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示波器測試前的準備工作

生活 更新时间:2025-01-24 10:43:04

示波器,是電子工程師的眼睛。由于電信号靠人的眼睛是無法看見或摸着的,因此,在電子工程中,工程師和技術人員,要靠很多電子儀器來幫助發現和體現電的蹤迹,使不見變可見。比如萬用表,大家比較熟悉,但萬用表雖能測量電壓、電流、電阻等電子電工技術參數,卻看不見電信号的形态相位,也就是可知卻不見形。而示波器就是解決這個問題的利器,像B超或CT看人一樣,它能把電信号的形态,淋漓盡緻地展現在屏幕上,不管是環肥還是燕瘦?所有活動都能大白于天下。因此,示波器被譽為電子工程師的眼睛,是非常形象又準确的一個表達。

示波器比萬用表可複雜多了,看看它的電路闆。

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)1

麥威620示波器Y軸通道電路闆

今天來報告一例麥威620示波器的檢修故事。

我自己的一台老模拟示波器,久了沒用,前幾天想用時,一開機,發現波形都跑到頂部去了,正常時信号波形顯示是應該在中間的,這說明它有陰陽失調的毛病了。

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)2

掃描基線偏高了

按理說"過陰則補之,過陽則洩之"說來也簡單。可是,這個修理工具出了毛病,這下可抓瞎了,平時用示波器修理測量電器,倒是很熟手,但示波器電路和修理卻完全是個小白,就像老中醫會開藥,但他未必也會煉丹呀!要修理它,得先明白它的工作原理。

隻好從一張白紙開始畫圖。

萬用表能顯示解決電子參數有還是沒有的要求,如可知人的性别老少,但有些電子信号不但要知道有沒有,還要知道它是什麼形狀才行,就像還要知道人的血型和DNA一樣,萬用表就要繳槍了!如上面這個方波,它的長度、高度、頻率是多少?有時是必須要準确測量的,所以,這時萬用表就不夠用了,必須得有示波器。示波器就能把這個方波有多高、多長、多快,多直、多平,都表現出來。

示波器又是怎樣把信号形象體現出來呢?其實它的工作原理與我們熟悉的老顯像管電視機原理比較相像:都有一個顯像管(下圖箭頭所指)用顯像管把電的信号顯示在屏幕上;電視機顯示的是活動的圖像,示波器顯示的是各種電信号的波形和幅度。如下圖的矩形方波和鋸齒波。

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)3

箭頭所指為示波器的顯像管

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)4

示波器顯示的電子信号波形

在示波器的顯像管裡,有負責水平橫向顯示的一對闆極,叫X軸闆極,當這對X軸闆極上有一定電壓時,掃描光點就會左右移動,在屏上畫出一條水平光線。

那麼,如果我們要看到電信号在垂直方面的的變化時,就要有一對能讓光線掃描作上下運動或偏移的闆極,顯像管裡就有這樣一對闆極,它的作用與X軸相對,是作上下移動的,叫Y軸偏轉闆極。這樣當顯像管有了這一對Y軸、X軸偏移闆後,隻要有信号加在這兩個闆極上,就像一個人前後左右都有人拉着一樣,就會使你随着四邊的拉力大小,向左右前後擺動。不同的信号輸入到示波器的Y和X軸後,屏上就會顯示出這個信号的不同波形了。

現在這台示波器還是能夠顯示方波的,就是像上了火的人一樣,老在腦門上顯示,相當于被人拉偏架了。

上面說過,掃描線上下移動是靠控制上下移動的Y軸電壓決定的,正常時,它應該是不偏不倚站在中間,現在跑到頂部去了,這個Y軸肯定是一邊大一邊小了。現在就要把它的問題找出來,把它糾正回來,也就是要給它喝幾瓶王老吉!

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)5

示波器正常掃描其線應在中間

這個時候,我們需要知道這個示波器是什麼牌子、什麼型号?然後找到它的電路圖,這才可能修好它。

在網上到處搜索,找了很多地方,都不能确定MATRIX這是什麼牌子的示波器?後來,來到一個叫礦石收音機的電子論壇,這裡是個藏龍卧虎的電子專業基地,裡面彙集了很多電子行家裡手,在這裡求援,基本上沒有解決不了的電子問題。

把MATRIX發到礦石收音機論壇後,終于有人指出這機子叫麥威620示波器,是深圳一家公司生産的。

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)6

知道這個示波的器牌型号後,還得有具體的電路圖。這個機子的電路圖就更難找了,網上倒是有一些示波器的電路圖,可就是沒有它的。按說明書上的電話打過去,全都是空号了,估計廠家都關門了(現在生産示波器都是數字示波器了)。

市民有事找警察,電民有事還是得找礦壇!

