信号寻迹法在查找8000B型频率计B通道测频不准故障中的应用

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1.引言
       
        电子仪器使用一定时间以后，或者由于维护和使用不当，仪器内部的电路元件、电子器件、分档开关、指示电表、电源变压器等，经常会出现衰老、变值、漏电、击穿、开断、烧坏及接触不良等问题，导致仪器性能下降，或者出现各种故障，这就需要及时检修。检修电子仪器是一项理论性与实践性要求较高的技术工作。要搞好电子仪器的检修工作，必须具备一定的电路基础和电子线路的理论知识，懂得常用测试仪器的正确使用与操作方法。检修电子仪器的关键在于选用适当的检查方法，正确的方法可以有效而迅速地修复电子仪器。
       
        2.信号寻迹法
       
        2.1概念：信号寻迹法是使用单一的测试信号，借助测试仪器（如示波器、三用表等），由前往后逐级进行检查（寻迹）的方法。
       
        2.2特点：使用单一的测试信号，借助外部的示波器进行寻迹，深入定量地检查各级电路，迅速地确定发生故障的部位。
       
        2.3具体方法：使用适当频率和振幅的外部信号源，作为测试信号电压，加到待修仪器的输入端或多级放大器的前置级输入端，然后利用外部的示波器，从信号输入端开始，逐一观测后边各级放大器的输入和输出信号的波形和振幅，以寻找反常的迹象。如果某一级放大器的输入端信号是正常的，而其输出端的信号电压反而变小，或者出现波形限幅或失真，则表明故障存在于这一级放大器的电路中。
       
        3.信号寻迹法应用的前提
       
        熟练掌握待修电子仪器的工作原理及常用测试仪表的正确使用与操作方法是检修电子仪器的前提条件。为了更好地使用信号寻迹法检修电子仪器，同样需要把前期准备工作做足。如果待修电子仪表有厂家提供的原理图，就为检修电子仪器省去了大量繁琐的工作；若没有原理图，则需要检修人员逐步测量待修电子仪器的实际工作电路，画出原理简图，确定信号流动方向及各级电路的输入、输出管脚，作为寻迹的测试点。
       
        4.8000B型频率计B通道工作原理
       
        由于8000B型频率计厂家没有提供原理图，因此给仪器的维修工作带来了很大的困难。通过测量仪器工作电路，绘制了8000B型频率计工作原理简图，经过仔细分析得知：8000B型频率计B通道输入信号首先被放大器芯片SL952放大，放大输出后又被SP8605B两分频，同时把正弦信号整形成三角波，然后被SP8680B十分频，把三角波整形为脉冲信号，同时放大信号，电路如图1所示。
       
       
        SP8680B的输出信号又进入74S196N进行五分频，并被进一步放大，最后进入频率计加显示驱动芯片ICM7216D，电路简图如图2所示。通过上述分析可知，该仪器对同一输入信号进行多级放大，符合信号寻迹法的特点，适合运用寻迹法来排查故障。
       
        5.8000B型频率计B通道工作正常时各级电路测试点数据
       
        信号发生器SML01产生1GHz、100mV的信号输入8000B型频率计B通道，若该仪器B通道测频电路工作正常，则放大器芯片SL952的3、4脚输出1GHz、VP-P2.18V的正弦信号，该信号输入SP8605B的4脚和6脚，经SP8605B由正弦信号整形为三角波信号，放大后由SP8605B的10脚输出500MHz、VP-P1.24V的三角波信号，该信号又输入SP8680B的15脚，经SP8680B十分频，把三角波信号整形为脉冲信号，放大后由SP8680B的11脚输出50MHz、VP-P7.09V的脉冲信号，该信号又输入74S196N的6脚，经74S196N五分频，放大后由74S196N的2脚输出10MHz、VP-P11.3V的脉冲信号。
       
        6.信号寻迹法的具体应用
       
        当8000B型频率计B通道测频不准时，借助信号发生器SML01、示波器TDS3032B、BNC电缆和探头等，根据B通道的测频电路，由前往后，测试SL952的输出管脚3、4脚，SP8605B的输入管脚4、6脚和输出管脚10脚，SP8680B的输入管脚15脚和输出管脚11脚，74S196N的输入管脚6脚和输出管脚2脚，逐级进行寻迹，可以准确快速地锁定出现故障的部位。通过实际测试发现，SL952的输出信号，SP8605B、SP8680B的输入和输出信号，74S196N的输入信号均正常，而74S196N的2脚输出频率为9.1MHz，VP-P为10.2V，频率和电压均低于仪器正常工作时74S196N的信号输出，因此基本锁定五分频芯片74S196N出现故障，更换芯片后，B通道测频恢复正常，进一步验证了故障的确出现在74S196N芯片。由于TDS3032B可测量信号的最高频率为300MHz，所以排查SL952的3、4脚输出信号时须采用可测量信号最高频率为1GHz的示波器，或者降低B通道输入信号频率至300MHz以下，以保证测量结果的准确性。
       
        7.结束语
       
        在工作中我们会遇到很多不同类型的待修电子仪器，一种类型的电子仪器工作原理很相似，所以在工作中我们需要把所遇到电子仪器分门别类，要善于总结每种类型电子仪器的工作原理及常用的检修方法，并把各种检修方法灵活地运用到仪器的检修过程中去，使各种方法历久弥新，检修灵活多变。实践证明，信号寻迹法有效地解决了8000B型频率计B通道测频不准故障难以锁定的问题，为该仪器的维修提供了一个好方法，一条新思路。