ECG-651l型心電圖機(jī)是目前國內(nèi)各級(jí)醫(yī)院使用量最多的一款機(jī)型,。發(fā)現(xiàn)該機(jī)走紙控制電路是最易發(fā)生故障的部分之一,，現(xiàn)將本機(jī)型的走紙控制電路原理的詳細(xì)分析呈給同行。
該電路由紙速轉(zhuǎn)換電路馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制脈沖產(chǎn)生電路和鎖相環(huán)穩(wěn)速控制電路組成,。
l 紙速轉(zhuǎn)換電路
走紙速度轉(zhuǎn)換電路由轉(zhuǎn)換開關(guān)SW213,、SW214和RS觸發(fā)器IC208A、IC208B以及控制門IC205B,、IC205D組成,。當(dāng)整機(jī)通電后，初始化電路送出一個(gè)正脈沖首先加在IC208的輸入端第8腳上,，將觸發(fā)器IC208A的輸出端第9腳觸發(fā)置零,。此時(shí)IC205B或非門的第8腳也為低電平,，使IC209第6腳送來的脈沖信號(hào)能順利通過這個(gè)或非門，然后和IC209的4腳送出的脈沖相與后由IC205第11腳輸出作為紙速25mm／s的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制脈沖,，脈沖頻率為256Hz,。由于初始化電路將IC208第9腳置零，第6腳輸出必然為高電平,，通過非門IC21le的反相啟動(dòng)發(fā)光二極管LED224工作,，使紙速顯示在25mm／s的狀態(tài)。當(dāng)將50mm／s的紙速開關(guān)按下后,，RS觸發(fā)器被觸發(fā)翻轉(zhuǎn),；IC208第9腳輸出高電平，此時(shí)將IC205B或非門封閉使其輸出端第10腳輸出IC205D門的第12腳為低電平控制由IC209第4腳送來的脈沖信號(hào)通過IC205D的反相,，由第11腳輸出作為紙速50mm／s的基準(zhǔn)控制脈沖,，脈沖頻率為512Hz IC208第6腳輸出的高電平還通過反向門IC211A驅(qū)動(dòng)IED223點(diǎn)亮使紙速顯示在50mm／s的狀態(tài)。
走紙馬達(dá)的走或停是由Q203基極電平?jīng)Q定的,，故IC202在驅(qū)動(dòng)LED214燈亮?xí)r,，同時(shí)對(duì)Q203基極輸送一個(gè)高電平使其截止馬達(dá)即按設(shè)定的速度旋轉(zhuǎn)反之則停止轉(zhuǎn)動(dòng)。Q203與R238和R239還起到了過流保護(hù)作用,，防止因卡紙使馬達(dá)損壞，在正常情況下保護(hù)電路不起作用,，只有負(fù)載過重使馬達(dá)電流過大時(shí),，在電阻R239上的壓降足以導(dǎo)致Q203的導(dǎo)道，保護(hù)電路才起作用,，走紙馬達(dá)因失去驅(qū)動(dòng)信號(hào)而停止工作,。
2 馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制脈沖產(chǎn)生電路
ZD201、R233,、X20l,、Q204和IC209組成控制脈沖產(chǎn)生電路，晶振器X20l產(chǎn)生上限頻率32.768kHz的振蕩信號(hào),，由穩(wěn)壓二極管ZD20和R233組成的穩(wěn)壓電路是為X201提供一個(gè)恒定的電壓,，以穩(wěn)定振蕩頻率，這個(gè)振蕩信號(hào)經(jīng)Q204放大整形后送到分頻器IC209 10腳作128或64分頻后得到一個(gè)頻率為256Hz或512Hz的基準(zhǔn)頻率方波脈沖由IC209第6腳輸出,，作為走紙速度為25mm／s或50mm／s的控制脈沖,。
3 鎖相環(huán)穩(wěn)速控制電路
由于臨床對(duì)心電圖診斷的特殊要求，心電圖機(jī)在記錄信號(hào)時(shí)要求走紙速度十分精確,，這就要求心電機(jī)必須采取特殊的電路措施,，以保證對(duì)走紙馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行精確的控制。該機(jī)記錄紙驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁或直流電機(jī),，體積小,。該機(jī)采用鎖相穩(wěn)速控制電路,，主要由脈沖反饋，相位比較,，轉(zhuǎn)速設(shè)整電路組成,。
