals getting easy observable. For higher frequencies shows any 7000 series mainframe good results. The Plug-In use one vertical and one horizontal slot.

Stefan gibt uns einen Hinweis, wie er die Batterien in seinem Sampler ersetzt hat, Stefan shows how he had replaced the batteries in his Sampler.

Stefan hat Batteriehalter für Knopfzellen eingebaut und Silberoxid Batterien SR54 verwendet. Haben zwar nur 85mAh aber kann ich ja dann öfters Wechseln wenn sie alle 3-5 Jahre leer sind. Silberoxid Batterien haben die gute Eigenschaft das sie wie die Quecksilberzellen die Spannung bis zur Entladung sehr konstant bei 1,55V halten. Die Halterung für die Knopfzellen gib es übrigens bei RS oder Reichelt (KZH 12-1).

Stefan took batterie holders and silver oxide batteries SR54, they have only 85mAh, but a replacement after 3-5 years should not be a problem, easy relacement with the holders. These batteries keep their voltage constant to 1,55V for a long time. The holders availabe at Reichelt Elektronik (KZH 12-1).

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