2025-03-28
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进度
前言
拆解清理及方案分析
主板接口拆解更换
方案分析
翻车实录?
问题分析
复活失败
死而复生
问题再分析
堂堂复活
校准方法
校准前需要准备的工具
校准流程
1. 夹具短路/开路测试
2. 交流测量校准
~~3. DCR测量校准~~ (暂时没搞定)
资源链接

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相关信息

在此鸣谢B站Up主“饭堂大妈”以及“e萌工作室”各位群友的鼎力支持!本次维修所用到的相关资源链接在文末提供,如有需要请仔细阅读本文后再使用

进度

  • 确保基本功能正常。
  • 找到相关教程或者自己摸索进行校准
  • 把外观整体喷漆翻新,以及制作新的前面板贴纸

前言

近日在某黄色软件上淘了一台古董数字电桥,或者叫它综合测量仪也可以。

型号 Zentech 3302 ,这个型号的电桥有很多马甲,使用的硬件基本一致,系统固件也大同小异,无非就是开机显示的品牌 Logo 有区别以及有一家使用的是全中文固件。目前就我已知的有6个不同牌子的同种型号电桥。

此外,与这台电桥同系列的其他型号所使用的硬件基本一致,3302是全系功能最全的型号,对于其他型号来说,只要刷3302的固件理论上就都能实现一样的功能

该系列有以下几个型号,这里提供的是 Chroma 家提供的中文版参数概览文档(与Zentech 参数完全一致):

以及该系列的用户手册(英文版):

拆解清理及方案分析

我买的这台机器总花费 650CNY(600单机无配件+50德邦物流运费),外观成色还算可以。到手之后确认开机正常,测量准确无误之后我就把它拆开了😋。(埋下伏笔)

这台机器的内部结构有些阴间,明明块头那么大里面却空的很.....

而且从里面厚厚一层的灰尘以及锈迹斑斑的螺丝可以看出这机器的工作时间应该不短,工作环境估计也算不上很好😥,尤其是电源部分,由于有风扇导致的空气流动所以积灰严重。不过好在这种古老的直插件和电路板大多都比较耐操,即便是这样了依旧能照常工作。

下图是机器上层的电源数字部分,数字部分主要负责测量数据的处理、屏幕显示、按键识别以及外接设备交互(有几个接线被我拔了)。

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下图这张是机器底部的模拟采样部分,主要负责输出激励、回采外部输入信号并转换计算后传输给数字部分。由于是倒装的所以这块板子上几乎没有灰尘,非常干净。

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主板接口拆解更换

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这边RS232接口的电路其实是不全的,后续我还要把他补全,试一下使用上位机操作。

方案分析

锐意制作中……

翻车实录?

好的,清灰结束,简单装机试一下😆。嚓电,揩鸡!好的屏幕轻松点亮😎。

但是…… なに?为什么屏幕测量参数变成乱码了😱?!

一定是我开机姿势不对,重启一下…… 还是不行,难道我打破了灰电平衡吗😅?

经过几次尝试插拔一些芯片、接口和断电重启后,故障依旧😵。

问题分析

经过跟群友交流猜测,这个现象有可能是系统固件里的数据出现了错误,比如字库存储位置读取错误导致显示的是乱码而非正常文字。

记得一开始拍的照片里贴了两片美纹纸的地方吗?那个是来自 意法半导体STM27C4001 紫外光擦除型 EEPROM ,容量 4MB 共两颗。这种芯片的特点就是在内部 Die 上有透明的开窗,可以直接从外部看到,而只要有一定强度的紫外线射入即可将芯片内部的数据擦除,而无需通电。

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众所周知一般的室内照明用荧光灯的工作原理是通过电流激发灯管内的汞蒸气产生紫外线(主要为254nm的UVC)。这些紫外线照射到灯管内壁的荧光粉涂层上,从而转化为可见光。虽然一般来说灯管玻璃所采用钠钙玻璃可有效阻挡UVC和大部分UVB(波长 < 315nm),但仍有可能可能透射少量UVA(315~400nm)。

