Google Analytics

09 februari 2022

Toepassing: Testen met de Retro Chip Tester Professional (deel 1)

In mijn vorige blog heb ik de bouw van de Retro Chip Tester (RCT) Professional beschreven. De afgelopen weken heb ik me verdiept in de mogelijkheden van deze tester en heb een selectie van mijn IC's uit de jaren '70 '80 getest en deze testresultaten vergeleken met een andere bekende merkloze Chinese IC tester. Ondertussen is er een nieuwe firmware voor de RCT uitgebracht en heb ik versie 0.21 beta4 inmiddels vervangen door v0.21.

Bediening en functies van de RCT

Op het moederbord zijn 3 leds en een LCD display aanwezig. Het LCD display wordt gebruikt om het te testen IC te selecteren en geeft informatie over de functie van het IC en waar het in de voet moet worden geplaatst en na afloop van de test wordt het resultaat getoond.

Aan de linkerkant zijn twee rode leds aanwezig waarvan de bovenste aangeeft dat het moederbord van voedingsspanning wordt voorzien en de onderste geeft aan dat het IC van spanning wordt voorzien. Het te testen IC wordt alleen van voedingsspanning voorzien tijdens het testen. Dit is een goede ontwerpkeuze, zodat er niets verkeerd kan gaan tijdens het plaatsen van het IC in de testvoet. De led rechts van het midden geeft aan dat het test proces in werking is. Mocht dat lang duren, b.v. bij RAM IC's dan knippert deze led.
Op de voedingsprint aan de bovenkant zijn 4 leds aanwezig, de rode links geeft de inkomende voedingsspanning aan van de Barrel connector of de USB connector en de 3 groene geven de +12V/+5V/-5V uitgangsspanningen weer.

Op de RCT (versie 1.2k) zijn vijf drukknoppen aanwezig. 

De reset knop initialiseert de tester naar de begintoestand, hiermee kan ook een lopende test worden afgebroken. De functie van de overige knoppen kan verschillen per hoofd/sub menu.

In het hoofdmenu kan met behulp van de Jump knop een van onderstaande hoofdcategorieën worden geselecteerd (v0.21), de daarbij weergegeven typen zijn slechts de belangrijkste.

SRAMs common > 2021, 2114, 6550, xx16
SRAMs uncommon > 3101, 2101, 2111, 8185
SRAMs cypress > x167, x168, x1257
DRAMs common > 2104, 4116, 4164, 4464
DRAMs uncommon > 41128, 4332, SIMM, ZIP
FIFO > 40105, 74222, 74235
EPROM > 27xxx, 1702, ES
PROM/ROM 1 > 23xxx, 6540, 2513
PROM/ROM 2 > 7488, 74S271, 82S321
LOGIC > 74xx, 40xx, PAL, Misc
CUSTOM > Custom definitions
PROGRAMMING > Experimental
SERVICE > Search, Info, Config

Na het kiezen van een hoofdcategorie kan met behulp van de >>>, <<< en OK toetsen een of meerdere subcategorieën worden gekozen en uiteindelijk kan het betreffende IC worden geselecteerd. Vooral bij de selectie LOGIC IC's zijn dit lange lijsten en duurt het lang om één voor één door te stappen, maar als de >>> of <<< knop langer wordt ingedrukt worden er grotere sprongen gemaakt om sneller bij het gewenste IC uit te komen. Persoonlijk had ik voor deze selectie liever een zogenaamde "Rotary dial" (draaiknop) willen zien, maar dit zou ook een hele snelle afhandeling van de rotary dial pulsen door de ATMega microcontroller vergen, dus ik snap wel de ontwerp keuze. De knop "Func Top" brengt je terug naar het begin van de (sub) selectie en met de OK knop wordt een keuze bevestigd of wordt het testen gestart. Bij het testen van ROM's kan met het langer drukken op de OK knop de inhoud van de ROM worden opgeslagen op de SD kaart of kan het testresultaat worden opgeslagen.
Bovenstaande is slechts een beschrijving van de meest elementaire bediening. Er zijn nog veel meer functies aanwezig die uitgebreid staan beschreven in de "Readme_Pro" handleiding.

Vergelijking RCT met een Chinese IC tester

Alhoewel de specialisatie van de RCT zich richt op (oude) typen RAM/ROM/EPROM heb ik me in deze RCT test meer gefocust op het testen van zogenaamde Logic IC's, zodat ik ook resultaten kan vergelijken met een goedkope merkloze Chinese IC tester genaamd "IC tester". 

Deze IC tester heeft in tegenstelling tot de RCT een smalle IC voet waardoor brede IC's zoals de 74116 niet op deze tester getest kunnen worden. Op de RCT kunnen zowel smalle als brede IC's worden getest. Dit zou nog opgelost kunnen worden met een verloopvoet, maar de 74166 wordt ook niet ondersteund door de software.

