载波电路原理及检修流程

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1、密 级： 版 次： 分发号： 技术文件 东软载波通信电路介绍及检修流程拟制：日期：200551审核：日期：部门：生产部日期：2005-05-10一载波电路原理介绍(本介绍适合东软各种款型的载波表，现仅以上图DDSI16普通单相载波表为例)（一）.信号的接收电路：来自电力线上的载波信号（270KHZ）经过C40 ，C41耦合滤掉低频（包括50H的交流电压），通过中周原边将信号耦合至次级。在这里TVS1起脉冲抑制的作用，抑制电力线上的突发干扰脉冲和瞬间浪涌电压，中周起耦合、传递信号的作用，同时还起隔离作用，将强电与信号电路隔离，使之不共地，提高信号抗干扰能力。其电感量为33UH,它与C40 ， C

2、41组成串联谐振电路，其振荡中心频率为270K ，从而保证了无用信号的衰减，而有用的载波信号的顺利通过。载波信号由中周的次级取出，经R61限流，分别由L11,C70和L12,C71组成的串联和并联谐振电路选频，VD2、VD3限幅，将信号电压钳位在2 V左右，将信号送至信号处理模拟前端电路AFE3361的混频器的输入端16脚，波形如图1所示。图1 AFE3361的16脚（信号输入脚）波形AFE3361内含混频电路，限幅放大电路和信号整形电路。首先1脚是本振信号输入脚，它由载波芯片的12脚发出185K标准的数字信号，波形如图2所示图2 185K振荡波形电感L10,C69组成的并联谐振电路形成185

3、K的正弦波形，波形如图3 AFE3361的185K本振波形给混频电路提供本级振荡信号，与16脚的270K信号混频，由3脚输出455K混频信号，如图4所示图4 LI455K陶瓷滤波器输入端波形经陶瓷滤波器CF61滤波，滤波后波形进一步改善，波形如图5所示，然后图5 LT445BW滤波器输出波形送入5脚即下一级的限幅放大电路，恢复后的音频信号由9脚输出，经R67后的波形如图6所示， 图6 恢复后的音频信号然后经R67 C65 R65送入10脚电压比较器，11脚为比较器的输出，进行脉冲整形后的波形如图7所示，图7 AFE3361的11脚输出波形电压比较器的放大倍数由R66决定，经过处理后的信号由13

4、脚输出，波形如图8所示，图8 AFE3361的13脚输出信号也就是载波芯片ES16U的2脚输入信号,由载波芯片内部进行信号的相关处理，至此完成了信号的接收电路处理任务。（二）.信号的发送电路经过载波芯片ES16U处理后的信号，由13脚发出，此时经过调制后的载波数字信号（频率为270K,）波形如图9所示图9 载波芯片ES16U的13脚发送波形经R32送入三极管Q1进行放大并变换成正弦交流波形，波形如图10所示 图10 三极管放大电路波形L13,C46组成并联谐振网络,相对于270KHz其阻抗无穷大,阻止载波信号向电源的泄漏,另一方面L13又给Q1提供工作电压，保证Q1正常工作。放大后的信号经C4

5、5耦合至中周的4脚，经中周进行阻抗变换并耦合，波形如图11所示,由图可以看出，信号的幅度较放大电路2SD1782的C级有所降低（Vp-p=11.4V）,这是因为TVS管在起作用，经C40,C41将调制过的270K信号发往电力线。图11 中周原边的发送信号波形在这里C40 ，C41和中周等组成信号的接收和发送电路，是传递信号的一个双向通道。电力线信号波形如图12所示： 图12 电力线载波信号波形二.常见故障的检修流程通讯不成功5V电压正常吗？78L05坏78L05输入(14V)正常吗 NO YES C5,D1极性对吗?YESNOES16U坏或（20M）晶振坏或C80,C81不良或短路变压器有输出

6、电压吗？ 20M波形正常吗？YES NO YES NOAFE3361的16脚有波形吗？C5反向或桥堆D1坏变压器坏或无220电压YESNO ES16U或AFE3361反向或损坏，5V退耦电容0.1UF短路短路中周开路、短路或C40,C41开路,L11,C60开路.L12易短路NOYESES16U的12脚有185K数字波形吗？AFE3361的1脚有185KZ正弦波形吗？NONOYESYESAFE3361坏，或供电异常AFE3361的3脚有混频输出吗？ES16U坏或20M不起振检查R69,L10,C69,C68L10易开路或短路NOAFE3361的5脚有滤波信号输入吗？YES陶瓷滤波器LT455B

