赤外線温度計のデバッグ経験を共有する
1. 発生する問題:
1. キャリブレーションが不便で、ダウンロードが難しい。 内部コンポーネント間で多くの干渉が発生します。
2. 温度表示値が不安定で上下する。
3. 温度が 900 度に達した後、15 度のジャンプがあります。
2. 問題の分析:
1. ダウンロードポートの設計が間違っています。 オンラインデバッグなどのポートのみが導出されますが、RXD、TXDは導出されません。 基板設計に無理があり、配線レイアウトが乱れている。
2. 内部電源の問題、電源リップルは非常に大きく、特に MCU 基準電圧のリップル効果は非常に重要であり、小さいほど良いです。
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、自励発振が発生します。 発振周波数は回路内の抵抗や容量によって決まるほか、トランジスタの電極間容量や回路の分布容量などの不確定要素にも依存します。 (正弦波発振回路は、0度または360度整数倍反転、つまり∮=2n∏と|AF|=1を満たす必要がありますが、起動条件は|AF| エクスプレス 1)。
3. 問題を解決します。
1. 回路を再設計し、他のポートを引き出して、シリアルポートのダウンロードと校正データのリアルタイム書き込みの機能を実現します。これにより、操作がシンプルになり、校正が簡単になり、データがより正確になります。 デバイス間の干渉を減らすために、最下層の銅の面積が大きくなり（グランドに接続されます）、レイアウトと配線が再配置されます。
2. 入力電源のリップルを低減するために高精度のボルテージレギュレータチップを選択し、入力直前に RC フィルタ回路またはフィルタコンデンサを追加します。 このようにして、MCU、オペアンプ、電圧/電流、その他のチップの動作が比較的安定します。 安定した基準電圧により MCU の内部データが安定し、それに応じて出力データも安定して正確になります。
3. この問題は長い間デバッグされており、理論的知識に基づいて多くの方法が使用されてきましたが、一部の効果は明らかではありません。 ①。 倍率を変える（帰還抵抗値を変える）と倍率が大きすぎると発振してしまいます。 しかし、この回路では数十Kの抵抗値を変えても反応がなく、以前と同じ状態です。 考えられる理由は、検出器の内部抵抗が大きすぎるため、抵抗を変更しても効果がほとんどないことです。 元の波形と比較して、発振周波数が速くなり、発振範囲が広がり、温度が有効値の範囲を超えて上昇しても発振が停止しません。 ③。 ②を踏まえると、一次増幅出力点が二次増幅入力点にもなりますので、その点にRCフィルター回路を追加すると効果は一目瞭然です。 適切な値を与えると、ADC、つまり 2 次増幅の出力点の波形は滑らかになり、ジャンプはなくなります。 これは非常に良い方法ですが、プリアンプには依然として発振があり、データに一定の影響を与えるため、回路の発振を防ぐ他の方法を検討する必要があります。 ④ 検出器は PIN ダイオードで作られており、PIN ダイオードには一定の容量があるため、帰還抵抗と組み合わせて RC 発振回路を形成します。 PINダイオードの容量性部分が弱まって抵抗性になると自励発振が起こらないので、そこに直列接続します。 適切な抵抗波形も非常に美しくなりますが、900 度のジャンプがまだあるため、発振範囲を拡張する必要があります。②そのステップを行う必要があります。
4 番目に、デバッグの経験:
1. デジタルオシロスコープによるデータの読み取りや調整などのハードウェアデバッグは一定レベルに達しておらず、推論問題の原因を解析する能力が十分ではありません。 オシロスコープは重要なツールです。 オシロスコープを使用する場合、①、電源のリップルを測定するにはACギアを使用します。DCギアを使用すると、小さなAC信号が重畳されると応答がありません。直流; ②、試験中の接地 必ず試験点の近くで行ってください。
2. RC フィルター回路の動作原理を実際に理解します。 RC 回路は、場所によって使用される目的が異なります。 この回路に関する限り、プローブ ヘッドの RC は振動を生成しますが、後でこれらの振動が発生することは望ましくありません。 波、RC 回路を使用してこれらの波をフィルタリングできます。その周波数 f=1/2∏RC、これは周波数選択回路の通過帯域であり、フィルタ回路ではクラッタをフィルタリングして除去します。この周波数帯。
3. ダイオードの容量性の問題。 ほとんどの人は、ダイオードを使用するとき、ダイオードの容量性の性質を無視します。 特に、PIN ダイオードは、PN 接合の中央に真性半導体の一部が挟まれているため、より強力な容量を持ち、並列接続と同等になります。 大きなコンデンサが追加され、このコンデンサと帰還抵抗で RC 発振回路が形成されます。3 番目の問題は、900 度付近で 15 度のジャンプがあり、ジャンプ後に温度表示が安定しないことです。