在這個(gè)電路中IC210為一鎖相器集成電路，它在鎖相環(huán)路中起著關(guān)鍵的作用,，IC210是一種多功能多用途的集成電路,，其內(nèi)部包括：線性自舉電路2個(gè)相位比較器，一個(gè)壓控振蕩器,，一個(gè)場效應(yīng)源極跟隨器和穩(wěn)壓二極管,。鎖相環(huán)路由IC210與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路Q20l、Q202以及轉(zhuǎn)換反饋回路組成,，這是一個(gè)閉合的反饋環(huán),，它是通過輸入脈沖與反饋脈沖的相位比較來穩(wěn)定馬達(dá)轉(zhuǎn)速的。
其過程如下：當(dāng)256Hz的脈沖信號(hào)加到IC210輸入端第14腳時(shí),，開始瞬間,，其輸出端13腳輸出一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電壓，這個(gè)直流給Q201,、Q202提供基極偏置電流使其導(dǎo)通,，為馬達(dá)提供驅(qū)動(dòng)電流，馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng),。轉(zhuǎn)速傳感器把檢測(cè)到的馬達(dá)轉(zhuǎn)速感應(yīng)信號(hào)經(jīng)電容C212,、C213耦合到轉(zhuǎn)速反饋回路中，經(jīng)IC211對(duì)反饋脈沖放大整形,，再送回相位比較器的另一個(gè)輸入端3腳,，與14腳輸入的脈沖進(jìn)行相位比較，如果相位差為零,，則IC210輸出的直流電壓不會(huì)變化,，如果輸入脈沖與反饋脈沖相位不一致，那么經(jīng)相位比較后輸出的直流電壓就要產(chǎn)生變化,、當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速變慢時(shí),，14腳輸入的脈沖，要比3腳反饋的脈沖相位超前,，其結(jié)果是使輸出直流電壓升高,；激勵(lì)Q20l、Q202為馬達(dá)提供更多的驅(qū)動(dòng)電流使馬達(dá)加快,。如果轉(zhuǎn)速太快,，反饋3腳的脈沖頻率就會(huì)升高使輸入脈沖的相位比反饋脈沖的相位滯后，其結(jié)果使輸入直流電壓下降,，使馬達(dá)減速,，經(jīng)過相位的比較,，使輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定馬達(dá)轉(zhuǎn)速趨于恒定狀態(tài)。
結(jié)合在維修中遇到的問題進(jìn)行原理分析,。
故障一：走紙速度為25nun／s和50mm／s時(shí)心電圖形不規(guī)則,。根據(jù)馬達(dá)控制電路原理分析：該故障一般發(fā)生在馬達(dá)轉(zhuǎn)速反饋回路中，IC210的14腳為PCA端是基準(zhǔn)脈沖輸入端,，由IC209送來的256Hz或512Hz的脈沖分別對(duì)應(yīng)25mm／s或50mm／s,，IC210的3腳為PCB端，是工作脈沖輸入端,，13腳是電壓輸出端輸出電壓到馬達(dá)驅(qū)動(dòng),，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)14腳的基準(zhǔn)脈沖與3腳的輸入脈沖相位不一致,，會(huì)使13腳的輸出電壓發(fā)生相應(yīng)的變化,，IC210的作用是維持走紙馬達(dá)能夠恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。IC211的作用是把速度傳感器檢測(cè)到方波信號(hào)脈沖輸入到I210的3腳,，與IC210的14腳基準(zhǔn)脈沖相比較,，經(jīng)過IC210的相位比較，最終使馬達(dá)轉(zhuǎn)速趨于恒定,。因此設(shè)定走紙速度為25mm/s用示波器測(cè)定IC210的相位比較的14腳的基準(zhǔn)脈沖頻率及幅度,，在記錄速度不恒定時(shí)，該脈沖信號(hào)也十分穩(wěn)定,，說明基準(zhǔn)脈沖正常：用示波器測(cè)量IC210的3腳同步脈沖時(shí),，發(fā)現(xiàn)信號(hào)微弱，用示波器測(cè)量傳感器的輸出脈沖頻率為256Hz,，其工作正常，測(cè)量IC211的9,、10腳正常,，而7腳無信號(hào)，故判斷R224壞,，更換R224后故障排除,。
故障二：在記錄心電圖時(shí)走紙時(shí)走時(shí)停。
根據(jù)故障現(xiàn)象判斷是由于馬達(dá)走紙控制部分電路元件接觸不良引起的,，用數(shù)字萬用表進(jìn)一步檢查測(cè)量,，X201、IC209,、IC210等直流電壓均正常,，用示波器觀察各點(diǎn)波形也正常。測(cè)量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路Q20l,、Q202輸出電壓時(shí)發(fā)現(xiàn),，時(shí)高時(shí)低,，更換Q20l、9202后故障現(xiàn)象消失,。
