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HP8920综测仪维修一例

本帖最后由 虎哥 于 2014-5-10 06:59 编辑

恭喜你被我骗进来了。

到本帖发表为止,咱还没拆开HP8920的机壳[s:12] 所以,很显然也没有图片。

HP8920一台,仪表局在用仪器,生产年代1999年(该型号的最新批次),射频功能正常,解调声音正常,调制正常。

故障现象:

调制分析仪、音频分析仪不工作。具体情况是,通常无法测得调制频偏,无法DECODE,调制计数器无显示。示波器功能不正常,仅在少数模式可以显示波形。

由于仪表局在开发某型产品时,需要用HP8920做信令解码(不然也察觉不到这个故障),所以必须加以维修。

基本诊断:

音频分析仪故障。

到安捷伦网站下载全套电路图,然后是判断具体故障点的流程:

HP8920的音频分析仪设计得非常复杂,首先是一个7个通道的选通器,由他决定到底把哪个信号送进音频分析仪。该选通器可以选择诸如调制信号、解调信号、外接音频信号、MIC信号等,以便对其中一种进行分析。示波器的ADC要利用该分析仪的模拟通道。

(1)在操作界面上打开扬声器。扬声器的信号来自于选通器,而没有经过后续的滤波等环节。

送调频信号,解调,声音正常。

从AF HIGH端口送1KHz正弦信号,扬声器可以发出对应的声音,且音量大小适当。

据此,判断选通器正常。且,扬声器驱动和功放正常。

(2)在操作界面上将音频增益设置为AUTO(自动),音频端口阻抗设定为600欧(下同)。

从AF端口送1KHz正弦信号,给予幅度从0.1V到10V的调节,观察第一程控放大器(增益设定栏目的最上面一行显示)的增益变动。

该放大器增益会根据AF信号的幅度发生变化,变动范围覆盖0-20-40dB。

已知幅度范围检波器位于第一程控放大器后方。

据此,判断第一程控放大器正常,音频幅度范围检波器正常。

(3)将音频增益设置为手动(HOLD),滤波器功能开至最宽。

从AF端口送1KHz正弦信号,给予幅度从1V到10V的调节。观察计数器。

当增益设定为40dB时,计数器偶尔可测到正确结果。设定为20dB时,开大幅度,偶尔也可测得正常结果。设为0dB时,无显示。

据此,判断计数器前故障。

(4)使用示波器功能,在音频分析功能界面,选择示波器的信号来源。可以选定4种来源,可测通道上4个位置的波形。

来源为AF INPUT时,示波器显示正常。

其余来源均不正常。来源FILTER的测量点其实是在去加重电路中,紧邻低通滤波器。

据此,判断低通滤波器前故障。结合计数器功能偶尔正常的事实,判断计数器正常。

故障点一定在高通和低通滤波器之中。

高低通之间没有可以利用的测试点(除非拆开机器直接测量)。故难以判断到底哪一级出了问题。但这并不妨碍进一步缩小范围。

(5)设置高低通滤波器的截止频率,观察滤波器的选通器是否正常。

送20Hz、100Hz信号,开音频增益为40dB,切换高通滤波器的截止频率(50、300Hz),观察计数器。发现切换滤波器频率对计数器是否工作有一定影响,但截止特性不好。

送1KHz、4KHz、15KHz信号,音频增益为40dB,切换低通滤波器截止频率(300、3k、15k),观察计数器。发现切换滤波器频率对计数器是否工作有显著影响,截止特性很好。

据此,判断运放U14、U23、U24正常,选通器DG508AD正常。

U12、U13、U11、U10A是否正常存疑。由于自动增益正常,故U10B肯定正常,而U10AB是一个芯片(74HC139),坏一半的可能性不大。故推定U10A正常。

高通滤波器截止特性不好,可能是其后的运放U13的阻抗不正常导致。高通滤波器虽不良,但切换时仍有变化,说明U11(DG444DY)正常的可能性大。

根据以上现象,对故障的可能性进行排序:

最可能:U13(TL072BCD)

次可能:U12(TL072BCD)

有一点点可能:U11(DG444DY)

当然,也可能是这些芯片的电源、偏置等的问题,但这些问题必须要拆开机壳,并且焊接测试线才能确定。故维修时首先换芯片,如果不好,再外围排查。也不能完全保证后级没有别的故障,但可能性不大。

