Bau- und Bedienungsanleitung Best.-Nr.: 24085 Version 2.0, Stand: Juli 2004 RLC-Messbrücke RLC 9000 Technischer Kundendienst Für Fragen und Auskünfte stehen Ihnen unsere qualifizierten technischen Mitarbeiter gerne zur Verfügung. ELV • Technischer Kundendienst • Postfach 1000 • D - 26787 Leer Reparaturservice Für Geräte, die aus ELV-Bausätzen hergestellt wurden, bieten wir unseren Kunden einen Reparaturservice an. Selbstverständlich wird Ihr Gerät so kostengünstig wie möglich instand gesetzt. Im Sinne einer schnellen Abwicklung führen wir die Reparatur sofort durch, wenn die Reparaturkosten den halben Komplettbausatzpreis nicht überschreiten. Sollte der Defekt größer sein, erhalten Sie zunächst einen unverbindlichen Kostenvoranschlag. Bitte senden Sie Ihr Gerät an: ELV • Reparaturservice • Postfach 1000 • D - 26787 Leer ELV Elektronik AG • Postfach 1000 • D-26787 Leer • Telefon 04 91/600 888 • Telefax 04 91/6008-244 1 Bau- und Bedienungsanleitung Besondere Hinweise zur Fertigstellung elektronischer Bausätze Sehr geehrter Kunde, wir beglückwünschen Sie zum Kauf eines Elektronikbausatzes aus deutscher Fertigung. Hiermit haben Sie die Möglichkeit, ein hochwertiges Gerät in Eigenarbeit zu einem besonders günstigen Preis zu erstellen. Der Aufbau eines Gerätes aus einem Bausatz erfordert gewisse Kentnisse hinsichtlich der allgemeinen Elektronik, aber auch im Umgang mit den zum Teil lebensgefährlichen Spannungen. Aber auch was die rechtliche Situation anbelangt, gibt es bestimmte Dinge zu beachten. Bitte lesen Sie zu Ihrer eigenen Sicherheit dieses Schreiben aufmerksam durch, bevor Sie mit der Montage des Bausatzes anhand der Bau- und Bedienungsanleitung beginnnen. Ihr ELV-Team 1. Weitergabe eines aus einem Bausatz entstandenen Gerätes Derjenige, der das aus einem Bausatz entstandene fertige Gerät weitergibt, ist als Hersteller anzusehen. Hiermit liegt die Verantwortung bezüglich der Gerätesicherheit, der elektromagnetischen Verträglichkeit und weiterer für dieses Gerät geltenden Richtlinien bei demjenigen, der den Bausatz aufbaut. Er ist somit verpflichtet, alle dem Bausatz des Gerätes beiliegenden Begleitpapiere, wie Bauanleitung, Bedienungsanleitung sowie die Konformitätserklärung/en dem fertigen Gerät beizulegen. Als Hersteller des Gerätes muß er zusätzlich seine Identität angeben. 2. Prüfungen nach Fertigstellung des Gerätes Es ist nach Fertigstellung des Gerätes als erstes eine Sichtprüfung durchzuführen. Gefahren durch Materialschäden und unsachgemäßen Zusammenbau sollen so erkannt werden. Folgende Schritte sind dabei auszuführen: 2.1 Sichtprüfung 2.1.1 Das Gerät darf nicht mit der Stromversorgung (Netz bzw. Batterie) verbunden sein. 2.1.2 Sind Blitzpfeile der Anleitung entsprechend vorhanden, Abdeckungen ordnungsgemäß angebracht, haben Schrauben, Steckverbindungen sowie sonstige mechanische Befestigungen festen Sitz? 2.1.3 Es ist darauf zu achten, daß lose Teile, z. B. Drahtreste aus dem Gerät entfernt sind. 2.1.4 Kann der Benutzer durch scharfe Kanten, Ecken oder Bedienelemente Verletzungen erleiden? Etwaige Mängel sind zu beseitigen. 2.2 Elektrische Prüfung für netzbetriebene Geräte (Stückprüfung) 2.2.1 Hierzu ist ein einpoliger „Phasenprüfer” zu verwenden. Dieser ist vor Beginn der Stückprüfung an einer Netzsteckdose auf korrekte Funktion zu überprüfen. 2.2.2 Das Gerät wird auf eine nichtleitende Unterlage (z. B. trockenes Holz) gestellt und anschließend mit dem Netz verbunden. 2.2.3 Das Gerät darf während der Prüfung nicht direkt berührt werden. 2.2.4 Alle äußeren Metallteile und Anschlußstellen, ausgenommen diejenigen, die mit einem Blitzpfeil gekennzeichnet sind, sind mit dem Phasenprüfer auf Spannungslosigkeit zu überprüfen. Leuchtet der Phasenprüfer auf, so kann Gefahr bestehen. 2.2.5 Leuchtet der Phasenprüfer nicht auf, ist die Prüfung nach 2.2.4 mit eingeschaltetem Gerät zu wiederholen. 2.2.6 Leuchtet der Phasenprüfer auch hierbei nicht auf, sind die Prüfungen nach 2.2.4 und 2.2.5 mit durch Umstecken umgepoltem Netzstecker an derselben Steckdose zu wiederholen. 2.2.7 Zeigt der Phasenprüfer während sämtlicher Prüfschritte keinerlei Anzeichen für gefährliche Berührungsspannungen, kann die Funktionsprüfung durchgeführt werden. 2.2.8 Sollte der Phasenprüfer aufleuchten, so ist die Höhe der Spannung folgendermaßen zu messen: Ein 56 kΩ-Widerstand wird zwischen die Klemmen eines Wechselspannungsmessers (Ri > 250 kΩ) geschaltet. Eine Klemme des Spannungsmessers wird gemäß Abbildung 1 mit dem Schutzleiter einer Steckdose der Hausinstallation verbunden. Mit der Meßspitze wird dann die Spannung an den Stellen gemessen, an denen der Phasenprüfer aufgeleuchtet hat. Es darf dabei keine Spannung über 24 V angezeigt werden. 2.2.9 Treten Spannungen über 24 V auf, so ist die Stückprüfung nicht bestanden und das Gerät darf nicht in Gebrauch genommen werden. Das Gerät muß überprüft werden, bis der der Gefahr zugrunde liegende Fehler gefunden ist. Nach Beseitigung des Fehlers ist nochmals ein vollständige Stückprüfung durchzuführen. Bild 1 2 RLC-Messbrücke RLC 9000 Die genaue Bestimmung von unbekannten oder unidentifizierbaren passiven Bauelementen ermöglicht diese neue mikroprozessorgesteuerte RLC-Messbrücke mit digitaler Anzeige. Die recht komplexe Schaltungstechnik ist besonders ausgereift, so dass auch ein Selbstbau mit den entsprechenden Preisvorteilen möglich ist. Allgemeines Dieses innovative Labormessgerät ermöglicht es, Widerstände, Induktivitäten und Kapazitäten einzeln oder in Paralleloder Reihenschaltung genau zu bestimmen. Beim Ausmessen der unbekannten Impedanzen/Admittanzen werden dabei die Bauteile vollkommen automatisch erkannt. Das intelligente System zeigt die dominierende Größe des angeschlossenen Bauelementes an. Durch Umschaltung sind die Ersatzelemente der Serien- oder Parallelschaltung darstellbar. Zur Beurteilung der Qualität von Bauelementen dient die Anzeige von Güte- und Dämpfungsfaktor. Widerstände zu bestimmen ist mit Hilfe eines gebräuchlichen Multimeters kein Problem, aber beim Ausmessen von Kondensatoren und Induktivitäten und insbesondere bei der reellen Betrachtung dieser Bauelemente sind Spezialmessgeräte erforderlich. Gerade in der anspruchsvollen Elektronik mit zum Teil recht hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten wird die genaue Kenntnis der eingesetzten Bauelemente immer wichtiger. So reicht es vielfach nicht aus, von einer Spule nur den Wert der Induktivität zu kennen, sondern auch der ohmsche Anteil ist von Bedeutung. Ebenso spielt der Verlustfaktor eines Kondensators eine wichtige Rolle. Nicht allein bei gewickelten Drahtwiderständen, sondern auch bei Kohle- und Metallschichtwiderständen muss je nach Anwendungsfall der induktive Anteil berücksichtigt werden. Bisher war für die Ermittlung dieser Werte ein aufwendiger und zeitraubender Messaufbau erforderlich. Durch die hier vorgestellte mikroprozessorgesteuerte RLCMessbrücke sind entsprechende Messungen nun auf höchst einfache Weise möglich. Mit den hervorragenden technischen Daten und der außerordentlich einfachen Bedienung stellt dieses neue ELV-Messgerät ein Spitzenprodukt mit einem günstigen Preis-Leistungsverhältnis dar. Bemerkenswert ist die hohe Genauigkeit von 0,5 %, wobei die gesamte Hardware des RLC 9000 weitgehend in konventioneller Technik und somit vergleichsweise preiswert für ein Messgerät dieser Klasse ausgeführt werden konnte. Die ausgeklügelte, praxiserprobte Bediensoftware erlaubt einen weitgehend automatischen Messablauf. Egal welches Bauteil angeschlossen ist, das RLC 9000 zeigt im Automatik-Betrieb immer den rich- tigen Wert und das Ersatzschaltbild des Prüflings an. Darüber hinaus können auch spezielle Werte wie Reihen- oder Serienwiderstand, Reihen- oder Serienkapazität, Reihen- oder Serieninduktivität, Güte oder Verlustfaktor abgefragt werden. Im Gegensatz zu Messbrücken, bei denen der Anwender den Abgleich selbst durchführen muss, arbeitet das mikroprozessorgesteuerte RLC 9000 mit automatischer Bereichswahl und misst die komplexen Werte von Spannung und Strom. Daraus werden die vorhandenen Bauteilewerte berechnet und auf einem 4-stelligen LEDDisplay angezeigt. Die Darstellung der zugehörigen Einheiten erfolgt auf einem 2-stelligen alphanumerischen Display. Im Automatik-Betrieb ist somit außer dem Anklemmen des zu prüfenden Bauelements keinerlei Bedienung erforderlich. Ein automatischer Nullpunktabgleich ermöglicht auch das Ausmessen kleiner Kapazitäten im pF-Bereich. Die wahlweise zuschaltbare Mittelwert-Automatik trägt zur Erhöhung der Genauigkeit bei und wertet eine Reihe von Messungen aus, um den Bauteilewert besonders präzise zu bestimmen. Mit Hilfe der Bias-Funktion wird der 3 Bau- und Bedienungsanleitung Messspannung eine Gleichspannung überlagert, zur problemlosen Ausmessung unipolarer Kondensatoren, ohne diese zu verpolen. Die Sense/Masse-Anschlüsse ermöglichen bei Bedarf eine Vierleitermesstechnik, so dass bei langen Messleitungen das Ergebnis durch Verfälschungen auf den Leitungen nicht beeinträchtigt wird. Hervorzuheben sind noch die V24Bsowie die IEC-Bus-Schnittstelle, die einen Datenaustausch mit einem externen Rechner ermöglichen, so dass auf Wunsch auch eine vollständige Fernbedienung des Gerätes möglich ist. 17 Leuchtdioden informieren auf der übersichtlichen Frontplatte über den Funktionszustand. Die technischen Daten des RLC 9000 sind in einer Tabelle zusammengestellt. Zur Veranschaulichung der einzelnen Funktionen dieses innovativen Gerätes sollen nachfolgend die wesentlichen Grundlagen zur Messung komplexer Bauelemente erläutert werden. Grundlagen Zur Berechnung der Einzelkomponenten einer Reihen- oder Parallelschaltung von R und C oder von R und L ist es erforderlich, die Impedanz des Prüflings zu ermitteln. Die Impedanz eines Bauelementes entspricht der Reihenschaltung eines idealen Widerstandes und einer idealen Kapazität oder Induktivität. Ausgedrückt wird dies in der Formel: Z = Rs + jXs, wobei der Realteil Rs dem idealen Reihenwiderstand und der Imaginärteil Xs der idealen Reihenkapazität oder Reiheninduktivität entspricht. Negative Werte von Xs repräsentieren einen kapazitiven und positive Werte einen induktiven Anteil. Ist die Impedanz eines Bauteils bekannt, so ergibt sich der Reihenwiderstand zu Rs und für positive Werte von Xs die Reiheninduktivität zu: Ls = Xs Xs = 6283,2 2•π•f (für 1 kHz) und für negative Werte von Xs die Reihenkapazität zu : 1 1 Cs = = (für 1 kHz) 2 • π • f • |Xs| |Xs| • 6283,2 Das Verhältnis von Imaginärteil zum Realteil wird bei Impedanzen als Güte und der reziproke Wert als Verlustfaktor bezeichnet. Je größer der Realteil im Verhältnis zum Imaginärteil ist, desto geringer ist die Güte und desto höher der Verlustfaktor. Impedanzen mit einer Güte unter 1 besitzen einen dominierenden Reihenwiderstand, während bei einer Güte über 1 die Induktivität oder Kapazität dominierend ist. Ab einer gewissen Güte bzw. einem 4 gewissen Verlustfaktor werden bei RLCMessbrücken