PM3311 Philips Oscillo-Terminé !

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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Raffou » Ven 14 Juil 2017 15h54

La logique ECL contrairement à la logique TTL standard est une logique à transistors non saturés, ce qui permettait des temps de propagation plus faibles au détriment d'une consommation plus importante.
Elle a perdu un peu de son intérêt avec l'apparition de la TTL "S" puis "LS" dont on évitait la saturation des transistors en dérivant l'excès de courant base vers le collecteur à travers une diode Schottky.

En ce qui concerne la température de fonctionnement de cette logique, ce vieux document Motorola définit deux seuils (page 1-13) pour la logique ECL 10000 :
· Limits beyond which device life may be impaired (limite au delà de laquelle la vie du composant peut être altérée) :
  Température de jonction < 165°C (boitier céramique) ou < 150°C 'boitier plastique).
· Limits beyond which performance may be degraded (limite au-delà desquelles les performances peuvent être dégradées):
  De -30 à 85° C pour MC101xx.

Vu le brunissement du circuit imprimé observé sous D1306, la température du boitier a dû excéder ces préconisations, une mesure approximative de la température du boitier en fonctionnement devrait pouvoir le confirmer.
Une observation à l'oscilloscope des signaux sur ce boitier D1306 et ceux associés devrait permettre de vérifier s'il compte toujours à rebours par 5.
L'impact thermique sur l'environnement de ce boitier dans le temps a dû être négligé lors de la conception de l'oscilloscope, un bilan thermique tel que ceux des pages 1-23 à 1-26 du document précité ou du chapitre 6 du document "MECL System Design Handbook" aurait démontré le besoin de l'équiper d'un dissipateur thermique.

Plus prosaïquement, inutile de refaire les calculs sinon pour se remémorer des vieux souvenirs scolaires. Lui coller sur le dos le moindre bout d'aluminium noirci s'il est encore intègre ne lui sera que salutaire, mais le mal et déjà fait et la portion de circuit imprimée noircie ne retrouvera jamais sa couleur.
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PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Schoser » Ven 14 Juil 2017 19h22

Bonjour,

Merci pour toutes ces précisions, j'ai téléchargé les deux pdf que je vais pouvoir lire !

- J'ai réalisé avec un morceau d'Alu en équerre un dissipateur, mis de la pâte thermique et l'ai fixé avec deux petites vis de 2 m/m.
1-0714_17_50_46_Pro.jpg

J'ai placé une Sonde Température et laissé allumé une 1/2 heure, Mesure de près de 60 °
2-Temperature IC.jpg

? ? ?
Amicalement,

Raffou a écrit:En ce qui concerne la température de fonctionnement de cette logique définit deux seuils (page 1-13) pour la logique ECL 10000 :
· Limite au delà de laquelle la vie du composant peut être altérée) :
  Température de jonction < 165°C (boitier céramique) ou < 150°C 'boitier plastique).
· Limite au-delà desquelles les performances peuvent être dégradées):
  De -30 à 85° C pour MC101xx.

Vu le brunissement du circuit imprimé observé sous D1306, la température du boitier a dû excéder ces préconisations, une mesure approximative de la température du boitier en fonctionnement devrait pouvoir le confirmer.
L'impact thermique sur l'environnement de ce boitier dans le temps a dû être négligé lors de la conception de l'oscilloscope, un bilan thermique aurait démontré le besoin de l'équiper d'un dissipateur thermique.
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Schoser » Ven 14 Juil 2017 20h41

Bonsoir,

IC qui chauffe ?
N'étant pas satisfait de ce résultat de 60°, avec l'objectif de faire baisser cette température,
j'ai fait le montage suivant :
3-0714_20_20_44_Pro.jpg

- La température n'est plus que de 40°, il me semble que je peu améliorer ce résultat en mettant une vis au bout de la rallonge Alu ?
-- Qu'en pensez-vous ?

Amicalement,
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Raffou » Sam 15 Juil 2017 16h53

Bonjour.

Dommage que vous n'ayez pas mentionné la température du boitier non équipé du dissipateur.
Je suppose que la température du radiateur a été mesurée avec l'oscilloscope ventre ouvert, il est à craindre qu'elle augmente sensiblement avec l'élévation de la température à l'intérieur de l'oscilloscope une fois son capot refermé.
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Messagepar Schoser » Dim 16 Juil 2017 16h41

Bonjour,
La température de l’IC est proche de 60° avec ou sans le morceau d'Alu en équerre ?… Appareil ouvert !
- Comme je l’ai mentionné dans dernier Message (étendre le Radiateur vers la Plaque Alu arrière), cette modif. ne me convient pas ?

