The Tektronix Type 284 is a very fast Pulse Generator and comes with a risetime of <=70ps with 50 kHz repetition rate. This repetition rate is high enough for a clear display on oscilloscopes, compared to the approx. low 700 Hz repetition rate of the Type 109 mercury relais pulse generator a big advantage.

The instrument is fast enough for testing Sampling Oscilloscopes or vertical amplifier risetime. Another application are fast pulse in Time Domain Reflectometry or any general purpose risetime measurement. The second output has either a square-wave or sine-wave output.

Square Wave: 100 kHz, 1 MHz and 10 MHz with a 50% Duty Cycle and 1V, 100mV and 10mV amplitude into 50 ohms.
Sine Wave: 100 MHz and 1 GHz with a 100mV amplitude into 50 ohms.

Pulse Amplitude: >=+200mV
Low Pulse Flatness <=3%p-p within the first 2ns.
Pretrigger capability.

The Service Manual has a lot of useful information about this instrument and application hints, it's really worth to search for it. This instrument is seldom available. Sometimes it is selled cheap on second hand markets, but in most cases the price is high. There are not many generators available with such fast risetimes. Unfortunately the shown instrument don't work, it has a fault in the power supply and will be repaired during wintertime.

Why the instrument worked under 115V and not with 230V ?

Im 230V Modus ging gar nichts, da eine der in serie geschalteten Wicklungen unterbrochen war, es fließt durch beide Wicklungen kein Strom, daher auch kein magnetisches Feld an den Sekundärwicklungen. Im 115V Modus hingegen liegt eine der beiden Wicklungen an Spannung und daher unter Stromfluß. Bei 115V wird das Gerät nur aus einer Wicklung versorgt, bei der geringen Leistungsaufnahme und der Dimensionierung funktioniert das Gerät trotzdem.


In the 230V mode are both transformer windings in series, with a broken winding, no current can flow. In the 115V mode are both transformer windings parallel connected, if one winding broken, in the other still current flows. The instrument has 6 watts and worked with one primary winding only, the secondary voltage was high enough.

Diese kleine Drahtbücke wieder am alten Draht anzuflicken war wieder eine Fummelei und Strafarbeit. Schwer zugänglich und ultrakurz, nicht mal richtig fotografieren konnte man es, aber es hält.

It was a hard work to resolder the broken transformer wire again, luck that it was not necessary to remove the transformer.

Im Pulse Modus war die Ausgangsamplitude unstabil, es roch schon förmlich nach einem Wackelkontakt, der überall sein konnte. Manchmal blieb die Amplitude für Minuten stabil, dann wieder chaotisches Verhalten. Der Fehler sah so aus, dass die höchsten Frequenzanteile noch gut übertragen wurden, die etwas niederfrequenteren jedoch gedämpft, das sieht dann so aus wie bei der 1:10 Tastkopf Kompensation wenn bei falscher Einstellung der Peak nach oben schießt.

An mehreren Stellen nach dem Fehler gesucht, letztendlich zur Erkentniss gelangt der Fehler muss irgendwo innerhalb der Tunneldioden Luftleitung liegen. Feststellen lies sich das durch gezieltes Klopfen mit einem Schraubenzieher, aber es dauert ein wenig bis man lernte es gezielt zu provozieren.

The pulse mode had an unstable output amplitude and a high frequency error. In some Time/Div settings, highest frequencies were passed, some lower frequencies didn't passed, looked like an overcompensated X10 passive probe. Sometimes after knocking on the device, the amplitude jumped to a reasonable value - sometimes after knocking the amplitude was wrong again.

I tried many things to find the error, it could be a bad soldering, an internal broken part or just a bad connector. After locating the place of error by knocking with a small metall srcewdriver I could locate the fault. Something must be wrong inside the tunneldiode airline.

Alle Kontaktoberflächen wurden gereinigt und mit Alkohol gereinigt, anschließend mit einem Kontaktöl gegen zukünftige Oxidation ein wenig geschützt. Der Widerstand bekam auf der linken Seite etwas neues Lötzinn als Kontaktfläche, das alte sah schon irgendwie etwas mitgenommen aus. Pass bloß auf diesen Widerstand auf und mach ihn nicht kaputt.

I cleaned all contact surfaces and put some contact oil for protection. I put a litte bit new solder on the left side of the resistor, I didn't trust that old contact. Be careful with this resistor.

Dies ist ein 54 Ohm Spezialwiderstand bestehend aus dem Netzwerk R184A, R184B und R184C in einem Bauteil ! Die gezeigte Kontaktfläche gehört zum R184A und bildet die Masseverbindung zur Luftleitung, dieser Kontaktbereich war stark oxidiert, schon richtig halbschwarz, vermutlich war das die Ursache für die schlechte Verbindung. Sei vorsichtig mit der Arbeit an diesem Widerstand, wer den kaputt macht, der steht garantiert vor einem gewaltigen Ersatzteilproblem.