從以上故障可見,，只有弄清了電路原理，分析清楚各部分的作用及功能,，故障現(xiàn)象就比較容易排除了
l 紙速轉(zhuǎn)換電路
走紙速度轉(zhuǎn)換電路由轉(zhuǎn)換開關(guān)SW213,、SW214和RS觸發(fā)器IC208A、IC208B以及控制門IC205B,、IC205D組成,。當(dāng)整機(jī)通電后，初始化電路送出一個(gè)正脈沖首先加在IC208的輸入端第8腳上,，將觸發(fā)器IC208A的輸出端第9腳觸發(fā)置零,。此時(shí)IC205B或非門的第8腳也為低電平,，使IC209第6腳送來的脈沖信號(hào)能順利通過這個(gè)或非門，然后和IC209的4腳送出的脈沖相與后由IC205第11腳輸出作為紙速25mm／s的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制脈沖,，脈沖頻率為256Hz,。由于初始化電路將IC208第9腳置零，第6腳輸出必然為高電平,，通過非門IC21le的反相啟動(dòng)發(fā)光二極管LED224工作,，使紙速顯示在25mm／s的狀態(tài)。當(dāng)將50mm／s的紙速開關(guān)按下后,，RS觸發(fā)器被觸發(fā)翻轉(zhuǎn),；IC208第9腳輸出高電平，此時(shí)將IC205B或非門封閉使其輸出端第10腳輸出IC205D門的第12腳為低電平控制由IC209第4腳送來的脈沖信號(hào)通過IC205D的反相,，由第11腳輸出作為紙速50mm／s的基準(zhǔn)控制脈沖,，脈沖頻率為512Hz IC208第6腳輸出的高電平還通過反向門IC211A驅(qū)動(dòng)IED223點(diǎn)亮使紙速顯示在50mm／s的狀態(tài)。
走紙馬達(dá)的走或停是由Q203基極電平?jīng)Q定的,，故IC202在驅(qū)動(dòng)LED214燈亮?xí)r,，同時(shí)對(duì)Q203基極輸送一個(gè)高電平使其截止馬達(dá)即按設(shè)定的速度旋轉(zhuǎn)反之則停止轉(zhuǎn)動(dòng)。Q203與R238和R239還起到了過流保護(hù)作用,，防止因卡紙使馬達(dá)損壞，在正常情況下保護(hù)電路不起作用,，只有負(fù)載過重使馬達(dá)電流過大時(shí),，在電阻R239上的壓降足以導(dǎo)致Q203的導(dǎo)道，保護(hù)電路才起作用,，走紙馬達(dá)因失去驅(qū)動(dòng)信號(hào)而停止工作,。
2 馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制脈沖產(chǎn)生電路
ZD201、R233,、X20l,、Q204和IC209組成控制脈沖產(chǎn)生電路，晶振器X20l產(chǎn)生上限頻率32.768kHz的振蕩信號(hào),，由穩(wěn)壓二極管ZD20和R233組成的穩(wěn)壓電路是為X201提供一個(gè)恒定的電壓,，以穩(wěn)定振蕩頻率，這個(gè)振蕩信號(hào)經(jīng)Q204放大整形后送到分頻器IC209 10腳作128或64分頻后得到一個(gè)頻率為256Hz或512Hz的基準(zhǔn)頻率方波脈沖由IC209第6腳輸出,，作為走紙速度為25mm／s或50mm／s的控制脈沖,。
3 鎖相環(huán)穩(wěn)速控制電路
由于臨床對(duì)心電圖診斷的特殊要求，心電圖機(jī)在記錄信號(hào)時(shí)要求走紙速度十分精確,，這就要求心電機(jī)必須采取特殊的電路措施,，以保證對(duì)走紙馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行精確的控制。該機(jī)記錄紙驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁或直流電機(jī),，體積小,。該機(jī)采用鎖相穩(wěn)速控制電路,，主要由脈沖反饋，相位比較,，轉(zhuǎn)速設(shè)整電路組成,。
在這個(gè)電路中IC210為一鎖相器集成電路，它在鎖相環(huán)路中起著關(guān)鍵的作用,，IC210是一種多功能多用途的集成電路,，其內(nèi)部包括：線性自舉電路2個(gè)相位比較器，一個(gè)壓控振蕩器,，一個(gè)場效應(yīng)源極跟隨器和穩(wěn)壓二極管,。鎖相環(huán)路由IC210與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路Q20l、Q202以及轉(zhuǎn)換反饋回路組成,，這是一個(gè)閉合的反饋環(huán),，它是通過輸入脈沖與反饋脈沖的相位比較來穩(wěn)定馬達(dá)轉(zhuǎn)速的。
