Поделитесь опытом отладки инфракрасного термометра.
1. Проблемы, которые возникают:
1. Калибровка неудобна и загрузка затруднена; между внутренними компонентами много помех.
2. Значение отображаемой температуры нестабильно и скачет вверх и вниз.
3. После того, как температура достигнет 900 градусов, произойдет скачок на 15 градусов.
2. Анализ проблемы:
1. Неправильная конструкция порта загрузки. Выведены только порты, такие как онлайн-отладка, но RXD и TXD не выведены; конструкция печатной платы нерациональна, а разводка проводов беспорядочна.
2. Проблема с внутренним источником питания: пульсации источника питания очень велики, особенно очень важен пульсационный эффект опорного напряжения MCU, чем меньше, тем лучше.
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, возникнут автоколебания. Частота колебаний не только определяется сопротивлением и емкостью в цепи, но и зависит от таких неопределенных факторов, как межэлектродная емкость транзистора и распределенная емкость цепи. (Синусоидальный колебательный контур должен удовлетворять требованиям 0 градусов или целочисленному многократному перевороту на 360 градусов, то есть ∮=2n∏ и |AF|=1, но условие запуска |AF| выразить 1).
3. Решите проблему:
1. Перепроектируйте схему и выведите другие порты, чтобы реализовать функции загрузки последовательных портов и записи калибровочных данных в реальном времени, что делает операцию простой, легкой для калибровки и более точными данными; перепланировка и проводка так, чтобы нижний слой имел большую площадь меди (соединенной с землей), чтобы уменьшить помехи между устройствами.
2. Выберите микросхему высокоточного регулятора напряжения, чтобы уменьшить пульсации входного источника питания, и добавьте цепь RC-фильтра или фильтрующий конденсатор непосредственно перед входом. Таким образом, работа микроконтроллера, операционного усилителя, преобразователя напряжения в ток и других микросхем будет относительно стабильной. Стабильное опорное напряжение делает внутренние данные микроконтроллера стабильными, а выходные данные соответственно стабильными и точными.
3. Эта проблема давно отлажена, использовано множество методов, основанных на теоретических знаниях, но некоторые эффекты не очевидны. ①. Измените увеличение (измените значение сопротивления обратной связи), если увеличение слишком велико, возникнут колебания. Но реакции на изменение величины сопротивления в десятки К в этой схеме нет, и она остается такой же, как и раньше. Возможная причина в том, что внутреннее сопротивление детектора слишком велико, поэтому изменение сопротивления малоэффективно; По сравнению с исходной формой сигнала частота колебаний становится выше, а диапазон колебаний расширяется, и колебания не прекращаются, когда температура выходит за пределы диапазона эффективных значений; ③. На основании ②, выходная точка первичного усиления также является входом вторичного усиления. Если добавить в эту точку схему RC-фильтра, эффект совершенно очевиден. После задания подходящего значения форма сигнала на АЦП, то есть выходной точке вторичного усиления, становится плавной и скачков нет. Это очень хороший метод, но предварительное усиление все еще имеет колебания, которые окажут определенное влияние на данные, поэтому нам следует рассмотреть другие методы предотвращения колебаний схемы; ④, поскольку детектор состоит из PIN-диода, а PIN-диод имеет определенную емкостную емкость, поэтому он будет объединен с резистором обратной связи для формирования цепи RC-генератора. Если емкостную часть PIN-диода ослабить и превратить в резистивную, автоколебаний не возникнет, значит, там последовательное соединение. Соответствующая форма волны сопротивления также становится очень красивой, но скачок на 900 градусов все еще есть, поэтому диапазон колебаний необходимо расширить, ② этот шаг еще необходимо сделать.
В-четвертых, опыт отладки:
1. Использование цифровых осциллографов, таких как считывание и настройка данных, не достигло определенного уровня в отладке оборудования, и недостаточно возможностей для анализа источника проблем. Осциллографы являются ключевым инструментом. При использовании осциллографа (①) используйте соответствующий механизм, например: используйте механизм переменного тока для измерения пульсаций источника питания; если вы используете механизм постоянного тока, реакции не будет, когда небольшой сигнал переменного тока накладывается на осциллограф. ОКРУГ КОЛУМБИЯ; ②, заземление во время проверки. Обязательно находитесь рядом с точкой проверки.
2. Действительно понимать некоторые принципы работы схем RC-фильтров. RC-цепи имеют разные цели при использовании в разных местах. Что касается этой схемы, RC головки зонда производит колебания, и нам не нужны эти колебания в дальнейшем. Wave, мы можем использовать RC-цепь для фильтрации этих волн, ее частота f=1/2∏RC, это полоса пропускания в схеме выбора частоты, а в схеме фильтра она предназначена для фильтрации помех в эту полосу частот.
3. Емкостная проблема диода. Большинство людей игнорируют емкостную природу диода при его использовании. В частности, PIN-диод имеет более высокую емкостную емкость из-за части собственного полупроводника, расположенной в середине PN-перехода, что может быть эквивалентно параллельному соединению. Добавляется большой конденсатор, и этот конденсатор и резистор обратной связи образуют цепь RC-генератора, и есть третья проблема - на отметке 900 градусов происходит скачок на 15 градусов, и после скачка отображение температуры не стабилизируется.