以及窗外日光中所携带的紫外线也有可能通过某些途径进入,所以就此分析有可能是由于有少量紫外线射入芯片内而导致系统固件中的某些部分产生了位翻转(Bit Flip),从而导致了显示乱码的问题。

注意

虽然事后证明这个并非是关键原因,但是一般的照明光照射此类 EEPROM 的确有概率导致数据错误,所以如果有使用此类芯片的话一定要记得做好防护,以防止数据丢失!

复活失败

如此看来只要将正常的系统固件刷回去理论上就应该可以解决问题了,恰好B站上有位Up主大概半个月之前刚刚发了这个系列的3250型电桥的刷固件升级+翻新的视频,于是我便联系上了他。

Up主充分发扬了互联网精神,十分慷慨地将3302型号的固件无偿提供给了我,对此我致以最真挚的感谢和敬意🫡。

之后,甚至发现Up主和我在同一个QQ电子交流群里,于是我便从他那里得到了两片免费的刷好固件的EEPROM😍。

虽然这么多巧合和好运让我坚信问题一定可以迎刃而解,但现实并不会以人的意志而转移。当我满怀期待的将新的ROM芯片换上开机后,想象中的奇迹却并没有发生,故障依旧😫。

死而复生

在排除了系统固件错误的可能后,之前翻新时的步骤里唯一有可能导致系统数据问题的操作只剩下将小电池断电的操作了🤨,毕竟原本使用的是直接焊死在主板上的小电池而非插拔式的,所以大概率原本设计的时候就不希望能够轻易将小电池取下导致主板断电🤔。

IMG_20250324_211557.jpg

提示

我这个版本的主板上小电池正负极的丝印甚至是反的🤬,如果不注意的话很有可能会把其他芯片一块带走。

问题再分析

经过一番胡乱尝试,我发现:将小电池拔下后开机,屏幕测量部份显示的乱码就出现了变化,而如果再将电池安装回去则会恢复之前的乱码,现在我大概可以确定问题应该就出在小电池相关的电路上。

在小电池安装位旁边有4个芯片:DS1302、DS1210、2×SPI Flash。而从PCB来看小电池也只连接了 DS1302DS1210 这两颗芯片,那么大概率问题就出在他们俩之间。

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DS1302 是一颗RTC时钟芯片,本身只是作为时间计量用,大概率不会对系统产生什么影响。但是 DS1210 就有点说头了,这是一颗“非易失性存储控制芯片”,根据芯片手册的电路描述来看它的作用是在电源输出不稳定或断电时切换到小电池为系统的 SRAM 供电用于保持其内部的数据🧐。

本来我以为 SRAM 只是用于系统数据暂存的,但是从电路来看大概率里面有一些需要长期保存的数据,所以才设计了这么一个续命电路🙃。

堂堂复活

而系统设置里恰好有一个“内存管理(MEMORY MANAGEMENT)”的选项,或许我可以通过重置来恢复😏?但是很逆天的是这个机器里面居然还有“超管密码(Supervisor Password)”,最关键的是设备使用手册里是不提供的,也就是说理论上只有生产厂家知道这个密码是什么😓。

好在于万能互联网上搜索后发现 CSDN 有个资源贴说有相关文件,在淘宝花了 0.0005k 巨款找的代下载后成功得到了这个机器的超管密码以及还原出厂清零的步骤😋:

  1. 按“System Setup”键,进入系统设置快捷画面;
  2. 按数字键“0”进入“MEMORY MANAGEMENT”,输入超管密码“1470741035”后按“Enter”键确认;
  3. 按显示器右边最上面的“DEFAULT RAM”对应键后,再按“Yes”对应键;
  4. 按显示器右边中间的“DEFAULT DEUIATION”对应键后,再按“Yes”对应键;
  5. 按小数点“·”按键后,再按“Yes”对应键;
  • 完成上述5个步骤后关机,再重新开机完成清零。

