Chia sẻ kinh nghiệm gỡ lỗi nhiệt kế hồng ngoại
1. Các vấn đề phát sinh:
1. Việc hiệu chỉnh bất tiện và khó tải xuống; 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 tới 900 độ.
2. Phân tích vấn đề:
1. Thiết kế cổng tải xuống không chính xác. Chỉ các cổng như gỡ lỗi trực tuyến mới được dẫn ra ngoài, nhưng RXD và TXD không được dẫn ra ngoài; thiết kế PCB không hợp lý và bố trí hệ thống dây điện rối loạn.
2. Vấn đề nguồn điện bên trong, gợn sóng nguồn điện rất lớn, đặc biệt hiệu ứng gợn sóng của điện áp tham chiếu MCU là rất quan trọng, càng nhỏ càng tốt.
3. When the temperature rises, the ADC input waveform is measured with an oscilloscope. Before the temperature value jumps, the waveform is a sine wave. 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, sẽ xảy ra dao động tự kích thích. Ngoài việc được xác định bởi điện trở và điện dung trong mạch, tần số dao động còn phụ thuộc vào các yếu tố không chắc chắn như điện dung giữa các điện cực của bóng bán dẫn và điện dung phân bố của mạch. (Mạch dao động hình sin phải thỏa mãn phép đảo bội tích phân 0 độ hoặc 360 độ, tức 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 chuẩn theo thời gian thực, giúp thao tác đơn giản, dễ hiệu chỉnh và dữ liệu chính xác hơn; bố trí lại và đi dây sao cho lớp dưới cùng có diện tích đồng lớn (nối với mặt đất), nhằm 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 trực tiếp 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 giúp 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 khắc phục từ lâu 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 phản hồi), nếu độ phóng đại quá lớn sẽ xảy ra dao động. Nhưng không có phản ứng nào trước việc thay đổi giá trị điện trở hàng chục K trong mạch này và nó vẫn như cũ. Nguyên nhân có thể là do điện trở trong của đầu dò quá lớn nên việc thay đổi điện trở ít có tác dụng; 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 chính cũng là đầu vào khuếch đại thứ cấp. Thêm mạch lọc RC tại điểm, hiệu quả khá rõ ràng. Sau khi đưa ra một giá trị phù hợp, dạng sóng tại ADC, tức là điểm đầu ra của bộ khuếch đại thứ cấp, sẽ trở nên mượt mà và không có hiện tượng nhảy. Đây là một phương pháp rất hay nhưng tiền khuếch đại vẫn có dao động sẽ ảnh hưởng nhất định đến dữ liệu nên chúng ta nên xem xét các phương pháp khác để tránh mạch dao động; ④, vì bộ dò được làm bằng diode PIN và diode PIN có công suất điện dung nhất định nên sẽ kết hợp với điện trở phản hồi để tạo thành mạch dao động RC. Nếu phần điện dung của diode PIN bị yếu đi và biến thành phần điện trở, thì dao động tự kích thích 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 nên phạm vi dao động phải được mở rộng, ② bước đó vẫn cần phải thực hiện.
Thứ tư, kinh nghiệm gỡ lỗi:
1. Việc sử dụng máy hiện sóng kỹ thuật số, chẳng hạn như đọc và điều chỉnh dữ liệu, chưa đạt đến mức nhất định trong việc gỡ lỗi phần cứng và không có đủ khả năng 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 bánh răng thích hợp, chẳng hạn như: sử dụng bánh răng AC để đo độ gợn của nguồn điện, nếu bạn sử dụng bánh răng DC, sẽ không có phản hồi khi chồng tín hiệu AC nhỏ lên trên DC; ②, nối đất trong quá trình kiểm tra Hãy chắc chắn ở gần điểm kiểm tra.
2. Hiểu rõ 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 các dao động và chúng ta không muốn những dao động này sau này. Sóng, chúng ta có thể dùng mạch RC để lọc các sóng này, tần số f{1}}/2∏RC của nó, đây là băng thông trong mạch chọn tần số, còn trong mạch lọc thì dùng để lọc phần nhiễu trong dải tần này.
3. Bài toán điện dung của diode. Hầu hết mọi người sẽ bỏ qua bản chất điện dung của diode khi sử dụng diode. Đặc biệt, diode PIN có điện dung mạnh hơn do phần chất bán dẫn bên trong được kẹp ở giữa điểm nối PN, có thể tương đương với kết nối 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 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.
