dso故障行维修指南.ppt

DSO故障维修指南 (Failure Analyze Reference),制作：蒋春阳,主板电路原理方框图,一、通道部分信号通路介绍：,信号经BNC头进入示波器，再经过交直流耦合电路，此时用户可以通过操作界面上选择CH1、CH2通道的耦合方式，经HC574去控制继电器的关断来实现交直流耦合切换控制经过耦合后进入20倍衰减可设电路，此电路是在针对输入幅度大的信号进行衰减，小信号无衰减，在切换档位时，自动进行衰减切换，然后再到静态工作点控制电路，此部分电路由两个场效应管，一个三极管和一个运算放大器组成，采用负反馈方式实现静态工作点的控制，控制基线漂移等情况，接下来经过后级阻抗变换后，再送到初级放大器，此放大器工作在10倍和1：1放大,同样也是在切换档位时，通过HC574去设置初级放大器的工作方式，小信号时工作在10倍放大，大信号时，1：1放大，然后进入自动增益控制电路，此电路用于控制信号的输出幅度在显示的范围内，校正时，控制器会记录下每个档位的放大控制电压值，在使用的时候根据用户的设置的档位来控制需要放大的倍数，经放大后再进入位移控制电路，用于控制波形在显示屏上的显示位置，通过调节位移旋钮，控制器读取数据后通过控制ACA2600 DA转换去控制未级放大器的输入偏移电压实现的，经过未级放大器后再通过ADC通道选择电路后进入ADC转换送到控制器。

1、以UT2102系列产品电路图为例，说明示波器在不同档位时信号经过的通路介绍：,交直流耦合电路：主要用于进行交流耦合和直流耦合的切换，如果交/直流耦合切换后工作不正常，请查相对应的继电器1U3和2U3，74HC574和1U7、2U7电容等器件 20倍衰减电路：主要工作在大档位，对输入信号进行幅度上的衰减，使基输入到放大器的信号满足其动态范围，从而无失真的显示到界面，如大档位无衰减，查看1U6、2U6及相关脚上阻容，如1U14、2U14等而在中小档位，信号无衰减，是1：1的通过 静态工作点闭环电路及阻抗匹配电路：将示波器1MΩ输入阻抗变换为低阻抗，确保信号功率并由一个高精度运算放大器组成负反馈电路，确保该电路输出电压约为0mV.,2、以UT2102系列产品电路图为例，说明信号经过的关键器路径及相关处理切换电路：,在正常工作状态时， BNC头→BRS-1A05（1U3） → AGQ200A4H（1U6） → 1Q2、1Q3 → AD8009（1U15） → AD8337 （1U10） → AD8009（1U13） → AGQ200A4H （5U7）→ AD9481（5U5）→ FPGA自校正时： FPGA → ACA2600（4、5） → OP37G（3IC2） → BNC头端→ BRS-1A05（1U3） → AGQ200A4H（1U6） → 1Q2、1Q3 → AD8009（1U15） → AD8337 （1U10） → AD8009（1U13） → AGQ200A4H （5U7） → AD9481（5U5）→ FPGA。

3、通道器件的使用情况及功能介绍:,AGQ200A4H: 贴片继电器位号：1U6、2U6在档500mV~5V范围切换到20倍衰减，其它档位时置于1：1衰减故在切换档位在500mV和200mV互换时，会听到此继电器响声，位号：1U5、2U5用于控制小档位时，进行10倍放大的切换，档位在50mV和20mV互相切换时，会听到此继电器的响声，如果没有请查看74HC574(5IC1)的17,18脚，3IC1的18、19脚输出电压是否正常，不正常再用示波器测试74HC574的1脚和11脚是否有波形，自校正不过 BRS-1A05: 干簧继电器 位号：1U19、2U17用于自动校准信号输入切，自校正时，通过HC574控制将3IC2第6脚输出的校准信号切换到通道的信号输入端，位号1U3、2U3用于交直流耦合切换，在自校正不过时，测试继电器的1、4脚是否接通，如未接通，再测试74HC574（5IC1第16脚和3IC1的17脚）输出是否正常，不正常再用示波器测试74HC574的1脚和11脚是否有波形，自校正不过BAV99(A7S): 贴片双二极管 位号：1Q1、1Q4，2Q1和2Q4用于保护和嵌位，如果该芯片热稳定性能不良，通电升温后，使用其又二极管的特性不一样，电压产生变化，会引基线漂移，其表现在2mV严重，如果击穿，会造成5V或-5V短路，或无信号输入。

