DFC 型系列伺服放大器原理與故障檢修
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時(shí)間：2013-06-09
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一、工作原理
伺服放大器由輸入通道、磁放大器電路、比較放大電路、功率輸出電路、狀態(tài)顯示以及電源電路等部分組成。其詳細工作原理見(jiàn)圖 1 所示。
磁放大器電路：該部分主要由 DK1 ～ DK2 、 R1-R10 、 R20 ～ R22 、 V2 ～ V5 等元件構成，其作用是接受各種輸入信號，并把這些信號綜合，將其偏差信號放大供給后級電路使用。磁放大器 ( 即圖中的 DK1 、 DK2) 共由四個(gè)結構完全相同的坡莫合金環(huán)構或。以 DK1 為例，由兩個(gè)磁環(huán)構成，每個(gè)磁環(huán)上繞有一組交流激勵繞組 ( 即 A-X 與 B-Y) ，把兩個(gè)磁環(huán)粘在一起，繞上四組輸入繞組 ( 即① - ②、③ - ④、⑤ - ⑥、⑦ - ⑧ ) 、反饋繞組 ( 即⑩ - ⑨ ) 和偏移繞組 ( 即 12-11) ，構成單臂磁放大器。
由圖可見(jiàn)，每個(gè)單臂磁放大器上所繞線(xiàn)圈多達 8 組。兩個(gè)單臂放大器組成推挽式磁放大器。交流激勵繞組所加的激勵電壓是由變壓器 T1 次級提供的雙 18V 交流電壓，激勵繞組的另一端分別接有二極管 V2-V3 及 V4 ～ V5 。電阻 R8 和 R9 的直流電壓之差，即為磁放大器的輸出。信號輸入繞組分別接有 R1 ～ R4 ，以便把各繞組的內阻都統調到 150 Ω，以利于阻抗平衡。偏移繞組由 +12V 經(jīng) R22 、 W1 、 R 2l ( 或 R20) 供給直流信號，使其產(chǎn)生恒定直流磁場(chǎng)。調整 W1 可以改變偏移電流大小，也就是調整磁放大器的零點(diǎn)，改變 R22 可以調整磁放大器的工作點(diǎn)。 R11 、 R6 是磁放大器輸出的反饋電阻。從磁放大器的輸出端取出部分電壓，接到反饋繞組構成磁放大器的負反饋。磁放大器是利用直流電流來(lái)改變導磁體的導磁棒，使交流繞組的電感量發(fā)生變化，從而控制交流繞組中電流值。改變 R11 、 R6 可以調整磁放大器的輸出為零。而當控制繞組中有輸入信號時(shí)，由于此直流電流在兩個(gè)單臂繞組中的流動(dòng)方向相反，使其中一組磁環(huán)的導磁率及電感量減小，激勵繞組電流增大；但是另一激動(dòng)繞組電流減小。因此在電阻 R8 和 R9 的壓降不相等，磁放大器有電壓輸出，實(shí)現了用磁放大器的輸出電壓反映輸入電流的變化。磁放大器共 3 個(gè)控制繞組 ( 即輸入、反饋和偏移繞組 ) ，它們的輸入信號通過(guò)磁環(huán)中產(chǎn)生的磁通來(lái)疊加，可以相互隔離。磁放大器的放大倍數主要取決于磁環(huán)的導磁系數和控制繞組的匝數。當輸入信號的代數和為± 150 μ A 時(shí)，推挽式磁放大器的輸出電壓約為± 1V 。
比較放大電路主要由雙電壓比較器 LM393 及其外圍元件構成。 LM393 內部由兩個(gè)偏移電壓指標低達 2 ． 0 μ的獨立精密電壓比較器構成。該 IC 采用單電源設計，適用電壓范圍廣。且可直接與 TTL 及 CMOS 邏輯電路接口。只要同相輸入端的電壓比反向輸入端的電壓高，其輸出端就會(huì )輸出高電平；反之則輸出低電平。需要注意的是在實(shí)際使用電路中要在其輸出端 ( 即①、⑦腳 ) 加上上拉電阻，也就是將一個(gè)大約幾百歐到幾千歐的電阻從輸出端接到電源正端，如圖 1 中的 R12 及 R15 。
