掃描發(fā)生器電路的設(shè)計畢業(yè)論文-資料下載頁

　　

【正文】 ()為了使Q1有較好的穩(wěn)定性,要求UBQUBE。，對于RUBE、R4組成的回路。設(shè)UBE=1V，由式（）、（）得： （）由式()、()得： ()R1取標(biāo)稱值即,由式()得: ()R2取標(biāo)稱值，對高頻信號進(jìn)行補(bǔ)償。本設(shè)計頻率設(shè)計在20M，假設(shè)濾波器的下邊帶，則 （） （）由式()、()得: ()C1取標(biāo)稱值, R5為隔離電阻,按照設(shè)計經(jīng)驗取。在掃描信號發(fā)生器中,當(dāng)掃描時間工作在較短部分時，則釋抑制電容的放電時間應(yīng)該至少大于這個最大掃描時間。即 （） （）當(dāng)掃描時間工作在較長部分時，則釋抑制電容的充電時間應(yīng)該大于這個最大掃描時間，即 （） ()因為在RC電路中τ反映了一階電路的過渡速度，考慮到電路本身在掃描信號發(fā)生器中的響應(yīng)速度，所以τ=RC不能取得太大。由式()及()得：取C2= 、C3=10uF。 釋抑電路當(dāng)掃描信號發(fā)生器使用的觸發(fā)信號為校準(zhǔn)信號時,。 釋抑電路輸出波形,當(dāng)開關(guān)管Q1被截止時,釋抑電路輸出為12V通過R4輸出的一恒定的個負(fù)電壓,。當(dāng)開關(guān)管Q1導(dǎo)通時,+12V通過R3和Q1對釋抑電容C2或C3進(jìn)行充電,所以輸出電壓為釋抑電容C2或C3上的電壓,此時12V通過R4對釋抑電容C2或C3進(jìn)行線性補(bǔ)償。所以，[17]。 電源電路外圍輔助電路主要包括恒流源電路、負(fù)電壓源電路。(1) 外圍輔助電路之恒流源電路設(shè)計其中恒流源為時基電容充電提供恒流負(fù)載,。 恒流源電路在本電路中，Q1集電極為恒流輸出[16]。取Q1型號為2SA715。假設(shè)輸出電壓UO為0～8V。+12V、R1和Q1組成的回路中，有： （），取2SA715的，設(shè)ICQ=15mA,則： （）由式（）得： （），設(shè)UCE=4V，由式（）、（）得： （）R1取標(biāo)稱值，在設(shè)計中為了使Q1穩(wěn)定的工作在放大狀態(tài)，則在工程中一般對UBQ和IR3的值作如下的選擇： (）根據(jù)設(shè)計要求，取： ()因為只有當(dāng)IR13遠(yuǎn)大于IBQ時，才能保證UBQ恒定，所以取：IR3=1mA 由式()、()得： ()R3取標(biāo)稱值，在電流從+12V到RR3最后到地的回路中，因為IR13IBQ，所以忽略IBQ，則有IR2=IR3，由式()得： ()C1為濾波穩(wěn)壓電容，濾除高頻干擾。本處設(shè)計的是20MHz的示波器,。 恒流源電路,R2和R3對Q1夠成了分壓偏置,使Q1處于導(dǎo)通狀態(tài),從Q1的集電極輸出恒定的電流對時基電容進(jìn)行充電。(2) 外圍輔助電路之負(fù)電壓源電路設(shè)計又因為時基電容的充放電是非線性的，那么必須對時基電容進(jìn)行線性補(bǔ)償，通常是通過接入負(fù)電壓源的方法實現(xiàn)。，用以對時基本電路進(jìn)行線性補(bǔ)償，可以提高掃描電壓的線性度。其中C1為和濾波電容。C1取1uF。R1為線性度調(diào)節(jié)電位器。因為時基電壓在0～8V之間所以取R2為430歐,R1的調(diào)節(jié)范圍為1K[18]。4 電路的安裝與調(diào)試在本部分,將從電子元件的選取及電路板的焊接以及常見故障的檢查與排除等幾方面來敘述電路的安裝與調(diào)試。 電子元件選取因為元器件選擇直接決定元件功能的可靠性，所以元器件的選用非常重要。元器件的失效和老化主要集中在以下四個方面：（1)制造質(zhì)量問題首先，質(zhì)量問題所造成的失效與工作應(yīng)力無關(guān)。