|
前几日，购买了一台F40型的函数发生器。购买的理由很简单——便宜。一台DDS型的机器仅仅卖300元，拿来鼓捣一下也不错！对于机器有故障，早有心理准备，终究一分钱一分货嘛。但是机器到手后发现存在的问题远远突破了我的想象力，像我这台机器百病缠身还真是不多见的。 机器到手，外观完好，屏幕上的保护贴膜还在。提手是坏的，不能锁定，成自由状态。为了试机器，先取下来。通电检查，屏幕点亮，显示10.0000000KHz，转动旋钮，频率数值有变化，似乎还不错。接上示波器检查，主输出和同步输出都没有信号，机器有“内伤”。维修之旅正式起步。 开机状态（修好的机器）
故障之一：没有+15V电源。故障原因是同轴电缆破皮，造成+15V短路。 打开机壳，机器内部很干净，没有明显的烧伤损坏的零件，也没有明显的修理痕迹。自我安慰，机器故障是原发的，可能好修一些。按照常规检修思路，先检查电源。机器内部用了很多的3端稳压块，这为检修提供了便利，不用猜输出电压是多少伏了。 经检测，发现+15V电源电压仅有0.3伏，+5V也没有输出，其它正常。关机测量电阻，+15V电源通路的电阻接近0欧，有短路。+5V输出电路没有短路，负载也不重，可以先放一下。为了取下电路板，先焊开主输出和同步输出的连接线。 拆下+15V电源的三端稳压块（LM340T15），再检查+15V电源电路，仍然短路。外接电源到+15V的输出接点，设定电压+5V，电流1A，连接线选择0.5mm的，电流大时有比较大的电压降，起到保护电路板的作用。观察发现，所有的电解电容温度不高，芯片和三极管也没有发热的，仅有一个小电感很烫。 这个小电感是给衰减器部分的继电器供电的。因看不到继电器下面的走线，将继电器K1拆下来，没发现有短路现象。看到+15V又连接到K2去了，进一步检查，发现，K1、K2、K3、K4、K5的第一脚都是连接在一起的。 电路板背面有两条同轴电缆，其中一根悬浮在这些继电器的上方。为了拆下K2，需要将电缆改变一下方向。突然发现电缆外皮紧紧插入到了K3的第一脚，用小改锥轻轻撬起这根电缆，+15V电源的短路故障排除。电缆外皮破损，插入到K3的+15电源输入端，屏蔽层将+15V短路是故障的起因。机器没有修理过，故障应该是生产组装过程造成的。 电源和衰减器部分
故障之二：主输出信号时有时无。故障原因是输出插座内部断线 恢复三端稳压块和继电器K1，+15V输出正常，同时，+5V也恢复正常。在电路板上测量主输出端点的波形，正弦波，2V。将电路板装回机器内，焊好主输出和同步输出的信号线。开机检查，同步输出信号正常。主输出波形断断续续的，晃动连接在主输出的同轴电缆，波形时有时无，再将插头连到同步输出，没这种现象。说明电缆是好的，插座有病。 将插座从面板上拆下来，拆解插座，看到同轴电缆的芯线与插针已经断开，虚焊。重新制作好插头，装回原位，再次试机。输出幅度在2V以下时，波形和幅度完全正常。超过2V，波形幅度偏小，失真。 机器的输出有两个不同的信号源，一个是IC9第6脚，提供输出幅度在2V以下的信号输出。另一个是宽带功率放大器的输出，提供2V以上信号的输出。既然是输出2V以上的信号不正常，宽带功率放大器难逃干系。得，这下有麻烦了。 故障之三：中点电位偏移。故障原因是输出级功放管击穿 宽带功率放大器电路：
功率输出级：
