Para ahli berbagi pengalaman mereka dalam men-debug termometer inframerah
1. Masalah yang muncul:
1. Kalibrasi tidak nyaman dan pengunduhan sulit; ada banyak gangguan antar komponen internal.
2. Nilai tampilan suhu tidak stabil dan melompat-lompat.
3. Ada lompatan 15 derajat setelah suhu mencapai 900 derajat.
2. Menganalisis masalah:
1. Desain port unduhan tidak benar, hanya port seperti debugging online yang ditampilkan, dan RXD dan TXD tidak ditampilkan; desain PCB tidak masuk akal, dan tata letak kabel tidak teratur.
2. Masalah catu daya internal, riak catu daya sangat besar, terutama efek riak tegangan referensi MCU sangat penting, semakin kecil semakin baik.
3. When the temperature rises, use an oscilloscope to measure the ADC input waveform as a sine wave before the temperature value jumps. 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, osilasi self-excited akan terjadi. Selain ditentukan oleh resistansi dan kapasitansi dalam rangkaian, frekuensi osilasi juga bergantung pada faktor-faktor yang tidak pasti seperti kapasitansi antarelektroda dari transistor dan kapasitansi terdistribusi dari rangkaian. (Sirkuit osilasi gelombang sinus harus memenuhi 0 derajat atau pembalikan integral 360 derajat, yaitu, ∮=2n∏, dan |AF|=1, tetapi kondisi awal adalah |AF| ekspres 1).
3. Selesaikan masalah:
1. Mendesain ulang sirkuit dan mengarahkan port lain untuk mewujudkan fungsi unduhan port serial dan pembakaran data kalibrasi secara real-time, yang menjadikan operasi sederhana, mudah dikalibrasi, dan data lebih akurat; tata letak ulang dan kabel, sehingga lapisan bawah memiliki area tembaga yang luas (terhubung ke tanah), untuk mengurangi interferensi antar perangkat.
2. Pilih chip pengatur tegangan presisi tinggi untuk mengurangi riak catu daya input, dan tambahkan sirkuit filter RC atau kapasitor filter langsung sebelum input. Dengan cara ini, kerja MCU, penguat operasional, tegangan-ke-arus dan chip lainnya akan relatif stabil. Tegangan referensi yang stabil membuat data internal MCU stabil, dan data output juga stabil dan akurat.
3. Masalah ini telah di-debug sejak lama, dan banyak metode telah digunakan berdasarkan pengetahuan teoretis, tetapi beberapa efeknya tidak jelas. ①. Ubah perbesaran (ubah nilai resistansi umpan balik), jika perbesaran terlalu besar, akan terjadi osilasi. Namun tidak ada respon perubahan nilai resistansi puluhan K pada rangkaian ini, dan masih sama seperti sebelumnya. Alasan yang mungkin adalah resistansi internal detektor terlalu besar, sehingga mengubah resistansi memiliki pengaruh yang kecil; Dibandingkan dengan bentuk gelombang asli, frekuensi osilasi menjadi lebih cepat, dan rentang osilasi melebar, dan osilasi tidak berhenti saat suhu naik di luar rentang nilai efektif; ③. Berdasarkan ②, titik keluaran amplifikasi primer juga merupakan input amplifikasi sekunder Menambahkan rangkaian filter RC pada titik tersebut, efeknya cukup jelas. Setelah nilai yang sesuai diberikan, bentuk gelombang pada ADC, yaitu titik keluaran amplifikasi sekunder, menjadi halus dan tidak ada lompatan. Ini adalah metode yang sangat bagus, tetapi pra-amplifikasi masih memiliki osilasi, yang akan berdampak tertentu pada data, jadi kita harus mempertimbangkan metode lain untuk mencegah rangkaian berosilasi; ④, karena detektor terbuat dari dioda PIN, dan dioda PIN memiliki kapasitas kapasitif tertentu, sehingga akan digabungkan dengan resistor umpan balik untuk membentuk rangkaian osilator RC. Jika bagian kapasitif dari dioda PIN melemah dan berubah menjadi resistif, osilasi self-excited tidak akan terjadi, sehingga ada koneksi seri di sana. Bentuk gelombang resistensi yang sesuai juga menjadi sangat indah, tetapi masih ada lompatan pada 900 derajat, sehingga rentang osilasi harus diperpanjang, ② langkah itu masih perlu dilakukan.
Keempat, pengalaman debug:
1. Penggunaan osiloskop digital, seperti pembacaan dan penyesuaian data, belum mencapai tingkat tertentu dalam debugging perangkat keras, dan tidak cukup kemampuan untuk menganalisis sumber masalah penalaran. Osiloskop adalah alat utama. Dalam penggunaan osiloskop, ①, gunakan roda gigi yang sesuai, seperti: gunakan roda gigi AC untuk mengukur riak catu daya, jika Anda menggunakan roda gigi DC, tidak ada respons saat sinyal AC kecil ditumpangkan pada DC; ②, pentanahan selama pengujian Pastikan berada dekat dengan titik pengujian.
2. Benar-benar memahami beberapa prinsip kerja rangkaian filter RC. Sirkuit RC memiliki tujuan yang berbeda bila digunakan di tempat yang berbeda. Sejauh menyangkut rangkaian ini, RC kepala probe menghasilkan osilasi, dan kita tidak menginginkan osilasi ini nanti. Gelombang, kita dapat menggunakan rangkaian RC untuk memfilter gelombang ini, frekuensinya f=1/2∏RC, ini adalah passband di rangkaian pemilihan frekuensi, dan di rangkaian filter, ini untuk menyaring kekacauan di pita frekuensi ini.
3. Masalah kapasitif dioda. Kebanyakan orang akan mengabaikan sifat kapasitif dioda ketika mereka menggunakan dioda. Secara khusus, dioda PIN memiliki kapasitas kapasitif yang lebih kuat karena bagian dari semikonduktor intrinsik diapit di tengah persimpangan PN, yang setara dengan koneksi paralel. Kapasitor besar ditambahkan, dan kapasitor ini serta resistor umpan balik membentuk rangkaian osilasi RC, dan ada masalah ketiga - ada lompatan 15 derajat di sekitar 900 derajat, dan tampilan suhu tidak stabil setelah lompatan.
