Osciloskop Grundig GO 15Z

Danas je nabavljen osciloskop GO 15Z njemačkog proizvođača Grundig iz 1977. godine.

Tvrtku Grundig osnovao je proizvođač radio aparata Max Grundig odmah nakon rata 1945. godine. U početku je proizvodnja bila orijentirana na radio prijemnike, a već 1952. godine Grundig proizvodi svoj prvi televizor i prijenosni magnetofon. Do sredine 1950-ih Grundig je postao najveći proizvođač radio aparata u Europi, a do kraja desetljeća ponuda tvrtke proširena je na i sve druge audio uređaje potrošačke elektronike (tranzistorski radio prijemnici, prijenosni magnetofoni, diktafoni, razni kućni stereo audio uređaji i slično). Grundig je 1957. godine stekao većinski udio u tvrtkama za proizvodnju pisaćih strojeva Triumph i Adler, a od 1960-tih godina širi proizvodne pogone i izvan Njemačke (Portugal).

U idućim desetljećima sve do danas tvrtka Grundig je stalno u trendu sa najnovijom tehnologijama potrošačke elektronike te je često prva u Evropi po proizvodima koji uključuju nove tehnologije. Tako već 1960. godine Grundig plasira televizor sa mogućnostima VHF prijema i predstavlja prvi bežični ultrazvučni daljinski upravljač.  Godine 1967. Grundig je predstavio kompaktni kasetofon, a nakon toga i kasetofon za automobile. Godine 1969. je proizveo prvo Hi-Fi pojačalo s ugrađenim ekvilajzerom za evropsko tržište. U ranim 1970-im godinama uvodi kvadrofonski sistem reprodukcije stereo kanala. Slijede uspjesi u proizvodnji kućnih videorekordera i digitalnih radio satova s budilicom. U drugoj polovici 1970-tih godina Grundig već ima auto-radije sa automatskim traženjem stanica, AM/FM prijemom, dekoderom stanja u prometu i kasetofonom. U 1980-tim godinama nastavlja se proizvodnja video-rekordera sa najnovijim funkcijama (videotekst, prikaz položaja trake u stvarnom vremenu), elektroničkih notesa, predstavljen je satelitski TV prijemnik i televizor u boji s tehnologijom 100 Hz. U 1990-tim godinama Grundig predstavlja svoj prvi DAB pilot prijemnik, prvi u svijetu predstavlja tehnologiju bežičnog infra-crvenog prijenosa Hi-Fi signala i širi proizvodnju na bežične telefone. U proizvodnji televizora Grundig stalno slijedi nove tehnologije (interaktivna korisnička sučelja, ravni zaslon, smart TV s pristupom internetu), a 1998. godine lansira softver za prepoznavanje glasa pod nazivom Voice Office mobil za svoje digitalne diktafone. U 2000-tim godinama slijede MP3 i DVD uređaji, auto-navigacijski uređaji, a posljednjih deset godina Grundig je uz širok spektar potrošačke elektronike proširio asortiman i na kućanske aparate i bijelu tehniku.

Što se tiče mjernih i testnih uređaja za radio tehniku i elektroniku tvrtka Grundig je u početku bila primorana razviti vlastite mjerne instrumente. Tako su već 1945. godine razvili svoj ispitivač elektronskih cijevi te svojevrsni univerzalni mjerni instrument Novatest za različita mjerenja napona, struje, otpora i kapaciteta. Tijekom svojeg daljnjeg razvoja Grundig je preuzeo ili ostvario poslovne suradnje sa više srodnih tvrtki te je ubrzo proizvodio gotovo sve vrste mjernih i testnih uređaja za elektroniku: pojedinačne ili kombinirane instrumente za mjerenje napona, struje, otpora, kapaciteta i drugih električnih veličina poput impedancije, rezonancije (grid-dip), frekvencije i slično. Također, proizvodili su se i specijalizirani laboratorijski i testni uređaji za razvoj i proizvodnju televizora, radija i audio uređaja, kao i mjerači za podešavanje na satelitske i TV signale. Grundig je lansirao i svoje modele različitih generatora audio, video i RF signala te voblera, zatim osciloskopa, te ispitivača elektronskih cijevi, tranzistora i dioda. Naravno razvijeni su i različiti izvori laboratorijskih napajanja te druga slična oprema za elektronička istraživanja, ispitivanja i testiranja. U razdoblju od 1945-1990. godine mjerna oprema iz Grundiga prošla je razvoj od analognih cijevnih uređaja do digitalne visoko integrirane tehnologije.