分析电路图，信号由差分放大器Q10的基极输入，Q11的集电极输出，经Q9放大后送到Q6的发射极。Q1与Q2并联，Q3与Q4并联，构成互补推挽输出级，Q5和Q6是推动级，工作于甲类状态。Q8、Q7为偏置稳定电路，恒流源，确保Q6和Q5有稳定的直流偏置。Q8、Q7基极电位由R36、R37、R24、R39、R39分压取得。调整R24，就可以改变分压比，进而控制Q6、Q5的基极偏压，改变Q5、Q6的静态集电极电流。 输出端是“虚地”结构，在调整正确并且没有信号输入时，理论上应该表现为0电位，就是直流电压为0V。实际测量，这台机器的输出放大器的“虚地”端的电压是+12.6V。并且，推动管Q5温度特别的高，几乎不敢用手摸。电路上实际检测，Q1、Q2的Vce约+2V，Q5的Vce约30V。 Q5的型号是2N2219,查晶体管手册，2N2219的Pcm为800mW。lzxlz网友实测的Q5的集电极电流是42mA,42×30=1.26W，已经超了近1.5倍。发热很正常，没烧了就不错。既然是中点电位偏高，可能是由Q1、Q2和Q6组成的波形正半周的放大电路部分有问题。连同Q9，将7只中功率管都拆下来，进行检测，发现Q2已经接近击穿。上网购买。 拆下来的功放管：
新购买的功放管：
所以把7只管子都拆下来，一方面是为了检测，另外也为了“配对”，选择性能相近管子，终究是同一批的管子性能更相近。先是将拆下来的晶体管进行测试，Q1、Q5、Q9都是NPN型的2N2219，Q3、Q4、Q6都是PNP型的2N2905，分两组。发现Q5与Q1的参数差别较大，而Q9与Q1比较接近。如果买来的2N2219参数差距过大，就让它们俩配对吧。机器上拆下来的Q3与Q4，放大倍数还是有一些差距的，厂家不知道当时是怎么选配的。另一只PNP的管子Q6的放大倍数偏低，没有选择的余地了。 用Q1/Q9配对，还行。
Q3/Q4配对。不太理想，凑合了。
其次是做了两条连线，一条电源线，一条20芯的排线。后来在带电查找疑难杂症时发挥了很大作用。再就是将功放部分的电路板进行了地毯式的探查，还真揪出了两个蜕化变质分子，一个贴片二极管和一个33Ω电阻。找不到贴片的1N4148，用一只ISR139剪短引线代用。 拆卸元件后，在清理焊点的残锡时还发现，这个机器的电路板的质量太差劲了。有时候居然能够用吸锡器把焊盘给吸下来。更有甚者，两面的焊盘还在，透孔芯却不通了，为后来的维修工作制造了很大的麻烦。 变值的电阻，下面那只，字符看不清，是坏的。
变质的二极管和脱落的焊盘。
自制的延长电源线和排线。
网购的2N2219到货后测量发现，果然与原装的搭配不上。将原来的Q9装到Q2的散热器里，另从新购的管子里选择一只指标适当的，替代原来的Q9。将所有的管子复位，通电试机，将输出信号幅度设置为0V，实际自动设置为为2mV。测中点电位，0V附近。输出幅度调整到12V，调整6RP1，中点点位可以在0V附近变化。 用示波器检查输出信号幅度和波形，新的问题又出现了。 故障之四：输出信号波形和幅度失真。故障原因，电路板通孔断路。 更换功放管后，用示波器测试输出波形，发现：机器输出在2V以下和4.1V以上波形和幅度基本正常，2.1V到4V区间波形严重失真，幅度也低于正常值。 失真的波形（正弦波）：
正常方波：
失真的方波：
零电位点：脱落的焊盘，Q5集电极焊盘虽然没脱落，通孔却是断的，造成的麻烦更大。
首先检查输入信号，在整个输出电平调整范围内，IC8和IC9波形始终是正常的。断开IC9-6到输出级的跨线，避免前级直流电平波动对输出级的影响。检测Q6和Q5集电极电压，在输出2V至2.1V换挡时变化极小，在4V至4.1V换挡时有较大的波动。 输出 Q6 Q5 4.000V -0.33V -1.89V 4.001V +0.4V -1.12V 电压波动为0.77V。这个电压变化直接作用的并联推挽输出级晶体管Q1、Q2与Q3、Q4的基极，足以使它们偏离正确的工作点。