其過程如下：當(dāng)256Hz的脈沖信號(hào)加到IC210輸入端第14腳時(shí),，開始瞬間,，其輸出端13腳輸出一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電壓，這個(gè)直流給Q201,、Q202提供基極偏置電流使其導(dǎo)通,，為馬達(dá)提供驅(qū)動(dòng)電流，馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng),。轉(zhuǎn)速傳感器把檢測(cè)到的馬達(dá)轉(zhuǎn)速感應(yīng)信號(hào)經(jīng)電容C212,、C213耦合到轉(zhuǎn)速反饋回路中，經(jīng)IC211對(duì)反饋脈沖放大整形,，再送回相位比較器的另一個(gè)輸入端3腳,，與14腳輸入的脈沖進(jìn)行相位比較，如果相位差為零,，則IC210輸出的直流電壓不會(huì)變化,，如果輸入脈沖與反饋脈沖相位不一致，那么經(jīng)相位比較后輸出的直流電壓就要產(chǎn)生變化,、當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速變慢時(shí),，14腳輸入的脈沖，要比3腳反饋的脈沖相位超前,，其結(jié)果是使輸出直流電壓升高,；激勵(lì)Q20l、Q202為馬達(dá)提供更多的驅(qū)動(dòng)電流使馬達(dá)加快,。如果轉(zhuǎn)速太快,，反饋3腳的脈沖頻率就會(huì)升高使輸入脈沖的相位比反饋脈沖的相位滯后，其結(jié)果使輸入直流電壓下降,，使馬達(dá)減速,，經(jīng)過相位的比較,，使輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定馬達(dá)轉(zhuǎn)速趨于恒定狀態(tài)。
結(jié)合在維修中遇到的問題進(jìn)行原理分析,。
故障一：走紙速度為25nun／s和50mm／s時(shí)心電圖形不規(guī)則,。根據(jù)馬達(dá)控制電路原理分析：該故障一般發(fā)生在馬達(dá)轉(zhuǎn)速反饋回路中，IC210的14腳為PCA端是基準(zhǔn)脈沖輸入端,，由IC209送來的256Hz或512Hz的脈沖分別對(duì)應(yīng)25mm／s或50mm／s,，IC210的3腳為PCB端，是工作脈沖輸入端,，13腳是電壓輸出端輸出電壓到馬達(dá)驅(qū)動(dòng),，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)14腳的基準(zhǔn)脈沖與3腳的輸入脈沖相位不一致,，會(huì)使13腳的輸出電壓發(fā)生相應(yīng)的變化,，IC210的作用是維持走紙馬達(dá)能夠恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。IC211的作用是把速度傳感器檢測(cè)到方波信號(hào)脈沖輸入到I210的3腳,，與IC210的14腳基準(zhǔn)脈沖相比較,，經(jīng)過IC210的相位比較，最終使馬達(dá)轉(zhuǎn)速趨于恒定,。因此設(shè)定走紙速度為25mm/s用示波器測(cè)定IC210的相位比較的14腳的基準(zhǔn)脈沖頻率及幅度,，在記錄速度不恒定時(shí)，該脈沖信號(hào)也十分穩(wěn)定,，說明基準(zhǔn)脈沖正常：用示波器測(cè)量IC210的3腳同步脈沖時(shí),，發(fā)現(xiàn)信號(hào)微弱，用示波器測(cè)量傳感器的輸出脈沖頻率為256Hz,，其工作正常，測(cè)量IC211的9,、10腳正常,，而7腳無信號(hào)，故判斷R224壞,，更換R224后故障排除,。
故障二：在記錄心電圖時(shí)走紙時(shí)走時(shí)停。
根據(jù)故障現(xiàn)象判斷是由于馬達(dá)走紙控制部分電路元件接觸不良引起的,，用數(shù)字萬用表進(jìn)一步檢查測(cè)量,，X201、IC209,、IC210等直流電壓均正常,，用示波器觀察各點(diǎn)波形也正常。測(cè)量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路Q20l,、Q202輸出電壓時(shí)發(fā)現(xiàn),，時(shí)高時(shí)低,，更換Q20l、9202后故障現(xiàn)象消失,。
從以上故障可見,，只有弄清了電路原理，分析清楚各部分的作用及功能,，故障現(xiàn)象就比較容易排除了