質(zhì)量不合格的元件可以通過嚴(yán)格的檢驗加以剔除，在工程應(yīng)用中應(yīng)選用定點生產(chǎn)廠家的成熟產(chǎn)品，一般不允許使用沒有經(jīng)過認(rèn)證的產(chǎn)品。（2)元器件可靠性元器件可靠性，即基本失效率的問題。這種失效是一種隨機(jī)性質(zhì)的，與質(zhì)量問題的區(qū)別是元器件的失效率取決于工作應(yīng)力水平而與其它無關(guān)。提高應(yīng)力水平，元器件的失效率會大大下降。為剔除達(dá)不到或者不符合使用要求的元器件，包括穩(wěn)定性差、電參數(shù)不合格、外觀不合格、密封性能不合格、早期失效等，對電子元件應(yīng)進(jìn)行篩選試驗，不過這是一種非破壞性試驗。通過篩選實驗可使元器件失效率降低1～2個數(shù)量級，當(dāng)然篩選試驗付出的代價(時間與費用)很大，但綜合維修、售后保障、整架聯(lián)試等還是合算的，而且研制周期也不會延長。電子產(chǎn)品主要元器件的篩選試驗一般要求：購貨商要提供以下測試報告：高溫測試一般要焊接模擬測試，高溫烤箱測試一般達(dá)不到實際焊接要求，測試可以通道式測試回流焊完成完全模擬實際焊接生產(chǎn)曲線，這樣測試過的器件品質(zhì)更有保證。(a) 電阻在室溫（270C）下按技術(shù)條件進(jìn)行100％測試，剔除不合格品。(b) 普通電容器在室溫（270C）下按技術(shù)條件進(jìn)行100％測試，剔除不合格品。(c) 接插件按技術(shù)條件抽樣檢測各種參數(shù)。(d) 半導(dǎo)體器件按以下程序進(jìn)行篩選：目檢→初測→高溫貯存→高低溫沖擊→電功率老化→高溫測試（模擬焊接測試）→低溫測試→常溫測試篩選結(jié)束后應(yīng)計算剔除率= (n / N) 100%式中：N：受試樣品的總數(shù)；n：被剔除樣品數(shù)；如果Q超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值，則本批元器件全部不準(zhǔn)上機(jī)，并按規(guī)定進(jìn)行處理。如果元件符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時，則應(yīng)該將篩選合格的元器件打漆點標(biāo)注，然后入庫房供使用。(3)設(shè)計問題首先應(yīng)該是恰當(dāng)?shù)剡x用合適的元器件：(a) 盡量選用硅半導(dǎo)體器件，少用或不用鍺半導(dǎo)體器件。(b) 多用集成電路，以減少分立器件的數(shù)目。(c) 開關(guān)管選用MOSFET能簡化驅(qū)動電路，減少損耗。(d) 輸出整流管應(yīng)盡量采用具有軟恢復(fù)特性的二極管。(e) 對于器件的封裝，應(yīng)盡量選擇金屬封裝、陶瓷封裝、玻璃封裝的器件。禁止選用塑料封裝的器件。(f) 集成電路必須是一類品或者是符合MIL－S－19500、MIL－M－38510標(biāo)準(zhǔn)B－1以上質(zhì)量等級的軍品。(g) 電路設(shè)計時盡量少用繼電器，必須使用時應(yīng)選用接觸良好的密封繼電器。(h) 電路設(shè)計原則上不選用電位器，必須保留的應(yīng)進(jìn)行固封處理。(i) 電路中吸收電容器與開關(guān)管和輸出整流管的距離應(yīng)當(dāng)很近，吸收電容器因流過高頻電流，故易升溫，所以要求這些電容器具有高頻低損耗和耐高溫的特性。如果在潮濕和鹽霧環(huán)境下，鋁電解電容就會發(fā)生外殼腐蝕、容量漂移、漏電流增大等損壞情況，所以艦船和潮濕環(huán)境中，一般不要用鋁電解電容。由于吸收電容器受空間粒子轟擊時，電解質(zhì)會分解，所以鋁電解電容也不適用于航天電子設(shè)備的電源中。鉭電解電容溫度和頻率特性較好，耐高低溫，儲存時間長，性能穩(wěn)定可靠，但鉭電解電容較重、容積比低、不耐反壓、高壓品種(125V)較少、價格昂貴。