Što se tiče vlasništva, još od 1972. godine dionice Grundiga polako počinje prikupljati tvrtka Philips Electronics, koja je do 1984. preuzela poslovno upravljanje kompanijom, a do 1993. godine je stekla i potpunu ekonomsku kontrolu nad Grundigom. Grundig1998. godine raskida partnerstvo sa tvrtkom Philips zbog njezine prevelike dominacije, a zatim je 2003. godine, zbog nastalih promjena na tržištu, bio prisiljen pokrenuti stečajni postupak. Gotovo svi pogoni Grundiga su nakon uspješnih pregovora ipak uspjeli preživjeti stečaj te nastavljaju nositi naziv Grundig (Grundig Intermedia, Delphi Grundig, Grundig Car Inter Media System GmbH, Grundig SAT Systems GmbH, Grundig Business Systems GmbH). Godine 2007. Grundig Intermedia GmbH postaje dio turske kompanije Arçelik A.Ş., proizvođača bijele tehnike u vlasništvu Koc Holdinga, koji obuhvaća deset brandova: Arçelik, Beko, Grundig, Blomberg, Elektrabregenz, Arctic, Leisure, Flavel, Defy i Altus.

Osciloskop Grundig GO 15Z je dvokanalni analogni osciloskop za frekvencije do 15MHz i vertikalne osjetljivosti 5 mV/cm. Maksimalni napon koji možemo dovesti na ulazne priključnice je 250 V. Opremljen je samo osnovnim kontrolama koje su pregledno grupirane i označene bojama što ga čini jednostavnim za rukovanje te posebno pogodnim za edukacijske svrhe. Od specifičnosti možemo samo izdvojiti predefinirano okidanje vremenske baze na najbolji prikaz kompozitnog video signala (TV TRIGGER) te veliki ekran sa mrežom 10×8 cm (ugrađena je osciloskopska cijev D13-620GH promjera 13 cm).

Sklopovi osciloskopa montirani su na tri tiskane pločice što vrlo pregledno prikazuje originalna tvornička blok shema.

Pločica sa elementima generiranja i kontrole vremenske baze, visokonaponskog DC/DC pretvarača za pogon CRT cijevi i izlaznih otklonskih pojačala.

Pločica sa elementima ulaznih vertikalnih otklonskih pojačala i elementima za ispravljanje i stabilizaciju napona napajanja.

Pločica sa mrežnim transformatorom i konektorima matične ploče.

Naš osciloskop došao je u prilično zapuštenom stanju, vidljiva su manja oštećenja plastičnog dijela kućišta, mrežni kabao je odrezan. Unutrašnjost je također prilično zaprljana, elektrolitski kondenzatori za filtriranje napajanja stari preko 40 godina ne ulijevaju povjerenje u pouzdan rad.

Ugraditi ćemo stoga mrežni kabao i zamijeniti elektrolitske kondenzatore te vidjeti daje li naš osciloskop ikakve znakove života.