Impedanzen als reine Widerstände bzw. Kapazitäten oder Induktivitäten angesehen. Legt man diese Grenze z. B. auf ein Verhältnis von 500 fest, so werden Impedanzen, deren Güte kleiner als 0,002 (Verlustfaktor >500) ist, als reiner Widerstand angesehen, weil der kapazitive oder induktive Anteil vernachlässigbar klein ist. Andererseits werden Kapazitäten oder Induktivitäten, deren Güte >500 ist, als reine Kapazitäten oder Induktivitäten angesehen, weil hierbei der Widerstand vernachlässigbar klein ist. Zur Berechnung der äquivalenten Parallelschaltung von R und C oder R und L, die besonders bei R und C meistens angewendet wird, dienen folgende Formeln : 2 2 Rp = Rs + Xs Rs Rs2 + Xs2 Xp = Xs. Grundlage aller dieser Berechnungen ist eine bekannte Impedanz. Um diese zu bestimmen, gibt es verschiedene mehr oder weniger aufwendige Verfahren. Das im RLC 9000 angewandte Verfahren ist besonders geeignet für automatische RLCMessbrücken, da es den Imaginärteil der Impedanz vorzeichenbehaftet ermittelt und somit eine automatische Erkennung von Induktivitäten oder Kapazitäten ermöglicht. Bei diesem Verfahren werden am Prüfling, der mit einer Sinusspannung versorgt wird, zu zwei um 90o verschobenen Zeitpunkten der Strom und die Spannung gemessen. Aus diesen 4 Messungen lässt sich dann nach folgenden Formeln die Impedanz ermitteln: Rs = U0 • I02 + U902 • I90 I0 + I90 und Xs = U90 • 2I0 - U02 • I90 I0 + I90 . Bei diesem Verfahren ist allerdings die Frequenzabhängigkeit der Messung und der Parameter des Prüflings zu beachten. Um reale Bauelemente ganz exakt beurteilen zu können, ist die Kenntnis der genauen Betriebsfrequenz erforderlich, bei der die betreffenden Bauelemente später eingesetzt werden sollen. Nur dann sind die entsprechenden realen und imaginären Werte des betreffenden Bauelements exakt bestimmbar. So kann z. B. ein Wickelkondensator bei niedrigen bis mittleren Frequenzen eine „saubere“ Kapazität darstellen, jedoch im Hochfrequenzbereich zur Induktivität werden. Ebenso kann eine Spule, die bei niedrigen und mittleren Frequenzen eine Induktivität darstellt, im Hochfrequenzbereich als Kapazität wirken, wenn nämlich die kleinen Teilkapazitäten zwischen den einzelnen Windungen den induktiven Anteil bei hohen Frequenzen überschreiten. An dieser Stelle soll die Problematik der Hoch- und Höchstfrequenztechnik jedoch nicht weiter vertieft werden, da dies ein Kapitel für sich ist. Nur soviel sei noch gesagt: Je höher der Frequenzbereich, in dem die Bauelemente eingesetzt werden, desto wichtiger ist die Ausführungsform und der konstruktive Aufbau eines Bauelementes, um sicherzustellen, dass auch bei den hohen Frequenzen die geforderten Eigenschaften erhalten bleiben. Je nach Bauteiltyp und -wert ergeben sich unterschiedliche „Frequenz-Einsatzbereiche“. So sind für große Elkos Frequenzen von einigen kHz bereits nicht mehr zu verarbeiten, da diese Komponenten üblicherweise als Puffer- und Ladeelkos konzipiert sind, während für Folienkondensatoren Frequenzen von vielen Megahertz noch problemlos zu verarbeiten sind, und kleine SMD-Kondensatoren selbst im Bereich von 1 GHz noch ihren Dienst tun. Natürlich gibt es in vielen Bereichen sowohl bei großen Elkos als auch bei SMDKondensatoren Sonderausführungen mit angepassten Leistungsdaten, so dass die hier gemachten Angaben nur als Richtwerte zu verstehen sind und keine Allgemeingültigkeit haben können. Doch nun zurück zur Frequenzabhängigkeit der Messung. Eine variable Messfrequenz erfordert einen hohen Aufwand und besonders hochwertige Bauelemente in der technischen Realisierung, so dass Technische Daten: RLC 9000 Messbereiche: Genauigkeit: Messfrequenz: Anzeigen: Schnittstellen: Abmessungen: Widerstand (R): 1 mΩ bis 10 MΩ, Auflösung 1 mΩ Induktivität (L): 0,1 µH bis 10 H, Auflösung 0,1µH Kapazität (C): 0,01 pF bis 1000 µF, Auflösung 0,01 pF besser 0,5 % im Bereich: R: 0,5 Ω bis 10 MΩ L: 10 µH bis 10 H, Auflösung 0,1 µH C: 5 pF bis 1 mF, Auflösung 0,1 pF 1 kHz Betrag: 4-stelliges LED-Display 2-stellige alphanumerische Einheiten-Anzeige V24-B, IEC-Bus 350 x 210 x 110 mm Gewicht: ca. 2,3 kg Blockschaltbild des RLC 9000 SU1 F1 T1 Q1 0° Teiler 90° V1 10 MHz 1 kHz 4. Ord. Bias B1 S2 C S1 V2 V3 F2 G1 AD A/D Wandler •1, •10, •100 1 kHz 2. Ord. I1 SU2 P1 I/U Wandler •1, •10 uP IEC wir im vorliegenden Fall beim RLC 9000 eine feste Messfrequenz von 1000 Hz gewählt haben. Deshalb ist zu beachten, dass alle ermittelten Messwerte sich auf diese Frequenz beziehen. Besonders bei Induktivitäten fällt dies bei der Messung der Güte auf. Hat z. B. eine Standard-Induktivität von 14 µH bei 1 kHz eine Güte von 0,1 { 2•π•f•L Rs, } so hat dieselbe Induktivität bei 1 MHz bereits eine Güte von 100, da sich der Imaginäranteil auf das 1000fache erhöht hat. Speziell bei der Betrachtung von Güte und Verlustfaktor ist somit die Messfrequenz von besonderer Bedeutung, während die Werte von R, L und C davon in erster Näherung unabhängig sind, sofern sich der Frequenzbereich in einem für das Bauelement üblichen und zuträglichen Rahmen bewegt. Nach diesen grundlegenden Vorbetrachtungen kommen wir nun zunächst zu einer einleitenden, kurzen Funktionsbeschreibung des RLC 9000. Funktion Aus dem 32-MHz-Quarzoszillator Q 1 werden durch den Teiler T 1 zwei um 90o phasenverschobene 1-kHz-Rechtecksignale erzeugt. Aus dem Signal mit 0oPhasenverschiebung wird in Verbindung mit einem Bandpass 4. Ordnung ein Sinussignal von 1 kHz mit fester Phasenbeziehung zum Referenzsignal erzeugt. Bevor dieses Sinussignal auf den Prüfling gelangt, kann über einen Summationspunkt SU 1 diesem Sinussignal eine Gleichspannung gleicher Amplitude überlagert werden, um einen gepolten Prüfling vor negativen Spannungen zu schützen. Um die durch die technische Realisierung bedingten parasitären Kapazitäten zu eliminieren, kann mit dem regelbaren Verstärker und dem Kondensator C ein hardwaremäßiger Cnull-Abgleich durchgeführt werden. Über den Schalter S 1 wählt der Mikroprozessor aus, ob die Spannung am Prüfling oder der Strom durch den Prüfling zu messen ist. Der Strom durch den Prüfling wird über den I/U-Wandler I 1, der vom Prozessor in 2 Stufen (1, 10) schaltbar ist, in eine dem Strom äquivalente Spannung umgewandelt. Die ausgewählte zu messende Spannung gelangt über den Differenzverstärker V 2 auf den schaltbaren Verstärker V 3, der V24B vom Prozessor in 3 Stufen (0,2, 2, 20) schaltbar ist. Nach Verstärkung auf einen maximal zu verarbeitenden Pegel gelangt das Messsignal über den 1-kHz-Bandpass 2. Ordnung (F 2) einerseits auf den Pegeldetektor P 1, dessen Signal der Prozessor benötigt, um Übersteuerungen zu erkennen und andererseits auf den Summationspunkt SU 2, wo dem Messsignal vor der Gleichrichtung noch ein 1-kHz-phasenselektiertes Rechtecksignal überlagert wird. Durch die Überlagerung mit dem 1-kHz0o- oder 1-kHz-90o-Rechtecksignal wird von dem Nutzsignal nur der Bereich 0o bis 180o oder der Bereich 90° bis 270° im nachfolgenden Dual-Slope-AD-Wandler integriert. Es wurde somit ein phasenselektiver Gleichrichter gebildet, als Voraussetzung für die 4 Messungen I0, I90, U0 und U90. Durch den AD-Wandler AD 1 mit der außerordentlich hohen Auflösung von 20 Bit (1 Mio Stufen) wird das Signal in einen Digitalwert gewandelt und dem Mikroprozessor übergeben. Nachdem der Prozessor alle Messungen durchgeführt hat, wird der Messwert errechnet und auf dem Display angezeigt. Über die Tasten, die Anzeige und die IEC-Bus- sowie die V24B-Schnittstellen kommuniziert der Mikroprozessor mit 5 Bau- und Bedienungsanleitung dem Anwender oder dem steuernden PC. Bedienung Der Einsatz eines modernen Mikroprozessors ermöglicht eine besonders einfache und komfortable Bedienung. Nach dem Einschalten befindet sich das RLC 9000 in dem Automatik-Betriebsmodus RLC auto ohne Mittelwertbildung und ohne BiasSpannung. Je nach Art des Prüflings wird rechts neben der Anzeige das Ersatzschaltbild angezeigt, wobei folgende Kombinationen möglich sind: - reiner Widerstand (Rs leuchtet) reine Kapazität (Cs leuchtet) reine Induktivität (Ls leuchtet) Reihenschaltung von R und L, wobei R dominiert (Rs leuchtet und Ls blinkt) - Reihenschaltung von R und L, wobei L dominiert (Ls leuchtet und Rs blinkt) - Parallelschaltung von R und C, wobei R dominiert (Rp leuchtet und Cp blinkt) - Parallelschaltung von R und C, wobei C dominiert (Cp leuchtet und Rp blinkt) Über die Betriebsartenauswahl können noch einige Sonderformen angefordert werden, und zwar : - Parallelschaltung von R und L, wobei R dominiert (Rp leuchtet und Lp blinkt) - Parallelschaltung von R und L, wobei L dominiert (Lp leuchtet und Rp blinkt) - Reihenschaltung von R und C, wobei R dominiert (Rs leuchtet und Cs blinkt) - Reihenschaltung von R und C, wobei L dominiert (Cs leuchtet und Rs blinkt) Ergibt die Messung des Prüflings, dass ein reiner Widerstand, eine reine Kapazität oder eine reine Induktivität vorliegt (Güte oder Verlustfaktor größer als 500), so wird auf der Anzeige der Messwert mit gültiger Einheit angezeigt, und nur eine der 3 LEDs Cs, Rs oder Ls leuchtet auf. Eine Betriebsartenauswahl ist in diesem Fall nicht mehr erforderlich und wird von der Software gesperrt. In allen anderen Fällen werden je nach Betriebsart ein Ersatzschaltbild, bestehend aus einer leuchtenden und einer blinkenden LED sowie der zugehörige Messwert angezeigt. Die möglichen Betriebsarten sind mit den Tasten an der rechten oberen Seite des Gerätes anzuwählen, wobei die zugehörige LED den aktiven Betriebsmodus anzeigt. Nachfolgend sind alle Betriebsmodi aufgeführt und beschrieben: RLCauto (Automatik-Modus) In dieser vollautomatisch arbeitenden Betriebsart wird die dominierende Größe im Display mit der zugehörigen gültigen Einheit angezeigt. Als Ersatzschaltbild wird bei R und L die Reihenschaltung und 6 bei R und C die Parallelschaltung angewendet. Dies ist die komfortabelste Art Bauteile auszumessen, da eine Klassifizierung von Widerstand, Kapazität oder Induktivität automatisch erfolgt. Sie brauchen somit nur das Bauteil an die Eingangsklemmen anschließen, und sogleich erscheint der betreffende Messwert auf dem Display. LCserial (Reihenschaltung) Hierbei wird die Reihenschaltung von R und C oder von R und L angenommen und auf jeden Fall die Reihenkapazität oder Reiheninduktivität angezeigt, unabhängig davon, ob sie dominierend ist oder nicht. Möchten Sie z. B. bei einem Widerstand, bei dem der ohmsche Anteil dominiert, den induktiven Anteil ermitteln, so betätigen Sie diese Taste, und auf dem Display erscheint die Reiheninduktivität (vorausgesetzt, der Verlustfaktor ist nicht größer als 500). LCparallel (Parallelschaltung) Im Gegensatz zur Messung von LCserial wird in der Betriebsart LCparallel die Parallelschaltung von R und C oder von R und L angenommen und auch auf jeden Fall die Parallelkapazität oder die Parallelinduktivität angezeigt, unabhängig davon, ob sie dominierend ist oder nicht. Rserial (Reihenwiderstand) In dieser Funktion gelangt der Reihenwiderstand einer