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Hewlett Packard 1200A Oscilloscope
(1969)

あこがれのHP

「おいジム、俺オシロ買ったんだぜ。」
「いいねえ、どこの?」
「HP。」
「そりゃすげえ、一体いくらしたんだい?」
「2個で8ドル」

    ラジオ小僧として、オシロを持つのはそれは夢でした。が、高くてとても手が出るものではありませんでした。 高校生のころのある日、行き付けのジャンク屋にそれはかなり古そうな小さなオシロが。 売り値2万円。 貯めたお小遣いを全部つぎ込めば買えそう。 どうしよう、欲しいけど、動くのかなあ。 お金を持って数日後にもう一度行ってみたら、オシロの姿はもうありませんでした。

    20年近く経って復活したラジオおやじが中古なら何とかなるかなあとフットヒルを歩いていると、 同じモデルが何段にも積まれたオシロの山。 いくら中古のポンコツでも100ドルからするのが普通なのに、その売り値に驚いて、即買ってしまいました。 「10台買ってくれればもう少し安くするぜ。」 「い、いえ、に、2個でいいです」

    こうしてラジオ小僧は、晴れてオシロスコープのオーナーとなりました。 それも、エンジニアのあこがれ、ヒューレット・パッカード社製のです! たとえ古くたって、最高周波数500 キロ ヘルツだって、 ヒューレット・パッカード のオシロスコープ!

Hewlett Packard 1200A


2号機の修理を開始

    明らかに、どこぞの工場が昔使っていたライン検査用のオシロをガラクタとして放出したのでしょう。 あるいはどこかのハイスクールの実習用だったのかもしれません。 古いのもさることながら、当初から低速用オシロスコープとして企画設計されたHP1200Aは測定上限500kHz。 これでは今のシリコンバレーで使い道を捜すのすら困難です。 が、オーディオ信号ならばこれで十分。

    ガレージでさっそくテストしてみると、2台のうち1台は問題なく正常に動作。 もう1台は管面左側にしかスキャンしません。し、バーチカルも不安定。 ケースを開けて内部を見てみましたが、簡単な故障ではなさそう。ま、1台動くんだからこれは御の字。 正常なほうのHP1200A 1号機はその後、ベンチで大活躍してくれます。

    故障していた2号機(と名づけます)はスペアパーツ機としてガレージの片隅に長い間転がっていましたが、 思い立ってこれを直せないものか再トライすることにしました。
HP1200A on the workbench of San Jose lab.

    埃を落として久しぶりに電源を入れてみると、症状は購入直後と変わらず。 輝点が管面右側に行きません。 ラスターの左端は水平位置つまみの位置に応じて左右に動きますから、つまみのポテンショメータの故障ではありません。 ブラウン管が右側に偏向できないような感じです。 またこれは不安定で、あたかもランダムノイズが乗っているような感じでラスターが左右に動きます。

    さらに、垂直位置つまみを回しても輝点は管面最下部まで行きません。 これも不安定な動きで、ときおり正常になることもあります。 しかしポテンショメータの接触不良ではなさそうです。

    この現象はCHOPモード、ALTモードあるいはX-Yモードのいずれでも同様に発生しています。 したがって入力信号のプリアンプや走査信号の発生回路は正常で、偏向機能に問題があるものと思われました。

1999-01-25 HP1200A 2号機 修理開始



電源回路

    電源回路の故障の可能性を考えました。 たとえば偏向回路にはプラスマイナスの電源が使われていて、 どちらかが故障しているために右方向と下方向への偏向電圧が発生できない、というものです。 が、垂直偏向はときおり正常になるものの、水平偏向は異常なままです。それゆえこの可能性は少なさそう。

    ともあれ、電源回路をチェック。 電源回路はシャーシ上側、ブラウン管の左側の基板に構成されています。 オンボードヒューズは正常。案の定プラスマイナスの電源で、出力電圧は+50Vと-50V。 動作は安定しており、偏向異常の現象との関連は見出せませんでした。



カソード回路

    シャーシ上側・ブラウン管の左側には、アルミケースに入ったアノード用の高圧電源装置と、 おそらくカソード制御用のプリント基板が配置されています。 この基板に調整用トリマがついていますが、ちょっと触ったら樹脂製つまみがぼろぼろと崩れてしまいました(写真)。 そばの抵抗も外装が崩れてしまっています。 かなり高温になるのでしょう。 これはあやしそう。 ですが、この辺がいかれているのであれば症状は違ったもののはず。たとえば輝度不良とか。 ですからとりあえずここは調査対象から外します。