該部分的工作過(guò)程如下： +12V 電壓經(jīng) R27 、 W2 、 R28 分壓后從 W2 的中心抽頭取出約 0 ． 678V 的電壓加至 IC2 的反相輸入端②、⑥腳，作為基準電壓。當輸入信號 Ic-If>0( 且超過(guò)死區 ) 時(shí)，此時(shí) IC2 之⑤腳同相輸入端電壓由 0 增大至超過(guò)⑥腳的 0 ． 678V ，則 V ⑤ >V ⑥，⑦腳輸出端由靜態(tài)的 0 ． 258V 躍變?yōu)?2 ． 7V ，通過(guò) R16 加至正相驅動(dòng)管 V9 的基極；當 Ic － If0( 且超過(guò)死區 ) 時(shí)， IC2 之③腳同相輸入端電壓由 0 增大至超過(guò)②腳的 0 ． 678V ，則 V ③ >V ②，①腳輸出端由靜態(tài)的 0 ． 258V 同樣躍變?yōu)?2 ． 7V ，通過(guò) R13 加至反相驅動(dòng)管 V8 的基極；而當 Ic-if=0( 或不超過(guò)死區 ) 時(shí)，比較器無(wú)輸出動(dòng)作。 C5-C8 的作用是對前級輸入信號進(jìn)行濾波。 IC2(LM393) 的管腳功能定義及在路實(shí)測數據參見(jiàn)附表所示，可供檢修時(shí)參考。
狀態(tài)顯示電路主要由 V10 、 V6 、 V7 構成，其中 V10 （紅色發(fā)光管）用以指示電源部分是否正常； V6 （綠色發(fā)光管）是反程指示，當 V8 導通且 GT1 正常時(shí)， V6 發(fā)光，反之則熄滅； V7 則是正程指示，即當 V9 導通且 GT2 正常時(shí)， V7 發(fā)光，反之則熄滅。
電源電路部分比較簡(jiǎn)單，不再贅述。伺服放大器的尾部端子接線(xiàn)定義參見(jiàn)圖 2 所示，該圖中 1 ～ 20 與圖 1 中的 1 ～ 20 一一對應。
二、伺服放大器的模擬調校
伺服放大器在接入系統使用前，一般應進(jìn)行模擬調試，調試接線(xiàn)方法見(jiàn)圖 3 所示。其步驟如下：
1 ．調零 ( 即調平衡 )
分別調整 Ic 和 If ，使兩輸入信號相等 ( 推薦在輸入信號量程的 20 ％一 50 ％點(diǎn)調平衡 ) ；用數字萬(wàn)用表監測 CT1 、 CT2 測點(diǎn)上的電壓 ( 即前置級的輸出電壓 ) ，調整調零電位器 W1 ，使該電壓值為數毫伏即可。
2 ．調死區
保持調零時(shí)的 If 不變，改變 Ic ，使 Ic 增加 ( 或減少 )0 ． 15 — 0 ． 2mA 。
調整調死區電位器 W2 ．至 L1 或 L2 剛好亮 ( 若 Ic 是增加的，則 L1 亮，若 Ic 是減少的，則 L2 亮 ) ；改變 Ic ， L1 、 L2 應交替亮 ( 但不應有同時(shí)亮現象 ) 。
經(jīng)以上模擬調試，如無(wú)異常情況，可將伺服放大器接入系統使用。
三、伺服放大器檢修一般程序
筆者根據實(shí)際檢修經(jīng)驗畫(huà)出伺服放大器的一般檢修程序流程圖，見(jiàn)圖 4 所示，供參考。
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