angenommenen Reihenschaltung von R und C oder von R und L zur Anzeige. Auch hierbei spielt es keine Rolle, ob der Wert dominierend ist oder nicht. Als Anwendungsbeispiel sei die Bestimmung des ohmschen Reihenwiderstandes einer Spule genannt. Rparallel (Parallelwiderstand) Wiederum als Gegenstück zu Rserial wird bei der Betriebsart Rparallel der Parallelwiderstand einer angenommenen Parallelschaltung aus R und C oder aus R und L angezeigt. Q (Güte) Diese Funktion ermittelt die Güte eines Bauelementes. D (Verlustfaktor) In dieser Betriebsart wird der Verlustfaktor eines Bauelements angezeigt. ZeroC(al)-Funktion (Nullabgleich) Um parasitäre Elemente des Messgerätes und der Messleitungen auszugleichen, besteht mit Hilfe der Zero-C-Funktion die Möglichkeit, parasitäre Elemente softwaregesteuert zu eliminieren. Normalerweise reicht der hardwaremäßige Nullabgleich mittels des Spindel- trimmers für die meisten Messungen aus. Abweichungen treten erst im Grenzbereich der Auflösung oder bei erhöhter Genauigkeitsanforderung auf. In diesem Fall ist ein softwaremäßiger Nullabgleich erforderlich, der durch einen Druck auf die Zero-CTaste ausgelöst werden kann. Nach Aktivierung desselben, leuchtet die zugehörige LED auf und bleibt solange an, bis der gesamte Abgleich beendet ist. Es folgt als erstes der Abgleich mit offenen Eingangsbuchsen, wobei auf dem Display der Text OFFEN angezeigt wird. Nachdem man sich vergewissert hat, dass kein Prüfling mehr angeschlossen ist, muss die Zero-C-Taste betätigt werden, wonach der erste Schritt des Abgleichs beginnt. Hierzu erscheint auf dem Display ein O und ein durchlaufender Strich. Sind alle nötigen Messungen beendet, erscheint der Text „brucKE” auf dem Display, um anzuzeigen, dass die Eingänge kurzgeschlossen werden müssen. Ist dies geschehen, muss wieder die Zero-C-Taste betätigt werden, um mit den Abgleichmessungen fortzufahren. Hierzu erscheint auf dem Display ein „b” und ein durchlaufender Strich. Nach Abschluss auch dieser Messungen ist das Gerät abgeglichen, die Zero-C-LED verlischt, und der normale Betrieb wird wieder aufgenommen. Da dieser Abgleich auch alle Alterungsund Temperatureinflüsse mit berücksichtigt, ist es nicht sinnvoll, die Abgleichdaten zu speichern. Nach erneutem Einschalten des Gerätes ist deshalb gegebenenfalls ein Neuabgleich erforderlich. Mittelwert-Funktion Sofern Schwankungen in der Anzeige des Messwertes auftreten, sei es durch äußere Störeinstreuungen oder in den Grenzbereichen des Messgerätes, kann mit Hilfe der Mittelwertfunktion eine Gleit-Mittelwertbildung über 20 Messwerte aktiviert werden. Hierbei bildet der zentrale Mikroprozessor den Mittelwert aus den letzten 20 Messungen und bringt diesen zur Anzeige, d. h. der Wert wird fortlaufend aktualisiert. Zur Aktivierung dieser Funktion ist die Taste „Mean Value“ zu betätigen, wobei zur Signalisierung die zugehörige LED aufleuchtet. Damit sich der Messwert beim Wechsel des Prüflings nicht erst langsam ändert, wird die Mittelwertbildung mit neuen Werten begonnen, sobald ein Messwert 20 % vom vorhergehenden Wert abweicht. Bias-Funktion Als nützliche Funktion bei der Messung gepolter Bauelemente ist die Bias-Funktion zu nennen. In dieser Betriebsart wird dem Messsignal eine Gleichspannung überlagert, damit gepolte Bauelemente keinen Schaden nehmen, wenn sie ausgemessen TR1 SI1 D1 50mAT 1 1N4001 15V 0,15A C1 C3 1N4001 230V 50Hz 3 +15V C5 2 D2 1000u 40V IC1 7815 100n ker C7 10u 25V 100n ker AG D3 15V 0,15A C2 1N4001 D4 C4 1000u 40V C6 2 1N4001 4,5VA 1 100n ker 7915 IC2 C8 10u 25V 100n ker -15V 3 Analogspannungen 1 C9 IC3 7806 3 +6VA C11 C13 2 100n ker 10u 25V C10 C12 100n ker AG C14 1 100n ker 2 1 TR2 SI2 S1 2 D5 100mAT 1 1N4001 KL1 7908 IC4 IC5 7805 10u 25V 3 100n ker Anzeige +8VUNST Digital 3 -8VA +5V 2 D6 1 C74 100n 250V~ 3 230V 50Hz 1N4001 230V 50Hz D7 C15 C16 4700u 16V C17 100n ker C18 100n ker 10u 25V 1N4001 D8 S1 3 DG 4 8VA 1N4001 TR3 ~9V1 230V 50Hz Spannungsversorgung fur V24B Treiber 9V 125mA ~9V2 Abblockkondensatoren +5V C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C41 C65 +15V C62 C63 C64 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker 100n 100n 100n ker ker ker AG DG +5VA -15V -5VA C42 C43 C44 C45 C46 C47 C48 C49 C50 C51 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker C67 C68 C69 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 C60 C61 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n 100n ker ker ker ker ker ker ker ker ker ker 100n 100n 100n ker ker ker AG AG AG Bild 1: Netzteil und Abblockkondensatoren werden. Zur Aktivierung der Funktion ist die Taste „Bias“ zu betätigen, und die zugehörige LED leuchtet auf. Damit sind die wesentlichen Merkmale und Funktionen dieser RLC-Messbrücke beschrieben, und wir wenden uns der interessanten Schaltungstechnik im Detail zu. sowohl das Messprinzip als auch dessen praktische Ausführung besonders interessant sind, haben wir die Beschreibung sehr ausführlich angelegt. Wir beginnen die Schaltungsbeschreibung mit der Stromversorgung, gefolgt von der Display-Ansteuerung mit Tastaturabfrage usw. Schaltung Netzteil (Bild 1) Für die Stromversorgung des RLC 9000 dienen 3 separate Netztransformatoren. Dieser zunächst vielleicht als unnötig erscheinende Aufwand wird verständlich, wenn man bedenkt, dass im Analogteil mit Zur besseren Übersicht ist die recht umfangreiche Schaltungstechnik des RLC 9000 in einzelne logisch zusammengehörende Teilschaltbilder aufgesplittet. Da Auflösungen von wenigen Mikrovolt gearbeitet wird, und es somit unbedingt erforderlich ist, Störungen, die von schneller Digitaltechnik zwangsläufig erzeugt werden, vom Analogteil fernzuhalten. Die Stromversorgung ist deshalb in 3 getrennten Kreisen ausgeführt, von denen der erste ausschließlich die analogen Schaltungselemente und der zweite die digitalen Komponenten versorgt. Der dritte Kreis schließlich ist für die galvanisch getrennte V24B-Schnittstelle zuständig. Primärseitig sind die Netztransformatoren TR 1 , TR 2 und TR 3 parallelgeschaltet 7 Bau- und Bedienungsanleitung und werden von der Sicherung SI 1 abgesichert. Das Ein- und Ausschalten erfolgt über den 2-poligen Netzschalter S 1. Der Netztrafo TR 1 erzeugt 2 erdsymmetrische 15-V-Wechselspannungen, die über die Gleichrichterbrücke D 1 bis D 4 gleichgerichtet und von den Elkos C 1 und C 2 gesiebt werden. Die 4 Spannungsregler IC 1 bis IC 4 sind in Verbindung mit den Ladeelkos C 5, C 6, C 11 und C 12 zur Generierung der 4 Spannungen +6 V, -8 V, +15 V und -15 V für den Analogteil zuständig. Der Netztrafo TR 2 erzeugt über die Gleichrichterbrücke D 5 bis D 8 und den Siebelko C 15 eine unstabilisierte Versorgungsspannung von ca. 8 V, die in Verbindung mit IC 5 die Betriebsspannung für den Digitalteil des RLC 9000 bereitstellt. Um den Spannungsregler nicht unnötig zu belasten, erfolgt die Speisung der Displays aus der unstabilisierten Spannung, d. h. die entsprechende Stromaufnahme erfolgt vor dem Spannungsregler. Der Netztransformator TR 3 letztendlich versorgt ausschließlich die serielle Schnittstelle. Zu erwähnen ist jetzt noch die Vielzahl von 100-nF-Kondensatoren, die in unmittelbarer Nähe eines ICs Störungen und Rückwirkungen von den und über die Versorgungsleitungen unterdrücken. Prozessor-Schaltbild (Bild 2) In Abbildung 2 sind der Mikroprozessor und seine unmittelbare Umgebung dargestellt. Als zentrale Steuerungseinheit wurde ein Prozessor des Typs 80C32-1 (IC 500) verwendet, der mit einer Taktfrequenz von 16 MHz arbeitet. Beim Einschalten des RLC 9000 sorgt der zu diesem Zeitpunkt entladene Elko C 500 dafür, dass ein Reset am Prozessor und dem IEC-Bus-Controller ausgeführt wird. Im Anschluss daran lädt sich der Elko über R 501 auf, so dass nach ca. 200 ms die Resetpins auf Low-Potential liegen. D 500 verhindert dabei, dass beim Ausschalten des Gerätes hier eine negative Spannung entsteht. Da der externe Adressbus des Prozessors mit dem Datenbus gemultiplext ist, werden die unteren 8 Adressbits (A 0 bis A 7) immer dann von Port 0 in das Latch IC 501 übernommen, wenn der ALE-Pin des Prozessors High-Potential führt (Adresse gültig). Zusammen mit dem Port 2 (High-Adresse) des Prozessors und den Ausgängen des Latches IC 501 wird somit eine 16-BitAdresse gebildet, die zur Adressierung des EPROMs IC 503 und der Peripherie benötigt wird. Damit das im EPROM befindliche Programm ablaufen kann, erhält es vom Prozessor eine Mitteilung, wann das EPROM seine Daten auf den Datenbus legen kann. Dies veranlasst der Prozessor, nachdem er die zugehörige Programmadresse auf den Adressbus gelegt hat, in dem er mit seiner PSEN-Leitung das EPROM freigibt. Dieses stellt daraufhin seine Daten über den Datenbus (Port 0) dem Prozessor zur Verfügung. Bei Schreib- oder Lesezugriffen auf die externen Bausteine wird mit dem Adress- decoder IC 504 aus den obersten 3 Bits der Adresse (A 13, A 14, A 15) einer der 5 Peripheriebausteine ausgewählt und entweder Daten über den Datenbus gelesen (RD-Pin liegt auf Low-Potential) oder Daten über den Datenbus geschrieben (WRPin liegt auf Low-Potential). Freigegeben wird der Adressdecoder genau dann, wenn entweder der WR-Pin oder der RD-Pin Low-Potential annimmt. Diese Verknüpfung wird durch die beiden Dioden D 509 und D 510 vorgenommen. Die verschiedenen Peripheriebausteine haben dabei folgende Hauptadressen: - 0000 (Hex) : Schreibadresse Anzeigenlatch 1 - 2000 (Hex) : Schreibadresse Anzeigenlatch 2 - 4000 (Hex) : Leseadresse Zählerstand - 6000 (Hex) : Schreib- und Leseadresbis se des IEC-Bus Control- 6007 (Hex) lers -8000(Hex): Schreibadresse Porterweiterung - A000 (Hex) : Leseadresse des Dipschalters Die Portpins von P 1 und P 3 sowie die Ausgänge des Porterweiterungs-IC 502, das über die externe Schreibadresse 8000 (Hex) setzbar ist, dienen zur Steuerung der internen Abläufe im Gerät und werden nachfolgend ausführlich beschrieben: RXD, TXD - Datenleitungen für die serielle Kommunikation CTS, RTS - Status der seriellen Schnittstelle Adressbus Adressdekoder IC504 IECCLOCK IC500 30 29 A8 21 A9 22 A10 23 A11 24 A12 25 A13 26 A14 27 A15 28 RXD TXD NULL LEVEL TIMER0 CTS WR RD 10 11 12 13 14 15 16 17 ALE PSEN RESET EA P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RxD/ TxD/ INT0/ INT1/ T0/ T1/ / WR / RD P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 XTAL1 XTAL2 RESET 10u 9 25V 31 DG 39 38 R531 37 R532 36 R533 35 R534 34 R535 33 R536 32 R537 1 2 3 4 5 6 7 8 R501 10k D500 1N4148 R530 D0 DG 100 D1 100 D2 100 D3 100 D4 100 D5 100 D6 100 D7 100 A0 A1 A2 IC501 1 11 DG D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 2 3 4 5 6 7 8 9 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 A13 1 A14 2 A15 3 +5V Programmspeicher OC C IC503 1D 1Q 2D 2Q 3D 3Q 4D 4Q 5D 5Q 6D 6Q 7D 7Q 8D 8Q 74HC573 19 18 17 16 15 14 13 12 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A0 10 A1 9 A2 8 A3 7 A4 6 A5 5 A6 4 A7 3 A8 25 A9 24 A10 21 A11 23 A12 2 A13 26 A14 27 22 OE 20 CS A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 