D’ailleurs, Je n’arrive pas à m’imaginer que lors de la conception de cet oscilloscope, ils aient (Philips Mesure équipement) négligé, oublié un Détail aussi important qui met en péril la fiabilité de l’appareil de 1982.
Si oui, il y eu peut-être une note rectificative ?… ou une autre version de module A13 ?
- J’ai commandé un nouvel IC (MC 10137) pour remplacer le GXB 10137 (D1306), probablement à l’agonie ?… ceci réglera peut-être ce problème ?

Je viens de recevoir l’IC 74LS257 (D611), mis en place cela règle la Panne précédente !
1-0715_21_13_20_Pro.jpg

Elle fait apparaître un autre petit défaut, Un bruit d’ondulation (fritures) sur la trace ?… probablement encore un petit condensateur de filtrage ?

Amicalement,
Schoser
 
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Pierre Werlé » Dim 16 Juil 2017 18h03

Bonjour Patrice, j'ai du 74LS157 en stock, si ça t'intéresse toujours, je te l'envoi !
Amicalement "Pierre"
Je ne crois que ce que je vois, et même là je doute encore !
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Transistorix » Dim 16 Juil 2017 20h14

Bonsoir,

625mW de dissipation pour le MC 10137 est une valeur suffisamment élevée pour expliquer le noircissement du circuit imprimé.

Changer un circuit qui est bon par un circuit qui est neuf n' amènera aucune amélioration.

Tx
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Raffou » Dim 16 Juil 2017 23h41

Bonsoir.

Selon le tableau page 105 du chapitre 6 du document "MECL System Design Handbook" pour un circuit soudé directement sur le circuit-imprimé et cerné par un air ambiant immobile :
· La résistance thermique puce/boitier Θjc est de 25°/W (degré Celsius par Watt).
· La résistance thermique puce/air ambiant Θja est de 75°/W.
On en déduit logiquement que la résistance boitier/air ambiant est de 50°/W.

Pour une puissance dissipée de 625 mW, le calcul donne alors une différence de température de 31,25° entre celle du boitier et l'air ambiant.
Avec une température de boitier mesurée à 60°, l'air ambiant, du moins celui entre les cartes de l'oscilloscope avec les tripes à l'air serait donc à une température de 29°, ce qui ne serait pas si déconnant que cela vu les températures extérieures en ce moment.
La température de la puce à l'intérieur du boitier serait elle de 60 + (25 × 0,625) soit 75°, deux fois moindre que celle limite de 150° pour un boitier plastique.
Le problème, c'est que la température à l'intérieur de l'oscilloscope une fois refermée est encore inconnue pour obtenir une estimation des autres températures en fonctionnement.
Et le second, c'est qu'une recherche d'informations sur le comportement dans le temps des circuits imprimés époxy soumis à un échauffement local s'est avérée vaine hormis des thèses de doctorat plutôt indigestes. Donc impossible de savoir à partir de quelle température et quelle durée d'exposition le brunissement de l'époxy se manifeste afin de mettre en place la parade qui va bien pour limiter ce désagrément.
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Transistorix » Lun 17 Juil 2017 08h46

Schoser a écrit:Bonjour,

Elle fait apparaître un autre petit défaut, Un bruit d’ondulation (fritures) sur la trace ?… probablement encore un petit condensateur de filtrage ?

Amicalement,


Pour moi c'est une erreur de quantification tout a fait normale pour un convertisseur de 256 points.
Aucun souci.

Tx
Transistorix
 
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar bandol83 » Lun 17 Juil 2017 15h24

"La température de la puce à l'intérieur du boitier serait elle de 60 + (25 × 0,625) soit 75°, deux fois moindre que celle limite de 150° pour un boitier plastique."

A mon avis les boitiers ECL 10k étaient en céramiques pour pouvoir mieux dissiper la puissance des IC's... Cela me rappelle de vieux souvenirs, en effet dans la fin des années 70, je travaillais chez MOTOROLA à Genève comme "Product Marketing Engineer" pour les produits digitaux bipolaires : MECL, TTLS et les processeurs 10800 et 2900 :)

C'est une époque révolue, maintenant tout est basé sur les technologies MOS !

Belle réparation en tout cas, ce scope à l'air en très bon état.