7、W坏或不良NOAFE3361的9脚即R67有波形吗？YESAFE3361坏或C62短路NOYES检查C65, C67,R65 R66和CF60是否正常AFE3361的11脚有波形吗？NO接上一页. AFE3361坏或供电电路异常 NOYESAFE3361的13脚波形正常吗？ YESES16U损坏或20M晶振不良ES16U的13脚有波形吗？ YNO发送三极管Q1(2SD1782)的C极波形正常吗？ YESL13开路或短路，C46不良2SD1782损坏 NOC45焊接不良或开路？ YES2SD1782的C极通讯时有收发2种波形交替出现，幅度不一，若只出现一种波形，通讯即不成功中周的初级次级直流电阻

8、为1.8欧左右中周开路信号也能感应进来，但通讯能力降低中周开路？ NOC40,C41之间收发2种波形，幅度不一NOC40.C41其中一脚虚焊或开路，信号也能感应进来，但通讯能力降低C40,C41开路流程说明：对于通讯不正常或通讯不成功的载波表，首先测量供电电压（5V）是否正常,这是保证电路正常工作的前提，检查20M晶振是否起振，可用示波器看其波形，也可用万用表测其两管脚对地电压，一般分别在1.8V和2.2V左右，电压正常而没有波形，说明ES16U芯片工作正常，晶振本身有问题。（简单方法判断载波芯片ES16U是否工作，可短路芯片的6脚与5V电压，相当于给6脚加一个计数脉冲，正常时27或28脚输出

9、一个脉冲驱动计度器走字，否则计度器不动作）。测量发送三极管的C极的波形，此处是一个关键的测试点，正常通讯时应有收、发两种波形交替出现。若只有接收波形，说明中周的前级（信号通道）正常，故障在它后级的信号的接收电路AFE3361没有正确解调出信号，或外围电路异常，也可能载波芯片没有正确发出调制信号或放大电路故障。 信号的接收电路首先测AFE3361的13脚波形，正常时应有脉冲（数字脉冲）出现，否则是杂乱的波形或无波形出现，波形正常，故障在发送电路，包括ES16U,三极管等，依次检查，排除故障；波形不正常，测AFE3361的16脚（即信号输入脚）波形，无波形，说明前级有问题，依次检查VD2,VD3,

10、L12,C71,L11等，通常L11易断裂或开路，有时易与其它管脚相碰，造成短路，L12易短路两管脚相碰使信号直接到地；16脚有波形，测3脚波形，正常，测1脚185K振荡波形，若无波形，检查C68,C69,L10 R69是否焊接不良或开路、短路等，测ES16U的12脚，看185K方波是否正常。1脚波形正常，测3、5脚波形，不正常，说明滤波器LT455BW坏或不良，正常，测9脚波形，无波形，C62短路或AFE3361坏，有波形，测11脚，若11脚无波形，检查C66, C65,R65,R66是否焊接不良或错件等，若正常，测13脚波形，正常，信号接收电路正常，否则鉴频器CF60不良或AFE3361局

11、部损坏。若三极管的C极收发波形正常，但操作不成功，这是就要考虑存储器是否工作正常，通讯时通常ES16U要向存储器（24C02）存取数据，若24C02损坏或它的5，6脚异常，或供电异常，都将导致通讯不成功。另外还要检查掉电保护电路是否正常，R80,R81是否正确，正常时ES16U的25脚电压在2.53V左右，若低于1.5V则掉电时将丢失数据。三.生产注意事项及要求关键及易损器件： 变压器（变压器采用独特设计，耐380V电压，常见故障：初级线圈易开路） 中周（相当于隔离变压器，匝数比1：1，电感量33UH，常见故障：初级、次级线圈易开路） 三极管（采用进口2SD1782,Vceo=85V,=120

12、360，一般不坏） 电感（1mH , 33uH, 100uH,易断裂或开路） 陶瓷滤波器LT455KBW(滤波器的好坏直接影响通信效果) 晶振20M(专门设计，10ppm， 负载电容15PF，数值偏大、晶振参数不正确会导致通讯成功率低)东软低压电力线载波通讯电路精简，可靠，外围器件小，故障率极低。因此赢得了客户的好评和信赖。在生产过程中，必须注意以下几点：（一）.采购元器件严格把关关键元器件影响到产品的质量和通讯效果，必须按照东软提供的参数或指定的供货厂家采购。如20M晶振，变压器，中周，三极管2SD1782,陶瓷滤波器等。（二）.制定合理的生产工艺及检测工艺（详见东软生产工艺）1. 规范生产

