示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)

示波器,是电子工程师的眼睛。由于电信号靠人的眼睛是无法看见或摸着的,因此,在电子工程中,工程师和技术人员,要靠很多电子仪器来帮助发现和体现电的踪迹,使不见变可见。比如万用表,大家比较熟悉,但万用表虽能测量电压、电流、电阻等电子电工技术参数,却看不见电信号的形态相位,也就是可知却不见形。而示波器就是解决这个问题的利器,像B超或CT看人一样,它能把电信号的形态,淋漓尽致地展现在屏幕上,不管是环肥还是燕瘦?所有活动都能大白于天下。因此,示波器被誉为电子工程师的眼睛,是非常形象又准确的一个表达。

示波器比万用表可复杂多了,看看它的电路板。

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(1)

麦威620示波器Y轴通道电路板

今天来报告一例麦威620示波器的检修故事。

我自己的一台老模拟示波器,久了没用,前几天想用时,一开机,发现波形都跑到顶部去了,正常时信号波形显示是应该在中间的,这说明它有阴阳失调的毛病了。

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(2)

扫描基线偏高了

按理说"过阴则补之,过阳则泄之"说来也简单。可是,这个修理工具出了毛病,这下可抓瞎了,平时用示波器修理测量电器,倒是很熟手,但示波器电路和修理却完全是个小白,就像老中医会开药,但他未必也会炼丹呀!要修理它,得先明白它的工作原理。

只好从一张白纸开始画图。

万用表能显示解决电子参数有还是没有的要求,如可知人的性别老少,但有些电子信号不但要知道有没有,还要知道它是什么形状才行,就像还要知道人的血型和DNA一样,万用表就要缴枪了!如上面这个方波,它的长度、高度、频率是多少?有时是必须要准确测量的,所以,这时万用表就不够用了,必须得有示波器。示波器就能把这个方波有多高、多长、多快,多直、多平,都表现出来。

示波器又是怎样把信号形象体现出来呢?其实它的工作原理与我们熟悉的老显像管电视机原理比较相像:都有一个显像管(下图箭头所指)用显像管把电的信号显示在屏幕上;电视机显示的是活动的图像,示波器显示的是各种电信号的波形和幅度。如下图的矩形方波和锯齿波。

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(3)

箭头所指为示波器的显像管

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(4)

示波器显示的电子信号波形

在示波器的显像管里,有负责水平横向显示的一对板极,叫X轴板极,当这对X轴板极上有一定电压时,扫描光点就会左右移动,在屏上画出一条水平光线。

那么,如果我们要看到电信号在垂直方面的的变化时,就要有一对能让光线扫描作上下运动或偏移的板极,显像管里就有这样一对板极,它的作用与X轴相对,是作上下移动的,叫Y轴偏转板极。这样当显像管有了这一对Y轴、X轴偏移板后,只要有信号加在这两个板极上,就像一个人前后左右都有人拉着一样,就会使你随着四边的拉力大小,向左右前后摆动。不同的信号输入到示波器的Y和X轴后,屏上就会显示出这个信号的不同波形了。

现在这台示波器还是能够显示方波的,就是像上了火的人一样,老在脑门上显示,相当于被人拉偏架了。

上面说过,扫描线上下移动是靠控制上下移动的Y轴电压决定的,正常时,它应该是不偏不倚站在中间,现在跑到顶部去了,这个Y轴肯定是一边大一边小了。现在就要把它的问题找出来,把它纠正回来,也就是要给它喝几瓶王老吉!

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(5)

示波器正常扫描其线应在中间

这个时候,我们需要知道这个示波器是什么牌子、什么型号?然后找到它的电路图,这才可能修好它。

在网上到处搜索,找了很多地方,都不能确定MATRIX这是什么牌子的示波器?后来,来到一个叫矿石收音机的电子论坛,这里是个藏龙卧虎的电子专业基地,里面汇集了很多电子行家里手,在这里求援,基本上没有解决不了的电子问题。

把MATRIX发到矿石收音机论坛后,终于有人指出这机子叫麦威620示波器,是深圳一家公司生产的。

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(6)

知道这个示波的器牌型号后,还得有具体的电路图。这个机子的电路图就更难找了,网上倒是有一些示波器的电路图,可就是没有它的。按说明书上的电话打过去,全都是空号了,估计厂家都关门了(现在生产示波器都是数字示波器了)。

市民有事找警察,电民有事还是得找矿坛!