偏向回路基板

    シャーシ下側にはチャンネルAとチャンネルB用の信号入力回路基板、 走査周波数発生回路基板のほか、比較的大きな基板があります。 どうやらこれが垂直・水平の偏向電圧を生成する基板のようです。 基板上に取り付けられたロータリースイッチはディスプレイ・モードつまみで回されます。

    基板の写真下側(通常の据え置き位置で奥側)に菊型放熱器のついたトランジスタが4つあり、 ここから出てきた線がブラウン管に延びています。 これらが偏向信号の出力トランジスタなのでしょう。(写真では放熱器は外してあります。)

    いよいよ1号機の出番。 トランジスタの出力波形を観測すると、写真左側からそれぞれ、垂直上方向、垂直下方向、 水平左方向そして水平右方向への偏向回路であることがわかりました。 そして垂直下方向と水平右方向の偏向電圧波形が明らかに異常です。 左方向と右方向の偏向出力のターミナルを入れ替えてみると、輝点がこんどは左に行かなくなります。 したがって、この基板より後(たとえばブラウン管自体)は正常で、この基板に問題があることがわかりました。 この基板を良く観察してみると、偏向出力トランジスタはRCA製の2N3440ですが、ひとつだけモトローラ製に置き換えられています。 これは大きなヒント。基板の変色を見てもこれらのトランジスタはかなりの熱負荷があるようで、トランジスタ劣化故障の可能性が濃厚です。



基板を外してみる

    偏向回路基板を取り外してみました。 すべての外部結線はピンターミナルで行われているため、作業は比較的簡単です。 プリント基板にシルク印刷はなく、結線の識別は線のカラーコードに頼ります。 念のため外す前の写真を撮っておきましたが、ケース内側に貼ってあるピン配置図を見ればよいことがわかりました。 配置図にたとえば"912"とある数字は、つなぐべき線のカラーコード、つまり白色の被覆に茶色と赤のストライプ入りを意味しています。

    細いアーレン・キーがなかったのでロータリースイッチシャフトのジョイントを外すのにてこずりましたが、 なんとか基板を外すことができました。



トランジスタのオンボード・チェック

    偏向出力トランジスタの周辺回路図を書き起こしてみました。 上下左右4つの出力トランジスタ周りの回路はすべて同一で、 電源回路からの+186V(実測)が10kΩの抵抗を介してコレクタ側に印加されます。 エミッタはグラウンドに接続。したがって、トランジスタが導通するにつれ、コレクタ電圧は低下します。 このコレクタ電圧が、ブラウン管に行く仕組み。

    トランジスタのチェックをアナログ・テスタを使って行いました。 その結果・・・あれ不思議。 怪しい2個を含めた3個がまったく同じ指示。 一方、正常に動作しているモトローラ品だけ指示が大きく異なります。 同じ型番なのに、こうも違うものなのでしょうか。 出力トランジスタはすべて正常で、前段に問題があるようです。



前段トランジスタの出力波形

    基板を元に戻し、前段のトランジスタのコレクタ波形を観測してみました。 すると、これまた不思議、水平の左右回路はほぼ同じ波形、垂直の上下回路もほぼ同じ波形。 ここまでは正常と判断せざるを得ません。 となると、やはり問題は出力段。

    前段のトランジスタのコレクタは抵抗を通じて出力トランジスタのベースにつながっていますが、 このベース電圧をみれば明らかに異常。波形が変なだけでなく、 前段コレクタ電圧をはるかに超えたスパイク状の高電圧が観測されます。 どうやら出力トランジスタ内でベース・コレクタ間に不安定な導通があるようです。

    今度はトランジスタのベース電圧とコレクタ電圧を、1号機オシロをX-Yモードにしてチェックしてみました。 するとほぼ確定的、正常な垂直上方向と水平左方向用トランジスタではグラフはきれいな直線ですが、 垂直下方向と水平右方向では見るも無惨。 アナログ・テスタによるチェックがOKでも、高電圧では異常になるのでしょう。

1999-01-26 偏向出力トランジスタ故障確定



そんなに払っていいのかい

    「買い出しにオールトロ行くけど、ついでに何かある?」 「うん、2N3440を二つ。 2N3439でもいいよ、互換だから。」 「OK。上限は?」 「1個3ドル。 それより高かったらとりあえず1個だけでいい。」 「了解。でも、何に使うの?」 「ほら、ずいぶん前に買ったHPのオシロ。」 「ええっ、それに3ドルのトランジスタ2個使ったら、そりゃ払いすぎだぜ。」

    どちらも在庫はなかったようですが、店の人が代替品として選んでくれたのがRCA7938。 計1ドルで済みました。

    基板をもう一度外して、不良のトランジスタを取り外しました。 もう一度テスタでチェックしてみると、やはりNOS品の7938と同一の指示。 本当にこいつらがイカレているのかなあ。 ともあれ交換して基板を組み込み、電源オン。 すると・・・管面いっぱいに波形が広がりました。 やったぁ、直った!