Put back transistor Q35 in its sockets, the square wave appears on the CRT. The flat shoulder of the square wave should not move away from the former beam position (when DC), movement should be within 20mV.


Ein blöder Fehler, die Reduzierung der Amplitude beim Schaltvorgang ist etwas höher als erlaubt. Wahrscheinlich ist irgendwo ein Signalpfad zu hochohmig, mag es der Transistor oder eine Steckverbindung sein. Ist allerdings nicht so wichtig, der Rechteckgenerator hat außer der Frequenz nichts mit dem Pulsgenerator zu tun, und genau den benötige ich. Irgendwann mal ist dieser Fehler fällig.

Using a S-4 Sampling Head (tr <= 25ps)
Two adapters only, shortest possible connection.

• SMA to BNC
• BNC to GR-874

Results

• Airline cause fastest risetime, due higher frequency contents.
• Difference between 10cm and 30cm airline can't be seen on a 7A29, this would require the higher frequency bandwidth sampling system.
• Risetime increase with cable length.
• Amplitude decrease with cable length.
• RG59/U risetime adequate for the 60cm length.
• RG59/U impedance mismatch due mixing a 75 ohm with a 50 ohm system. Toggle between the two photos 10 and 11, the RG59 shows a significantly lower shoulder compared to the 30cm cable with 50 ohms within the first 6ns. These 6ns seconds caused by the progation time for this 60cm cable.
• 20cm cable shows the behaviour looking slower than the 30 cm cable, this is caused by a non-constant BNC contact. Depending on touching, pressing, pulling on the BNC connector, risetime and ringing can be effected withing the first nanoseconds. Therefore for higher frequencies use a mechnical more constant system, like SMA, N, GR .....

Der 284 ist ein tolles Gerät um schnelle saubere Rechteckflanken zu erzeugen, dazu noch handwerklich prima gefertigt. Seine Fähigkeiten erlauben es Oszilloskope (alle mir bekannten) auf eine schnelle Rechtantwort hin zu kalibrieren, er ist ausreichend schnell um viele Sampling Systeme damit ausreichend testen zu können. Die Anwendung in Kabelradar Anwendungen ist ein weiteres wichtiges und großes Anwendungsgebiet.

Das Heranarbeiten an Hochfrequenztechnische Problemstellungen fällt mit diesem Gerät wesentlich leichter, insbesondere entsteht damit ein echter Bezug zur Realität, weg von der schnöden alleinigen Theorie - wie oft schon haben Generationen von Elektrotechnikern (meist nur in ihren Studienzeiten) seitenweise mit Impedanzen und Reflektionsfaktoren herumgerechnet ohne eigentlich nicht wirklich zu wissen was sie da tun. Es wird gerechnet bis zum Sankt Nimmerleins Tag und nur selten der reale Bezug hergestellt - ein Trauerspiel. Die Erinnerung ist immer entsprechend vergesslich, abgesehen von den Berufs- und Amateur Hochfrequenztechnikern.

Rechnen können viele, das ist nicht schwer, manche Formeln herzuleiten oder die schwierigen abzuschreiben auch nicht, aber sie zu verstehen oder gar was funktionierendes daraus zu machen das ist ein ganz hartes Brot, das geht leichter über eigene Erfahrungen. Natürlich den Hut ab vor hyperkomplizierter Mathematik - keine Frage - diese hat sich aber in der real erfassbaren Elektrotechnik hingegen als nur schwer realisierbar oder oft ziemlich gegenstandlos erwiesen; wer sie bei einem Problem nicht durch andere einfachere Lösungen zu vermeiden versucht macht schon den ersten Fehler - nur wenn es unbedingt so sein muss.

Mit solchen Geräten hingegen kann es vorkommen dass man sich drei Tage am Stück damit beschäftigt um ständig seine Gebiete zu vertiefen. Eine ist eine wahre Freude 40 ps Impulse oder die Unterschiede zwischen einer 10cm und 30cm Luftleitung live erlebt zu haben.

Solche Geräte (wenn nicht alt dann neu) sind eigentlich ein Muss in jedem anspruchsvolleren Elektronik Labor.

The 284 is a nice source for testing fast transient response of amplifiers, sampling heads and a source for TDR, Time Domain Reflectometry measurements. Very helpful instrument for learning and working with high frequency.

What to do now?

Amplitude Calibration,  I canceled out the 10mV amplitude switching loss, by increasing the adjusted DC by some additional mV, square wave amplitude seems to be correct now compared to other generators. This experiment took me three hours of testing different transistors, it not important what I did here, but it was a interesting for me.