| 心电图机走纸控制电路原理与分析 |
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来自:仪器维修网 时间:2005-8-29 |
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ECG-651l型心电图机是目前国内各级医院使用量最多的一款机型。我院有四台此型机器，经过多次的维修，发现该机走纸控制电路是最易发生故障的部分之一，现将本机型的走纸控制电路原理的详细分析呈给同行。
该电路由纸速转换电路马达转速控制脉冲产生电路和锁相环稳速控制电路组成。
l 纸速转换电路
走纸速度转换电路由转换开关SW213、SW214和RS触发器IC208A、IC208B以及控制门IC205B、IC205D组成。当整机通电后，初始化电路送出一个正脉冲首先加在IC208的输入端第8脚上，将触发器IC208A的输出端第9脚触发置零。此时IC205B或非门的第8脚也为低电平，使IC209第6脚送来的脉冲信号能顺利通过这个或非门，然后和IC209的4脚送出的脉冲相与后由IC205第11脚输出作为纸速25mm／s的马达转速控制脉冲，脉冲频率为256Hz。由于初始化电路将IC208第9脚置零，第6脚输出必然为高电平，通过非门IC21le的反相启动发光二极管LED224工作，使纸速显示在25mm／s的状态。当将50mm／s的纸速开关按下后，RS触发器被触发翻转；IC208第9脚输出高电平，此时将IC205B或非门封闭使其输出端第10脚输出IC205D门的第12脚为低电平控制由IC209第4脚送来的脉冲信号通过IC205D的反相，由第11脚输出作为纸速50mm／s的基准控制脉冲，脉冲频率为512Hz IC208第6脚输出的高电平还通过反向门IC211A驱动IED223点亮使纸速显示在50mm／s的状态。
走纸马达的走或停是由Q203基极电平决定的，故IC202在驱动LED214灯亮时，同时对Q203基极输送一个高电平使其截止马达即按设定的速度旋转反之则停止转动。Q203与R238和R239还起到了过流保护作用，防止因卡纸使马达损坏，在正常情况下保护电路不起作用，只有负载过重使马达电流过大时，在电阻R239上的压降足以导致Q203的导道，保护电路才起作用，走纸马达因失去驱动信号而停止工作。
2 马达转速控制脉冲产生电路
ZD201、R233、X20l、Q204和IC209组成控制脉冲产生电路，晶振器X20l产生上限频率32.768kHz的振荡信号，由稳压二极管ZD20和R233组成的稳压电路是为X201提供一个恒定的电压，以稳定振荡频率，这个振荡信号经Q204放大整形后送到分频器IC209 10脚作128或64分频后得到一个频率为256Hz或512Hz的基准频率方波脉冲由IC209第6脚输出，作为走纸速度为25mm／s或50mm／s的控制脉冲。
3 锁相环稳速控制电路
由于临床对心电图诊断的特殊要求，心电图机在记录信号时要求走纸速度十分精确，这就要求心电机必须采取特殊的电路措施，以保证对走纸马达的转数进行精确的控制。该机记录纸驱动电机为永磁或直流电机，体积小。该机采用锁相稳速控制电路，主要由脉冲反馈，相位比较，转速设整电路组成。
在这个电路中IC210为一锁相器集成电路，它在锁相环路中起着关键的作用，IC210是一种多功能多用途的集成电路，其内部包括：线性自举电路2个相位比较器，一个压控振荡器，一个场效应源极跟随器和稳压二极管。锁相环路由IC210与马达驱动电路Q20l、Q202以及转换反馈回路组成，这是一个闭合的反馈环，它是通过输入脉冲与反馈脉冲的相位比较来稳定马达转速的。
其过程如下：当256Hz的脉冲信号加到IC210输入端第14脚时，开始瞬间，其输出端13脚输出一个直流驱动电压，这个直流给Q201、Q202提供基极偏置电流使其导通，为马达提供驱动电流，马达开始转动。转速传感器把检测到的马达转速感应信号经电容C212、C213耦合到转速反馈回路中，经IC211对反馈脉冲放大整形，再送回相位比较器的另一个输入端3脚，与14脚输入的脉冲进行相位比较，如果相位差为零，则IC210输出的直流电压不会变化，如果输入脉冲与反馈脉冲相位不一致，那么经相位比较后输出的直流电压就要产生变化、当马达转速变慢时，14脚输入的脉冲，要比3脚反馈的脉冲相位超前，其结果是使输出直流电压升高；激励Q20l、Q202为马达提供更多的驱动电流使马达加快。如果转速太快，反馈3脚的脉冲频率就会升高使输入脉冲的相位比反馈脉冲的相位滞后，其结果使输入直流电压下降，使马达减速，经过相位的比较，使输出电压达到稳定马达转速趋于恒定状态。
结合在维修中遇到的问题进行原理分析。
故障一：走纸速度为25nun／s和50mm／s时心电图形不规则。根据马达控制电路原理分析：该故障一般发生在马达转速反馈回路中，IC210的14脚为PCA端是基准脉冲输入端，由IC209送来的256Hz或512Hz的脉冲分别对应25mm／s或50mm／s，IC210的3脚为PCB端，是工作脉冲输入端，13脚是电压输出端输出电压到马达驱动，驱动马达转动。当14脚的基准脉冲与3脚的输入脉冲相位不一致，会使13脚的输出电压发生相应的变化，IC210的作用是维持走纸马达能够恒速运转。IC211的作用是把速度传感器检测到方波信号脉冲输入到I210的3脚，与IC210的14脚基准脉冲相比较，经过IC210的相位比较，最终使马达转速趋于恒定。因此设定走纸速度为25mm/s用示波器测定IC210的相位比较的14脚的基准脉冲频率及幅度，在记录速度不恒定时，该脉冲信号也十分稳定，说明基准脉冲正常：用示波器测量IC210的3脚同步脉冲时，发现信号微弱，用示波器测量传感器的输出脉冲频率为256Hz，其工作正常，测量IC211的9、10脚正常，而7脚无信号，故判断R224坏，更换R224后故障排除。
故障二：在记录心电图时走纸时走时停。
根据故障现象判断是由于马达走纸控制部分电路元件接触不良引起的，用数字万用表进一步检查测量，X201、IC209、IC210等直流电压均正常，用示波器观察各点波形也正常。测量马达驱动电路Q20l、Q202输出电压时发现，时高时低，更换Q20l、9202后故障现象消失。
从以上故障可见，只有弄清了电路原理，分析清楚各部分的作用及功能，故障现象就比较容易排除了。 |
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