DG 1 11 LATCH Q500 DG D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D509 RD 1N4148 D510 R500 1k +5V 1N4148 1 C502 27p ker DG D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 2 3 4 5 6 7 8 9 Schnittstellenkonfiguration +5V OC C 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q 19 18 17 16 15 14 13 12 IC505 BIAS I-VERST. U/I-WAHL VERST.1 VERST.2 PHASE START NPHASE S500 Off On 74HC574 Porterweiterung Dip8 DG Bild 2: Schaltung des Prozessors mit unmittelbarer Umgebung 8 ANZEIGE1 ANZEIGE2 ZAEHLER IEC LATCH DG 11 12 13 15 16 17 18 19 WR IC502 80C32 Puffer/Entkopplung 12p ker 15 14 13 12 11 10 9 7 27256 Datenbus 19 18 16MHz Y0 Y1 Y2 Y3 E3 Y4 E1 Y5 E2 Y6 Y7 74HC138 A0 A1 A2 D0-D7 RTS C501 6 4 5 19 1 R505 4k7 +5V C500 R538 R539 R540 R541 R542 R543 R544 R545 +5V 220 220 220 220 220 220 220 220 2 3 4 5 6 7 8 9 G DIR A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 74HC245 18 17 16 15 14 13 12 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0-D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 DG D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 IC507 OC C P1.0 P1.1 P1.2 DG DG IC506 A B C D 74LS145 IC508 V+ GND 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 ULN2803 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 R514 R515 R516 R517 R518 R519 R520 R521 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 18 17 16 15 14 13 12 11 100 100 100 100 100 100 100 100 +8VUNST 8 C503 3 10n ker DG DI500 DJ700A T500 BC876 8 C504 3 10n ker DG DI501 DJ700A T501 10n ker DG DI502 DJ700A 3 8 C506 BC876 T502 High-Side-Treiber BC876 8 C505 3 10n ker DG DI503 DJ700A T503 BC876 C507 10n ker DG T504 BC876 LA3911-11B TA502 1N4148 D512 TA507 TA505 TA503 TA501 TA504 1N4148 D513 TA509 TA500 TA506 1N4148 D514 D511 TA508 1N4148 D515 1N4148 LA3911-11B Remote DI505 D532 18 15 11 8 6 3 G1 5 G2 14 DP 12 H 2 I 1 J 16 K 10 L 9 M 7 Spaltenauswahl 15 14 13 12 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 4 13 17 R512 4k7 R513 2k2 D531 1 11 19 18 17 16 15 14 13 12 D526 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q 100 100 100 100 100 100 100 100 D525 74HC574 R522 R523 R524 R525 R526 R527 R528 R529 D524 4 13 17 D530 R508 4k7 R509 2k2 D523 Low-Side Treiber IC510 V+ GND 18 17 16 15 14 13 12 11 D522 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 10 9 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 D521 2 3 4 5 6 7 8 9 DG 1 2 3 4 5 6 7 8 D520 DI504 D529 R506 4k7 R507 2k2 D519 ANZEIGE1 ANZEIGE2 IC509 OC C 19 18 17 16 15 14 13 12 ULN2803 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 D518 Anzeigenlatches 1 11 2 3 4 5 6 7 8 9 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q 74HC574 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D D517 18 15 11 8 6 3 G1 5 G2 14 DP 12 H 2 I 1 J 16 K 10 L 9 M 7 D528 R510 4k7 R511 2k2 D527 R503 4k7 R504 2k2 7 6 4 2 1 9 10 5 7 6 4 2 1 9 10 5 7 6 4 2 1 9 10 5 7 6 4 2 1 9 10 5 D516 Bild 3: Schaltung der Anzeigensteuerung und der Tastatur P1.4 P1.3 9 Bau- und Bedienungsanleitung Tabelle 1: Baudraten und zugehörige Schalterstellung S6 S7 S8 Baudrate aus aus aus aus ein ein ein ein aus aus ein ein aus aus ein ein aus ein aus ein aus ein aus ein 150 300 600 1200 2400 4800 9600 19200 Abständen die beiden Latches IC 507 und IC 509 mit Anzeigenwerten, während der Adressdecoder IC 506 die entsprechende Anzeigenspalte aktiviert. Dieser Adressdecoder besitzt Open-Kollektor-Ausgänge, so dass er die Anzeigentreiber T 500 bis T 504, die mit der unstabilisierten 8-VVersorgung arbeiten, ohne Pegelanpassung treiben kann. Jeder Anzeigentreiber steuert 16 LEDs oder Segmente an, deren Aktivierung durch die Werte in den Anzeigenlatches festgelegt ist. Da diese Latches den hohen für den Tabelle 2: Befehle zum Setzen von Parametern Befehl Parameter Werte- Bedeutung bereich Befehl entspricht B BRS Mode R seriell setzen Z M1 B1 Mittelwert ein Bias ein 1-2 ASCII AU SE PA RS RP Q D Z M I 1 ASCII 1 ASCII 1,0 1,0 Betriebsmode setzen RLC auto LC seriell LC parallel R seriell R parallel Güte Verlustfaktor Zero C setzen Mittelwertbildung ein/aus Bias ein/aus NULL LEVEL - Status des AD-Wandlers - Bereichsüberschreitung des Messverstärkers TIMER0 - Zählimpulse des ADWandlers P1.0, P1.1, - Multiplexadresse der P1.2 Anzeige P1.3, P1.4 - Tastatureingänge BIAS - Aktivierung der Bias-Spannung I-VERST. - Umschaltung des U/IWandlers U/I-WAHL - Umschaltung zwischen Strom- und Spannungsmessung VERST.1, - Steuerung des MessverstärVERST.2 kers PHASE, - Phasenwahl für den phasenNPHASE selektiven Gleichrichter START - Startimpuls für den ADWandler Beim Einschalten des RLC 9000 wird über den Bus-Treiber IC 505 der Zustand des DIP-Schalters, an dem die Konfiguration der Schnittstellen vorgenommen werden kann, eingelesen. Anzeigensteuerung und Tastaturabfrage (Bild 3) Die vier 7-Segment und die zwei 14-Segment-Anzeigen sowie die 17 Leuchtdioden werden im 2-zeiligen Multiplexbetrieb angesteuert, bei gleichzeitiger Verwaltung der 10 Tasten. Der Prozessor beschreibt in äquidistanten 10 Multiplexbetrieb benötigten Strom der Segmente und LEDs (40 mA pro Segment/ LED) nicht direkt treiben können, ist jeweils ein Leistungstreiber in Form von IC 508 und IC 510 nachgeschaltet. Letztere bilden über die Vorwiderstände R 514 bis R 529 die Low-Side-Treiber der Anzeigen. Über die Port-Pins P1.3 und P1.4 können pro Multiplexschritt je 2 Tasten abgefragt werden, entsprechend alle 10 Tasten innerhalb eines Multiplexzyklus. Die Dioden D 511 bis D 515 verhindern dabei Rückwirkungen der Tasten auf die Anzeigentreiber. Schnittstellen Das RLC 9000 kann sowohl über V24B als auch über den IEC-Bus in allen Funktionen bedient und abgefragt werden. Zur Konfiguration dient ein 8-poliger DIP-Schalter auf der Rückseite des Gerätes, wobei die 8 Schalter folgende Funktion haben: S 1 bis S 5: binäre Geräteadresse S 6 bis S 8: Baudrate für V24B. Als Geräteadresse kann jede Zahl zwischen 0 und 31 dienen, wobei zur Einstellung der Adresse die binäre Darstellung der Zahl direkt als Schalterstellung übernommen wird. Eine „1” entspricht somit der Schalterstellung „ein” und eine „0” der Schalterstellung „aus”. Z. B. würde die Geräteadresse „3” einer Schalterkombination entsprechen, bei der S 1, S 2, S 3 ausgeschaltet und S 4, S 5 eingeschaltet sind. Da bei der Bedienung der V24B die Geräteadresse im ASCII-Zeichensatz zu übertragen ist, werden die Geräteadressen „0” bis „9” den ASCII-Ziffern „0” bis „9” (30 Hex bis 39 Hex) und die Geräteadressen „10” bis „31” den ASCII-Buchstaben „A” bis „V” (41 Hex bis 56 Hex) zugeordnet. Die Baudrate für die V24B-Schnittstelle wird mit den Schaltern S 6 bis S 8 eingestellt, wobei die Tabelle 1 Aufschluss über Tabelle 3: Befehle zum Abfragen von Parametern Befehl Antwort b Wertebereich 1-2 ASCII m 1 ASCII AU SE PA RS RP Q D 1,0 i w 1 ASCII String 1,0 xxxx±yyE e 3 ASCII CRS (RCS) LRS (RLS) CRP (RCP) LRP (RLP) Bedeutung Befehl Antwort entspricht Betriebsmode abfragen b RLC auto LC seriell LC parallel R seriell R parallel Güte Verlustfaktor Mittelwertbildung abfragen m SE Bias abfragen b Messwert abfragen w Einheit O (Ohm) F (Farad) H (Henry) g (Güte) v (Verlustfaktor) Exponent (*10 hoch ±yy) Mantisse Ersatzschaltbild abfragen e C, R seriell C(R) dominiert L, R seriell L(R) dominiert C, R parallel C(R) dominiert L, R parallel L(R) dominiert 0 1234-7F Mode LC seriell ist aktiv 0 RLS Mittelwert ist aus Bias ist aus 123.4 µF R und L seriell R dominant BU600 IC601 +5V IC600 40 VDD 7 6 DMAACK DMAREQ A0 A1 A2 12 13 14 15 16 17 18 19 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 IECCLOCK RESET 1 11 REN IFC NDAC NDFD DAV EOI ATN SRQ D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 3 4 19 18 17 16 15 14 13 12 28 29 30 31 32 33 34 35 DIO1 DIO2 DIO3 DIO4 DIO5 DIO6 DIO7 DIO8 8 CS 10 WR 9 RD 11 INT 21 RS0 22 RS1 23 RS2 IEC WR RD 75160 GND 2 3 4 5 6 7 8 9 DI01 DI02 DI03 DI04 DI05 DI06 DI07 DI08 TE PE VCC GND DI05 DI01 DI06 DI02 DI07 DI03 DI08 DI04 REN EOI DAV NRFD 10 Tri-State Treiber NDAC IFC +5V DG IC602 SRQ 75161 19 18 17 16 15 14 13 12 20 uPD7210 DG IEC Controller DIO1 DIO2 DIO3 DIO4 DIO5 DIO6 DIO7 DIO8 20 1 2 5 T/R1 T/R2 T/R3 Clock Reset 25 24 38 37 36 39 26 27 DIO1 DIO2 DIO3 DIO4 DIO5 DIO6 DIO7 DIO8 1 11 REN IFC NDAC NRFD DAV EOI ATN SRQ ATN REN IFC NDAC NRFD DAV EOI ATN SRQ 2 3 4 5 6 7 8 9 REN IFC NDAC NRFD DAV EOI ATN SRQ 13 13 1 1 14 2 15 3 16 4 17 5 18 6 19 7 20 8 21 9 22 10 23 11 24 12 DG IEEE48 Buchse TE DC VCC GND 20 10 +5V DG Bild 4: Schaltbild der IEC-Bus-Schnittstelle +5V +12V D600 ~9V1 R602 680 R601 2k7 C600 IC603 6 5 RXD 100n C601 1 Rx CTS 4 RTS 3 CNY17 TXD C602 T600 R604 10k DG 470u 16V ~9V2 C603 100n 2 1N4001 470u 16V -12V D601 1N4001 BC548 +5V R603 100k D602 R605 2k7 1N4148 IC604 6 5 R606 680 1 CTS 4 3 CNY17 2 T601 R608 10k DG BC548 R607 100k D603 1N4148 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Sub-D,9pol. Print R612 2k2 +5V BU601 R613 220 T602 IC605 BC548 1 5 6 2 T603 RTS BC548 R611 2k2 4 R609 220 3 CNY17 R610 2k2 +5V R617 2k2 T604 T605 BC558 IC606 6 5 Tx 2 DG 3 CNY17 4 R620 10k 1 R619 220 R618 2k2 BC558 R616 220 R615 2k2 R614 2k2 DG Bild 5: Schaltbild der V24BSchnittstelle die Baudrate mit der zugehörigen Schalterstellung bietet. Die Anzahl der Datenbits, die Paritätsprüfung sowie die Anzahl der Start- und Stopbits ist prinzipiell wie folgt festgelegt: 1 Startbit, 8 Datenbits, keine Parität sowie 1 Stopbit. Um eine klare und einfache Übersicht über die möglichen Befehle, mit denen das RLC 9000 über V24B oder IEC bedienbar ist, zu erhalten, wurden alle Befehle in 2 Tabellen zusammengefasst. Auf der rechten Seite jeder Tabelle ist dabei ein Beispiel aufgeführt. Im vorliegenden Fall unterscheiden wir zwischen 2 Arten von Befehlen. Die einen dienen zur Einstellung des Gerätes, und die anderen fordern Werte vom Gerät ab. Aus diesem Grunde ist der Befehlssatz in 2 Tabellen aufgelistet, wobei Tabelle 2 alle Befehle enthält, mit denen das Gerät einstellbar ist, und Tabelle 3 alle diejenigen Befehle auflistet, mit denen Werte und Einstellungen vom Gerät angefordert werden können. Die Kommunikation mit dem RLC 9000 muss zunächst über eine Adressierungssequenz aktiviert werden, bevor das Gerät auf weitere Befehle reagiert. Hierbei wird das ASCII-Zeichen SOH (0x01), gefolgt von dem Gerätetyp (ASCII-Zeichen 5 = 0x35) und der Geräteadresse (ein ASCIIZeichen 0–9, A–V) gesendet. Das angeschlossene RLC 9000 antwortet auf eine korrekte Adressierungssequenz mit dem ASCII-Zeichen ETX (0x03) als 11 Bau- und Bedienungsanleitung mit im Adress-bereich 6000 (Hex) bis 6007 (Hex). Die Entscheidung, ob ein Leseoder ein Schreibzugriff erfolgt, geschieht über die WR- oder RD-Leitung des Prozessors. Ausgangsseitig ist der Controller über die Tristate-Treiber IC 601 und IC 602 mit der IEC-Bus-Buchse BU 600 verbunden. Da der Controller nicht als Bus-Master dient, ist die Richtungssteuerung von IC 602 grundsätzlich über DC (Pin 11 des IC 602) auf Empfang geschaltet. V24B-Schnittstelle vollkommen kompatibel zur