Labortagebuch März 2022

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28.3.22: SSOP Prototyp löten



Diese kleine DSP-Radioplatine verwendete den BK1068 mit einem Pinabstand von 1,0 mm. Jetzt musste ich untersuchen, ob ein kompatibler Chip mit dem halben Pinabstand von nur noch 0,5 mm ebenfalls verwendet werden kann. Das Umlöten war eine Herausforderung. Ich habe mir so beholfen, dass ich jedes zweite Beinchen nach oben gebogen habe. Aus einer Litze habe ich kleine Drähtchen entnommen und damit die Beinchen an die breiteren Pads gelötet. Beim ersten Versuch kam es Störgeräuschen, vielleicht weil ich das IC zu heiß gebraten habe. Beim zweiten Versuch mit einem neuen IC  ging das Löten etwas besser. Und damit stellte sich der Erfolg ein: Das kleinere IC kann ohne Änderungen verwendet werden. Erst jetzt lohnt sich das Umzeichnen der Platine.


11.3.22: UV-LED und -Fotodiode



Für eine Anwendung im Bereich Kunststoffhärtung suche ich gerade nach passenden UV-LEDs. Und nach einer Möglichkeit, die Intensität des UV-Lichts zu messen oder wenigstens zu vergleichen. Bei einem LED-Händler konnte ich 20 UVA-LEDs bekommen. Und es hat sich gezeigt, dass sie gleichzeitig als UV-Fotodioden einsetzbar sind.

Für den Versuch betreibe ich die Fotodiode ohne Vorspannung im Kurzschlussbetrieb. Der "Kurzschluss" wird hier durch einen parallelen Widerstand von 100 k als Shunt hergestellt. Der Spannungsabfall am Widerstand kann mit einem normalen Digitalvoltmeter gemessen werden. Wenn ich die UV-LED mit 20 mA betreibe, messe ich 60 mV an der Fotodiode. Es fließt also ein Fotostrom von 0,6 µA. Bei 10 mA messe ich 30 mV, bei 30 mA 90 mV. In diesem Bereich ist die Messung also linear.

Zum Vergleich: An einer Leuchtstoffröhre messe ich deutlich unter 1 mV. Die Röhre enthält Quecksilberdampf und erzeugt intern auch UV-Licht, das aber durch das Glas und die Leuchtschicht zurückgehalten wird. Der Versuch zeigt erstens, dass die Leuchtstoffröhre tatsächlich kaum UV-Licht abgibt und zweitens, dass die UV-LED das Licht selektiv auf ihrer Wellenlänge misst.

Eine Messung im vollen Sonnenlicht brachte 30 mV. Weil normales Glas bekanntlich UV absorbiert, wurde hinter einer Doppelglasscheibe nur noch 2 mV gemessen. Der Vergleich mit dem Sonnenlicht zeigt, dass die UV-LED gefährlich für die Augen ist. Man muss Abstand halten und darf nie direkt in die LED schauen!


9.3.22: Oszi-Messkabel repariert


Was den Ingenieur am meisten zwackt, ist der gemeine Wackelkontakt (Dietrich Drahtlos). Das gilt in besonderem Maße für ein Messkabel. Wenn das Oszilloskop nur noch in bestimmten Biegewinkeln des Messkabels funktioniert, dann weiß man: Kabelbruch! Inzwischen hatten sich schon zwei solcher Kabel angesammelt. Jetzt wollte ich wissen, ab da noch etwas zu machen ist.



Die Knickstelle ist direkt hinter der Knickschutztülle. Hier habe ich das Kabel gekürzt und das Reststück aus dem Stecker gezogen.



Zum Vorschein kam ein Widerstand mit einem Ohm, der offensichtlich nur als Verbinder mit dem Mittelkontakt diente.




Das Kabel selbst ist koaxial und hat einen extrem dünnen Innendraht mit geschätzten 0,05 mm, damit das Kabel eine sehr geringe Kapazität bekommt. Der Kontakt-Widerstand war einfach in die Mitte des Kabels gesteckt.



Also musste ich nur mit einer Nadel ein Loch in die Mitte stechen, dann den Winderstand möglichst weit hineinschieben und hoffen, dass er irgendwie Kontakt mit dem dünnen Drähtchen bekommt. Bei dieser Operation steckte das andere Ende des Kabels im Oszi. So ist sofort zu sehen, wann eine Berührung des Steckers ein Störsignal auf den Schirm bringt.



Dann noch die Abschirmung anlöten, alles isolierten, fertig ist die Reparatur. Der Innenleiter hat übrigens einen Gleichstromwiderstand von ca. 450 Ohm, den ich auf den Widerstand des extrem dünnen Drahtes zurückführe. So ähnlich ist das auch bei anderen Messkabeln. In einem Fall habe ich ca. 200 Ohm gemessen. Stört ja auch nicht, bei einem Innenwiderstand des Oszis von 1 MOhm.



Erfahrungen von Günther Zöppel
Auch bei mir tummeln sich einige der angesprochenen Exemplare in der Meßzubehörkiste. Der dünne Draht ist ein leidiges Problem, einige davon habe ich mit Standard RG58-Kabel repariert, musste aber dann aufgrund des dickeren Innenleiters  und damit höherer Querkapazität die Frequenzkompensation etwas nachregulieren, um auch höhere Frequenzen gut messen zu können und den Tiefpasscharakter des so reparierten Kabels zum Teil zu eliminieren. Aber die derart "aufgepeppten" Kabel halten bis heute.

Dicke Drähte halten länger,
nur der Meßbereich wird enger.
(Dietrich Drahtlos)

Hinweis
von Roland Franz
Tatsächlich besteht der Innenleiter aus einem Widerstandsdraht und der Widerstandsbetrag ist kein Zufall. Eine ausführliche Erklärung dazu (und noch viel mehr) findet sich im folgendem Video: http://www.eevblog.org/video/EEVblog453-ScopeProbeX1bandwidth-640x360.m4v
Mir was das auch alles nicht klar bis ich im letzten Jahr auf dieses Video gestoßen bin. Ich hatte damals auch noch irgendwo gelesen, das diese ganze "Theorie der Tastköpfe" Ende der 50er- / Anfang der 60 Jahren von Tektronix erfunden/entwickelt wurde und dass es dazu eine Beschreibung geben würde. Die habe ich heute gefunden: https://www.davmar.org/TE/TekConcepts/TekProbeCircuits.pdf In diesem "Handbuch" ist auch nochmal detailliert erklärt wie das alles zusammenhängt und dass das Kabel zwischen Tastkopf und Oszilloskop nicht nur ein Stück Draht, sondern eine Übertragungsstrecke ist, deren Eigenschaften nicht vernachlässigt werden können. Insgesamt ein schönes Beispiel dafür, dass vermeintlich selbstverständliche Dinge tatsächlich eine unerwartete Komplexität aufweisen können.



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