ECG-651l型心電圖機是目前國內(nèi)各級醫(yī)院使用量最多的一款機型。發(fā)現(xiàn)該機走紙控制電路是最易發(fā)生故障的部分之一,，現(xiàn)將本機型的走紙控制電路原理的詳細分析呈給同行。
該電路由紙速轉(zhuǎn)換電路馬達轉(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,。當整機通電后，初始化電路送出一個正脈沖首先加在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腳送來的脈沖信號能順利通過這個或非門,，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的反相啟動發(fā)光二極管LED224工作,，使紙速顯示在25mm／s的狀態(tài),。當將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腳送來的脈沖信號通過IC205D的反相，由第11腳輸出作為紙速50mm／s的基準控制脈沖,，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IED223點亮使紙速顯示在50mm／s的狀態(tài),。
走紙馬達的走或停是由Q203基極電平?jīng)Q定的，故IC202在驅(qū)動LED214燈亮?xí)r,，同時對Q203基極輸送一個高電平使其截止馬達即按設(shè)定的速度旋轉(zhuǎn)反之則停止轉(zhuǎn)動,。Q203與R238和R239還起到了過流保護作用，防止因卡紙使馬達損壞,，在正常情況下保護電路不起作用,，只有負載過重使馬達電流過大時，在電阻R239上的壓降足以導(dǎo)致Q203的導(dǎo)道,，保護電路才起作用,，走紙馬達因失去驅(qū)動信號而停止工作。
2 馬達轉(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,，由穩(wěn)壓二極管ZD20和R233組成的穩(wěn)壓電路是為X201提供一個恒定的電壓,，以穩(wěn)定振蕩頻率，這個振蕩信號經(jīng)Q204放大整形后送到分頻器IC209 10腳作128或64分頻后得到一個頻率為256Hz或512Hz的基準頻率方波脈沖由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
由于臨床對心電圖診斷的特殊要求，心電圖機在記錄信號時要求走紙速度十分精確,，這就要求心電機必須采取特殊的電路措施,，以保證對走紙馬達的轉(zhuǎn)數(shù)進行精確的控制。該機記錄紙驅(qū)動電機為永磁或直流電機,，體積小,。該機采用鎖相穩(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個相位比較器,，一個壓控振蕩器,，一個場效應(yīng)源極跟隨器和穩(wěn)壓二極管。鎖相環(huán)路由IC210與馬達驅(qū)動電路Q20l,、Q202以及轉(zhuǎn)換反饋回路組成,，這是一個閉合的反饋環(huán)，它是通過輸入脈沖與反饋脈沖的相位比較來穩(wěn)定馬達轉(zhuǎn)速的,。
其過程如下：當256Hz的脈沖信號加到IC210輸入端第14腳時,，開始瞬間，其輸出端13腳輸出一個直流驅(qū)動電壓,，這個直流給Q201,、Q202提供基極偏置電流使其導(dǎo)通，為馬達提供驅(qū)動電流,，馬達開始轉(zhuǎn)動,。轉(zhuǎn)速傳感器把檢測到的馬達轉(zhuǎn)速感應(yīng)信號經(jīng)電容C212、C213耦合到轉(zhuǎn)速反饋回路中,，經(jīng)IC211對反饋脈沖放大整形,，再送回相位比較器的另一個輸入端3腳，與14腳輸入的脈沖進行相位比較,，如果相位差為零,，則IC210輸出的直流電壓不會變化，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,、當馬達轉(zhuǎn)速變慢時,，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Q20l、Q202為馬達提供更多的驅(qū)動電流使馬達加快,。如果轉(zhuǎn)速太快,，反饋3腳的脈沖頻率就會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,，使馬達減速,，經(jīng)過相位的比較，使輸出電壓達到穩(wěn)定馬達轉(zhuǎn)速趨于恒定狀態(tài),。
結(jié)合在維修中遇到的問題進行原理分析,。
故障一：走紙速度為25nun／s和50mm／s時心電圖形不規(guī)則。根據(jù)馬達控制電路原理分析：該故障一般發(fā)生在馬達轉(zhuǎn)速反饋回路中,，IC210的14腳為PCA端是基準脈沖輸入端,，由IC209送來的256Hz或512Hz的脈沖分別對應(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驅(qū)動,，驅(qū)動馬達轉(zhuǎn)動,。當14腳的基準脈沖與3腳的輸入脈沖相位不一致，會使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能夠恒速運轉(zhuǎn),。IC211的作用是把速度傳感器檢測到方波信號脈沖輸入到I210的3腳，與IC210的14腳基準脈沖相比較,，經(jīng)過IC210的相位比較,，最終使馬達轉(zhuǎn)速趨于恒定。因此設(shè)定走紙速度為25mm/s用示波器測定IC210的相位比較的14腳的基準脈沖頻率及幅度,，在記錄速度不恒定時,，該脈沖信號也十分穩(wěn)定，說明基準脈沖正常：用示波器測量IC210的3腳同步脈沖時,，發(fā)現(xiàn)信號微弱,，用示波器測量傳感器的輸出脈沖頻率為256Hz，其工作正常,，測量IC211的9,、10腳正常，而7腳無信號,，故判斷R224壞,，更換R224后故障排除,。
故障二：在記錄心電圖時走紙時走時停。
根據(jù)故障現(xiàn)象判斷是由于馬達走紙控制部分電路元件接觸不良引起的,，用數(shù)字萬用表進一步檢查測量,，X201、IC209,、IC210等直流電壓均正常,，用示波器觀察各點波形也正常。測量馬達驅(qū)動電路Q20l,、Q202輸出電壓時發(fā)現(xiàn),，時高時低，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
