一、電路結(jié)構(gòu):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,。
二,、心電圖機(jī)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(gè)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組成了所謂的反相比例放大器,,閉環(huán)電放大倍數(shù)KF=-R407/R402,這樣IC401輸出一個(gè)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(shí)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(gè)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(dòng)勢,,而感應(yīng)電動(dòng)勢的方向又恰好是3端為正4端為負(fù)(感應(yīng)電動(dòng)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(dòng)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(shí)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(dòng)勢與磁通變化率成正比),,繞組3~4的感應(yīng)電動(dòng)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(gè)減小的集電極電流必然要通過繞組1~2,,這時(shí)在繞組3~4中感應(yīng)電動(dòng)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?。由于IC401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,。
三,、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(shí),,一般的指針式萬用電表的工作頻率范圍是:45~2000Hz(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(gè)頻率范圍(過高或過低)都會(huì)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(tái)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(tái)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(hào)的瞬時(shí)值及信號(hào)波形(圖像),,方便地測量出信號(hào)的幅度,、頻率、相位等參數(shù),。
四,、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(shí),可根據(jù)信號(hào)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(huì)導(dǎo)致后面的各個(gè)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,。
五、心電圖機(jī)故障維修實(shí)例:
心電圖機(jī)故障實(shí)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(shí)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,。
心電圖機(jī)故障實(shí)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(huì)變得有條不紊,、先后有序、得心應(yīng)手,。
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二,、心電圖機(jī)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(gè)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組成了所謂的反相比例放大器,,閉環(huán)電放大倍數(shù)KF=-R407/R402,這樣IC401輸出一個(gè)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(shí)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(gè)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(dòng)勢,,而感應(yīng)電動(dòng)勢的方向又恰好是3端為正4端為負(fù)(感應(yīng)電動(dòng)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(dòng)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(shí)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(dòng)勢與磁通變化率成正比),,繞組3~4的感應(yīng)電動(dòng)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(gè)減小的集電極電流必然要通過繞組1~2,,這時(shí)在繞組3~4中感應(yīng)電動(dòng)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?。由于IC401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,。
三,、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(shí),,一般的指針式萬用電表的工作頻率范圍是:45~2000Hz(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(gè)頻率范圍(過高或過低)都會(huì)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(tái)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(tái)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(hào)的瞬時(shí)值及信號(hào)波形(圖像),,方便地測量出信號(hào)的幅度,、頻率、相位等參數(shù),。
四,、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(shí),可根據(jù)信號(hào)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(huì)導(dǎo)致后面的各個(gè)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,。
五、心電圖機(jī)故障維修實(shí)例:
心電圖機(jī)故障實(shí)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(shí)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,。
心電圖機(jī)故障實(shí)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(huì)變得有條不紊,、先后有序、得心應(yīng)手,。
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