用仿真軟件檢修分析儀表電路故障
摘 要:介紹使用Multisim M7仿真軟件檢修現(xiàn)場校驗儀一路輸出信號消失的故障,提高電子設備維修準確性,快捷地排除故障。
關鍵詞:仿真軟件 電子設備 維修
電子設計自動化(Eletronic Design Automation EDA)技術是以計算機技術為基本工作平臺,結合電路分析和模擬及數(shù)字電子技術等方法,開發(fā)的一種電路仿真實驗軟件。目前不少廠家不再為用戶提供電子設備的電路原理圖,給用戶帶來了維修方面的麻煩。利用EDA技術可以解決這一問題。現(xiàn)以掌宇公司購買的Multisim M7軟件檢修現(xiàn)場校驗儀為例說明之。該校驗儀的準確度等級為0.1級,四位數(shù)字顯示,具有電壓、電流源雙路輸出,電壓、電流和熱電耦檢測功能。故障現(xiàn)象是其中一路輸出信號消失。
采用Multisim M7軟件,先找到電路板上與輸出電路部分有關的元器件,用虛擬元器件按照電路板上元器件位置粘貼在屏幕對應位置上,然后根據(jù)印刷線路板上電路的走向進行各元器件的連線,忽略移相和調零元件,經(jīng)過整理后可得其電路原理圖(圖1)。
圖1 電源輸出電路原理圖
R8和R9是分別輸出信號的粗調和細調電位器。兩支三極管均為9013,運算放大器型號為OP07。在開關Jl閉合時,OUTI和OUT2作為電壓源的輸出端;在開關J1斷開時,OUT2和OUTS作為電流源的輸出端。
首先把開關閉合,使電路作為電壓源輸出,在OUTI和OUT2之間接一臺虛擬的數(shù)字多用表,選擇電壓測量檔。調整R8和R9,分別使運算放大器的同相輸入端得到最大的分壓和最小的分壓,并使電路處于仿真運行狀態(tài),可以在虛擬電壓表上讀出其電壓輸出范圍是0一2.789V。
然后把開關J1斷開,使電路作為電流源輸出,在OUT2和OUTS之間接一臺虛擬的數(shù)字多用表,選擇電流測量檔。調整R8和R9,分別使運算放大器的同相輸入端得到最大的分壓和最小的分壓,并使電路處于仿真運行狀態(tài),可以在虛擬電流表上讀出其電流輸出范圍是0一10.57mA。
利用菜單上的Options/Preferences/ Circuit,選中Show node names設定并顯示各連接線的節(jié)點編號。
利用菜單上的Simulate/Analyses/DC Operation Point Analysis,選擇需要進行直流工作點分析的節(jié)點。如果認為所有節(jié)點都有必要檢測的話,則可以全部選中。
選菜單上的Summary/Simulate,顯示各節(jié)點的直流電壓值。與損壞儀表相應各節(jié)點的直流電壓值比較:調整損壞儀表的R8和R9,測量到運算放大器的輸出可以在相應的電壓范圍內變化,說明運算放大器完好;再測量三極管Ql、Q2的直流電壓,經(jīng)過與仿真軟件顯示的直流電壓值比較,可以判斷三極管Q2損壞。換上一支9013后,儀表故障排除。
用Multisim M7軟件,在電壓輸出狀態(tài)對電路進行仿真分析。用光標點擊OUTI和OU 12之間連接的虛擬數(shù)字多用表,選擇為電流測量檔。調整R8和R9,使輸出電流為最大值,此時虛擬儀表的顯示值為497mA。而三極管9013的Icm為500m,而且該電壓輸出電路沒有過流保護電路。可能是誤操作,在電壓輸出狀態(tài)使輸出端短路,PN結過熱燒毀。如果設計者能夠采用EDA軟件仿真運行自己設計的電路,也會發(fā)現(xiàn)這個問題。只要適當加大集電極限流電阻R4的阻值,并對其他相關電阻進行調整,使三極管在電壓輸出端被短路的情況下不要太接近極限電流值,即使不加過流保護電路,三極管也不會燒毀。當然采用具有較大集電極電流Icm的三極管,不用改變電阻值也可以避免這種故障。