把示波器的照片发上矿坛后,还真有坛友提供一个极具价值的信息:这个示波器可能与台湾固纬示波器有血缘关系,并提供了固纬62XX系列示波器的电路图链接。

一提到这个台湾固纬公司,我就觉得有门了,因为当年深圳这家麦威厂家,就与台湾固纬公司有协作关系。打开链接一看,果然是一家,虽然电路图是固纬620的电路图,但无论是电路参数还是实际的整机印刷板结构、外型,这个麦威,完全就是固纬的克隆兄弟。

根据网友提供的链接下载了台湾固纬示波器62系列的电路图,

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(7)

Y轴(上下移动)前置放大电路图

因为有了这个指路明灯,检修行程因此有的放矢,大大加快。问题主要就在这个驱动电路上,故障点是图中右下角圈里的R386(6.8k)断路了,这个电阻断路后,作为Y轴平衡输出的一臂:Q324\Q316的集电极都将断了回路,导致Y轴输出失衡上火,于是基线偏高。

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(8)

Y轴(上下移动)驱动电路

检修过程如下:理论上当模拟示波器基线偏高或偏下时,应该都是Y轴偏转电压失去平衡造成的。但是,造成Y轴失去平衡的原因是很多的,整个通道各处出现问题都可能出现不同程度的基线偏移问题,有些因为示波管被磁化都可能导致基线偏移,怎样判断,这里走了弯路,花了不少时间。实际这个时候,应该先拔掉管座上的Y轴输出插头,先将Y轴输出切断,以验证切断Y轴输出后看基线如何?正常情况下,Y轴输出被切断后,若X轴正常且扫描频率足够又自动触发状态下,基线将回到中间。最后拔掉插在示波管管座上的Y轴插头后,基线就基本回到了中间位置,说明示波管并没有磁化偏移问题,是Y轴通道本身的平衡破坏了才导致的偏移。

示波器的Y轴通道是比较复杂的一个通道,分信号前置放大和偏转驱动两大部分,到底问题在哪一部分?此时,采取拦腰切断结扎法比较方便:也就是将前置信号放大与偏转驱动放大之间的连接点(J3011)先断开,看断开前置信号后基线是否正常?结果发现断开前置信号后,基线仍然赖在顶部,证明问题还在偏转驱动电路部分。

这时,测量Y-板输出是10.5V,Y 板输出的55.5V,理论上,这两个板间的电压一定要平衡(就像小朋友玩翘翘板,两边的小朋友重理相等,翘翘板才能平衡,一边重一边轻,翘翘板必然发生倾斜。)基线才不会偏移,现在两板电压明显不对称,肯定是这里有问题了。

但最终问题在哪个元件?正常的Y轴两个板极电压应该是多少?现在一个高一个低,是哪一板极的电压正常?还是两个都不正常?没有资料或指导可供借鉴,只好用最笨的脱焊法,一个个元件去检查,最终才发现是电路图中右下角圈里的R386断路。

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(9)

换上同值电阻后,基线归位,故障排除。

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(10)

示波器基线归中后,再测量Y轴输出电压, 其Y 与Y-的静态电压都是55V,也就是说两个板间的静态平衡电压是55V.下图兰灰红金6.8K新换的电阻,就是费了九牛二虎之力找到的故障电阻R386.

示波器测试前的准备工作(电子工程师的视力矫正)(11)

6.8K电阻的色环是兰灰红金

6.8K电阻的色环是兰灰红金,这个色环排列像不像军人立功奖章的勋标?虽然它只是一粒普通的色环电阻,但对我而言,我却视为是技术上的一个勋标。

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