De IC tester kan logische IC's aan uit de 74HC, 74LS, CD40, HEF40 en de 45 serie aan, maar ook wat analoge IC's zoals Darlington transistor arrays (ULN), enkele Op-Amps (LM/TL), de NE555 en opto couplers. De RTC beperkt zich tot digitale IC's met combinatorische logica en een beperkt aantal transistor arrays en op-amps. De keuze aan te testen logische IC's is bij de IC tester redelijk beperkt, terwijl de RCT bijna alle logische IC's uit de 74 en CD40 serie aan kan.

De IC tester is in staat om bij (goed functionerende) IC's met een behoorlijke nauwkeurigheid heel snel te detecteren welk IC is geplaatst. Dit kan handig zijn als de opdruk niet meer leesbaar is. De RCT beschikt niet over deze mogelijkheid. Ik vind de IC selectie d.m.v. de cursor toetsen op de IC tester handiger en sneller in gebruik dan bij de RCT.

Een heel groot voordeel van de RCT is dat deze ook laat zien wat er fout is, de IC Tester laat alleen goed of fout zien, zonder nadere informatie.

Testresultaten

De meeste IC's uit de 7400 reeks hebben een +5V op de meest linkse pin boven en 0V op de meest rechtse pin onder. maar bij een aantal IC's zit de voedingsspanning op andere pinnen. De RCT zorgt zelf voor de juiste voedingsspanning op de juiste pinnen. Over het algemeen worden de IC's uiterst links in de ZIF voet geplaatst, maar voor een aantal IC's geldt een uitzondering en wordt op het display de positie aangegeven (Pos) geteld vanaf de linkerkant van de ZIF voet. Het is dus iedere keer goed opletten of er een positie op het display wordt aangegeven zodat het IC op de juiste manier geplaatst wordt. Mocht het IC verkeerd worden geplaatst dan gaat deze niet stuk maar wordt het uiteraard als defect getest.

Links een 7496 op positie 4 en rechts op 4049 op positie 9

Ten behoeve van het testen heb ik een aantal TTL IC's geselecteerd uit mijn jaren '70 '80 IC verzameling van diverse merken. TTL staat voor Transistor Transitor Logic die in 1964 werd geïntroduceerd. Deze IC techniek was de opvolger van de DTL (Diode Transistor Logic) die in 1962 was geïntroduceerd. 

Testresultaten TTL (bipolair) IC's

7400PC 4x 2-input NAND Fairchild 1976 Chip Failed
7401PC 4x 2-input NAND OC Fairchild 1976 Chip OK
DM7402M 4x 2-input NOR National Semiconductor 1977 Chip OK
7407N 6x buffer OC Signetics 1979 Chip OK
SN7408N 4x 2-input AND Texas Instruments 1978 Chip OK
7410/FLH111 3x 3-input NAND Siemens ? Chip OK
7420 2x 4-input NAND Geen merk logo jaren '70 3 van de 8 Failed
7430PC 8-input NAND Fairchild 1976 Chip OK
SN7473N 2x J-K FF Texas Instruments 1978 Chip OK
SN7474N 2x D FF S/RS Texas Instruments 1988 Chip OK
7475N 4-bit bistable latch Signetics 1978 Chip OK
7485N 4-bit comparator Signetics 1978 Chip OK
SN7496N 5-bit shift reg. Texas Instruments 1973 Chip OK
N74116N 2x J-K FF Signetics 1976 Chip OK
SN74121 Monostable multivibr. Signetics 1979 Niet mogelijk
SN74148NV 10:4 priority enc. Texas Instruments 1976 Chip OK
N74153 4:1 multiplexer Signetics 1978 Chip OK
SN75189 4x line receiver Motorola 1975 Chip Failed

Een aantal keren kreeg ik "Chip Failed" als eerste testresultaat. Na het opnieuw plaatsen van het IC in de voet en opnieuw testen was het resultaat wel goed. Dat kan verschillende oorzaken hebben:

  • Door opwarming van het IC kan de uitgangsspanning die dan waarschijnlijk net op de grens ligt er net boven komen.
  • Sommige pootje staan niet helemaal recht en door ze 1x in de ZIF IC voet vast te klemmen worden ze beter uitgericht en gecontacteerd. 
  • Oxidatie van de pootjes, vooral de IC's van Texas Instruments zijn bekend om oxidatie (zie foto).
  • Kwaliteit van de ZIF voet.

Links een Texas Instruments IC uit 1973 met zwarte oxidatie, rechts een Signetics IC uit 1978 nog brandschoon.

De IC's die goed zijn getest op de RCT testen ook goed op de Chinese IC tester. Echter bij de falende 7420 IC's bleken de 3 uitvallers op de Chinese IC tester wel in orde te zijn. Dit vraagt om nader onderzoek en voor deze IC's heb ik enkele metingen verricht.

Metingen aan een 7420 IC.

Volgens definitie voor TTL IC's geldt dat de uitgangsspanning groter dan 2,7V bij een logische H (1) dient te zijn en kleiner of gelijk aan 0,4V bij een logische L (0).




