Expertos comparten su experiencia en la depuración de termómetros infrarrojos
1. Problemas que surgen:
1. La calibración es inconveniente y la descarga es difícil; hay mucha interferencia entre los componentes internos.
2. El valor de la pantalla de temperatura es inestable y salta hacia arriba y hacia abajo.
3. Hay un salto de 15 grados después de que la temperatura alcanza los 900 grados.
2. Analizando el problema:
1. El diseño del puerto de descarga no es correcto, solo se muestran puertos como la depuración en línea, y RXD y TXD no se muestran; el diseño de PCB no es razonable y la disposición del cableado está desordenada.
2. El problema de la fuente de alimentación interna, la ondulación de la fuente de alimentación es muy grande, especialmente el efecto dominó del voltaje de referencia de MCU es muy importante, cuanto más pequeño, mejor.
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, se producirá una oscilación autoexcitada. Además de estar determinada por la resistencia y la capacitancia del circuito, la frecuencia de oscilación también depende de factores inciertos como la capacitancia entre electrodos del transistor y la capacitancia distribuida del circuito. (El circuito oscilante de onda sinusoidal debe satisfacer 0 grados o inversión múltiple integral de 360 grados, es decir, ∮=2n∏, y |AF|=1, pero la condición de arranque es |AF| expresa 1).
3. Resuelve el problema:
1. Rediseñe el circuito y saque otros puertos para realizar las funciones de descarga del puerto serial y grabación de datos de calibración en tiempo real, lo que hace que la operación sea simple, fácil de calibrar y los datos más precisos; Rediseño y cableado, de modo que la capa inferior tenga una gran área de cobre (conectada a tierra), para reducir la interferencia entre dispositivos.
2. Seleccione un chip regulador de voltaje de alta precisión para reducir la ondulación de la fuente de alimentación de entrada y agregue un circuito de filtro RC o un condensador de filtro directamente antes de la entrada. De esta manera, el trabajo de MCU, amplificador operacional, voltaje a corriente y otros chips será relativamente estable. El voltaje de referencia estable hace que los datos internos de la MCU sean estables y los datos de salida son correspondientemente estables y precisos.
3. Este problema se ha depurado durante mucho tiempo y se han utilizado muchos métodos basados en el conocimiento teórico, pero algunos efectos no son obvios. ①. Cambie la ampliación (cambie el valor de la resistencia de retroalimentación), si la ampliación es demasiado grande, se producirá una oscilación. Pero no hay respuesta al cambiar el valor de resistencia de decenas de K en este circuito, y sigue siendo el mismo que antes. La posible razón es que la resistencia interna del detector es demasiado grande, por lo que cambiar la resistencia tiene poco efecto; En comparación con la forma de onda original, la frecuencia de oscilación se vuelve más rápida y el rango de oscilación se amplía, y la oscilación no se detiene cuando la temperatura aumenta más allá del rango de valor efectivo; ③. Sobre la base de ②, el punto de salida de amplificación principal también es la entrada de amplificación secundaria Al agregar un circuito de filtro RC en el punto, el efecto es bastante obvio. Después de dar un valor adecuado, la forma de onda en el ADC, es decir, el punto de salida de la amplificación secundaria, se suaviza y no hay salto. Este es un muy buen método, pero la preamplificación todavía tiene oscilación, lo que tendrá un cierto impacto en los datos, por lo que debemos considerar otros métodos para evitar que el circuito oscile; ④, porque el detector está hecho de un diodo PIN y el diodo PIN tiene cierta capacidad capacitiva, por lo que se combinará con la resistencia de retroalimentación para formar un circuito oscilador RC. Si la parte capacitiva del diodo PIN se debilita y se convierte en resistiva, no se producirá una oscilación autoexcitada, por lo que existe una conexión en serie allí. La forma de onda de resistencia adecuada también se vuelve muy hermosa, pero todavía hay un salto a 900 grados, por lo que el rango de oscilación debe extenderse, ② ese paso aún debe realizarse.
Cuarto, experiencia de depuración:
1. El uso de osciloscopios digitales, como lectura y ajuste de datos, no ha alcanzado un cierto nivel en la depuración de hardware y no hay suficiente capacidad para analizar la fuente de los problemas de razonamiento. Los osciloscopios son una herramienta clave. En el uso del osciloscopio, ①, use el engranaje apropiado, como: use el engranaje de CA para medir la ondulación de la fuente de alimentación, si usa el engranaje de CC, no hay respuesta cuando la pequeña señal de CA se superpone en el CORRIENTE CONTINUA; ②, conexión a tierra durante la prueba Asegúrese de estar cerca del punto de prueba.
2. Comprender realmente algunos principios de funcionamiento de los circuitos de filtro RC. Los circuitos RC tienen diferentes propósitos cuando se usan en diferentes lugares. En lo que respecta a este circuito, el RC del cabezal de la sonda produce oscilaciones, y no queremos estas oscilaciones más adelante. Wave, podemos usar el circuito RC para filtrar estas ondas, su frecuencia f=1/2∏RC, esta es la banda de paso en el circuito de selección de frecuencia, y en el circuito de filtro, es para filtrar el desorden en esta banda de frecuencia.
3. El problema capacitivo de los diodos. La mayoría de las personas ignorarán la naturaleza capacitiva de los diodos cuando usen diodos. En particular, los diodos PIN tienen una mayor capacidad capacitiva debido a la parte del semiconductor intrínseco intercalado en el medio de la unión PN, que puede ser equivalente a una conexión en paralelo. Se agrega un capacitor grande, y este capacitor y la resistencia de retroalimentación forman un circuito de oscilación RC, y hay un tercer problema: hay un salto de 15 grados a alrededor de 900 grados, y la pantalla de temperatura no se estabiliza después del salto.