Kod zamjene elektrolitskih kondenzatora sasvim dobro mogu poslužiti oni iz gomile različitih (napajanja) suvremenih elektroničkih uređaja široke potrošnje koji najčešće nisu bili u pogonu nekoliko mjeseci ili godinu-dvije, prije nego su potpuno ispravni zamijenjeni novim modelima. Malo prilagodbe izvoda sigurno nije tolika gnjavaža koliko bi bilo nabavljanje i plaćanje novih kondenzatora za horizontalnu montažu koji se danas već vrlo rijetko koriste i teško nabavljaju. Da se netko ne uvrijedi, evo stavljam napomenu kako se ovo ne radi kod profesionalnih popravaka, iako su praktično gledano jednake šanse da otkaže potpuno novi kondenzator kao i onaj koji je godinu ili dvije već bio u (povremenom) pogonu. Čak bi se drznuo reći da su provjereni kondenzatori sigurniji od novih 🙂 Možda su originalnost i marka proizvođača neki put garancija kvalitete, no kupac će uvijek dobiti samo one podatke koje trgovac želi da čujete. Na kraju krajeva, mi se ovdje bavimo zabavom, edukacijom i samogradnjom 🙂 

Osim što svijetli kontrolna LED osciloskop ne daje druge znakove života. Prvo provjeravamo napajanja:

• +24 V za analogne sklopove
• +5 V za logičke krugove
• -15 V za rad DC/DC pretvarača za anodni napon CRT cijevi (cca2000 V)
• + 280 V za otklonske ploče CRT cijevi, odnosno za izlazna horizontalna i vertikalna pojačala

Detektirali smo sve napone osim napona od -15 V. Utvrđeno je da je neispravan mosni diodni punovalni ispravljač (Graetz). Nakon zamjene istog napon od -15 V je dobiven, no na ekranu CRT cijevi i dalje nema nikakvog prikaza ni u jednom modu rada osciloskopa.

Elementi ispravljača, stabilizatora i regulatora napona napajanja od +280 V, +24 V, -15 V i +5 V.

Kod zamjene diodnog mosnog ispravljača (Graetz) treba biti oprezan sa rasporedom izvoda. Iako svi ovi elementi izgledaju slično u rasporedu izvoda moguće su sve kombinacije. Vidimo da je na originalnom Graetzu kosim kutom označen negativni pol ispravljenog napona, dok je na našem zamjenskom Graetzu kosim kutom označen pozitivni pol ispravljenog napona. Također, slijed izvoda nije jednak na oba Graetza. Neki put možete potrošiti sate i dane tražeći Graetz koji će biti dimenzijama, te razmakom i rasporedom nožica jednak onom kojeg mijenjate. Najbolje je stoga “preurediti” neki dostupan Graetz kako smo i mi to učinili. Originalni Graetz bio je za 40V/1A, zamijenili smo ga jednim za 600V/4A kakav nam se našao na lageru.

S obzirom da CRT cijev i dalje ne daje nikakav prikaz sve upućuje na grešku u visokonaponskom DC/DC pretvaraču. Pronađen je neispravan elektrolitski kondenzator u krugu oscilatora za napajanje primara VN transformatora. Ovaj kondenzator je probio te se ponašao više kao otpornik nego kao  kondenzator. Nakon ovoga visoki anodni napon je proradio i na ekranu smo dobili svjetlu točku.

Elementi DC/DC pretvarača sa napona -15 V na napon -2000 V. Transformator se pobuđuje tranzistorskim oscilatorom, a izlazni napon se dodatno povećava naponskim udvostručivačem (kombinacija dioda i kondenzatora).

Na pločici desno od problematičnog kondenzatora vidimo kako je jedna prigušnica više nagorjela od druge što znači da je vjerojatno bila izložena prevelikim strujama. To je bio indikator za sumnju na neispravni kondenzator. Elektrolitski kondenzatori ovog tipa (slike desno) inače često otkazuju u starim uređajima.

