Împărtășiți experiența depanării termometrului cu infraroșu
1. Probleme care apar:
1. Calibrarea este incomod și descărcarea este dificilă; există multe interferențe între componentele interne.
2. Valoarea de afișare a temperaturii este instabilă și sare în sus și în jos.
3. Există un salt de 15 grade după ce temperatura atinge 900 de grade.
2. Analizând problema:
1. Designul portului de descărcare este incorect. Numai porturile, cum ar fi depanarea online, sunt scoase afară, dar RXD și TXD nu sunt scoase; designul PCB-ului este nerezonabil și aspectul cablajului este dezordonat.
2. Problema sursei de alimentare internă, ondulația sursei de alimentare este foarte mare, în special efectul de ondulare al tensiunii de referință MCU este foarte important, cu cât este mai mic, cu atât mai bine.
3. When the temperature rises, the ADC input waveform is measured with an oscilloscope. Before the temperature value jumps, the waveform is a sine wave. After the jump, the waveform is smooth. When the temperature drops, the waveform is very smooth before the laser is turned on, and the laser turns into a sine wave again. The analysis shows that the amplifier circuit has Self-excited oscillation, the beating after 900 degrees is caused by the oscillation to stop the vibration, when the oscillation cannot be maintained at a certain temperature, the vibration will stop, it will be the average value, and there will also be a sudden change at this time, so there is a 15 degree beating; because The start-up condition is higher than the oscillation condition, so the temperature drops until the laser starts to oscillate. From the back to the front, the oscillation of the result measured with an oscilloscope comes from the first-stage amplifier circuit. To realize sine wave self-excited oscillation, there is a frequency f0 in the low frequency or high frequency band, so that the additional phase shift generated by the circuit is ±∏, and when f=f0 |AF|>1, va avea loc o oscilație autoexcitată. Pe lângă faptul că este determinată de rezistența și capacitatea din circuit, frecvența de oscilație depinde și de factori nesiguri, cum ar fi capacitatea interelectrodă a tranzistorului și capacitatea distribuită a circuitului. (Circuitul oscilant cu undă sinusoidală trebuie să satisfacă o rotire multiplă integrală de 0 grade sau 360 de grade, adică ∮=2n∏ și |AF|=1, dar condiția de pornire este |AF| expres 1).
3. Rezolvați problema:
1. Reproiectați circuitul și conduceți alte porturi pentru a realiza funcțiile de descărcare a portului serial și ardere a datelor de calibrare în timp real, ceea ce face operația simplă, ușor de calibrat și datele mai precise; reașezare și cablare, astfel încât stratul inferior să aibă o suprafață mare de cupru (conectată la pământ), pentru a reduce interferența dintre dispozitive.
2. Selectați un cip regulator de tensiune de înaltă precizie pentru a reduce ondulația sursei de alimentare de intrare și adăugați un circuit de filtru RC sau un condensator de filtru direct înainte de intrare. În acest fel, activitatea MCU, a amplificatorului operațional, a cipurilor tensiune-curent și a altor cipuri va fi relativ stabilă. Tensiunea de referință stabilă face ca datele interne ale MCU să fie stabile, iar datele de ieșire sunt în mod corespunzător stabile și precise.
3. Această problemă a fost depanată de mult timp și au fost folosite multe metode bazate pe cunoștințe teoretice, dar unele efecte nu sunt evidente. ①. Schimbați mărirea (modificați valoarea rezistenței de feedback), dacă mărirea este prea mare, va apărea oscilație. Dar nu există niciun răspuns la modificarea valorii rezistenței a zeci de K în acest circuit și este încă la fel ca înainte. Motivul posibil este că rezistența internă a detectorului este prea mare, astfel încât schimbarea rezistenței are un efect redus; În comparație cu forma de undă originală, frecvența de oscilație devine mai rapidă, iar domeniul de oscilație este lărgit, iar oscilația nu s-a oprit atunci când temperatura crește dincolo de intervalul de valori efective; ③. Pe baza lui ②, punctul de ieșire primar de amplificare este și intrarea secundară de amplificare. Adăugând un circuit de filtru RC la punct, efectul este destul de evident. După ce este dată o valoare adecvată, forma de undă la ADC, adică punctul de ieșire al amplificării secundare, devine netedă și nu există niciun salt. Aceasta este o metodă foarte bună, dar pre-amplificarea are încă oscilație, care va avea un anumit impact asupra datelor, așa că ar trebui să luăm în considerare și alte metode pentru a preveni oscilarea circuitului; ④, deoarece detectorul este realizat dintr-o diodă PIN, iar dioda PIN are o anumită capacitate capacitivă, deci va fi combinată cu rezistența de feedback pentru a forma un circuit oscilator RC. Dacă partea capacitivă a diodei PIN este slăbită și transformată într-una rezistivă, nu va avea loc oscilația autoexcitată, așa că există o conexiune în serie acolo. Forma de undă de rezistență corespunzătoare devine, de asemenea, foarte frumoasă, dar există încă un salt la 900 de grade , așa că intervalul de oscilație trebuie extins, ② acel pas încă trebuie făcut.
În al patrulea rând, experiența de depanare:
1. Utilizarea osciloscoapelor digitale, cum ar fi citirea și ajustarea datelor, nu a atins un anumit nivel în depanarea hardware și nu există suficientă capacitate de a analiza sursa problemelor de raționament. Osciloscoapele sunt un instrument cheie. La utilizarea osciloscopului, ①, utilizați angrenajul corespunzător, cum ar fi: utilizați angrenajul AC pentru a măsura ondulația sursei de alimentare, dacă utilizați angrenajul DC, nu există niciun răspuns atunci când semnalul AC mic este suprapus peste DC; ②, împământare în timpul testului Asigurați-vă că vă aflați aproape de punctul de testare.
2. Înțelegeți cu adevărat câteva principii de funcționare ale circuitelor de filtru RC. Circuitele RC au scopuri diferite atunci când sunt utilizate în locuri diferite. În ceea ce privește acest circuit, RC-ul capului sondei produce oscilații și nu vrem aceste oscilații mai târziu. Wave, putem folosi circuitul RC pentru a filtra aceste unde, frecvența sa f=1/2∏RC, aceasta este banda de trecere în circuitul de selecție a frecvenței, iar în circuitul de filtrare, este pentru a filtra dezordinea din această bandă de frecvență.
3. Problema capacitivă a diodei. Majoritatea oamenilor vor ignora natura capacitivă a diodei atunci când folosesc dioda. În special, dioda PIN are o capacitate capacitivă mai puternică datorită părții semiconductorului intrinsec plasat în mijlocul joncțiunii PN, care poate fi echivalentă cu o conexiune paralelă. Se adaugă un condensator mare, iar acest condensator și rezistorul de feedback formează un circuit oscilator RC și există o a treia problemă - există un salt de 15 grade la aproximativ 900 de grade, iar afișajul temperaturii nu se stabilizează după salt.