Standard-V24-Schnittstelle ist, mit dem Vorteil, dass zusätzlich mehrere Geräte mit einer V24B-Schnittstelle parallel in Bus-TechnoloBeispiel: Verbindung mit RLC 9000 (Ge-räteadresse 7) aufbauen gie betreibbar sind. PC: SOH ‚5’ ‚7’ -> 0x01 0x35 0x37 Eine ausführliche RLC 9000: ETX -> 0x35 Beschreibung des ELV-V24B-BusBei der Übertragung der Befehle aus den ses sowie des IEC-Busses würde den RahTabellen 2 und 3 wird zunächst der Befehls- men dieses Artikels sprengen, so dass wir code gesendet, gefolgt von den je nach für weitergehende Informationen bezügBefehlsstruktur zugehörigen Parametern lich des ELV-V24B-Busses auf den entund dem ASCII-Zeichen CR (0x0D) als sprechenden Artikel im „ELV journal“ 4/ Abschluss. Die RLC-Messbrücke RLC 89 verweisen, und für die Benutzung des 9000 antwortet mit den angeforderten Da- IEC-Busses auf entsprechende Fachliteraten und schließt diese Transaktion mit dem tur. Im Anschluss an vorstehende BeschreiSteuerzeichen ACK (0x06) ab. Auch wenn keine Daten zurück zum Rechner gesendet bung der seriellen und der IEC-Schnittstelwerden, wird die Transaktion mit ACK als le wenden wir uns jetzt der detaillierten Bestätigung für den korrekten Empfang Schaltungsbeschreibung dieser Schnittsteldes Befehls abgeschlossen. Nach der er- len im RLC 9000 zu. folgreichen Ausführung eines Befehls beginnt die Remote-LED am RLC 9000 zu IEC-Bus-Schnittstelle (Bild 4) Als IEC-Bus-Controller dient der inteleuchten. Sollte ein fehlerhafter Befehl, fehlerhafter Parameter, ein Kommuni- grierte Baustein des Typs µPD 7210 kationsfehler oder sonst ein Übertragungs- (IC 600) mit den Tristate-IEC-Bus-Treifehler aufgetreten sein, so quittiert das an- bern IC 601 des Typs 75160 und IC 602 geschlossene Gerät mit dem ASCII-Zei- des Typs 75161. Da der Controller 8 Schreib- und 8 chen NAK (0x15). Leseregister besitzt, wird die Beispiel: Mode R seriell setzen Adressauswahl mit PC: ‚B’ ‚R’ ‚S’ CR -> 0x42 0x52 0x53 0x0D den 3 niedrigsten RLC 9000: ACK -> 0x06 Adressleitungen A 0, A 1 und A 2 durchgeführt. Die Beispiel: Betriebsmode abfragen Hauptadresse wird PC: ‚b’ CR -> 0x62 0x0D RLC 9000: ‚R’ ‚S’ ACK -> 0x52 0x53 0x06 (Mode R seriell) vom Adressdecoder IC 504 decodiert und gibt über In diesem Zusammenhang sei ange- den CS-Pin 8 von IC 600 den Baustein frei. merkt, dass die im RLC 9000 eingesetzte Der Controller liegt für den Prozessor soBestätigung. Der Verbindungsaufbau ist jetzt abgeschlossen. Ein Abbruch der Kommunikation erfolgt durch rechnerseitiges Senden des Steuerzeichens EOT (0x04). V24B-Schnittstelle (Bild 5) Der Prozessor besitzt eine eigene serielle Schnittstelle, deshalb ist für die V24BSchnittstelle kein zusätzlicher Controller erforderlich, und die Sende-, Empfangsund Steuerleitungen (TXD, RXD, RTS und CTS) können direkt das V24B-Interface bedienen. Da die V24B-Schnittstelle galvanisch komplett vom Rest des Gerätes getrennt ist, findet die Übermittlung der Daten in beide Richtungen über Optokoppler statt. Die zu sendenden Daten (TXD) steuern über die als Inverter geschaltete Transistorstufe T 604, R 614 bis R 616 den Optokoppler IC 606 an, der seinerseits über die Schaltstufe T 605 und R 617 bis R 620 die Ausgangsleitung TX (Pin 2 der 9-poligen Sub-D-Buchse) steuert. Hierbei stellt ein High- Pegel auf der TXD-Leitung einen passiven Ausgangspegel von -12 V und ein Low-Pegel einen aktiven Ausgangspegel von +12 V dar. R 620 dient als Pull-downWiderstand auf -12 V. Das Freigabesignal RTS (Ready to send) steuert über den Emitterfolger T 602 den Optokoppler IC 605 an, der seinerseits über die Schaltstufe T 603 und R 610 bis 613 die Ausgangsleitung RTS (Pin 8 der 9-poligen Sub-D-Buchse) steuert. Hierbei stellt TAKT IC101 +5V 2 3 1 DG 3 Q1 IC102 2 R0-1 R0-2 14 1 DG 1 12 QA 9 QB 8 QC 11 QD CPA CPB 4 32MHz 4 IC102 14 CLR 3 DG 15 A QA B 5 QB 6 QC 7 QD 2MHz 12 IC103 2 CLR 13 A QA B 11 QB 10 QC 9 QD DG 1 100kHz IC103 14 CLR A 4 A B 3 QA DG 15 5 QB 6 20kHz 12 QC 7 QD A IC104 +5V 9 CLR QA B 8 13 1kHz 74HC390 74HC390 74HC390 74HC390 :2 :10 :2 :2 :5 :5 CP 1 2 11 QB 10 4kHz QC 9 QD B CLR A B QB QC QD QE QF QG QH 74HC164 74LS93 2 :16 DG DG 1kHz 0GRAD 4 1kHz 90GRAD 5 1kHz 180GRAD 6 1kHz 270GRAD 10 11 12 13 3 QA Bild 6 (oben): Messsignalerzeugung. Bild 7 (unten): Messsignalformung R111 8k2 5 7 IC100 + LM324 11 -8VA 10n C103 R107 39k +6VA 4 9 10n 10 - LM324 11 12 LM324 -8VA 11 100n ker -8VA A 12 +6VA 13 -8VA AG AG AG AG AG AG PRUEF IC205 CD4053 AG R115 560 14 1N4148 AG + C104 R103 2k7 0GRAD 14 IC100 8 IC100 + 12 +6VA 4 - R113 24k -8VA R102 1k D101 D100 AG 10n - 13 R112 5k6 LM324 11 4 6 Biaseinspeisung C102 R110 12k + 10n C101 R104 39k +6VA R109 82k 1 Bandpass 2.Ordnung 1kHz R108 3k3 R101 10k 3 - IC100 R105 3k3 2 C100 +6VA 4 R106 82k Verstarker Bandpass 2.Ordnung 1kHz R114 330 R100 33k 11 BIAS ST3 R231 10M Guard AG AG 2 R228 100k Sense+ Puffer + A 100n 6 TL072 4 R202 10M R200 1k 8 R203 10k 1 IC200 3 5k Spindel +6VA 8 C200 ST4 R204 R232 100k 5 + B ST5 ST6 AG 7 10p ker TL072 4 D204 BZW06-5V6B Bild 8: Messsignalauswahl C201 IC200 -8VA PRUEF +6VA -8VA Kompensation AG R201 1k D203 BZW06-5V6B IC205 AG B R205 900 0,1% R206 9k 0,1% + B 100n 4 3 15 A CD4053 2 +6VA - IC201 +A NE5532 B 2 3 +6VA 6 IC203 MSIG Messignal NE5534 + 4 R209 9k 0,1% 4 IC205 R208 9k 0,1% 7 -8VA 3 5 R207 4k52 0,1% 1 4 -8VA Differenzverstarker 10 TL072 R227 10M 10 CD4053 9 7 IC202 5 15 2 1 - C210 1 IC204 +6VA 8 6 2 -8VA R210 4k52 0,1% Sense- I-VERST. 8 AG ST7 AG U/I-WAHL CD4053 AG C202 +6VA +6VA 16 16 4p7 ker 8 2 3 + A A 1 IC202 6 9 12 3 14 4 13 TL072 I/U-Wandler 8 IC204 - 4 AG +6VA 5 IC204 11 CD4053 -8VA AG ein High-Pegel auf der RTS-Leitung des Prozessors einen aktiven Ausgangspegel von -12 V und ein Low-Pegel einen passiven Ausgangspegel von +12 V dar. R 612 dient hierbei als Pull-up-Widerstand auf +12 V. Die Eingangsleitung RX (Pin 3 der 9-poligen Sub-D-Buchse) steuert bei einem positiven Pegel über die Schaltstufe T 601 und R 606 bis R 608 den Optokoppler IC 604 durch, der seinerseits den RXD-Pin des Prozessors auf GND zieht. D 603 schützt den Transistor T 601 vor negativen Spannungen. Ein Eingangspegel > +0,7 V bedeutet am RXD-Pin ein Low-Pegel, während alle anderen Eingangsspannungen ein High-Potential bedeuten. Die Beschaltung der Eingangsleitung CTS (Pin 7 der 9-poligen Sub-D-Buchse) ist identisch der Beschaltung der RX-Eingangsleitung und braucht somit keine weitere Erläuterung. Die beiden Spannungen +12 V und -12 V werden mit Hilfe der Dioden D 600 und D 601 und den Siebelkos C 602 und C 603 aus der galvanisch getrennten 9-V-Wechselspannung des Netzteils gewonnen. Messsignalerzeugung (Bild 6) Das 32-MHz-Taktsignal für den gesamten Messzweig wird von dem integrierten Quarzoszillator Q 1 bereitgestellt. Durch Mehrfachteilung werden aus diesem Takt die 4 um jeweils 900 gegeneinander verschobenen 1-kHz-Rechtecksignale erzeugt. 5 +6VA IC204 - IC201 +B 7 NE5532 IC205 CD4053 6 7 CD4053 8 6 AG AG 7 8 A CD4053 4 AG Dabei bildet das 1-kHz-0o-Signal die Ausgangsbasis für das Messsignal. Die übrigen 1-kHz-Signale werden für den phasenselektiven Gleichrichter und die Ablaufsteuerung des AD-Wandlers benötigt. Das 32-MHz-Rechteck-Signal gelangt auf den 4-Bit-Binärzähler IC 101, an dessen Ausgang Q D der durch 16 geteilte Takt von 2 MHz bereitsteht, der wiederum auf das als Teiler durch 20 geschaltete IC 102 gelangt. An dessen Ausgang Q C liegt jetzt ein Rechteck-Signal von 100 kHz mit einem Puls-Pausen-Verhältnis von 2 : 3 an, das auf die Teilerkette IC 103 A, B gelangt, die nach 2facher Teilung jeweils durch 5 einen Takt von 4 kHz für das Schieberegister generiert. Dieser 4-kHzTakt mit einem Puls-Pausen-Verhältnis von 2 : 3 wird nochmals durch 4 geteilt. Am Ausgang Q A des IC 103 B liegt nun ein 1-kHz-Rechteck-Signal mit einem PulsPausen-Verhältnis von 1 : 1 an, das mit dem 4-kHz-Takt durch das Schieberegister IC 104 geschoben wird. An den Ausgängen Q A, Q B, Q C und Q D dieses Schieberegisters liegen somit die vier 1-kHzRechteck-Signale mit je 90o-Phasenverschiebung an. Messsignalformung (Bild 7) Das 1-kHz-0o-Rechteck-Signal gelangt auf die in Abbildung 7 gezeigte Messsignalformung. Mit Hilfe der Pegelverschiebung R 102, R 103 und den Begrenzungsdioden D 100, D 101 wird die Amplitude -8VA AG -8VA AG -8VA des Rechteck-Signals auf ±600 mV begrenzt. Im Anschluss an eine 3,3fache Verstärkung steht am Ausgang des Verstärkers IC 100 A ein Rechteck-Signal mit einer Amplitude von ±2 V zur Verfügung. Mit Hilfe des Bandpasses 4. Ordnung, aufgebaut mit IC 100 B, C und Zusatzbeschaltung, entsteht daraus ein Sinus-Signal mit einer Frequenz von 1 kHz. Am Ausgang des Abschwächers IC 100 D liegt somit ein 1-kHz-Sinus-Signal mit einem Spitzenwert von ca. 2 V an, dem mit Hilfe des CMOS-Schalters IC 205 noch eine BIAS-Spannung von 2 V überlagert werden kann. Dies ist z. B. notwendig, wenn gepolte Bauteile zu messen sind, bei denen keine negativen Spannungen auftreten dürfen (z. B. bei Elkos). Das Messsignal gelangt anschließend über die Widerstände R 114, 115 und die Ausgangsbuchsen ST 5 und ST 6 zum Prüfling. Messsignalauswahl (Bild 8) Über die Sense-Leitungen an ST 4 und ST 7 oder, falls diese nicht genutzt werden, über die Koppelwiderstände R 200 und R 201 gelangt die über dem Prüfling anliegende Spannung zur Messsignalauswahl. Hierbei wird die anliegende Spannung mit Hilfe des Kondensators C 200 gleichspannungsmäßig entkoppelt und auf den Puffer IC 200 A geführt, der mit den Widerständen R 202, R 228, R 231 und R 232 gegen ESD-Impulse bis 8 kV geschützt ist. Das 13 Bau- und Bedienungsanleitung C203 1n ker R212 900 0,1% C206 10n +6VA 4 2 + x1 1 IC207 3 2 - TL074 AG 11 1 IC209 10n - +15V 8 C207 3 R217 3k3 R211 4k52 0,1% Bandpass 2.Ordnung 1kHz R218 82k PrazisionsVerstarker + A GLEICH TL072 4 AG -15V -8VA C204 AG -8VA x100 +6VA 4 R215 4k52 0,1% 9 3 A XO/I DG 11 8 - 1 IC210 -8VA 12 AG + -15V D200 - R223 8k2 LEVEL 14 1N4148 D201 TL074 11 -8VA +15V C209 +15V VERST.2 +6VA IC207 1N4148 AG A + TL072 13 R219 39k 13 TL074 AG D202 -15V VERST.1 + 4 TL072 CD4052 8 IC207 10 7 B A INH AG 9 10 6 - + B 4 X3 X2 X1 X0 11 15 14 12 10p ker R216 90k 0,1% B YO/I - IC209 R224 3k9 11 C205 5 100n 2 3 AG AG 4 R222 56k Ubersteuerungsdetektor 1N4148 AG C208 R225 10k TL074 AG Y3 Y2 Y1 Y0 4 2 5 1 R221 10k + x10 7 IC207 5 VEE 7 - +15V 8 6 R226 100k 6 Pegelanhebung IC208 +6VA 4 R213 4k52 0,1% MSIG Verstarkungs Auswahl -8VA R220 120k 100p ker R214 9k 0,1% 100n ker AG AG Bild 9: Messverstärker Ausgangssignal dieses Puffers gelangt einerseits auf den im Bereich von 0 bis 1/2 einstellbaren invertierenden Verstärker IC 200 B, der über C 201 die parasitären Kapazitäten kompensiert und andererseits auf den CMOS-Schalter IC 204, mit dem zwischen Strom- und Spannungsmessung gewählt werden kann. Für die Spannungsmessung ist der aus IC 201 A, B, IC 203 sowie R 207 bis 210 aufgebaute Differenzverstärker so geschaltet, dass die Spannung an den Sense-Leitungen, also die Spannung über den Prüfling, gemessen wird. Bei der Strommessung erfolgt die Messung des Spannungsabfalls am Widerstand R 205 bzw. R 206. Diese Spannung ist proportional dem Strom durch den Prüfling. Der I/U-Wandler IC 202 A, R 205 und R 206 ist mit dem CMOS-Schalter IC 205 in 2 Empfindlichkeitsstufen schaltbar (0 bis 2 mA oder 0 bis 200 µA). Der Ausgang des I/U-Wandlers wird mit Hilfe des Kondensators C 210 sowie IC 202 B äquivalent zum Spannungszweig gleichspannungsmäßig entkoppelt und über den Auswahlschalter IC 204 dem Differenzverstärker zugeführt. Am Ausgang des Differenzverstärkers liegt eine der 3 auswählbaren Messsignale 14 mit einem Spitzenwert von maximal 4 V an, die den in Abbildung 9 gezeigten Messverstärkern zugeführt werden. Tabelle 4 gibt Aufschluss über die Auswahlmöglichkeiten. Zu erwähnen sind noch die beiden Transil-Schutzdioden D 203 und D 204, die ESD-Impulse an ST 6 und ST 7 ableiten. Messverstärker (Bild 9) Das Messsignal gelangt auf 3 Präzisionsverstärker IC 207 A, B, C mit den Verstärkungsfaktoren 0,2, 2 und 20. Mit Hilfe des CMOS-Mehrfachschalters IC 208 ist Tabelle: 4 Messsignalauswahlmöglichkeiten Messsignal UPrüfling IPrüfling IPrüfing/10 U/I-WAHL High Low Low I-VERST. High High Low Tabelle 5: Verstärkungsfaktoren Verstärkung 0 1 10 100 VERST.1 Low High Low High VERST.2 Low High High Low somit eine Auswahl der Verstärkung 0, 0,2, 2 oder 20 möglich (Tabelle 5). Die Verstärkung 0 (d. h. der Eingang des nachfolgenden Verstärkers liegt auf Masse) ist erforderlich, um eine Referenzmessung zum Abgleich des phasenselektiven Gleichrichters und des AD-Wandlers durchführen zu können. Da die CMOS-Schalter nur eine Eingangsspannung von -8..