根据以上步骤执行后再重启机器,测量示数就已经恢复正常,但大概率校准数据已经丢失,精度应该是不能和一开始比的,不过至少是能用了。而且有了超密之后设置里的“校准(Calibration)”也可以使用了,如果能搞到校准流程的话就可以自己校准。

校准方法

目前还有在售的同方案电桥只有 Chroma 一家,其他的几个牌子基本都已销声匿迹,连联系方式都不知道怎那么取得。虽然 Chroma 提供仪器校准服务,但是不知道是否支持个人寄送校准,而且根据官网上的提供的大陆地区校准实验室校准能力列表,里面并不包含这个型号的设备。

校准能力项目表.jpeg

既然如此,那就只能自己想办法校准了。好在经过一番摸索,我基本确定了这个仪器的校准流程。

校准前需要准备的工具

  • 无感标准电阻一个(我使用的是 0.1% 精度 100R 的),不过这个电阻的绝对精度其实不是很重要,如果有条件的话可以自己找温漂比较低的电阻自己标定,或者买之前找商家帮忙进行标定。不过注意一定要用无感电阻,因为要保证各个测试频率下的阻抗稳定性,所以一定要尽可能使用低寄生电感、寄生电容的标准被动元件,以确保频率响应一致。 IMG_20250411_164712.jpg
  • 六位半及以上的万用表一台(非必须,但要保证精度),主要用于标定校准用被动元件的值。如果不是购买现成的标准电阻而进行自标定的话,还是有必要使用高精度的万用表。

校准流程

1. 夹具短路/开路测试

  • 按“Main Index”按键,进入功能主页; IMG_20250411_164147.jpg
  • 按屏幕右侧第3功能键“Transformer”,进入变压器测量页面,屏幕显示内容应与下图类似。里面有“Short”和“Open”两个选项; IMG_20250411_164152.jpg
  • 这里以短路测试为例,点击“Short”对应功能键,进入短路测试; IMG_20250411_164158.jpg
  • 将正负夹具可靠短路,根据屏幕上提示点击“MULT - FREQ.”进入多频测试模式,再点击“Start/Trigger”按键开始;
  • 等待测试完毕后屏幕会显示“Short Test Pass”即表示测试完毕;
  • 开路测试流程同理。

2. 交流测量校准

  • 按“System Setup”按键,进入系统设置页; IMG_20250411_164023.jpg

  • 按屏幕右侧“Calibration”所对应的第1功能键,输入前文提到的超管密码“1470741035”,再按“Enter”进入校准页面; IMG_20250411_164029.jpg

  • 进入后屏幕显示内容应与下图类似,确保屏幕右侧第二行显示的为“STD”,即 Standard 标准校准模式; IMG_20250411_164036.jpg

  • 修改表格左侧一列校准用阻值为标准电阻的阻值,右侧一列的 Q (PPM) 值我不确定应该怎么设置,所以姑且保持默认(在我测试下来对校准结果没明显影响);

  • 将标准电阻用测试夹具夹好,并且夹具应尽量靠近电阻引脚的根部,即靠近电阻本体的一端,减少引脚本身电阻带来的误差;

  • 点击“Correction”键,设备会自动进行多频校准;

  • 等待大概5分钟左右,交流校准流程全部结束即可。

3. DCR测量校准 (暂时没搞定)

  • 2. 中相同方法进入 Calibration 校准页面;
  • 点击第二功能键将校准模式切换到“DCR”模式; IMG_20250411_164103.jpg
  • 使用按键区小键盘输入标准电阻的阻值(越精确越好);
  • 点击“Correction”键设备会自动进行校准;

资源链接

3302固件

33xx系列繁中版用户手册

本文作者:Polaris⭐

本文链接:

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