該電路由紙速轉(zhuǎn)換電路馬達轉(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,。當整機通電后，初始化電路送出一個正脈沖首先加在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腳送來的脈沖信號能順利通過這個或非門,，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的反相啟動發(fā)光二極管LED224工作,，使紙速顯示在25mm／s的狀態(tài),。當將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腳送來的脈沖信號通過IC205D的反相，由第11腳輸出作為紙速50mm／s的基準控制脈沖,，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IED223點亮使紙速顯示在50mm／s的狀態(tài),。
走紙馬達的走或停是由Q203基極電平?jīng)Q定的，故IC202在驅(qū)動LED214燈亮?xí)r,，同時對Q203基極輸送一個高電平使其截止馬達即按設(shè)定的速度旋轉(zhuǎn)反之則停止轉(zhuǎn)動,。Q203與R238和R239還起到了過流保護作用，防止因卡紙使馬達損壞,，在正常情況下保護電路不起作用,，只有負載過重使馬達電流過大時，在電阻R239上的壓降足以導(dǎo)致Q203的導(dǎo)道,，保護電路才起作用,，走紙馬達因失去驅(qū)動信號而停止工作。
2 馬達轉(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,，由穩(wěn)壓二極管ZD20和R233組成的穩(wěn)壓電路是為X201提供一個恒定的電壓,，以穩(wěn)定振蕩頻率，這個振蕩信號經(jīng)Q204放大整形后送到分頻器IC209 10腳作128或64分頻后得到一個頻率為256Hz或512Hz的基準頻率方波脈沖由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
由于臨床對心電圖診斷的特殊要求，心電圖機在記錄信號時要求走紙速度十分精確,，這就要求心電機必須采取特殊的電路措施,，以保證對走紙馬達的轉(zhuǎn)數(shù)進行精確的控制。該機記錄紙驅(qū)動電機為永磁或直流電機,，體積小,。該機采用鎖相穩(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個相位比較器,，一個壓控振蕩器,，一個場效應(yīng)源極跟隨器和穩(wěn)壓二極管。鎖相環(huán)路由IC210與馬達驅(qū)動電路Q20l,、Q202以及轉(zhuǎn)換反饋回路組成,，這是一個閉合的反饋環(huán)，它是通過輸入脈沖與反饋脈沖的相位比較來穩(wěn)定馬達轉(zhuǎn)速的,。
其過程如下：當256Hz的脈沖信號加到IC210輸入端第14腳時,，開始瞬間，其輸出端13腳輸出一個直流驅(qū)動電壓,，這個直流給Q201,、Q202提供基極偏置電流使其導(dǎo)通，為馬達提供驅(qū)動電流,，馬達開始轉(zhuǎn)動,。轉(zhuǎn)速傳感器把檢測到的馬達轉(zhuǎn)速感應(yīng)信號經(jīng)電容C212、C213耦合到轉(zhuǎn)速反饋回路中,，經(jīng)IC211對反饋脈沖放大整形,，再送回相位比較器的另一個輸入端3腳，與14腳輸入的脈沖進行相位比較,，如果相位差為零,，則IC210輸出的直流電壓不會變化，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,、當馬達轉(zhuǎn)速變慢時,，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Q20l、Q202為馬達提供更多的驅(qū)動電流使馬達加快,。如果轉(zhuǎn)速太快,，反饋3腳的脈沖頻率就會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,，使馬達減速,，經(jīng)過相位的比較，使輸出電壓達到穩(wěn)定馬達轉(zhuǎn)速趨于恒定狀態(tài),。
結(jié)合在維修中遇到的問題進行原理分析,。
故障一：走紙速度為25nun／s和50mm／s時心電圖形不規(guī)則。根據(jù)馬達控制電路原理分析：該故障一般發(fā)生在馬達轉(zhuǎn)速反饋回路中,，IC210的14腳為PCA端是基準脈沖輸入端,，由IC209送來的256Hz或512Hz的脈沖分別對應(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驅(qū)動,，驅(qū)動馬達轉(zhuǎn)動,。當14腳的基準脈沖與3腳的輸入脈沖相位不一致，會使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能夠恒速運轉(zhuǎn),。IC211的作用是把速度傳感器檢測到方波信號脈沖輸入到I210的3腳，與IC210的14腳基準脈沖相比較,，經(jīng)過IC210的相位比較,，最終使馬達轉(zhuǎn)速趨于恒定。因此設(shè)定走紙速度為25mm/s用示波器測定IC210的相位比較的14腳的基準脈沖頻率及幅度,，在記錄速度不恒定時,，該脈沖信號也十分穩(wěn)定，說明基準脈沖正常：用示波器測量IC210的3腳同步脈沖時,，發(fā)現(xiàn)信號微弱,，用示波器測量傳感器的輸出脈沖頻率為256Hz，其工作正常,，測量IC211的9,、10腳正常，而7腳無信號,，故判斷R224壞,，更換R224后故障排除,。
故障二：在記錄心電圖時走紙時走時停。
根據(jù)故障現(xiàn)象判斷是由于馬達走紙控制部分電路元件接觸不良引起的,，用數(shù)字萬用表進一步檢查測量,，X201、IC209,、IC210等直流電壓均正常,，用示波器觀察各點波形也正常。測量馬達驅(qū)動電路Q20l,、Q202輸出電壓時發(fā)現(xiàn),，時高時低，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
