MSA Control Board Rev. WSS

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich im weiteren Verlauf auf folgende Quellen:

Dieses Board ist NICHT die Version, die auf Scotty’s Seiten beschrieben ist. Schaltplan und Layout finden sich im Yahoo-Forum unter Files -> Group Buy 2016.


Das MSA Control Board erfüllt zwei Funktionen:

  1. Schnittstelle zwischen MSA und der Außenwelt
  2. Aufbereitung der Stromversorgung für das Gerät
  3. Verteiler für die Betriebsspannungen nachfolgender Module

In dieser Version wird ein Parallelport (LPT) vorausgesetzt. Die Software “spricht” quasi über die Latchbuffer-ICs vom Type 74ACT573 mit dem Gerät und bekommt auch die Daten zum Plotten auf den Bildschirm geliefert.

Zudem werden die erforderlichen Spannungen erzeugt. Über die Zuführung von 15 Volt werden über Längsregler die Spannungen 10V und 5V generiert. Über eine Vielzahl von Pin-Leisten sind die Spannungen verteilbar. In einer weiteren Sektion auf dem Control Board wird eine 23V Spannung bereit gestellt. Das erledigt ein sog. Step-Up Boost Converter LM2733.

Hier die Fotodokumentation des Aufbaus:

MSA-CB-01 – Die nackte Platine

MSA-CB-02 – Die ersten Bauteile sind eingesetzt

MSA-CB-03 – C’s auf der Unterseite

MSA-CB-04 – Arbeiten an der Stromversorgung

MSA-CB-05 – Der Clock Buffer 74HC04

MSA-CB-07 – Auch gleich den Stepup-Converter LM2733 bestückt

MSA-CB-08 –

MSA-CB-09 – Stromversorgung, fertig aufgebaut, Pfostenleisten und IC-Fassungen sind eingesetzt

MSA-CB-10 – Die 23V-Sektion

MSA-CB-10a – Layoutfehler korrigiert

MSA-CB-11 – 10V und 5V aufbereitung

MSA-CB-12 – Latch-ICs eingesetzt, fertig zur Inbetriebnahme

MSA-CB-13 – Rauchtest. Alle Spannungen sind vorhanden, nichts wird heiß!

MSA-CB-14 – Im Leerlauf zieht die Platine <50mA bei 15V Versorgung

MSA-CB-16 – HF über dem 23V Stepup-Wandler

MSA-CB-15 – 23V Rauschteppich <5mV

An dieser Stelle empfiehlt sich die Installation der Software und der LPT-Test. Allerdings bevorzuge ich einen Cypress USB-Adapter, der bei korrekter Programmierung (am besten mit einem 32-Bit-Windows Betriebssystem) und Verdrahtung die USB-Daten auf die LPT-Schnittstelle umsetzt.

Um den USB-Adapter anzusprechen, muss für Windows die Datei msadll.dll in das Programmverzeichnis kopiert werden. Dann aktiviert man in der SA-Software über Setup -> Hardware Config Manager das Control Board auf USB.

MSA-USB-Adapter aktivieren

Den unten stehenden Testprozeduren habe ich hier schon einmal vorgegriffen.

MSA-USB-01 – Cypress USB Board bereits fertig programmiert

MSA-USB-02 – Cypress-Board verkabelt

MSA-USB-03 – Control Board verkabelt

MSA-USB-05 – Das Breadboard als Adapter mit Abgriff für Messmittel

MSA-USB-04 – So sieht es dann aus. Nicht schön, aber funktioniert

MSA-USB-CB – Nach dieser Tabelle sind die Verbindungen von “Reg” nach “LPT-Port” vorzunehmen

MSA-USB-CB – Testprozedur über Software

MSA-USB-07 – Abgriff einer Datenleitung während eines Sweeps

Testprozedur ohne USB-Adapter:

  1. Anschließen einer Stromversorgung an das Control Board 13,6 (nominal) … 18 V, 1A.
  2. Verbinden des Control Boards LPT-Anschluss mit dem Parallelport des Computers
    Hier geht es darum zu testen, ob die Pull-Up-Widerstände R9-R12 benötigt werden oder nicht.
  3. Messen der Spannung an den Punkten SELECT, PE, WAIT und ACK. Die Spannung sollte im Minimum 2V und im Maximum 5V betragen. Wenn die Spannung weniger als die Minimumspannung beträgt, die Verbindung mit dem Computer wieder trennen und die Pull-Up-Widerstände R9-R12 mit jeweils 2,2 kOhm einbauen.

Grundsätzlicher Test der Spannungen auf dem Control Board:

  1. Messen der Eingangsspannung an U5-1 im Bereich +12V … +18V.
  2. Messen der Spannung am Ausgang des 10V-Reglers U5-3. Diese soll sein +10V, ±0,2V.
  3. Messen der Spannung am 5V-Regler U6-1. Diese soll sein +5V, ±0,2V.
  4. LED1 sollte leuchten.
  5. Messen der Spannung am 23V-Ausgang des Control Boards. Im Leerlauf beträgt die Spannung 23,5V.
    Bitte beachten:
    In einer Charge von Platinen kam es zu einem Layoutfehler im Umfeld des Stepup-Wandlers. Hier fehlt eine Verbindung des R3 zu den Kondensatoren C1 und C1a.
    Wenn dieser Fehler nicht bereinigt wurde, befinden sich am Ausgang der Pins wilde Spannungen um 8V herum.
  6. Optional: Mit einem Oszilloskop die Welligkeit am der 23V-Spannung messen. Sie sollte weniger als 5mV betragen. Wenn PLO1 und PLO3 angeschlossen sind, sollte die Welligkeit weniger als 20mV sein. In voller Ausstattung des MSA könnte eine extreme Welligkeit auf dieser Spannung auftreten, die sich als Seitenbänder auf jedes zu messende Signal im Spektrumanalyzer-Modus auswirkt. Abhilfe schafft hier noch weitere Kapazitäten im Spannungsausgang hinzuzufügen.

Testprozedur mit Cypress FXMini USB-Adapter:

Es wird dringend empfohlen die Pull-Up-Widerstände R9-R12 – falls sie installiert sind – zu entfernen, um das Board nicht zu verbraten und Schaden am PC zu vermeiden.

  1. Anschließen einer Stromversorgung an das Control Board 15V, 1A.
  2. Verbinden des Control Boards mit dem Cypress USB-Adapter.
  3. Verbinden des USB-Adapters mit einem USB-Port am PC.
    1. Möglicherweise muss hier noch der passende Treiber installiert werden, wie auch beim späteren Wechsel des USB-Ports.
    2. Die Programmbibliothek msadll.dll muss sich im MSA Programmverzechnis befinden.
  4. Die Spannung an den Punkten SELECT, PE, WAIT und ACK sollte jeweils deutlich über 2V liegen (bei mir 2,4V), auch bei nicht verwendeten Pull-Up-Widerständen R9-R12.
  5. Über das MSA-Programm im Setup den LPT-Port-Test aufrufen.
    Hier wird eine 5V-Spannung an jedem Datenport gemessen, wenn man den Button des Ports auf “1” setzt. Bei “0” werden 0V gemessen. S. Bild “MSA-USB-CB – Testprozedur über Software”.
  6. Optional: mit dem Oszilloskop kann das Verhalten eines Datenports während eines Sweeps in der Software betrachtet werden S. Bild “MSA-USB-07 – Abgriff einer Datenleitung während eines Sweeps”.