+6 V verarbeiten können, erfolgt auch die Versorgung des zuvor beschriebenen Teiles des Messzweiges ausschließlich mit -8 und +5 V, d. h. alle Amplitudenpegel in diesem Bereich liegen bei ca. ±4 V, um die Operationsverstärker und CMOS-Schalter nicht zu übersteuern. Im weiteren Verlauf der nun folgenden Schaltungsteile sind keine CMOS-Schalter mehr enthalten. Zur Erzielung eines möglichst hohen Störabstandes arbeiten die weiteren Operationsverstärker mit einer Versorgungsspannung von ±15 V, und die maximalen Pegel sind in diesem Bereich auf ±12 V angehoben. Dies wird mit Hilfe des Verstärkers IC 209 B vorgenommen. Im Anschluss an die Pegelanhebung folgt ein Bandpass zweiter Ordnung (IC 209 A) zur Herausfilterung von Störungen auf dem Messsignal. Das so aufbereitete Messsignal gelangt einerseits auf den phasenselektiven Gleichrichter und andererseits auf den Übersteuerungsdetektor IC 210 A mit Zusatzbeschaltung. Sobald der Gleichrichter ein Signal zugeführt bekommt, dessen Spitzenwert den Wert von 11,6 V überschreitet, schaltet der als Komparator arbeitende Operationsverstärker IC 210 A um, und sein Ausgang strebt in Richtung -15 V. Durch die Begrenzerdioden D 200, 201 wird das Ausgangssignal auf 0 V begrenzt und anschließend dem Prozessor zugeführt. Dieser kann daraufhin die Verstärkung so lange zurücknehmen, bis der Gleichrichter nicht mehr übersteuert wird. Gleichrichter- und AD-WandlerSteuerung (Bild 10) Wir wenden uns nun zunächst der in Abbildung 10 dargestellten Steuerung des AD-Wandlers sowie des Gleichrichters zu. Der im Dual-Slope-Verfahren aufgebaute AD-Wandler arbeitet in 3 Betriebszuständen. Im Reset-Mode wird der Integrator des AD-Wandlers auf der Schaltschwelle des Komparators gehalten, um die nachfolgende Messung vorzubereiten. Anschließend startet die Messung synchron zum Messsignal, und zwar genau innerhalb einer Austastlücke des phasenselektiven Gleichrichters. Dabei wird exakt 20 ms lang das Messsignal mit dem Integrator aufintegriert. Nach Ablauf der 20 ms folgt die Deintegrationsphase. Hierzu wird das Messsignal IC403 1 START 3 A 2 74HC00 9 TAKT RS-Flip-Flop 10 MESS 1 B 4 3 B CLR QA 3 5 QB 6 QC 7 QD 1 IC402 4 J PR CP A IC405 19 1 Q 11 5 13 J PR CP B 2 K CLR Q 15 12 6 K Q 74HC112 CLR Q 14 DG 2 3 4 5 6 7 8 9 NULL 10 9 IC404 12 74HC112 74HC390 20ms Zahler A 3 QA 4 QB 5 QC 6 QD 74HC393 IC402 CLR A 2 1 +5V +5VD IC404 A IC403 74HC00 A 8 6 IC401 2 C 74HC00 4 5 D0-D7 ZAEHLER IC403 7 CLR B 13 ADSTOP A 11 QA 10 QB 9 QC 8 QD G DIR A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 18 17 16 15 14 13 12 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 74HC245 TIMER0 74HC393 Vorzahler IC400 15 OE 1 SEL IC401 14 15 12 4 CLR A B B QA Y 13 11 QB 10 QC 9 QD A B A 15 OE 1 SEL Phasenauswahl 2 3 9 180GRAD Y 74HC157 74HC390 7 Y B A B C 11 10 74HC157 15 OE 1 SEL 0/90GRAD +5V IC400 A B 15 OE 1 SEL PHASE 5 6 0GRAD 90GRAD 74HC157 12 Y D A B 14 13 74HC157 DG Bild 10: AD-Wandler-Steuerung abgeschaltet und die Ladung im Integrationskondensator mit Hilfe einer konstanten Referenzspannung wieder abintegriert. Während dieser Phase erfolgt eine Zählung der Taktperioden des 32-MHz-Taktoszillators. Sobald die Schaltschwelle des Komparators erreicht ist, wird der ResetMode des AD-Wandlers wieder aktiviert. Der Zählerstand wird jetzt vom Prozessor übernommen und ausgewertet. Ein neuer Messzyklus kann beginnen. Da der Gleichrichter im Analogzweig phasenselektiv ist, muss auch die komplette Steuerung für 2 verschiedene Phasenwinkel, nämlich für 0o und für 90o konzipiert sein. Die Auswahl, welcher Phasenwinkel aktiv ist, erfolgt über die Prozessorleitung „PHASE“. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Phasenfälle, wobei die Angaben für die 90o-Phasenselektion in Klammern ( ) angegeben sind. Die Auswahl der verschiedenen 1-kHz-Signale geschieht über den Daten-Selektor IC 400 und die ProzessorSteuerleitung „PHASE“. Mit einem Low-Startimpuls an Pin 1 des Gatters IC 403 A wird das aus IC 403 A, B aufgebaute RS-Flip-Flop gesetzt, und Pin 3 geht auf High-Pegel. Bei der nächsten negativen Flanke des 1-kHz-90o-(180 o)Referenzsignals an Pin 1 des JK-Flip-Flops IC 402 A wird der Zustand der JK-Eingänge an die Ausgänge Q und Q übernommen. Der Ausgang Q nimmt somit High- und der Ausgang Q Low-Potential an. Mit dem Ausgang Q werden daraufhin die Zähler IC 404 A, B zurückgesetzt und mit dem Ausgang Q das RS-Flip-Flop IC 403 A, B gelöscht. Zusätzlich wird der 20-ms-Zähler IC 401 A, B freigegeben sowie das als RS-Flip-Flop geschaltete JKFlip-Flop IC 402 B zurückgesetzt und damit der AD-Wandler auf „Integrieren des Messsignals“ geschaltet. Das 1-kHz-0o-(90o)-Referenzsignal taktet den 20-ms-Zähler IC 400 A, B so, dass nach 20 ms (20 Takte) der Ausgang QB und damit auch der Eingang K des JK-FlipFlops High-Potential annimmt. 250 µs (1/4 Taktperiode des 1kHz-Signals) später wird der Zustand der J- und K-Eingänge durch die negative Flanke des 1-kHz-Signals an den Ausgang übernommen. Q nimmt Low-Potential an, d. h. der Zähler IC 404 ist zählbereit, und Q nimmt HighPotential an, wodurch der 20-ms-Zähler zurückgesetzt und der AD-Wandler auf „Ab-integrieren mit Referenz“ geschaltet wird. Während der Zeit, in welcher der ADWandler abintegriert, gelangen die 32-MHzTaktimpulse über das Zählertor IC 403 C zum 8-Bit-Zähler IC 404 und takten diesen bei jedem Impuls um 1 weiter. Bei einem Überlauf des Zählers (QD von IC 404 B wechselt von „high“ nach „low“) wird der interne Zähler des Prozessors um 1 weitergeschaltet. Da die Taktfrequenz für die internen Zähler des Prozessors zu hoch ist, kommt eine 8-Bit-Vorteilung zum Einsatz. Hat der AD-Wandler seine Abintegrierphase beendet (ADSTOP geht auf „low“), wird das RS-FlipFlop IC 402 B gesetzt und das Zählertor IC 403 C geschlossen. Der Zählvorgang ist damit abgeschlossen, und der Prozessor kann über eine externe Adresse den Zählerstand des Vorzählers IC 404 über den Bustreiber IC 405 abfragen. Nachfolgend kommen wir zur Beschreibung des AD-Wandlers und des praktischen Aufbaus des RLC 9000. AD-Wandler In Abbildung 11 ist die Schaltung des AD-Wandlers mit dem integrierten phasenselektiven Gleichrichter dargestellt. Wir beginnen die Beschreibung mit dem eigentlichen AD-Wandler, der nach dem Dual-Slope-Verfahren arbeitet und im wesentlichen aus den 5 folgenden Komponenten besteht: - Integrator IC 300 A mit C 304 und R 311 - Komparator IC 300 B - Referenzstromquelle D 305, R 309 und Zusatzbeschaltung - Null-Regelung D 306, R 312 - Schmitt-Trigger IC 301 mit Peripherie. Als Besonderheit ist bei diesem ADWandler die Referenzstromquelle nicht geschaltet. Infolgedessen muss das zu messende Signal einen Offset haben. Da je15 Bau- und Bedienungsanleitung -15V R308 1k R309 150k L300 14uH D305 C302 100n ker AG AG R311 22 AG 6 2 IC403 1N4148 74HC00 AG 7 IC300 + B AD822 4 AD822 4 R318 24k 11 A 13 + A 5 1 IC300 3 D300 R301 10k 0/90GRAD - 100n ker AG 8 +6VA C306 100n ker 220n 8 12 14uH C305 C304 100n ker 10V +15V L301 C303 -15V L302 14uH C308 C307 D301 MESS 1N4148 100n ker R307 2k2 AG T300 D306 100n ker AG R312 2k2 AG BC548 GLEICH 8 6 R303 6k8 5 7 9 TL072 3 -15V 100n ker AG + TL071 -15V ADSTOP 1N4148 D307 5 A IC302 D308 R316 4k7 6 IC301 4 3 16 7 IC302 +15V 4 1N4148 CD4053 CD4053 AG 2 +6VA 6 AG 2 A + B 7 1 15 +15V IC210 C301 ZD4V3 IC302 CD4053 4 R306 1k D302 10 R310 24k 470n -15V AG R302 10k 100k R314 R300 22k 11 8 IC302 13 33k R315 AG C300 R317 2k2 +5VD R313 22k R304 2k2 1N4148 14 -8VA AG AG A AG 12 AG AG -15V AG CD4053 doch keine Absolutmessungen, sondern nur Vergleichsmessungen durchgeführt werden, spielt dies im vorliegenden Fall keine Rolle. Bei geschlossenem Schalter IC 302 fließt durch R 310 ein Strom, der abzüglich des Referenzstromes vom Integrator aufintegriert wird. Nach Ablauf von 20 ms öffnet der Schalter, und der Integrator integriert nun den Referenzstrom ab, bis der Komparator IC 300 B die vollständige Entladung des Kondensators C 304 detektiert. Daraufhin schaltet der Ausgang des Komparators auf positiven Pegel. Diese Flanke wird vom Schmitt-Trigger IC 301 aufbereitet und der Steuerelektronik sowie dem Prozessor mitgeteilt. Die Zeitspanne zwischen dem Öffnen des Schalters IC 302 und der positiven Flanke des Komparators IC 300 B ist nun proportional zur gemessenen Eingangsspannung. Bis der Schalter wieder geschlossen wird, um eine neue Messung zu beginnen, fließt über R 312 und D 306 ein Ausgleichsstrom, der den Integrator auf exakt „0” hält. Um eine phasenselektive Gleichrichtung des sinusförmigen Messsignals zu erreichen, wird dem Messsignal eine konstante Gleichspannung überlagert, so dass der 16 Bild 11: Schaltbild des AD-Wandlers mit dem integrierten phasenselektiven Gleichrichter Strom durch R 310 bei geschlossenem Schalter immer größer als der Referenzstrom ist. Zur Phasenselektierung wird dem Steuersignal des Schalters das Selektierungssignal über IC 403 A und D 300 überlagert. Damit ist die Schaltungsbeschreibung abgeschlossen, und wir können uns dem Nachbau zuwenden. Nachbau Der Nachbau dieses innovativen Labormessgerätes ist trotz der komplexen Technik vergleichsweise einfach möglich. Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang, dass zum Abgleich keinerlei Messgerät erforderlich ist. Dies beruht darauf, dass an den entscheidenden Stellen der Schaltung entsprechend präzise Referenzelemente eingesetzt sind, in Verbindung mit einer zukunftsorientierten Schaltungstechnologie. Aufgrund der Komplexität des Gerätes sollte die Schaltung dennoch nur von Pro- fis aufgebaut werden, die bereits hinreichende Erfahrungen im Aufbau hochwertiger Messgeräte besitzen. Dies vorausgesetzt, können wir die nachfolgende Beschreibung des Nachbaus des RLC 9000 recht kurz fassen und uns dabei auf die wesentlichen Punkte konzentrieren. Anhand des Bestückungsplanes sowie der Stückliste werden die Leiterplatten in gewohnter Weise bestückt. Wir beginnen dabei mit dem Einsetzen und Verlöten der Dioden und Widerstände, gefolgt von den Kondensatoren und ICs. Die Spannungsregler werden zunächst noch nicht eingebaut. Auf die richtige Einbaulage der gepolten Bauteile ist zu achten. Nachdem auch die größeren Komponenten wie Elkos, Trafos und Buchsen sachgerecht eingelötet sind, empfiehlt es sich, die beiden Platinen sorgfältig auf eventuell vorhandene Bestückungsfehler und Lötbrücken zu überprüfen. Alsdann wenden wir uns dem Anbau der Frontplatine und der Rückplatte zu. Durch die beiden dafür vorgesehenen Bohrungen der Frontplatine sind nun von der Frontseite aus 2 Lötstifte, mit dem langen Ende voran, zu stecken. Danach wird die Frontplatine so an die Hauptplatine gesetzt, dass diese Lötstifte auf der Bestückungsseite Verkleinerte Abbildung der fertig bestückten Frontplatine Bestückungsplan der 337 x 81 mm messenden Frontplatine 17 Bau- und Bedienungsanleitung Stückliste: Widerstände: 22Ω .......................................... R311 100Ω .............................. R514-R537 220Ω .................. R538 - R545,R609, R613, R616, R619 330Ω ........................................ R114 560Ω ........................................ R115 680Ω ............................. R602, R606 900Ω/0,1% .................... R205, R212 1kΩ .................... R102, R200, R201, R306, R308, R500, 2,2kΩ ................. R304, R307, R312, R317, R504, R507, R509 R511, R513, R610 - R612, R614, R615, R617, R618 2,7kΩ ................. R103, R601, R605 3,3kΩ ................. R105, R108, R217 3,9kΩ ....................................... R224 4,52kΩ/0,1% ............... R207, R210, R211, R213, R215 4,7kΩ/Array ............................ R505 4,7kΩ ................. R316, R503, R506, R508, R510, R512 5,6kΩ ........................................ R112 6,8kΩ ....................................... R303 8,2kΩ ............................ R111, R223 9kΩ/0,1% . R206, R208, R209, R214 10kΩ .................. R101, R203, R221, R225, R301, R302, R501, R604, R608, R620 12kΩ ........................................ R110 22kΩ ............................. R300, R313 24kΩ .................. R113, R310, R318 33kΩ ............................. R100, R315 39kΩ .................. R104, R107, R219 56kΩ ........................................ R222 82kΩ .................. R106, R109, R218 90kΩ/0,1% .............................. R216 100kΩ ............... R226, R228, R314, R232, R603, R607 120kΩ ...................................... R220 150kΩ ...................................... R309 10MΩ ................ R202, R227, R231 Spindeltrimmer, 5kΩ ............... R204 Kondensatoren: 4,7pF/ker ................................. C202 10pF/ker ....................... C201, C205 12pF/ker .................................. C501 27pF/ker .................................. C502 10nF/ker ........................ C503-C507 100pF/ker ................................ C204 1nF/ker .................................... C203 10nF ...... C100 - C103, C206, C207 SMD 100nF .................. C302, C303, C305 - C308 der Hauptplatine plan aufliegen. Nachdem alle zueinander gehörenden Leiterbahnen beider Platinen miteinander verlötet sind, kann man die beiden vorgenannten Lötstifte 18 RLC 9000 100nF ................. C200, C210, C209 100nF/ker ............ C3, C4, C7 - C10, C13, C14, C16, C18 - C38 C41 - C61, C62 - C65, C67 - C69, C104, C208, C301, C600, C601 100nF/250V~ MP3-X2 ............. C74 220nF ...................................... C304 470nF ...................................... C300 10µF/25V .................... C5, C6, C11, C12, C17, C500 470µF/16V ................... C602, C603 1000µF/40V ......................... C1, C2 4700µF/16V .............................. C15 Halbleiter: 7815 ........................................... IC1 7915 ........................................... IC2 7806 ........................................... IC3 7908 ........................................... IC4 7805 ........................................... IC5 TL074 .................................... IC207 LM324 ................................... IC100 74LS93 .................................. IC101 74HC390 ....... IC102, IC103, IC401 74HC164 ............................... IC104 TL072 ........................ IC200, IC202, IC209, IC210 AD822 ................................... IC300 NE5532 ................................. IC201 CD4053 ......... IC204, IC205, IC302 CD4052 ................................. IC208 TL071 .................................... IC301 74HC157 ............................... IC400 74HC112 ............................... IC402 74HC00 ................................. IC403 74HC393 ............................... IC404 74HC245 ................... IC405, IC505 80C32-1 ................................. IC500 74HC573 ............................... IC501 74LS145 ................................ IC506 74HC574 ....... IC502, IC507, IC509 ELV9481 ............................... IC503 74HC138 ............................... IC504 ULN2803 .................. IC508, IC510 uPD7210 ................................ IC600 75160 ..................................... IC601 75161 ..................................... IC602 CNY17 ..................... IC603 - IC606 NE5534 ................................. IC203 BC548 ............... T300, T600 - T603 BC558 ........................... T604, T605 BC876 ......................... T500 - T504 1N4001 .......... D1 - D8, D600, D601 1N4148 ............ D100, D101, D200 D202, D300, D301, D306 - D308, D500, D509 - D515, D602, D603 wieder entfernen. Zur mechanischen Versteifung werden noch die beiden Eckbleche an die dafür vorgesehene Position der Grund- und Frontplatine gelötet. ZPD4,3V ................................. D302 ZPD10V .................................. D305 LED, 3mm, grün ........ D516 - D532 DJ700A, grün ........... DI500 - DI503 LA3911-11B ............. DI504, DI505 BZW06-5V8B .............. D203, D204 Sonstiges: Quarzoszillator, 32MHz .............. Q1 Quarz, 16MHz ......................... Q500 SMD-Spule, 10µH ...... L300 - L302 DIP-Schalter, 8fach, abgew .... S500 Sicherung, 50 mA, träge ............ SI1 Sicherung, 100 mA, träge .......... SI2 Print-Taster, weiß .. TA500 - TA509 SUB-D-Stecker, 9-pol .......... BU601 IEEE488-Buchse .................. BU600 1 Schadow-Netzschalter 1 Adapterstück 1 Verlängerungsachse 1 Druckknopf 2 Abschirmgehäuse 5 Glimmerscheiben T0220 5 Isoliernippel 1 Trafo, 2 x 15 V/ 0,15 A ......... TR1 1 Trafo, 8 V/ 1 A ...................... TR2 1 Trafo, 9 V/ 200 mA ............... TR3 4 Hirschmann-Polklemmen, 4 mm, schwarz 1 Hirschmann-Polklemme, 4 mm, rot 1 Netzkabel, 3-adrig 1 Netzkabeldurchführung 1 Kabelzugentlastungsschelle 2 Platinensicherungshalter, (2 Hälften) 2 Kunststoffabdeckungen für Sicherungshalter 2 Zylinderkopfschrauben, M4 x 8mm 5 Zylinderkopfschrauben, M3 x 8mm 2 Zylinderkopfschrauben M3 x 10mm 1 Zylinderkopfschraube, M3 x 5mm 7 Muttern, M3 2 Muttern, M4 2 Fächerscheiben, 3mm 2 Fächerscheiben, 4mm 5 Lötösen, 4,2mm 2 Lötstifte, 1,3mm 1 Schraubklemmleiste, 2pol 2 Eckbleche 1 IC-Sockel, 28pol. 15 cm isolierter Schaltdraht 10 Tastkappen, grau, rund 1 9000er Metallgehäuse inkl. Montagematerial 2 Aderendhülsen 0,75mm2 1 Alu-Rückwand, bedruckt u. gefräst 1 Frontplatte, bedruckt und gebohrt 1 Ferrit-Ringkern RK6 x 14 Die Schubstange für den Netzschalter ist entsprechend der Abbildung zu biegen und anschließend mit dem Druckknopf und dem Adapterstück zu versehen. Anschlie- Ansicht der fertig aufgebauten Basisplatine 19 Bestückungsplan der Basisplatine (Originalgröße: 337 x 188 mm) 20 ßend wird das Gestänge durch die entsprechende Bohrung der Frontplatine geführt und an dem Netzschalter aufgesteckt. Im nächsten Arbeitsschritt werden die Spannungsregler unter Verwendung von Wärmeleitpaste an die Rückplatte geschraubt. Alle Spannungsregler werden mit Isolierscheibe und Isolierbuchse montiert. Sind die Spannungsregler festgeschraubt, wird die Rückplatte an die Hauptplatine angesetzt. Zur exakten Höhenausrichtung dienen dabei die Buchsen, die zuerst zu verschrauben sind, bevor die Spannungsregler verlötet werden. Zur Erreichung einer hohen Präzision und Störsicherheit bei den Messungen ist es erforderlich, einige zentrale Komponenten besonders abzuschirmen. Hierzu dienen 2 Abschirmgehäuse, die an den dafür vorgesehenen Stellen der Haupt-platine aufgesetzt und rundum verlötet werden. Der Deckel des Analogteils des kleineren Gehäuses wird zunächst noch nicht aufgesetzt. Die Netzkabeldurchführung mit Zugentlastung ist von der Außenseite her in die Rückplatte (1b) einzuschrauben. Das Netzkabel wird durchgeführt und die äußere Isolierung auf einer Länge von 17 cm entfernt. Alsdann ist zunächst der Schutzleiter auf einer Länge von 8 mm abzuisolieren. Die beiden anderen Adern des Netzkabels (L und N) werden auf eine Länge von 2,5 cm gekürzt, 5 mm abisoliert und mit Aderendhülsen versehen. Anschließend werden die beiden Adern in die Schraubklemme (KL 1) der Basisplatine geführt und verschraubt. Zur weiteren Fixierung des Netzkabels wird eine Zugentlastungsschelle mittels zweier Zylinderkopfschrauben M3 x 12 mm, die von der Platinenunterseite her einzusetzen sind, und den zugehörigen M3-Muttern sowie Fächerscheiben so auf der Platine befestigt, dass der äußere Mantel des Netzkabels noch etwa 1-2 mm unter der Schelle hervorragt. Abschließend werden die Taster der Frontplatine mit den zugehörigen Tastkappen versehen. Nachdem der Aufbau des Gerätes soweit fortgeschritten ist, kann nun die Gehäusemontage beginnen. Gehäusemontage Im ersten Schritt der Gehäusemontage entsteht der Gehäuseboden mit Seitenteil bestehend aus den beiden Modulschienen (3a, b), dem Seitenprofil (4a) und dem Bodenblech (2a). Die Modulschienen werden hierzu mittels zweier Gehäuseschrauben (9), jeweils mit aufgesteckter M4-Zahnscheibe, an das Seitenprofil geschraubt, jedoch noch nicht festgezogen. Die geriffelten Flächen der Modulschienen müssen dabei jeweils nach unten und zur Gehäuseaußenseite weisen. Als nächstes ist das Bodenblech (2a) mit der lackierten Seite nach außen weisend, dem angeschweißten Flachsteckeranschluss voran, in die beiden Führungsnuten direkt an der geriffelten Kante der jeweiligen Modulschiene (3a, b) einzuschieben. Alsdann wird das Seitenprofil (4a) fest mit den Modulschienen verschraubt. Im Anschluss hieran ist die Gehäuseerdung herzustellen. Hierzu wird eine M3Vierkantmutter 6 cm weit von der