ECG-5151型心電圖機(jī)±9V電壓產(chǎn)生電路的分析及維修
摘要]本文對ECG-5151型心電圖機(jī)非浮地±9V電壓產(chǎn)生電路進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,闡述了振蕩三極管從導(dǎo)通到飽和,再從飽和到截止的每一個細(xì)節(jié),并聯(lián)系維修實例,使理論與實踐緊密結(jié)合,。
[關(guān)鍵詞]振蕩器;集成運(yùn)算放大器;穩(wěn)壓電路
[中圖分類號]R540.4+1[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]C[文章編號]1007-7510(2002)09-0052-02
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ECG-5151型心電圖機(jī)非浮地±9V電壓產(chǎn)生電路的工作程序是先將直流電變?yōu)榻涣麟?再將交流電變?yōu)橹绷麟?從而實現(xiàn)了由一種直流電壓變?yōu)榱硗鈨煞N直流電的轉(zhuǎn)換,這種形式亦稱為直流/直流轉(zhuǎn)換方式,。
1電路結(jié)構(gòu)電路如圖1所示。主要由四部分組成;集成運(yùn)算放大器IC401;三極管Q402,、Q403和變壓器T401所組成的振蕩器;整流濾波電路D405、D406,、C405,、C406;最后是由集成穩(wěn)壓塊IC402和IC403所組成的直流穩(wěn)壓電路。
2工作原理恒流源電路由場效應(yīng)管Q401和電阻R401組成,它們?yōu)楣璺€(wěn)壓二極管D401提供一個穩(wěn)定的工作電流,D401的穩(wěn)壓值為3.5V,該電壓通過R402加到IC401的反相輸入端,而同相輸入端的電壓比反相輸入端低0.7V左右,IC401與輸入電阻R402和反饋電阻R407組成了所謂反相比例放大器,閉環(huán)電放大倍數(shù)KF=-R407/R402,這樣,IC401輸出一個固定的低電位,。這一低電位使Q402具備了導(dǎo)通的條件(發(fā)射結(jié)加上了正向電壓),同時Q403也具備了導(dǎo)通的條件(Q403的基極電位高于發(fā)射極電位),于是Q403也具備了導(dǎo)通的條件(Q403的基極電位高于發(fā)射極電位),于是Q402和Q403串聯(lián)導(dǎo)通,Q403由+12V電源開始供電到導(dǎo)通,是一個電流(基極電流,、集電極電流和發(fā)射極電流)增加的過程,而集電極電流必然要通過T401的初級繞組1～2才能到達(dá)Q403的集電極,由于繞組1～2中的電流在增加,所以必然在繞組3～4中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,而感應(yīng)電動勢的方向又恰好是3端為正4端為負(fù)(感應(yīng)電動勢的正負(fù)由線圈的環(huán)饒方向決定),繞組3～4的感應(yīng)電動勢通過R410和C403反饋到Q403的發(fā)射結(jié),此電壓剛好為一正向電壓,這一電壓使Q403進(jìn)一步導(dǎo)通,集電極電流達(dá)到最大值(同時鐵芯內(nèi)的磁通也趨于飽和),磁通的變化率減小,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律(感應(yīng)電動勢與磁通變化率成正比),繞組3～4的感應(yīng)電動勢減小,Q403發(fā)射結(jié)上的正向電壓減小,基極電流減小,集電極電流減小,同樣,這個減小的集電極電流必然要通過繞組1～2,這時在繞組3～4中感應(yīng)電動勢的方向(根據(jù)楞次定律)已經(jīng)改變?yōu)?端為負(fù),4端為正,Q403發(fā)射結(jié)得到的是反向電壓,于是,Q403由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂埂Ｓ捎贗C401的持續(xù)作用(IC401始終輸出一低電位),又使Q403由截止變?yōu)閷?dǎo)通,如此不停地交替導(dǎo)通和截止,在T401的次級繞組5～6,、7～8中產(chǎn)生交流電壓,再經(jīng)過整流,、濾波和集成穩(wěn)壓,得到+9V的兩級直流電壓。
3維修工具最基本的維修工具是指針式模擬萬用電表,主要是使用它的電阻擋和交流電壓擋,當(dāng)測量交流電壓時,一般的指針式萬用電表的工作頻率范圍是45～2000Hz[2](除MF10型萬用電表的頻率范圍較寬,能夠達(dá)到5000Hz以外),超過這個頻率范圍(過高或過低),都會給測量結(jié)果帶來較大的誤差,而ECG-5151型心電圖機(jī)±9V電壓產(chǎn)生電路的工作頻率已經(jīng)達(dá)到40kHz(有的心電圖機(jī)是15kHz,、30kHz或50kHz不等),為此,需要準(zhǔn)備一臺音頻晶體管毫伏表(也稱電子電壓表,工作頻率范圍在20Hz～1MHz之間),專門用來測量交流電壓,。為了提高檢測速度與效率,還可備用一臺電子示波器(例如一種通用性較強(qiáng)的日立產(chǎn)的V～212型雙蹤示波器,它的頻寬能夠達(dá)到20MHz),可顯示出電信號的瞬時值及信號波形(圖像),方便地測量出信號的幅度、頻率,、相位等參數(shù),。
4維修思路當(dāng)確認(rèn)故障范圍已經(jīng)在±9V電壓產(chǎn)生電路時,可根據(jù)信號的流程,按照從前往后的順序逐級檢查,先查+12V直流電壓,它是±9V電壓產(chǎn)生電路的供電電壓,+12V電壓不準(zhǔn)(偏高、偏低,、不穩(wěn)定或帶負(fù)載能力很差等)都會導(dǎo)致后面的各個環(huán)節(jié)不能正常工作,。接著查集成運(yùn)放IC401,看反相輸入端和同相輸入端的輸入電壓是否正常,測量IC401的輸出端是否為低電位,以便確定IC401的放大功能正常與否。再查三極管Q402,它是連接集成運(yùn)放和振蕩器的中間環(huán)節(jié),查振蕩三極管Q403是否工作在飽和與截止?fàn)顟B(tài),LC選頻電路是否正常,振蕩變壓器是否有輸出,整流濾波如何,最后查兩只集成穩(wěn)壓塊的性能,注意不要忘記檢查直流反饋電路,。
5維修實例
5.1實例1無±9V電壓輸出,。考慮到±9V兩組電壓的整流,、濾波和穩(wěn)壓電路同時出現(xiàn)故障的可能性很小,因此先查公共電路,用毫伏表測量繞組1～2的交流電壓,為0,用示波器觀察Q403的基極電壓波形,沒有出現(xiàn)矩形波,說明振蕩器沒有工作,關(guān)機(jī)后用萬用電表電阻擋測量Q402,發(fā)射結(jié)斷路,。
5.1實例2無-9V電壓輸出,但+9V電壓正常。由于有一組輸出電壓正常,因此可以斷定公共電路(即集成運(yùn)放和振蕩器)沒有問題,故障一定出現(xiàn)在-9V的局部電路上,測量IC4037腳的直流輸入電壓,為0,再往前測D406,斷路,。像ECG-5151型心電圖機(jī)這種直流/直流電壓變換器,在其它類型的心電圖機(jī)中也有廣泛的應(yīng)用,因此,掌握直流/直流電壓變換器的基本工作原理,圍繞振蕩器這一中心環(huán)節(jié),維修工作就會變得有條不紊,、先后有序、得心應(yīng)手,。