Marc
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Raffou » Lun 17 Juil 2017 17h18

@bandol83.
D'après les photos postées quelques messages plus en avant, les circuits incriminés ici sur "l’Unit A13 – Delay Trigger" sont de marque Signetics et il sont tous suffixés en "N", ce sont donc des boitiers plastiques sinon ils seraient suffixés en "F". Ce que confirme une autre photo où on en voit deux par la tranche.
Ce qui est curieux, c'est que le document Motorola précité ne fait aucun distinction entre ces deux types de boitier au niveau des résistances thermiques Θja et Θjc.
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar bandol83 » Lun 17 Juil 2017 22h59

C'est très étonnant car le boitier sur la photo vue de dessus ressemble plus à un CERDIP qu'à un boitier plastique (il est plus gris et les bords sont plus irrégulier que les boîtiers TTL de Texas à coté) et avec la consommation des circuits ECL, MOTOROLA ne faisait que des boîtiers céramiques en DIL ou en Flatpack :?: Peut-être que Schoser peut nous apporter des précisions ?

Dans le book Signetics de 1971 ci-dessous, page 5-73 seul le boitier céramique est indiqué et il a bien le suffixe F : https://ia801902.us.archive.org/17/item ... l_Line.pdf

Peut être qu'il y a eu une version plastique par la suite, mais cela m'étonne à cause de la dissipation de la puce ?

Bonsoir,
Marc
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Raffou » Mar 18 Juil 2017 00h14

Bonsoir.

Effectivement, vus par dessus, les boitiers sont légèrement différents par rapport aux TTL environnants. Cependant sur une autre photo, celle montrant la température de 59° où on en voit deux par la tranche, on ne distingue pas les 3 couches du sandwich caractéristique des boitiers céramiques.
s-l225[1].jpg
s-l225[1].jpg (8.67 Kio) Vu 448 fois

Voici le lien vers le datasheet du 10131 Signetics plus récent que le databook de 1971 puisqu'il est daté de Janvier 1986 où il est bien question de boitier plastique suffixé "N" et de boitier céramique suffixé "F" : http://www.datasheetlib.com/datasheet/7 ... etics.html
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Re: PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar bandol83 » Mar 18 Juil 2017 10h28

Bonjour,

Effectivement il s'agit bien de la version plastique ! Je pense que Signetics voulait réduire les coût au depend de la qualité :( A l'époque Fairchild et MOTOROLA étaient les leaders en technologie ECL et la concurrence devait être dure...

Marc
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PM3311 Philips Oscillo-Besoin d’aide ?

Messagepar Schoser » Mer 19 Juil 2017 15h08

Bonjour à vous,

Je n’ai pas pu m’occuper depuis le 16 juillet de ce sujet et je m’en excuse ?
J’ai lu et relu vos différentes analyses et remarques, ce qui laisse prévoir à terme, si je n’entreprends rien, une détérioration encore plus prononcée du module A13.

(Peut-être que Schoser peut nous apporter des précisions ?)
Dans le Catalogue Signetics (page 586) l’on trouve ce Compteur Décimal 10137 version 16-Pin CerDip, mais cela date de 1972 ?
- Cet Oscillo date de 1982, 10 ans plus tard ? et donc une mutation possible dans la production de ces IC chez Signetics ?
1-0718_07_27_47_Pro.jpg

- Si l’on regarde ces différents IC de près, la surface des Signetics n’est pas lisse mais légèrement granuleuse. La Matière semble plus dure. L’on voit le 10137N blanchi suite à une application de graisse thermique ?

- J’ai réfléchi à une solution pour stopper, sinon minimiser le phénomène ?

La première qui n’est pas trop difficile à mettre en œuvre est :
Lors du remplacement de cet IC, d’utilisé un peigne de connexion pour le surélever de la Platine de 7 à 8 m/m. Il pourra continuer à chauffer, puisque cela semble normal, mais ne sera plus en contact thermique avec le circuit imprimé ?
3-0719_11_56_51_Pro.jpg

La Deuxième moins simple met en œuvre un Refroidisseur ou le nouvel IC serait plaqué contre. L’ensemble serait monté à l’arrière du Module A13 avec des liaisons filaires très courtes ?
1-0718_15_42_56_Pro.jpg

2-0719_09_36_55_Pro.jpg

-- J’oubliais, les deux couvercle de l’Appareil sont trouées sur presque toute leur surface.

Rien n’est arrêté…
Peut-être avez-vous des réflexions à ce sujet ou d'autres suggestions ?

Amicalement,
Patrice
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