Hinterkante entfernt in die obere Nut des Seitenprofils (4a) eingeschoben. Auf eine M3x6mm-Zylinderkopfschraube sind nun nacheinander eine M3-Zahnscheibe, zwei 3-fach-Lötösen und schließlich eine weitere M3-Zahnscheibe aufzuschieben. Nun wird diese Einheit mit Hilfe der bereits eingeschobenen Vierkantmutter an das Seitenprofil (4a) angeschraubt und so festgezogen, dass jeweils eine äußere Lötfahne der 3-fach-Lötösen übereinander liegt, womit dann insgesamt 5 Lötanschlüsse für die Schutzleiterverkabelung zur Verfügung stehen. An die doppelte, übereinander liegende Lötöse wird später der Schutzleiter des Netzkabels angeschlossen, wobei hiermit dann die beiden Lötösen miteinander verlötet werden. In unmittelbarer Nähe dieser Schutzleiteranschlussschraube wird nun der Erdungsaufkleber auf der Innenseite des Seitenprofils (4a) aufgeklebt. Die Schutzleiterverbindung zum Bodenblech (2a) erfolgt über den angeschweißten Flachsteckeranschluss, der zuvor entsprechend hochzubiegen ist. Das vorkonfektionierte Schutzleiterkabel, eine 15 cm lange grün-gelbe Leitung mit Flachstecker, wird hier aufgesteckt, das Kabel zu den Schutzleiterlötösen geführt auf eine Länge von 13,5 cm gekürzt. Das freie Leitungsende des Schutzleiterkabels ist nun auf einer Länge von 8 mm abzuisolieren und durch eine Lötöse zu führen. Vor dem Verlöten wird das Leitungsende einmal um die Lötöse gebogen. Hierdurch ist gewährleistet dass selbst bei einer fehlerhaften Lötung die Schutzleiterverbindung sich nicht lösen kann. Die anschließende Lötung muss sehr sorgfältig unter Zugabe von reichlich Lötzinn erfolgen. Alle weiteren Schutzleiterverbindungen sind wie hier beschrieben durchzuführen. Danach werden die vier Gehäusefüße (10) an den entsprechenden Positionen des Bodenblechs aufgeklebt. Der so weit vorbereitete Gehäuseboden ist nun so auf die Arbeitsfläche zu stellen, dass sich das Seitenprofil (4a) auf der linken Seite befindet. An der Vorderseite dieses Seitenprofils wird eine Alublende (8a) mittels zwei Gehäuseschrauben (9) angeschraubt. In der eckigen Nut der jeweiligen Modul- schiene (3a, b) sind jetzt jeweils zwei Sechskantschrauben M4 x 20 mm einzuschieben, das Gewinde zeigt dabei nach oben. Auf die beiden links liegenden Schrauben wird jetzt die 170 x 196 mm messende Isolierplatte aus unkaschiertem Platinenmaterial aufgesetzt. Die verbleibenden beiden Schrauben erhalten jeweils eine Polyamidscheibe 0,5 mm. Anschließend folgen auf jedes Schraubengewinde vier 1,5 mm dicke Polyamidscheiben, womit der Abstand von 6,5 mm zwischen Gerätechassis und Gehäuseboden vorgegeben ist. Gehäuseeinbau Im nächsten Arbeitsschritt wird das Gerätechassis auf die vier Schrauben der unteren Modulschienen (3a, b) abgesenkt, sodass die Rückplatte (1b) in die Führungsnut der Modulschiene (3b) einrastet. Die Frontplatine weist hierbei nach vorne. Als nächstes sind die 5 Polklemmen mit je einer Lötöse in der Frontplatte (1a) zu montieren, wobei die rote Klemme den “+”-Anschluss bildet. Die Frontplatte wird nun von vorne auf das Gerätechassis aufgeschoben, d. h. die Tastkappen sind durch die entsprechenden Bohrungen zu führen. Durch leichtes Anheben des Chassis lässt sich die Frontplatte in die Führungsnut der Modulschiene (3a) einrasten und bis an die Alublende (8a) heranschieben. Die Polklemmen mit den Lötösen werden nun mit der Hauptplatine über einen kurzen Leitungsabschnitt verbunden und anschließend der Deckel des Analogteils festgeschraubt, wobei darauf geachtet werden muss, dass kein Kurzschluss zwischen Deckel und der Leiterbahn zur Taste TA 509 entsteht. Jedes der nach oben durch die Basisplatine herausstehende M4-Schraubengewinde erhält jetzt eine Polyamidscheibe 1,5 mm, eine Metall-Unterlegscheibe M4, eine Zahnscheibe M4 und abschließend eine M4-Mutter, die vorerst locker aufzuschrauben ist. Alsdann wird zunächst der Schutzleiter des Netzkabels dreimal durch die Schutzleiterdrossel gewickelt, in die mittlere Öse der „5-fach-Lötöse“ geführt, umgewinkelt und dann unter Zugabe von reichlich Lötzinn verlötet. Ein weiteres vorkonfektioniertes Schutzleiterkabel wird an dem Flachsteckeranschluss der Rückplatte aufgesteckt. Das Leitungsende ist zu der Schutzleiteranschlussschraube zu führen, entsprechend zu kürzen und in zuvor beschriebener Weise mit einer Lötöse zu verbinden. Anschließend ist das Netzkabel auf die entsprechende Länge zurückzuziehen und die Netzkabeldurchführung fest zu verschrauben. Nachdem der Gehäuseeinbau so weit 21 Bau- und Bedienungsanleitung fortgeschritten ist, werden das noch nicht festgeschraubte Gerätechassis exakt im Gehäuse positioniert und schließlich die vier Chassisbefestigungsmuttern angezogen. Hierbei ist zu beachten, dass die Frontplatte (1a) bündig an der Alublende (8a) des Seitenprofils abschließt und die Rückplatte (1b) mittig auf der Modulschiene (3b) zu liegen kommt. Endmontage Im nun folgenden Arbeitsschritt wird die vordere, obere Modulschiene (3d) von oben auf die Frontplatte (1a) aufgesteckt, an das Seitenprofil (4a) mittels Gehäuseschraube (9) und aufgesteckter M4-Zahnscheibe angeschraubt, aber noch nicht festgezogen. Anschließend ist die hintere, obere Modulschiene (3c) in gleicher Weise auf die Rückplatte (1b) zu setzen und mit dem Seitenprofil (4a) zu verbinden, jedoch ebenfalls noch nicht fest zu verschrauben. Alsdann wird ein weiteres 15 cm langes vorkonfektioniertes Schutzleiterkabel auf den Flachsteckeranschluss des Gehäusedeckels (2b) gesteckt. Dieser Gehäusedeckel ist nun, mit dem Schutzleiteranschluss voran, so weit in die vorgesehenen Nuten der Modulschienen (3c, d) einzu- schieben, dass eine Öffnung bis zum Seitenteil von etwa 5 cm verbleibt. Als nächstes wird das Ende des Schutzleiterkabels an die verbleibende Schutzleiterlötöse, wie beschrieben, angelötet und der Gehäusedeckel ganz an das Seitenprofil (4a) herangeschoben. Anschließend wird das zweite Seitenprofil (4b) so aufgesetzt, dass Boden- (2a) und Deckelblech (2b) in die zugehörigen Nuten passen. Danach ist das Seitenprofil locker mit den Modulschienen zu verschrauben. Hierbei ist zu beachten, dass die Befestigungsschrauben (9) zuvor jeweils mit einer M4-Zahnscheibe zu versehen sind. Nun werden alle Befestigungsschrauben auf beiden Seiten der Modulschienen festgezogen. Abschließend sind die verbleibenden Alublenden (8b- d) und die Seitenbleche (6a, b, 7a- d) zu montieren. Hierzu wird zunächst die zweite Alublende (8b) rechts neben der Frontplatte mittels Befestigungsschrauben (9) angebracht. Von der Geräterückseite her sind die breiten und schmalen Seitenbleche (6a, b, 7a- d) in die entsprechenden Nuten der Seitenprofile einzuschieben. Die lackierte Seite zeigt hierbei jeweils nach außen. Die zwei verbleiben- den Alublenden (8c, d) werden links bzw. rechts neben der Rückplatte (1b) an die Seitenprofile (4a, b) angeschraubt. Abgleich Zum Abgleich wird das Gerät eingeschaltet, ohne dass ein Prüfling angeschlossen ist. Jetzt wird der Spindeltrimmer für den Nullabgleich durch die Frontplatte hindurch so eingestellt, dass das Display eine minimale Kapazität anzeigt. Damit ist das Gerät abgeglichen und einsatzbereit. Achtung ! Innerhalb des Gerätes wird die lebensgefährliche 230-V-Netzspannung an verschiedenen Stellen frei geführt. Aufbau und Inbetriebnahme dürfen daher nur von Fachkräften durchgeführt werden, die aufgrund ihrer Ausbildung dazu befugt und hinreichend mit den entsprechenden Sicherheits- und VDE-Bestimmungen vertraut sind. Ein Anschluss an die 230-VNetzspannung darf erst nach dem ordnungsgemäßen Zusammenbau und der kompletten Fertigstellung des Gerätes erfolgen. Die geltenden Sicherheits- und VDE-Bestimmungen sind zu beachten. 3c 8c 7b 8d 9 9 9 1b 2b 3b 7a 4a 6a 4b 2a 6b 7d 3d 9 1a 7c 9 3a 8a 9 8b 10 Explosionszeichnung des Metallgehäuses Maßzeichnung der Netzschalter-Schubstange ELV Elektronik AG • Postfach 1000 • D-26787 Leer • Telefon 04 91/600 888 • Telefax 04 91/6008-244 22 23 EN 55014 IEC 801-2 (8kV AD) EN 50082-1:1992 / Leer, den 30.06.1995 (Rechtsgültige Unterschrift) Entwicklungsingenieur / EMV-Beauftragter Dipl.-Ing. Lothar Schäfer abgegeben durch Alle Einsatzorte sind dadurch gekennzeichnet, daß sie in die öffentliche Niederspannungs- ELV Elektronik AG 26789 Leer Probleme mit einer nicht ausreichenden Störfestigkeit des Erzeugnisses auftreten. Stromversorgung angeschlossen sind. Bei dem Einsatz in einer elektromagnetisch stärker gestörten Umgebung wie z.B. der typischen Industrieumgebung, können insbesondere - Räume von Kleinbetrieben wie Werkstätten, Laboratorien, Dienstleistungszentren usw. Sportanlagen usw.; - im Freien befindliche Stellen wie Tankstellen, Parkplätze, Vergnügungs- und - Unterhaltungsbetriebe wie Lichtspielhäuser, öffentliche Gaststätten, Tanzlokale usw.; - Geschäftsräume wie Ämter und Behörden, Banken usw.; - Verkaufsflächen wie Läden, Großmärkte usw.; - Wohngebäude/Wohnflächen wie Häuser, Wohnungen, Zimmer usw.; gehören folgende, typische Einsatzorte und Räumlichkeiten: Einsatz im Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie in Kleinbetrieben fest, wodurch der Einsatz des Erzeugnisses für diese Betriebsumgebung vorgesehen ist. Hierzu Die zur Beurteilung des Produktes herangezogenen Normen legen Grenzwerte für den Hinweise zur Betriebsumgebung im Rahmen des EMVG Diese Erklärung wird verantwortlich für den Hersteller/Importeur IEC 801-3 (3V/m unmod.) / ENV 50140 (3V/m mod.) IEC 801-4 (1kV auf Netzl. 0.5kV auf Signall.) EN 55022 men herangezogen: EN 50081-1:1992 / die nach den entsprechenden Fertigungsunterlagen hergestellt werden. Zur Beurteilung des Erzeugnisses hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit wurden folgende Nor- Rates zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die elektromagnetische Verträglichkeit (89/336/EWG) festgelegt sind. Diese Erklärung gilt für alle Exemplare, wird hiermit bestätigt, daß es den Schutzanforderungen entspricht, die in der Richtlinie des Digitales RLC-Meßgerät RLC 9000 Für das folgend bezeichnete Erzeugnis EG-Konformitätserklärung Bau- und Bedienungsanleitung Hinweisblatt zum digitalen RLC-Messgerät RLC 9000 (Best.Nr.: 240-85) Achtung! Auf einigen Leiterplatten mit der Nr. 9441026B (Frontplatine) ist die Leiterbahnverbindung zwischen dem Taster TA 509 und der Anode der Diode D 515 unterbrochen. Prüfen Sie daher bitte die Platine noch vor dem Beginn der Bestückungsarbeiten. Die entsprechende Verbindung kann recht einfach hergestellt werden: • Zunächst ist der Lötstoplack auf dem entsprechenden Leiterbahnende in unmittelbarer Nähe zu D 515 mit einem geeigneten Werkzeug (z. B. mit einem kleinen Schlitzschraubendreher) zu entfernen. Lassen Sie hierbei die nötige Vorsicht walten, um die Platine nicht an anderer Stelle zu beschädigen. • Die eigentliche Verbindung ist mittels eines kurzen Drahtabschnittes zwischen D 515 und dem Leiterbahnende zu realisieren. Dieser muss so positioniert werden, dass kein Kurzschluss an anderer Stelle entstehen kann. Artikel-Nr.: 467-35 24 Y2001V1.2