In dit 7420 IC zitten twee NAND poorten met 4 ingangen, waarvan de aansluitingen op de afbeelding links is weergegeven. De uitgangen op pin 6 en 8 zijn alleen laag (L) als de bijbehorende 4 ingangen hoog (H) zijn.

De RCT geeft de volgende foutcode aan:

De betekenis van de derde regel is als volgt: Het eerste teken geld voor pin1, het tweede voor pin2, etc. Een X geeft aan dat deze pin niet wordt aangesloten, een V de 5V voedingsspanning (VCC) en een G de 0V (GND). Een 0 of 1 is wat er aan de betreffende pin wordt aangeboden en een L of H geeft het resultaat van de uitgang weer. Een H met pijl naar beneden geeft aan dat een H is gemeten terwijl er een L is verwacht.

Op deze foto wordt de uigangsspanning met een multimeter gemeten van de bovenste poort,
waarbij de 4 ingangen op H (1) zijn gezet

Meetresultaten 7420:
Poort onder: H=3,6V L=0,03V Logica=OK
Poort boven: H=4,3V L=0,03V Logica=OK

Het IC werkt dus. De uitgangsspanning (H) van de onderste poort is beduidend lager dan van de bovenste poort maar beide spanningen vallen binnen de TTL specificatie. De ingangen van TTL IC's zijn stroom gestuurd. Bij verouderde IC's kan het zijn dat deze net meer stroom aan de ingangen vragen dan de RCT kan leveren en daardoor de uitgang niet schakelt.

Met een pull-up weerstand van 10k aan de uitgang wordt de uitgangsspanning opgekrikt en daardoor is de benodigde ingangsstroom waarschijnlijk net voldoende, zie resultaat hieronder.

Het resultaat met de pull-up weerstand is nu wel goed.

In de handleiding wordt aangeraden om bij het meten van TTL IC's in plaats van de USB aansluiting de Barrel connector te gebruiken omdat dan de voedingsspanning die aan het IC wordt aangeboden net iets hoger kan zijn. Ik heb dit getest en ook in dit geval testen de 7420 IC's (zonder pull-up weerstand) goed.

De 74121 monostabiele multivibrator kan niet worden getest, ook niet op de Chinese IC tester. Hetzelfde geld voor de 74122/23/24 en 74130 multivibrators. Ook de 7456/57 frequentie delers kunnen (nog) niet worden getest. Volgens de documentatie zouden deze in een toekomstige versie worden toegevoegd. Een uitgebreid overzicht van welke IC's wel of niet ondersteund worden is te vinden in het bij de firmware geleverde bestand LOGIC_Pro.pdf.

De 75189 line receiver, compatibel met de MC1489 bleek defect, alle uitgangen zijn altijd L (0). Opvallend hierbij is dat de bijhorende 75188 (MC1488) line driver niet getest kan worden. De 75xxx serie kan niet met de Chinese IC tester worden getest. In de comparelist database wordt de MC1489 wel genoemd bij de 75189, maar zoeken op de MC1489 levert niets op.

Ook opvallend is dat voor het testen van een 74133 (13-input NAND IC, niet in deze test) in het menu voor zowel 74133 als 74133+ gekozen kan worden. Ik kan hier in de documentatie niets over vinden, maar bij navraag blijkt dat bij de eerste test een vector test (sampling) wordt uitgevoerd, de tweede betreft een complete test die de combinatie van alle ingangen test en dus ook veel langer duurt.

Testresultaten TTL LS (Low Power Schottky)

De Low Power Schottky versie (LS) gebruikt minder stroom dan de TTL IC's maar schakelen ook wat trager. 

SN74LS00N 4x 2-input NAND Texas Instruments 2000 Chip OK
74LS02N 4x 2-input NOR Signetics 1979 Chip OK
74LS04 6x inverter Signetics 1984 Chip OK
SN74LS11 3x 3-input AND Texas Instruments ? Chip OK
74LS32N 4x 2-input OR Signetics 1977 Chip OK
SN74LS92N divide-by-12 counter Texas Instruments ? Chip OK
74LS154 4:16 decoder Signetics 1979 Chip OK
SN74LS192N 4-bit dec counter HLF? 2019 Chip OK
DM74LS193N 4-bit bin counter National Semiconductor 1978 Chip OK
74LS194 4-bit shift reg. Signetics 1974 Chip OK
74LS240 8x buffers INV Signetics 1990 Chip OK
SN74LS373N 8x register Texas instruments 1983 Chip OK

Alle 74LS IC's functioneerden goed uit deze test. De 7492 kon niet ter vergelijking op de Chinese IC tester worden getest.

In de volgende blog komen de testresultaten aan bod van de CMOS IC's, de geheugen RAM/ROM IC's en diverse soorten andere IC's en displays.

Geen opmerkingen:

Een reactie posten