In meiner Ausbildungszeit erlangte ein spezielles Messgerät hohe Beliebtheit. Es hatte durch eine Eingangsstufe mit einem Feldeffekt-Transistor einen ähnlich hohen Eingangswiderstand wie ein Röhrenmultimeter. Wir nannten es "Kamoden-FET". Hier ist es im Radiomuseum zu sehen. An das Kamoden-FET musste ich denken als ich das Hioki Multimeter auf dem Flohmarkt entdeckte. Leider ist es defekt. Damit muss man bei Flohmarktware nun mal rechnen.
Beim Einschalten schlägt das Messwerk in allen Bereichen voll aus. Beim Recherchieren habe ich ein Video von Steffen gefunden. Es scheint aber nur den Teil 1 zu geben, und der brachte mich im Moment nicht weiter. Beim Einschalten schlägt das Instrument in allen Bereichen voll aus. Vorher habe ich es geputzt um den Flohmarktstaub zu entfernen und die ausgelaufenen Batterien entfernt. Mit der einzelnen Babyzelle und einem externen 12V-Netzteil erfolgte dann die Inbetriebnahme.
Dann habe ich die Halbleiter lokalisiert. Es gibt einen N-Kanal MOSFET K30A im TO-92 Gehäuse, von denen hab ich auch gleich welche bestellt. Bei einem µPC157A dürfte es sich um diesen Operationsverstärker handeln:
und dann wäre noch ein µA741CL, ebenfalls ein OP im 8-Pin Metallgehäuse.
erfreulicherweise war der komplette Strippensatz dabei. Jetzt sieht es zumindest schön aus. Um die Funktion werde ich mich noch kümmern.
die Elkos waren nicht richtig auffällig. Hab sie trotzdem erneuert. An dem Fehlerbild hat es nichts geändert. Das Instrument schnellt beim Einschalten auf Vollausschlag in allen Messbereichen, außer beim Batterietest.
den MOSFET K30A habe ich mittlerweile erneuert. Der Fehler mit dem Vollausschlag ist leider geblieben. Der alte FET zeigte keine direkte Auffälligkeit:
im Vergleich zu dem neuen FET:
was mich aber vollkommen irritiert ist das Drain und Source mit einer Leiterbahn verbunden sind. Auf dem Bild sind die Beinchen zur Markierung noch nicht gekürzt:
der "offene" Lötpunkt führt nirgends hin.
Hier ein Bild vom Originalzustand. Der FET ist rot markiert:
Warum sollte man einen Messeingang mit einer "FET-Diode" bestücken? Der FET sollte doch als Impedanzwandler geschaltet sein um nach außen einen hohen Innenwiderstand zur Verfügung zu stellen? Das ist doch das besondere an diesem Messgerät.
Anmerkung Günter:
"Der JFET wird gelegentlich schon mal in sehr empfindlichen hochimpedanten Eingangsschaltungen als Schutzdiode verwendet. Und zwar nennt man das Picoampere-Diode, weil die störenden Restströme äußerst klein sind".
Quelle: https://www.mikrocontroller.net/topic/256372
Hier mal ein Anwendungsschaltbild:
Typische Anwendungen sind Sachen, wo der der Widerstand des zu schützenden Eingangs ins hunderte von Megaohm-Gebiet (oder gar ins Gigaohm-Gebiet) geht (z.B. HPLC-Meßverstärker) und die Ströme des zu messenden Nutzsignals deswegen in der Größenordung der Sperrströme von normalen Silizium-Schutzdioden landen (Beispiel 1N4148 @ 20[V] Sperrspannung UR bei +25[°C] Sperrschichttemperatur: Sperrstrom IR(typ.) = 10[nA]; bei +75[°C]: 0,3[µA]; bei +150[°C]: 20[µA]). Solche JFET-Dioden haben allerdings keine große Stromtragfähigkeit - sie müssem also ihrerseits wieder geschützt werden (was in obigem Schaltbild R1 übernimmt).
Solche ICs wie der ACF2101 (damit kann man HPLC-Eingangsstufen bauen) sind mit normalen Siliziumdioden ohne untragbare Meßfehler nicht mehr zu schützen ("Bias Current: 100[fA]" - ja, kein Schreibfehler: Femto-Ampere (also noch mal Faktor 10-3 weniger als [pA]):
Danke Günter für deine Ausführungen in der von dir gewohnten Tiefe und
Gründlichkeit! Verwunderlich dass der FET gar nicht als zentrales
Element der Eingangsstufe fungiert, sondern "nur" eine Schutzfunktion
hat. Dann sollte sich der Messgerätetyp eigentlich OP-Messgerät und
nicht FET-Messgerät nennen.
Bis dato war ein hochohmiges Messen dem
Röhrenvoltmeter vorbehalten. Ich erinnere mich noch welche Sensation das
FET-Gerät für die Werkstätten war. Und diese Begeisterung glaube ich
noch zu spüren.
Anmerkung Andreas:
So, Zeit zum (vorläufigen) Abschluss dieses Repartur-Threads.
Franz-Josef hat mir das Gerät zukommen lassen. Ich konnte es für ihn reparieren.
Wie schon bekannt: Es gibt kaum Infos über die Schaltung im Web oder vom Hersteller,
wie auch schon https://roehren-radio.eu/werkstatt/gera…5fet-voltmeter/ deutlich am Ende ausführt.
Also blieb mir nur die Schaltung stückweise aus dem PCB herauszuzeichnen, die (damals übliche) eigentümliche Reihenfolge der IC-Pin auf dem PCB nachzuvollziehen (z.B. Pin 8 der TO Gehäuses ist da geroutet, wo heute Pin 1 geroutet würde) und so Stück
um Stück die Schaltung zu verstehen.Letztlich waren beide OP sowie der Doppel-FET defekt lokalisiert. Der 741 war glücklicherweise leicht zu beschaffen, der C157 ist durch einen LM301 bzw da bei mir vorhanden LM101 im TO Gehäuse ersetzt. Falls alo jemand mal so ein Hioki 205 mit ähnlichem Verhalten hat: Vermutlich ist es ein Thema das bei diesen ca. 50 Jahre alten Geräten nur durch Halbleitertausch in den griff zu kriegen ist.
Anmerkung zum 741: Seine Funktion hier ist "rail splitter", d.h. der Ausgang des OP schafft eine virtuellen Bezugspunkt auf der Hälfte der Betriebsspannung. Designfehler in der Hioki Schaltung ist, das der OP Ausgang ohne Entkopplungswiderstand direkt auf 2 100uF Elkos geht. Der 741 ist wie die allermeisten OP nicht für direkte kapazitive Last spezifiziert. Soll man ggfs. durch einfügen eines 47 Ohm R ändern
. Ebenso die 47k Widerstände am Pin3 den Mittelpunkt mit 15nF gegen Minus gegen HF-einstrahlung kapazitiv ableiten.
Das Gerät geht demnächst in den Versand zu Jupp, inklusive Anmerkungen zur Schaltung. Da ich mangels Zeit hier nicht die Möglichkeit habe, mich um Fragen zu kümmern: Bitte bei Hioki Detail Fragen direkt an Jupp wenden.
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