Svjetla točka koju smo dobili na ekranu se ni u jednom modu rada osciloskopa ne može pomaknuti što dalje upućuje na grešku otklonskih stupnjeva. Malo je neobično da ne radi ni horizontalni ni vertikalni otklonski stupanj tako da sve upućuje na sam napon napajanja ovog stupnja od 280 V (cca135 V na samim pločama). No, izlazna otklonska pojačala kontroliraju se logičkim sklopovima (start/stop) te mehaničkim i tranzistorskim sklopkama tako da greška zapravo može biti na velikom broju komponenti. Za početak smo provjerili otpornike preko kojih se uvodi napajanje, a s obzirom da su svi bili ispravni provjerili smo i izlazne tranzistore. Našli smo da je neispravan jedan tranzistor BF459 u vertikalnom otklonskom pojačalu i istog smo zamijenili.

Elementi izlaznih otklonskih pojačala.

Neispravni tranzistor BF459 na slici lijevo zamijenili smo istim tipom tranzistora nekad davno izvađenim iz nekog televizora (na slici desno). Da nismo imali ovaj tranzistor, ugradili bi neki sličnih karakteristika: 300 V, 300 mA, 90 MHz.

Nakon zamjene tranzistora osciloskop i dalje nije imao otklon, no sada smo učili kako je drastično pao napon napajanja sa 280 V na svega nekoliko volti. Čini se da negdje postoji kratki spoj ili ne radi diodni mosni ispravljač u ovoj grani napajanja. Osim ispravljačkih dioda, u ovoj grani se nalaze samo ulazni i izlazni filtarski kondenzatori. Provjerom svih ovih elemenata utvrdili smo da su isti ispravni. Testovi se naravno vrše instrumentima sa malim pogonskim naponima i strujama tako da isti ne mogu biti pouzdan pokazatelj kako se pojedina komponenta ponaša na visokom radnom naponu. Stoga smo zamijenili sve diode u mosnom ispravljaču i izvadili ulazne kondenzatore kako bi eliminirali njihovo eventualno curenje struje na visokom naponu.

Kod zamjene ispravljačkih dioda treba biti jednako oprezan kao i kod zamjene Graetza. Vidimo da je na originalnim diodama kosim kutom označena anoda, dok je na zamjenskim Iskrinim diodama kosim kutom označena katoda. Originalne diode bile su za 1200V/1A, zamijenili smo diodama za 1000V/1,2A kakve su nam se našle na lageru.

Nakon zamjene dioda osciloskop i dalje nije imao nikakav otklon, te smo sada potpuno izolirali granu napajanja 280 V od ostataka sklopovlja kako bi provjerili rad iste. Potpuno neočekivano zamijetili smo da se izlazni filtarski kondenzator vrlo sporo nabija na pun napon. To znači da sekundar transformatora nije u stanju isporučiti dovoljno jaku struju. Mrežni transformator ima šest sekundarnih namota:

• za napon +280 V
• za napon +24 V
• za napon -15 V
• za napon +5 V
• izmjenični napon 6,3 V za grijanje CRT cijevi
• izmjenični napon cca 5 V za okidanje vremenske baze (triger) 50 Hz (TRIGGERNETZ)

Ispitivanjem transformatora utvrdili smo da je sekundarni namotaj za +280V zapravo u prekidu, odnosno gotovo u prekidu (mjerimo otpor reda nekoliko MΩ). Detaljnim pregledom izvoda transformatora našli smo da je prekid namota nastao gotovo na samom završetku i to pregaranjem žice na vrlo uskom sloju. Tako je pougljenjeni sloj bakra i laka još uvijek održavao neku slabu vodljivu vezu te je u praznom hodu na izvodima bio prisutan napon. Voltmetrom sa velikim unutrašnjim otporom bez problema mjerimo ovaj napon, a struja kroz pougljenjeni sloj dovoljna je i za nabijanje filtarskog kondenzatora, doduše potrebno je nešto više vremena (desetak sekundi). Tako ćemo u praznom hodu ili pod malim opterećenjem (zahvaljujući nabijenom filtarskom elektrolitu) uredno mjeriti očekivani istosmjerni napon reda 280 V što nas upućuje na pogrešan zaključak da je ova grana napajanja ispravna. No, kad smo zamijenili neispravni tranzistor u vertikalnom pojačalu i kad je time potrošnja struje značajno porasla, inducirani napon i filtarski elektrolit više nisu mogli u realnom vremenu isporučiti dovoljno jaku struju te je napon drastično pao.

