3通信作者:姚 ,天津大学分析中心,天津市南开区卫津路92号,300072;Email :pyao @
模拟电子显微镜扫描系统的电路原理及维修
姚 3 薛 涛 张长亮 黄彦维 李春艳 董向红
(天津大学分析测试中心 天津 300072)
摘 要 本文介绍模拟式电子显微镜扫描系统的基本组成,对系统整体和各单元电路的工作原理进行了分析。
依据对各种电镜的扫描及相关系统的维修经验,对模拟式电镜扫描电路系统的维修进行了概括。
关键词 模拟式电子显微镜 扫描发生器 扫描控制系统
前言
20世纪80年代中期,在数字化电子显微镜商品化
之前,模拟式电镜发展到了相当高的水平,很多操作被先转换成指令,通过接口电路与单板机的识别处理后,发出控制指令,
由各种功能电路来实现具体的操作。
图1 模拟式电子显微镜扫描系统的电路构成
模拟式扫描电镜(或透射电镜的STE M 附件)的主要指标,如分辨率、稳定度都不亚于数字式电镜,其最主要的优势是便于维修,如能有效地发挥这一优势,再配合模拟视频信号的数字化采集及图像数字处理技术,模拟式电镜必然能继续发挥重要的作用。
图1是模拟式电子显微镜扫描系统的电路方框图。
图1中扫描发生器具有独立的数字总线接口和模拟输出接口。
扫描信号发生器用于产生X 、Y 扫描,X 、Y 消隐等信号。
数字总线接口用于接收来自数字总线的控制指令,改变扫描频率、幅度、模式等。
模拟接口向模拟总线输出X 、Y 扫描,X 、Y 消隐等信号。
驱动电路对扫描信号进行功率放大,驱动电子光学系统的X 、Y 扫描与观察、照相阴极摄像管的X 、Y 扫描。
操作面板与其接口电路将各种操作转换成数字
指示,送往数字总线,CPU 按照一定的时序对各种指
令进行采集、识别、处理,并向将数字总线输出相应的控制指令。
这些控制指令被扫描发生器接受产生特定的扫描信号,被控制面板接收后,给出各种声、光响应信息。
2 故障分类与举例
211 电源故障
由于电源大多是通过数字和模拟总线给各个单元电路供电,所以电源引发的故障现象是“分散”的,如除扫描控制,其他的控制功能也同时出现异常,观察和照相荧光屏的扫描光栅同时畸变或消失,图像失真,此时可检查分别给扫描发生器和扫描驱动供电的电源。
212 扫描发生器
X 扫描发生器主要由积分器,电压比较器,扫描频率调节器和输出级构成(见图2)。
图2 X 扫描发生器电路原理图
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5现代仪器
二○○四年・第六期
The circuit principle and repairing of the sw eep system
in analogue electron microscopes
Y ao Pei Xue T ao Zhang Changliang Huang Y anwei Li Chunyan Dong X ianghong
(Analysis Center of T ianjin University ,T ianjin 300072,China )
Abstract The general com position of the sweep systems in analogue electron microscopes was introduced ,then the oper 2ation principle for the whole system and all the related circuits was discussed.According to the experience for fixing the sweep circuits and their control systems in s ome analogue electron microscopes ,the repairing skills are summarized K ey w ords Analogue scanning microscope S weep generator S weep C ontrol
IC1与C 构成积分器,在积分正程,放电开关处于关闭状态,当IC1输出的积分电压线性上升至V +时,比较器IC2产生负的跳变,回扫控制触发器置“1”。
倒向器输出低电平,放电开关被打开,积分电容放电,IC1输出扫描逆程电压。
电容C 的电荷放净后,扫描启动信号将触发器置“0”。
开关K 关闭,开始第二个周期的扫描正程(见图3)。
图3 X 扫描发生器各测试点波形
TP1为扫描信号波形,TP2为模拟开头控制信号,
TP3为正程扫启动脉冲
当没有扫描光栅只有水平扫描线或只有垂直扫
描线而电源和视频系统均正常时,故障多出自扫描信号发生器。
积分器多采用绝缘栅型场效应管集成运算放大器,输入阻抗较高,很容易在输入端感生高电压,使电路击穿。
检修时切忌带电插拔电路板,更换芯片。
焊接运算放大器时应拔下烙铁的电源插头,利用烙铁的余热焊接。
由于Y 扫描发生器的扫描周期较长,扫描频率的精度和线性度要求较高,故电路较为复杂,主要由时钟电路,分频器,积分器等组成。
积分器与X 扫描信号发生器相类似。
213 扫描驱动电路故障
观察、照相荧光屏,电子光学系统的X 、Y 扫描驱动电路都是分设的(见图4)。
仔细观察、对比分析后,比较容易确定故障的部位,如观察荧光屏的扫描光栅只有左侧一半,照相荧光屏的光栅和图像均正常,则考虑荧光屏X 扫描驱动的N 型沟道场效应大功率管损坏或接触不良。
如扫描光栅正常,而图像的下半部分为竖线,图像的上半部分正常,则说明电子光学系统Y 扫描驱动电路的P 型沟道场效应大功率管损坏或接触不良。
图4 扫描驱动电路
J 1,P 型沟道场效应管;J 2,N 型场效应管
214 控制故障
当扫描频率,模式不可控或不正常时,要首先排除面板接口电路的问题,即观察其他控制功能,如自
动亮度、对比度、放大倍数、点线面模式的切换等。
如问题普遍存在,则是接口电路的问题。
如问题集中在扫描控制部分,还需区别面板控制指令转换电路和扫描发生器数字接口电路的问题,可以借助操作按键指示灯的响应情况来判断。
3 总结
本文通过对多种模拟式电镜扫描电路及其控制电路的分析,依据对各种电镜的扫描及相关系统的维修经验,对模拟式电镜扫描电路原理与维修进行了概括,望给予读者有一些启发与借鉴。
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5二○○四年・第六期
使用与维修。