该双击二极管的中间级电压为0mV 2SK160A(K26)：贴片场效应管 位号：1Q2.1Q5.2Q2.2Q3用于两个通道中组成射级跟随器,1Q2和2Q3的S极电压为0.7V，如果出现故障会产生无基线，自校正不过 2SC3177： 贴片三极管 位号：1Q3.2Q6是跟随器充当有源负载，三极管的E极电压为0mV左右，此三极管出现故障会出现无基线，自校正不过CA3140A（6240）：运算放大器 位号：1IC1.2IC1起负反馈作用，用于稳定射级跟随器的静态工作点，使2SC3177的E极始终输出约为0mV，此器件温度特性不好，会造成开机工作后基线漂移，如果性能差，会造成基线偏移严重，调不出基线也有可能会造成在2mV档位校正幅度时失败，调幅度时幅度可调范围很小，且基线会随之而动，损坏直接造成基线偏移很严重, 自校正不过. AD8009：运算放大器 位号：1U15、1U13，2U13、2U15，1U15和2U15工作于跟随器或10倍放大器状态，根据1U5和2U5继电器的3、4脚的通断来确定该级放大器，接通为10倍放大器状态，断开为跟随器该级放大器出现问题，会出现无基线，自校正不过放大倍数电阻变质，造成无基线或小信号时幅度不对。

1U13和2U13用作基线偏移电路和放大，通过用ACA2600的第2、13脚去控制AD8009的3脚的电压，利用集成放大器的虚短原理，改变输出信号的直流偏移分量如该部分出问题，导致无基线，基线不可调，基线偏移严重AD8337：可控增益放大器 位号：1U10、2U10起AGC自动增益放大控制作用，FPGA通过控制DA转换器ACA2600(4U9)的第3、12脚输出一个DA转换电压值，去改变LM431的1脚电压而改变电流来控制AD8337第7脚电压，从而设定当前通道信号的放大倍数，根据不同档位，放大倍数也不相同,故AD8337第7脚的电压也不相同，电压参考下表中的值，约在该值附近 该级放大器出现问题时，可造成无基线，任何档位信号幅度不可调，自校正不过，输出信号幅度不对ACA2600：8位多路14位DA转换器位号：4U9，FPGA通过与LTC2600的7、8、9脚对其内部八路ADC转换器进行控制，第4、5脚输出用于控制自校正信号电压幅度的控制，3、12脚输出用于控制CH1，CH2通道可控增益放大器电压的控制，2、13脚输出用于控制CH1、CH2通道的基线位移控制，15脚输出用于触发电平控制，15脚用于时延展宽校正。

该级电路出现故障时，会造成双通道无基线幅度不准或不可调，触发电平不对，进不了开机界面，基线不可调 LT1790：参考电压芯片，位号：4U8，通过设定该芯片4脚的输入电压，控制6脚的输出点压，该处主要是给LTC2600提供一个稳定的DA转换参考电压4.096V，如果此芯片损坏，会造成无基线和进不了开机界面74HC574：八位三态D触发器，5IC1和3IC1， 11脚是时钟输入，其中5IC1的10接3IC1的12脚，5IC1的12和13脚用于控制ADC转换器转通道信号的选择，5IC1的15脚控制交直流耦合，5IC2的16脚控制CH2校准信号的切换，5IC2的17脚控制20倍衰减器的通断，5IC1的18脚控制1U15工作在10倍放大还是射随器状态，5IC1的19脚用于控制带宽抑制开关，2抑脚控60MHz控带宽并接3IC1的第2脚，3IC1的12脚接4IC4的12脚，13脚用于带宽抑，14脚用于控制外部触发衰减，15脚用于控制交直流耦合，17脚控制CH2通道的自校正信号切换，18脚用于控制20倍衰减，19脚用于控制10倍放大器转换二、触发电路介绍：,触发信号有四种输入方式： 外部触发，既从专门的触发通道中输入触发信号，用于去触发通道中输入的信号。

CH1通道信号作为触发源，既从CH1通道的信号中提取触发信号 CH2通道信号作为触发源，既从CH2通道的信号中提取触发信号 以50Hz交流信号作为触发源,既AC_Source，在市电电源中提取出峰峰值约0.5V的50Hz方波触发源，然后输入到主板的触发源输入通道每种信号源送到触发源选择电路（AD8184），并通过FPGA的196脚和220脚控制AD8184的切换来选择触发源，选中的触发源经过4C38或74HC4053的4，5脚进行触发源的交直流耦合切换，再进入IC4IC1放大后经4Q12，如果为视频信号，经过4Q9，4Q12,到74HC4053进制制式（目前示波器适用的制式为PAL和NTSC制两种）切换后再到LM1881，进行视频信号分离，如果为普通信号，则输入到AD96687的第7脚，与触发电平进行比较后，再进行电平转换，输入到FPGA，去控制AD转换电路进行波形采样 另外如果为随机采样档位时，随机展宽电路才工作，用于对多次采样波形的时间进行计算，然后对采样的值进行排序组合，得出真实波形。