Može se zamijetiti rupa ispod bijele žice gdje je na dubini cca 5 mm ostatak drugog kraja namota za 280 V. U ovakvim okolnostima nikako i ničime ne možemo napraviti pouzdan spoj s tim jedva vidljivim ostatkom žice.

Iako je prekid namota nastao na samom rubu, ipak je nemoguće fizički zalemiti izvod na dostupan ostatak žice koji nije dulji od 1 mm, a uz to je još i uvučen u izolaciju između namota. Neispravan namotaj je treći po redu (vanjski namotaj je za grijanje CRT cijevi, ispod njega je namotaj za triger 50 Hz, a ispod njega namotaj za 280 V) no zbog načina motanja i izolacije pojedinih slojeva nikako se ne može pouzdano utvrditi koji slojevi žice pripadaju kojem dijelu namota tako da je velika vjerojatnost da ćemo pokušajem popravke ovog transformatora zapravo napraviti samo dodatnu štetu na ispravnim namotajima.

S praktične strane gledano rastavljanje jezgre transformatora i prematanje mrežnog transformatora sa tako puno različitih namotaja je prilično zahtjevan posao i ukoliko nemamo specijalne alate i iskustvo najbolje se ne upuštati u taj posao. Jednostavnije je pronaći kakav drugi mali mrežni transformator samo za napon 200 V kojim ćemo napajati otklonska pojačala. S obzirom da je napon vrlo blizu naponu napajanja, možda bi se otklonska pojačala mogla napajati i izravno iz mreže preko kakvog otpornika.

Za početak moramo točno izmjeriti koji ulazni izmjenični napon daje ispravljeni napon od 280 V i kolika je potrošnja struje u toj grani napajanja. U tu svrhu ćemo neispravan sekundar transformatora privremeno nadomjestiti variakom.

Nakon što smo uključili mrežno napajanje transformator osciloskopa je počeo vuči previše struje. Vjerojatno smo čeprkanjem po izvodima transformatora i rezanjem dijelova izolacije u želji da se dočepamo drugog izvoda namotaja ipak uspjeli negdje izazvati kratki spoj (najvjerojatnije preko vodljive folije za elektrostatičku zaštitu) i sad je transformator do kraja neupotrebljiv. S obzirom da ne znamo točnu konstrukciju slojeva i namota transformatora bilo kakvi daljnji pokušaja popravke „na slijepo“ samo će pogoršati stvar. Nije lijepo da elektroničar prilikom popravke napravi više štete nego koristi pa ćemo sad za kaznu ipak rastaviti transformator i premotati neispravne namotaje.

Transformatorska jezgra sastoji se od 80 jednodijelnih tafo-limova koje je potrebno vaditi jedan po jedan.

Što se tiče slojeva namota, gledano izvana prema unutra redoslijed je slijedeći:

• dva sloja izolacije
• 36 namota Cu-lak žice promjera 0,33 mm (6,3 V za grijanje CRT cijevi)
• dva sloja izolacije
• elektrostatički oklop – jedan sloj vodljive folije vezan na masu
• dva sloja izolacije
• 26 namota Cu-lak žice promjera 0,05 mm (5 V za mrežni triger)
• dva sloja izolacije
• 185 metara Cu-lak žice promjera 0,20 mm (280 V za otklonska pojačala)
• dva sloja izolacije
• slijede još tri izolirana namota (5 V, 15 V, 24 V) koje nismo razmatali te vjerojatno još jedan slojelektrostatičkog oklopa (vodljive folije) između primarnog i sekundarnog namota

Prvi namotaj 6,3 V za grijanje CRT cijevi (lijevo) i drugi namotaj za triger 50 Hz (desno). 

