Chuyên gia chia sẻ kinh nghiệm sửa lỗi nhiệt kế hồng ngoại
1. Các vấn đề phát sinh:
1. Hiệu chuẩn không thuận tiện và tải xuống khó khăn; có rất nhiều sự can thiệp giữa các thành phần bên trong.
2. Giá trị hiển thị nhiệt độ không ổn định và nhảy lên nhảy xuống.
3. Có một bước nhảy 15 độ sau khi nhiệt độ đạt 900 độ.
2. Phân tích vấn đề:
1. Thiết kế của cổng tải xuống không chính xác, chỉ có các cổng như gỡ lỗi trực tuyến được dẫn ra ngoài, còn RXD và TXD không được dẫn ra ngoài; thiết kế PCB không hợp lý và cách bố trí dây bị rối loạn.
2. Vấn đề nguồn điện bên trong, độ gợn của nguồn điện rất lớn, đặc biệt là hiệu ứng gợn của điện áp tham chiếu MCU là rất quan trọng, càng nhỏ càng tốt.
3. When the temperature rises, use an oscilloscope to measure the ADC input waveform as a sine wave before the temperature value jumps. After the jump, the waveform is smooth. When the temperature drops, the waveform is very smooth before the laser is turned on, and the laser turns into a sine wave again. The analysis shows that the amplifier circuit has Self-excited oscillation, the beating after 900 degrees is caused by the oscillation to stop the vibration, when the oscillation cannot be maintained at a certain temperature, the vibration will stop, it will be the average value, and there will also be a sudden change at this time, so there is a 15 degree beating; because The start-up condition is higher than the oscillation condition, so the temperature drops until the laser starts to oscillate. From the back to the front, the oscillation of the result measured with an oscilloscope comes from the first-stage amplifier circuit. To realize sine wave self-excited oscillation, there is a frequency f0 in the low frequency or high frequency band, so that the additional phase shift generated by the circuit is ±∏, and when f=f0 |AF|>1, dao động tự kích sẽ xảy ra. Ngoài việc được xác định bởi điện trở và điện dung trong mạch, tần số dao động còn phụ thuộc vào các yếu tố bất định như điện dung xen kẽ của bóng bán dẫn và điện dung phân bố của mạch. (Mạch dao động hình sin phải thỏa mãn 0 độ hoặc bội số tích phân 360 độ, nghĩa là ∮=2n∏ và |AF|=1, nhưng điều kiện khởi động là |AF| thể hiện 1).
3. Giải quyết vấn đề:
1. Thiết kế lại mạch và dẫn ra các cổng khác để thực hiện các chức năng tải xuống cổng nối tiếp và ghi dữ liệu hiệu chỉnh theo thời gian thực, giúp thao tác đơn giản, dễ hiệu chỉnh và dữ liệu chính xác hơn; bố trí lại và nối dây, sao cho lớp dưới cùng có diện tích đồng lớn (nối đất), để giảm nhiễu giữa các thiết bị.
2. Chọn chip điều chỉnh điện áp có độ chính xác cao để giảm độ gợn của nguồn điện đầu vào và thêm mạch lọc RC hoặc tụ lọc ngay trước đầu vào. Bằng cách này, công việc của MCU, bộ khuếch đại hoạt động, điện áp-dòng điện và các chip khác sẽ tương đối ổn định. Điện áp tham chiếu ổn định làm cho dữ liệu bên trong của MCU ổn định và dữ liệu đầu ra tương ứng ổn định và chính xác.