13、工艺，培训操作员工，生产流水线模块摆放有序，禁止乱堆乱放防止模块间相互碰撞，损坏元器件。2.装表时应仔细检插件面的电感、稳压管等防止管脚相碰引起短路。3.设置参数时，需短路设置跳线，不要用改锥或螺丝刀等长金属工具，防止与高电压管脚接触，烧毁载波芯片，最好用跳线帽短路。（东软载波芯片出厂前均经过严格测试，生产中正常操作一般不易损坏）。4.出厂前加隔离器、衰减器进行单表通讯检测（如下图），淘汰出通讯能力弱的载波表并查明原因。附：东软DDSI16(V5.22)单相载波表的装配工艺生产线上必须规范操作，认真仔细，模块摆放整齐有序，禁止乱堆乱放，模块间相互碰撞!一装表：1安装锰铜分流器：（注意电流规格：

14、5(30)A用500微欧 10（40）A 用250微欧，15（60）A用150微欧，20(80)A用120微欧）。分流器正面朝上，用4*8螺丝，（加弹垫，平垫）固定在表尾上的1，2端子上，零线连接片固定在表尾的3，4端子上，并在4端子上固定一根黑线，螺丝全部拧紧。脉冲线的白、绿线分别用3*6的螺丝固定在表尾的2个辅助端子上。2焊线：先将模块（DDSIV5.22）的焊盘（CK+,CK-,GND,VA,MA,MB,I+,I-）镀满焊锡，要求焊锡饱满，圆滑。所有线的线头焊接段保持1mm1.5mm长，将分流器的黄线，兰线双绞后分别焊在载波模块的DDSIV5.22的I+,I-焊盘上，分流器上的红线焊在模

15、块的GND焊盘上，零线连接片上的黑线焊在模块的VA焊盘上（注意不能焊错，否则易烧毁模块），两根字论线红、黑线分别焊在模块的MA,MB焊盘上。3焊发光二极管：注意极性，规格3，高度10mm,焊在模块的HL10上4电流规格与载波芯片，计度器的关系见附表：电流规格锰铜分流器规格短路点及脉冲常数计度器变比规格载波芯片型号2.5(10)A1000uK1,K4（6400）100：1ES16T(U)-10/5RM5(20)A500 uK1,K4（3200）100：1ES16T(U)-10/5RM10(40)A250 uK2,K3（1600）100：1ES16T(U)-10/5RM15(60)A150 uK2

16、,K3（640）40：1ES16T(U)-04/6RM20(80)A120 uK2,K3 （640）40：1ES16T(U)-04/6RM30(100)A100 uK2,K3 （640）40：1ES16T(U)-04/6RM（注：对于15(60)A 、30(100)A的表校表时，需要相应修改ADE7755计量部分的网络电阻值）5固定模块：用3个3*8的自攻螺丝固定模块于表壳上，用2个3*8自攻螺丝固定计度器字轮二校表：6.要求如下表格参数要求电流误差范围校表圈数220V,50HZ Ib=5,In=30C=3200Ib100%0.00.155圈Max0.0 0.158圈Ib100% 0.8C0.

17、0 0.305圈Ib10% 0.5L0.0 0.302圈Ib5%0.0 0.301圈以下是短路不同的电阻引起精度的变化短接电阻R15R16R17R18R19R20R21R22R23电阻值204k154k753k393k183k912k472k222k102kIb升高值11.38.24.02.01.00.50.20.10.05三载波通讯：7设置表参数：用镊子或鳄鱼夹短路模块的跳线SET（操作要小心，避免与其它管脚相碰，烧毁载波芯片）,用抄控器、掌上电脑，设置初始表号（设置表号时必须短路跳线）、表底数，确保表底数与计度器上的指示数一致。在校表台切换电流后，在跑表走字时不断抄读表底数，看内存与计度器

18、是否电量一致，掉电时是否保存数据。（注：掌握抄控器、掌上电脑的使用）8下表台子：以上工序正常，观察每只表的字论数确保为00.5度（根据客户要求确定预留底度）。9单表检测：通过工装加隔离器、衰减器给单表加电（加在表尾1，4端子上，表号修改为铭牌上的条形码号，抄读表底数，确保内存表号与铭牌表号一致，过不了衰减器的视为通讯能力弱，返维修检查，清除表内异物，扣表盖。（隔离器、衰减器的接法见下图）电子载波表隔离器90db衰减器56db220v220v220v抄控器pro16掌上电脑串口数据线四包装：10固定表盖螺丝，拧紧表尾内的螺丝，固定表尾盖，打铅封，11贴合格证（合格证贴在表右侧面表盖与底壳的缝隙中央）12外观检查，确保整洁，放好说明书，装箱（最好按表号顺序依次装箱，并在箱外标识清楚表号范围，箱数等）包装出厂。