把示波器的照片發上礦壇後,還真有壇友提供一個極具價值的信息:這個示波器可能與台灣固緯示波器有血緣關系,并提供了固緯62XX系列示波器的電路圖鍊接。

一提到這個台灣固緯公司,我就覺得有門了,因為當年深圳這家麥威廠家,就與台灣固緯公司有協作關系。打開鍊接一看,果然是一家,雖然電路圖是固緯620的電路圖,但無論是電路參數還是實際的整機印刷闆結構、外型,這個麥威,完全就是固緯的克隆兄弟。

根據網友提供的鍊接下載了台灣固緯示波器62系列的電路圖,

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)7

Y軸(上下移動)前置放大電路圖

因為有了這個指路明燈,檢修行程因此有的放矢,大大加快。問題主要就在這個驅動電路上,故障點是圖中右下角圈裡的R386(6.8k)斷路了,這個電阻斷路後,作為Y軸平衡輸出的一臂:Q324\Q316的集電極都将斷了回路,導緻Y軸輸出失衡上火,于是基線偏高。

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)8

Y軸(上下移動)驅動電路

檢修過程如下:理論上當模拟示波器基線偏高或偏下時,應該都是Y軸偏轉電壓失去平衡造成的。但是,造成Y軸失去平衡的原因是很多的,整個通道各處出現問題都可能出現不同程度的基線偏移問題,有些因為示波管被磁化都可能導緻基線偏移,怎樣判斷,這裡走了彎路,花了不少時間。實際這個時候,應該先拔掉管座上的Y軸輸出插頭,先将Y軸輸出切斷,以驗證切斷Y軸輸出後看基線如何?正常情況下,Y軸輸出被切斷後,若X軸正常且掃描頻率足夠又自動觸發狀态下,基線将回到中間。最後拔掉插在示波管管座上的Y軸插頭後,基線就基本回到了中間位置,說明示波管并沒有磁化偏移問題,是Y軸通道本身的平衡破壞了才導緻的偏移。

示波器的Y軸通道是比較複雜的一個通道,分信号前置放大和偏轉驅動兩大部分,到底問題在哪一部分?此時,采取攔腰切斷結紮法比較方便:也就是将前置信号放大與偏轉驅動放大之間的連接點(J3011)先斷開,看斷開前置信号後基線是否正常?結果發現斷開前置信号後,基線仍然賴在頂部,證明問題還在偏轉驅動電路部分。

這時,測量Y-闆輸出是10.5V,Y 闆輸出的55.5V,理論上,這兩個闆間的電壓一定要平衡(就像小朋友玩翹翹闆,兩邊的小朋友重理相等,翹翹闆才能平衡,一邊重一邊輕,翹翹闆必然發生傾斜。)基線才不會偏移,現在兩闆電壓明顯不對稱,肯定是這裡有問題了。

但最終問題在哪個元件?正常的Y軸兩個闆極電壓應該是多少?現在一個高一個低,是哪一闆極的電壓正常?還是兩個都不正常?沒有資料或指導可供借鑒,隻好用最笨的脫焊法,一個個元件去檢查,最終才發現是電路圖中右下角圈裡的R386斷路。

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)9

換上同值電阻後,基線歸位,故障排除。

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)10

示波器基線歸中後,再測量Y軸輸出電壓, 其Y 與Y-的靜态電壓都是55V,也就是說兩個闆間的靜态平衡電壓是55V.下圖蘭灰紅金6.8K新換的電阻,就是費了九牛二虎之力找到的故障電阻R386.

示波器測試前的準備工作(電子工程師的視力矯正)11

6.8K電阻的色環是蘭灰紅金

6.8K電阻的色環是蘭灰紅金,這個色環排列像不像軍人立功獎章的勳标?雖然它隻是一粒普通的色環電阻,但對我而言,我卻視為是技術上的一個勳标。

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