關(guān)于降額設(shè)計：電子元器件的基本失效率主要取決于工作應(yīng)力(包括電、振動、沖擊、速度、溫度、頻率、碰撞等)。在一個批次的產(chǎn)品中，除個別低應(yīng)力失效的元器件外，其它均表現(xiàn)為工作應(yīng)力越高，失效率越高的特性。在電路設(shè)計中為了使元器件的失效率降低，所以在電路設(shè)計時要進(jìn)行降額設(shè)計。降額程度，除可靠性外還需考慮重量、體積、成本等基本因素。元器件不同降額的標(biāo)準(zhǔn)亦不同，實踐表明，大部分的電子元器件的基本失效率取決于電應(yīng)力和溫度，因而降額也主要是控制這兩種的應(yīng)力，以下為常用元器件的降額系數(shù)：(a) 阻的功率降額系數(shù)：～。(b) 。 焊接電路板的注意事項焊接是電子產(chǎn)品組裝過程中十分重要的環(huán)節(jié)之一。如果焊接沒有相應(yīng)的工藝質(zhì)量保證，則任何一個設(shè)計精良的電子裝置都難以達(dá)到精良的設(shè)計指標(biāo)，因此，在焊接時，必須做到以下幾點：（1）．焊盤表面必須保持清潔即使是可焊性好的焊件，由于長期存儲和污染等原因，焊件的表面也可能產(chǎn)生氧化膜、油污等。因此，在實施焊接前必須清潔焊接表面。（2）．焊接時時間、溫度要適當(dāng)，焊料熔融均勻焊接時，必須將焊料和被焊金屬加熱到焊接溫度，使熔化的焊料在覆蓋在被焊金屬表面浸濕擴(kuò)散并在焊接表面形成金屬化合物。要保證焊點牢固，防止虛焊，焊接要有合適的焊接溫度。只有在足夠高的溫度作用下，焊料才能充分浸濕，并擴(kuò)散形成合金層。但是，過高的溫度對焊接是不利的。因為焊接時間對焊錫、焊接元件的浸濕性、結(jié)合層形成都有很大的影響，所以優(yōu)質(zhì)焊接的關(guān)鍵是準(zhǔn)確掌握焊接時間。（3）．焊點的機(jī)械強(qiáng)度為了保證焊接的牢固性，所以，焊點要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。為使焊點能夠有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，一般可把被焊元器件的引線端子打彎后再焊接，但這種方法如果用過多的焊料堆積，就容易造成虛焊和焊點與焊點之間的短路。（4）．焊接須可靠，導(dǎo)電性能好為使焊點導(dǎo)電性能良好，必須防止虛焊。所謂虛焊是指焊料在被焊物表面沒有形成合金結(jié)構(gòu)，焊料只是簡單地依附在被焊金屬的表面。或者在焊接時，只有一部分形成合金，其余部分沒有形成合金，這種焊點可能在短期內(nèi)能通過電流，儀表測量也很難發(fā)現(xiàn)。但隨著時間的推移，一旦這種合金的表面被氧化，便會出現(xiàn)時通時斷的現(xiàn)象，就會出現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量問題。總之，質(zhì)量好的焊點應(yīng)該是：焊點平滑、光亮；焊料層堆積均勻薄潤，堆積面與焊盤大小比例適度，結(jié)合處輪廓隱約可見；焊料飽滿，成裙形散開；無裂紋、針孔、狗牙且無焊劑殘留物。 電路的調(diào)試對于一個新設(shè)計電路板，調(diào)試起來比較困難。但如果掌握好一套合理有效的調(diào)試方法，調(diào)試起來將會事半功倍。對于剛拿回來的新PCB板，首先要觀察一下，板上是否存在外觀上的問題，例如是否有明顯的裂痕，有無短路、開路等現(xiàn)象。必要時，也可以檢查一下電源與地線之間的電阻是否足夠大。電路板檢查沒有問題后就是安裝元件了。在設(shè)計原理部分相互獨立的模塊，如果沒有把握保證它們工作是否正常，不要全部都裝，而是一部分一部分的裝（對于比較小的電路，可以一次全部裝上），這樣做就比較容易確定故障范圍，免得遇到問題時，無從下手。一般來說，在安裝的過程中可以把電源部分先裝好，然后上電檢測電源輸出電壓是否正常。如果在上電時沒有太大的把握，可考慮選用帶限流功能的可調(diào)穩(wěn)壓電源。