音乐门铃电路的波形测试及故障分析

任务描述

本任务是要为某小区部分住户改装音乐门铃，根据任务要求，已经选取材料，并且完成了焊接，下面需要对焊接电路进行测试，观察各点波形，确定焊接线路的质量。

任务目标

1.能对示波器进行基本操作，显示所需波形。

2.能正确对音乐门铃电路进行波形测试，熟练掌握电源电路各点波形。

3.能根据波形找到音乐门铃电路的故障点，并排除故障。

4.能按“7S”作业规程，在作业完毕后清理现场。

知识准备

材料准备：示波器、电烙铁、焊锡丝、松香、烙铁架、尖嘴钳、斜口钳、小镊子、+12 V直流稳压电源、万能板电路、音乐门铃原理图。

资讯准备：基于信号处理的方法，通过利用信号模型，如相关函数、频谱、自回归滑动平均等，直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、频率等特征值，从而检测故障的发生。

此外，还需要掌握以下相关理论：

音乐门铃电路各点波形及常见故障

音乐门铃电路的测试点主要有A、B、C三个，如图2-14所示。

图2-14  音乐门铃电路的测试点

1. A点在正常情况下的波形（图2-15）

图2-15  A点在正常情况下的波形

音乐芯片输出为1 k Hz的1 m V正弦波形信号，9014三极管电流放大系数β=1 000，A点为基本共射极放大电路的信号输入端，三极管能够放大信号必须具备一定的外部条件，即给三极管的发射结加正向电压（习惯称正向偏置或正偏），集电结加反向电压（习惯称反向偏置或反偏）。三极管的主要应用分为两个方面。一是工作在饱和与截止状态，用作晶体管开关；二是工作在放大状态，用作放大器。放大区：IC=βIB，IC基本不随UCE变化而变化，此时发射结正偏，集电结反偏。放大状态：u B>0，发射结正偏，集电结反偏，i C=βi B。

A点在不正常情况下的波形如图2-16所示，直流电源R2、R3支路有虚焊。

图2-16  A点在不正常情况的波形

2. B点在正常情况下的波形（图2-17）

如图2-17所示为B点在正常情况下的波形。

图2-17  B点在正常情况下的波形

而B点在不正常情况下的波形，如图2-18所示。

图2-18  B点在二极管断路情况下的波形

如图2-19所示，B点是三极管9014静态工作点Q设置低出现截止失真如图2-19所示，需重新调节R3、R4等设置静态工作点Q。

图2-19  B点截止失真情况下的波形

3. C点在正常情况下的波形

C点在正常情况下的波形如图2-20所示。

图2-20  C点在正常情况下的波形

C点在故障情况下的波形，如图2-21所示。如果电位器R4的滑动触头损坏，电压不可调。

图2-21  C点在故障情况下的波形

任务实施

一、数字示波器的调试（图2-22）

图2-22  数字示波器的调试

二、音乐门铃A、B、C点波形的测试

图2-23  测试点波形测试图

三、分析波形

分析各点波形，完善故障分析表2-6，得出是否存在故障。

表2-6 故障分析表

任务评价

以小组为单位，选择演示文稿、展板、海报、录像等形式中的一种或几种，向全班展示汇报学习成果。

综合评价表

任务拓展

音乐门铃改进

音乐门铃加入两级放大和负反馈电路，输出功率和稳定性相应得到提高。

一、负反馈

采用反馈能非常有效地改善放大电路的性能，负反馈理论和负反馈技术在电子电路中得到了极其广泛的应用，即在基本共射极放大电路发射极串联一电阻，可以改善电路输出音质，明显要比未加入时音质高，如图2-24所示。

图2-24  负反馈放大电路框图及原理图

二、音乐门铃加入两级放大和负反馈电路（图2-25）

图2-25  音乐门铃加入两级放大和负反馈原理图

三、音乐门铃加入两级放大和负反馈电路的参数选择

1.电路的确定

（1）输入级的放大管的静态工作点一般取IE≤1 m A，UCE=（1~2）V，不允许取较大的电流，所以输入级应具有较高的输入电阻，故采用共射放大电路。

（2）输出级负载电阻较大，而且主要是输出电压，故采用共集放大电路，其特点为从信号源索取的电流小而且带负载能力强。

2.放大管的选择

由于Q2需要输出电流的最大值ILM= IL=1.4 m A，为了不失真，要求IE3≥2ILM，因此它的射极电流IE3≥2×1.4 m A≈3 m A。由于要求通频带较宽（50 Hz~100 m Hz），故选用2SC2786，其特性频率较高，导通截止特性良好。

3.电容的选择

由于电容具有“隔直通交”的特性，对直流量的容抗无穷大，所以信号源与第一级放大电路、第一级与第二级、第二级与负载之间用耦合电容连接没有直流量通过。旁路电容可产生一个交流分路，将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉，把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，滤除高频杂波，故在第一级的射极并联一个旁路电容。

任务检测

1.简述音乐门铃两级放大负反馈电路中加入负反馈的作用。

2.简述音乐门铃两级放大负反馈电路的旁路电容的作用。