理论上讲，输出级是独立的，增益也是固定的。改变输出电平，改变的仅仅衰减器的比值和前置放大器IC9的增益，对输出放大器不应该有如此大的影响。 “为什么4V以上波形不失真呢？原因是4V以上机器没有加入衰减，此时负载是高阻抗，因此推动级完全带得动示波器，当换于2～4V档，衰减器负载加入，推动级无法带动负载，波形失真，此时测量输入端100欧电阻与510欧电阻相连端，即放大器的输入端失真更严重，因为输入端也是反馈端，放大器极力的反向逆补失真。”言中之意，就是功率放大器的输出功率不足。 （注：这机器的衰减器部分由5个继电器构成，其中K1是衰减器输入信号的选择开关，在输出信号幅度小于2V时，选择IC8的输出。在输出信号大于2V时，选择宽带功率放大器的输出。K5是输出开关。K2、K3、K4是衰减器部分。） 在输入端输入对称信号，推挽放大器输出端出现波形失真，一般是正负半周工作状态不对称造成的。并且，如果正负半周工作状态不对称，输出功率肯定会受影响。现在输出零电位基本正常，说明直流偏置电路问题不大，故障原因在其它部位。 逐级检测波形，在输出2.1V到4.0V区间，Q6、Q5的基极和集电极的波形虽然失真，但是幅度是基本相同的，但是Q1(Q2)与Q3(Q4)的基极波形幅度却有很大的差别。 关机检查，Q6集电极到Q1(Q2)基极的电阻为10Ω，Q5集电极到Q3(Q4)基极的电阻很大。查电路图，Q5集电极到Q3(Q4)基极之间各串联了一个10Ω的电阻，总不会两个电阻都烧断了吧。测量Q3与Q4两只管子基极间的电阻为20Ω，说明这两个电阻是好的。只好再把Q5拆下来。Q5集电极位置电路板两面的焊盘都是好好的，用万用表测量，正反面的焊盘居然不通。原来是通孔断了。 自制通孔：用φ1mm的钻头清理透孔，将一段多股线的铜丝从电路板背面插入孔中，从正面插入一根不锈钢针到几根铜丝的中间，边插边调整铜丝露出的长度，使铜丝在正面留有约1.5mm的长度，用小刀将铜丝拨倒在焊盘上，再用烙铁将铜丝焊到正面焊盘上。拔出不锈钢针，将铜丝在电路板背面留有约1.5mm的长度，剪断。插入Q5晶体管，先焊接基极和发射极，调整好管子高度，将围绕在集电极引线周围的铜丝拨倒在焊盘上，焊好Q5的集电极。通电试机，机器功能恢复。预热后调整，使指标恢复。 修理提手，让机器“站”起来 这批机器有一个通病，提手是坏的。机器只能“趴”在桌子上使用，“站”不起来，虽然是个小残，但使用很不方便。既然机器的大病已除，这点儿小伤也还是治上一治吧。 提手有两个固定卡隼和两个定位销，固定卡隼保证提手只有在特定的位置才能从机壳上拆下来，定位销可以固定提手的位置。不知什么原因，我这台机器的提手的四个与定位有关的小东东仅剩了一个，提手始终处于自由状态，搬动时稍不注意提手就与机身分家了。 固定卡隼基本上不受力，找了一块废电路板，裁成与原来卡隼差不多的宽度，备用。在提手轴对应卡隼的位置用钢锯和钢锉加工出一个凹槽，使凹槽的宽度、深度与电路板条的宽度相当。用快干胶将电路板条固定到凹槽里。胶干后加工成与原有的卡隼差不多就可以。 定位销要受力，从旧机箱里找了两个电路板支架螺丝，螺纹部分为直径3mm，长10mm，圆柱部分直径4.8mm。圆柱部分原来比较长，只保留了4.2mm。在原来定位销的位置打直径3mm的孔，深度11mm。将螺杆上涂上少量的快干胶，迅速插入打好的孔中，如遇空气阻力，可以用木槌轻轻打入。胶干后，就可以装到机器上使用了。看看，效果还是不错的吧。 部分工具
快干胶
钻孔
加工好的定位销
装上定位销，粘好卡隼
修好的机器，看上去挺漂亮
提手也可以锁定在机器底面
|
发表评论
/1 