3. Vấn đề này đã được gỡ lỗi trong một thời gian dài và nhiều phương pháp đã được sử dụng dựa trên kiến thức lý thuyết, nhưng một số tác dụng không rõ ràng. ①. Thay đổi độ phóng đại (thay đổi giá trị điện trở hồi tiếp), nếu độ phóng đại quá lớn sẽ xảy ra dao động. Nhưng không có phản ứng nào đối với việc thay đổi giá trị điện trở hàng chục K trong mạch này, và nó vẫn giống như trước đây. Nguyên nhân có thể do nội trở của đầu báo quá lớn nên việc thay đổi điện trở ít ảnh hưởng; So với dạng sóng ban đầu, tần số dao động trở nên nhanh hơn và phạm vi dao động được mở rộng và dao động không dừng lại khi nhiệt độ tăng vượt quá phạm vi giá trị hiệu dụng; ③. Trên cơ sở ②, điểm đầu ra khuếch đại sơ cấp cũng là đầu vào khuếch đại thứ cấp. Thêm mạch lọc RC tại điểm này, hiệu quả khá rõ ràng. Sau khi một giá trị phù hợp được đưa ra, dạng sóng tại ADC, nghĩa là điểm đầu ra của bộ khuếch đại thứ cấp, trở nên mượt mà và không có hiện tượng nhảy. Đây là một phương pháp rất tốt, nhưng tiền khuếch đại vẫn có dao động, điều này sẽ ảnh hưởng nhất định đến dữ liệu, vì vậy chúng ta nên xem xét các phương pháp khác để ngăn mạch dao động; ④, do đầu dò được làm bằng một đi-ốt PIN và Đi-ốt PIN có công suất điện dung nhất định nên nó sẽ được kết hợp với điện trở phản hồi để tạo thành mạch dao động RC. Nếu phần điện dung của đi-ốt PIN bị suy yếu và biến thành điện trở, thì dao động tự kích sẽ không xảy ra, do đó, có một kết nối nối tiếp ở đó. Dạng sóng điện trở thích hợp cũng trở nên rất đẹp, nhưng vẫn có bước nhảy ở 900 độ, do đó phạm vi dao động phải được mở rộng, ② bước đó vẫn cần được thực hiện.
Thứ tư, kinh nghiệm sửa lỗi:
1. Việc sử dụng máy hiện sóng kỹ thuật số, chẳng hạn như đọc và điều chỉnh dữ liệu, chưa đạt đến một mức độ nhất định trong gỡ lỗi phần cứng và không có đủ khả năng để phân tích nguồn gốc của các vấn đề lý luận. Máy hiện sóng là một công cụ quan trọng. Khi sử dụng máy hiện sóng, ①, hãy sử dụng thiết bị thích hợp, chẳng hạn như: sử dụng thiết bị AC để đo độ gợn của nguồn điện, nếu bạn sử dụng thiết bị DC, sẽ không có phản hồi khi tín hiệu AC nhỏ được đặt chồng lên ĐC; ②, nối đất trong quá trình kiểm tra Đảm bảo ở gần điểm kiểm tra.
2. Thực sự hiểu một số nguyên lý làm việc của mạch lọc RC. Mạch RC có các mục đích khác nhau khi được sử dụng ở những nơi khác nhau. Đối với mạch này, RC của đầu dò tạo ra dao động và chúng tôi không muốn những dao động này sau này. Sóng, chúng ta có thể sử dụng mạch RC để lọc các sóng này, tần số của nó là f=1/2∏RC, đây là dải thông trong mạch chọn tần số và trong mạch lọc, nó là để lọc nhiễu trong băng tần này.
3. Vấn đề điện dung của điốt. Hầu hết mọi người sẽ bỏ qua bản chất điện dung của điốt khi họ sử dụng điốt. Đặc biệt, đi ốt PIN có khả năng điện dung mạnh hơn do có phần bán dẫn nội tại kẹp ở giữa tiếp giáp PN, có thể tương đương với mắc song song. Một tụ điện lớn được thêm vào, tụ điện này và điện trở phản hồi tạo thành mạch dao động RC, và có một vấn đề thứ ba - có một bước nhảy 15 độ ở khoảng 900 độ và màn hình hiển thị nhiệt độ không ổn định sau khi nhảy.