預(yù)設(shè)好過流保護(hù)電流，再將穩(wěn)壓電電源的電壓值往上慢慢調(diào)，同時監(jiān)測輸入電流、輸入電壓及輸出電壓的大小。如果在上調(diào)的過程中，沒有出現(xiàn)過流保護(hù)等的問題，且輸出電壓也正常，則說明電源部分是正常的。反之，則要求立即斷開電源，尋找故障點，排除故障并重復(fù)上述步驟，直到電源正常為止。接下來逐步安裝其它模塊，每安裝完一個模塊，因為為了避免因為設(shè)計錯誤或/和安裝錯誤而導(dǎo)致過流而燒壞元件，所以最好按照上面的步驟進(jìn)行上電測試一下。尋找電路故障的常用方法：(a)測量電壓法。首先確認(rèn)各芯片電源引腳的電壓是否正常，其次檢查各參考電壓源是否正常，及其各點的工作電壓是否正常等。例如，硅三極管導(dǎo)通時。（特殊三極管除外，例如達(dá)林頓管等），可能就是BE結(jié)開路了。(b)信號注入法。將輸入端加入信號源，然后依次往后逐級測量各點的波形，觀測波形是否正常。有時也會用更簡單的辦法，例如用一個鑷子，去碰觸各級的輸入端，看輸出端是否有反應(yīng)，這種方法在音頻、視頻等放大電路中常使用（但值得注意的是：熱底板的電路或者高壓電的電路，不能使用此法）。如果碰前一級輸出沒有反應(yīng)，而碰后一級輸出有反應(yīng)，則說明問題出在電路的前一級，應(yīng)重點檢查。(c)當(dāng)然，還有很多其它的尋找故障點非常適用的方法，如看、聽、聞、摸等。“看”就是看元件有無機(jī)械損壞，如破裂、燒黑、變形等；“聽”就是聽工作聲音是否正常，如出現(xiàn)了異常的聲音，而該響的地方不響或者聲音不正常等；“聞”就是檢查是電路否有異味，例如燒焦的味道、電容電解液的味道等等；“摸”就是用手去試探器件的溫度是否正常，如太熱，或者太涼。比如一些功率器件，工作起來時會發(fā)熱，如果摸上去是涼的，則基本上可以判斷它沒有工作起來。但如果不該熱的地方熱了或者該熱的地方太熱了，那也是不行的。一般功率三極管、穩(wěn)壓芯片等，工作在70度以下是完全沒問題的。如果將手輕輕壓上去，人手一般只能夠堅持三秒鐘以上，就說明溫度大概在70度左右。對于本電路按照設(shè)計要求：工作電壓為DC24V和DC45V。掃描方式：自動、觸發(fā)、鎖定。掃描時間：～ 。為了滿足設(shè)計要求本電路的調(diào)試可以按照下面的步驟進(jìn)行。步驟1：在74LS74的3腳和11腳送入時頻率為1KHz時鐘信號。將掃描方式分別置于自動、觸發(fā)、鎖定三種狀態(tài)，用可以正常工作的示波器2檢測2S715(C)是否有鋸齒電壓波，如果沒有進(jìn)入步驟2，否則進(jìn)入步驟3。步驟2：檢查電源，如果電源正常，則用示波器2進(jìn)行每個功能模塊的輸出進(jìn)行測試，并調(diào)整電路的參數(shù)，使之正常。步驟3：檢查鋸齒電壓波的線性度是否滿足要求，如果線性度不好，調(diào)節(jié)RV1。再將掃描時間長度開關(guān)分別進(jìn)行逐檔測試，用示波器2觀察2S715(C)輸出是否與檔位開關(guān)標(biāo)注一致，如果一致性不好，調(diào)節(jié)掃描微調(diào)電容VC31。 掃描信號發(fā)生器常見故障排除示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流電源是電子技術(shù)實驗室的“三大件”。其中函數(shù)發(fā)生器的故障率較高，由于是專用儀器，儀器的維護(hù)并不容易。但在修理過程中，如果能依照一定的方法，則可收到事半功倍的效果。下面就對在雙蹤示波器中掃描信號發(fā)生器所最容易出現(xiàn)的故障及問題進(jìn)行介紹并提出解決的措施。雙蹤示波器中掃描信號發(fā)生器常見故障排除表問題描述原因分析排除辦法信號不同步或者不穩(wěn)定電平電位不對調(diào)節(jié)電平電位器輸入信號頻率超過儀器的測量范圍更換示波器掃描太慢