HP8920(理论上的)维修完毕。

一会儿去买TL072……以前的经验表明,TL072的确是一个时间长了就可能自己坏掉的运放。

[s:12]

[修改于 8 年前 - 2014-05-10 06:40:03]

12
jinkyou
8年3个月前
1楼
符合质量异常分析的原则和标准流程,楼主功力很好,拜服。
bg8npk
8年3个月前
2楼
072自己坏掉是什么原理?
这里有好多音频设备(调音台)用了很多072,十年左右使用貌似还没见072坏掉的,电容啊啥的倒是先挂了
虎哥作者
8年3个月前
3楼

TL072终于到货了

IMG_1116.jpg

终于打开了机壳
IMG_1119.jpg

板子的位置
IMG_1124.jpg

两块音频分析仪的板子
IMG_1126.jpg

U13的位置
IMG_1127.jpg

更换以后
IMG_1129.jpg

更换以后功能只好了一半
IMG_1130.jpg

现象变为在第一程控放大器为40dB,去加重放大为0dB时功能正常。

去加重(第二程控放大)不为0dB时,软件校正正常,但实际上增益未变化,提示第二可变放大器的选通电路有问题。

第一程控放大器0,20dB档不正常,说明此处还有别的问题,可能是逻辑电路的问题。

结论:理论维修不够彻底[s:12]
虎哥作者
8年3个月前
4楼
本帖最后由 虎哥 于 2014-5-11 19:51 编辑

机器已经修好一大半了。

把U12一换,除了DECODE的数据功能之外,其余功能完全正常。(模拟亚音解码正常,数字亚音解码不正常)

看来其他的“故障”是因为U12故障,导致程序自动切换增益所依赖的检波参数不正确所导致。增益控制的hold功能,并不完全可靠,在超出范围时,校准和增益设定值不对应,不知道这是BUG还是故意这样做的。

PK正负峰值检波的结果非常准确,居然和信号源的显示只相差千分之几,说明第二程控放大器肯定是好的。另外示波器功能除NOTCH接入点故障之外,其余是好的,说明音频输出选通器也是好的。

现在可以推断第三程控放大器部分(也包括前面的滤波部分)还有故障,导致这部分信号最终无法进入ADC,从而无法进行数据解码。但又冒出了我这里没有的芯片。。

我这里有TL072,所以,就先换NOTCH FILITER试试吧,后面的放大级用的运放是LF412CD,不知道能否用TL072代换。
虎哥作者
8年3个月前
5楼

已经全部修好了。U8和U23虽然在电路图上是LF412CD,但PCB板上实际装的却是TL072。更换U8后恢复正常。
虎哥作者
8年3个月前
6楼
本帖最后由 虎哥 于 2014-5-11 19:55 编辑

bg8npk 发表于 2014-5-11 13:38
072自己坏掉是什么原理?
这里有好多音频设备(调音台)用了很多072,十年左右使用貌似还没见072坏掉的, ...


不知道,事实就是咱的HP8920里面,最常坏并且也只坏TL072,加上调制器上坏的,已经坏了三四个了。[s:12]

可能是器件封装存在质量问题,其他批次的TL072可能没有这个问题。
虎哥作者
8年3个月前
7楼
需要注意,NOTCH FILITER的陷波频率是1KHz。因此,调试该滤波器时不能用1KHz的信号。

HP8920的信纳比表并非通过FFT计算来求取信纳比的(这与仪表局制造的仪器采用的原理完全不同),并且带阻滤波器的频率不可调。因此只能在1KHz频率测量信纳比。
立棍
8年3个月前
8楼
虎哥喜欢老国产示波器的时候,老厂基本都倒闭了。
虎哥喜欢惠普示波器的时候,惠普示波器倒闭了
虎哥喜欢安捷伦示波器的时候,安捷伦示波器倒闭了。
虎哥现在要喜欢什么?
晨雾太阳
8年0个月前
9楼
只要虎哥的伴侣不垮,虎哥什么仪器都喜欢。
晨雾太阳
8年0个月前
10楼
上个电路图,让我们图文并茂学习下。
虎哥作者
7年11个月前
11楼
图请安捷伦网站下载。
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