Treći namotaj za napon 280 V (lijevo) i četvrti namotaj za -15 V koji se vidi nakon što je odmotano 185 metara žice trećeg namota (desno).

Namotaj za 280 V je naravno bio u prekidu na unutarnjem kraju tako da smo morali odmotati čitavih 185 metara žice te ponovno namotati novu žicu. U originalu je ovaj namotaj podijeljen u 5 izoliranih sekcija kako bi se spriječio proboj napona, pa smo i mi tako namotali novi namotaj iako ovdje nije riječ o toliko visokom naponu da bi postojala opasnost od probijanja lak-izolacije. Pri motanju žice pomoć mi je bila jedino jedna baterijska bušilica kojom sam vrtio kalem. Srećom je žica dovoljno debela (0,2 mm) da trpi određenu napetost pa se uz malo opreza može ovako ručno namotati. Za tanje žice bi svakako bilo potrebno imati neke motalice koje tijekom motanja zadržavaju istu napetost i osiguravaju za ne dolazi do nikakvog zapinjanja ili zaplitanja žice.

Nakon što je sve namotano i jezgra ponovno sklopljena dobili smo slijedeće izmjenične napone u praznom hodu:

• 243 V za napon +280 V
• 30 V za napon +24 V
• 20 V za napon -15 V
• 10 V za napon +5 V
• 6,8 V za grijanje CRT cijevi
• 8 V za TRIGGER NETZ

Kad se izmjeničnih 243 V provede preko ispravljača dobivamo čak 338 V u praznom hodu što je puno više od potrebnih 280 V. Međutim, to je napon mjeren u praznom hodu (filtarski kondenzator nabijen na vršnu vrijednost) koji će sigurno pasti nekoliko desetaka volti pod opterećenjem. Ovaj napon se koristi u anodnom krugu CRT cijevi (kontrola za korekciju astigmatizma geometrije svjetleće točke) te sa cca -2000 V iz DC/DC pretvarača čini potrebnu razliku potencijala prema katodi CRT cijevi D13-620GH. Ova cijev može podnijeti napone do 2500 V tako da u ovom krugu neće biti problema s prevelikom razlikom potencijala čak i ako ispravljeni napon od 338 V ne padne puno pod opterećenjem. Isti napon se koristi i za napajanje otklonskih pojačala, no on se uvodi preko otpornika 300 Ω te s obzirom na ostale elemente u krugu napon na tranzistorima neće premašiti 150 V dok isti mogu izdržati do 300 V. Stoga možemo bez bojazni testirati osciloskop sa ovim naponom.

I eto, napokon je ovaj osciloskop iz pakla proradio 🙂 Posebno me veseli što je napon pod opterećenjem točnih 280 V kako je i naznačeno na tiskanoj pločici što znači da smo dobro izmjerili i namotali ovaj nesretni sekundarni namotaj.

Osciloskop iznenađujuće dobro radi za svoje godine. Ekran je neuobičajeno velik za ovako mali osciloskop, a prikaz je čist, oštar i stabilan. Sve kontrole funkcioniraju kao nove, odnosno nema naznaka istrošenosti ili drugih mehaničkih problema što posebno veseli kad je u pitanju ovakav jedan star, neodržavan i zapušten osciloskop. Zbog svega ovog sad mi se ovaj osciloskop polako počeo i sviđati iako me je natjerao na mukotrpno prematanje transformatora što obično izbjegavam pod svaku cijenu. Za nagradu ga (u dogledno vrijeme) neću rastavljati ni pretvarati u neki drugi projekt, čak štoviše, možda ga povremeno i iskoristim za kakvo (rizično) laboratorijsko mjerenje:-)