1999-01-28 偏向出力トランジスタ交換 偏向不良解消



今度は輝度不良!

    正常になった2号機をベンチに置き、連続通電してみました。 ラスタは安定していて、修理は成功したとしてよいでしょう。 2号機の外観は、管面にマジックで書き込みがあるなど汚れているので、 少しは清掃しようかなと考えていると、しかし、輝度がなんとなく下がってしまったような気がし始めました。 翌日の夜、輝度低下は疑うべくもなくなってしまいました。 ふたたびカバーをあけ、カソード回路基板の中の輝度調整とおぼしきトリマをいじってみると、十分な輝度が得られました。 ところがその翌日の夜になるとさらに輝度は低下し、完全にラスタが見えなくなってしまったのです。 とほほ。

    すでに記した通り、 偏向異常の調査中にカソード回路基板をいじったらトリマのプラスティックノブと一本の抵抗がぼろぼろと崩れてしまいました。 それまでは輝度低下はこれほど顕著ではありませんでしたから、 原因を推測するに、 外装が崩れてしまった抵抗の抵抗値が熱による酸化か何かで変化し、輝度を下げてしまったのではないかと思われます。 2台を並べてカソード回路各部の電圧を比較してみることにしましょう。 抵抗の交換程度で済むことを期待しながら。

1号機に故障の兆候

    結局のところ2号機はそれからほったらかしですが、 1号機はラボにやってきてからすでに16年間活躍中。 日曜日の朝、 TDM850用ポジションランプコントローラ のテストを続けようと思ってHP1200Aの電源を入れたら、ラスターが管面左に行きません。 ああ、とうとう1号機にも2号機と同じ症状が出たぞ。5分ほどで突然症状は消え、その後は正常に。

2012-03-11 HP1200A 1号機 ラスタ左に行かず故障発生

    翌週、起動直後にラスターが左に行かない現象が再発。 これはもう水平偏向トランジスタの劣化に間違いないでしょう。10分ほど経ったら正常になりました。

    3週めも発生。電源投入直後にラスタが左に行きません。 5分ほどそのままにしておくとぱっと直り、以降は正常に動作。 温度が低いとトランジスタが異常動作するようになってきてしまっているのでしょう。

    1999年の2号機修理以降サービスマニュアルも入手できているし、 すでに直し方はわかっているから (このページを書いておいて良かった!! 13年も前の修理の詳細を覚えているはずはありませんからね。)、 交換用のトランジスタがあれば今度はすぐに直せるでしょう。 ないなら2号機から取り出せばよい・・・でも2号機はどこに行ってしまったんだろう。 2号機を探し出すのに一番時間がかかりそう。

    参考に偏向出力トランジスタ2N3440の主要スペックを書いておくなら以下。

2N3440 High-Voltage High-Current NPN Transistor, Metal Package
VCEO 250V
IC 1000mAmax
hFE 40 min @ IC 20mA
VCE 0.5Vmax @ IC 50mA @ IB 4mA
FT 15MHz min @ IC 10mA
NTE Replacement: NTE396





1号機にさらに故障の兆候

    これは数年前から観察されていた現象ですが、チャンネルAの垂直アンプが動作不良です。 信号を入力していないのに大きくオフセットしていて、しかも不安定。 やはり電源投入直後に発生して、しばらく経つと直ることがあるので素子不良だと思います。 が、チャンネルAのバーチカルレンジつまみをガチャガチャやると直ることもあるから、 ロータリースイッチの接触不良なのかも。
    今年に入ってからデジタルオシロスコープを使い始めましたが、 アナログ信号を観測するのにはデジタルオシロスコープではどうしても表示が遅れてしまい、不自然さがぬぐえません。 もしHP1200Aが再起不能になったらアナログオシロスコープを一台買うようかなあ。



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Jan. 30, 1999 Created.
Apr. 15, 1999 Revised.
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Aug. 17, 2002 Reformatted.
May. 17, 2004 Reformatted.
May. 06, 2006 Reformatted.
Mar. 23, 2012 Updated. HP1200A No.1 is showing the horizontal raster problem similar to the No.2 unit. Aug. 19, 2012 Updated.