故障检测维修和测量模块竞赛试题.pdf

工位号： 20142014 年中国技能大赛年中国技能大赛 电子设备装接工职业技能竞赛电子设备装接工职业技能竞赛 故障检测维修和测量模块 竞赛试题 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 2 页/共 22 页 内容内容 该项目包含文件： 1. 故障检测维修和测量模块竞赛试题.pdf 2. 数字频率计原理图.pdf 3. 数字频率计 PCB 图.pdf 4. 芯片资料文件夹 （1）LM833.pdf （2）74LS00.pdf （3）74LS123.pdf （4）74LS160.pdf （5）CD4017.pdf （6）CD4060.pdf （7）CD4511.pdf 简介简介 本考核项目是一个数字频率计，用来测量正弦波、方波和三角波周期信号的频率。 所谓频率是指周期信号在单位时间（1 秒）内重复变化的次数。若在一定时间间隔 T 内测得这个周期性信 号的重复变化次数为 N，则其频率 fx可表示为： fx=N/T 如果在 1 秒钟内对周期信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。本数字频率计 首先对输入的周期信号进行整形，然后再应用数字电路对整形后的信号进行计数、译码、逻辑控制，最终显示 出被测信号的频率。 项目描述项目描述 本数字频率计的原理框图如图 1 所示。 整形电路 被测 信号 闸门计数器译码器显示器 时基电路32768Hz 1 10 逻辑控制电路 清零 锁存 十分频 图 1 数字频率计原理框图 被测周期信号经整形电路变换成周期方波信号，此方波信号的频率与被测信号的频率 fx相同，它被送到闸 门电路的一个输入端（1 端）。时基电路产生 2 秒钟的基准方波信号（占空比 50%），控制闸门的开放时 间，当其为高电平时，闸门打开，计数器计数，计数结果经译码器译码后在显示器上显示；当其为低电平时， 闸门关闭，逻辑控制电路先产生锁存信号将计数结果进行锁存，然后产生清零信号控制计数器清零。由于时基 电路产生的是 2 秒钟的方波信号，并且只在其高电平持续的 1 秒钟时间内的进行计数，根据公式 fx=N / T，则 fx=N，即显示器显示数值就是被测信号频率。 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 3 页/共 22 页 当被测信号频率较高时，整形后的被测信号经10 端进入十分频电路进行 10 分频后再送入闸门电路，显 示器显示的数值乘以 10 为被测信号频率。 竞赛说明竞赛说明 1.故障诊断和维修故障诊断和维修 能够定位和维修该测试项目中的 7 处故障。 电源终端供电5.0 0.1 伏，注意极性，电源的输入端在 J2。 J1 为被测信号输入端，被测信号可以是正弦波、方波或三角波，信号频率范围是 10Hz90kHz，幅度范 围是 100mVp-p2Vp-p。当信号频率大于 9900Hz 时，应将双刀双掷开关 S1 拨到10 位置。 双刀双掷开关 S1 可以实现1、10 切换，当 S1 置于1 挡时，数码管显示即为被测信号频率；当 S1 置于10 挡时，数码管显示数值乘以 10 才是被测信号的实际频率值。 1 挡显示数值有 2 的误差， 10 挡显示数值也有2 的误差。 当定位故障后，填写答题纸内的表格（第 10 页）注意元件标识和故障符号。故障描述参考故障符号 表（表 1）中的描述示例，故障符号参考故障符号表（表 1）。 如果该故障需要替换元件，请提出申请更换。由选手自己不正确操作造成电路板上元器件或集成电路损坏 的视情节轻重，扣分 13 分。 2.故障符号故障符号 表 1 故障符号表 故障符号 描述 描述示例 开路 (元件、导线或 PCB 走线) R1 与电源连接的引脚开路 R1 到 R2 的连线开路 短路 (元件、导线或 PCB 走线) R1 与电源连接的引脚与地短路 R1 到 R2 的连线与地短路 元件值过大 (电阻电容等) R1 的阻值过大 元件值过小 (电阻电容等) R1 的阻值过小 故障符号 描述 描述示例 电压过高 (管脚，输入，输出等) U1 的 1 脚电压过高 R1 与 R2 连接的引脚电压过高 电压过低 (管脚，输入，输出等) U1 的 1 脚电压过低 R1 与 R2 连接的引脚电压过低 ? 元件编号或导线连接不正 确 R1 的编号不正确 R1 到 R2 的导线连线不正确 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 4 页/共 22 页 +/- 极性错误 电容 C1 的极性错误 3.测量测量 测量之前确保所有故障元件已经更换，且数字频率计功能正常，否则测量数据无效。 请使用常规的测试和测量仪器。 请记录并分析测量结果。 每次测量，必须提供测量原理图，图中应标出如何进行测量及测量的参数，例如频率、电压、时间等。绘 制测量原理图参照仪器符号表（表 2）和测量原理图例（图 2）。 表 2 仪器符号表 仪器 符号 电源 电压表（伏特表） 电流表（安培表） 示波器 函数信号发生器 图 2 测量原理图例 4.元件列表元件列表 V A FG 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 5 页/共 22 页 表 3 元件列表 编号编号 描述描述 标称值标称值 标识标识 数量数量 1 电阻, 表面贴装 0805 390 R1R28 28 2 电阻, 表面贴装 0805 10k R29R31 3 3 电阻, 表面贴装 0805 680 R32、R33 2 4 电阻, 表面贴装 0805 1M R34 1 5 电解电容 4.7uF C1, C2, C4, C6, C8, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C22, C24, C26, C30, C31 16 6 电容,表面贴装 0805 10n C3, C5, C7, C9, C11, C13, C15, C17, C19, C21, C23, C25, C27, C28, C29 15 7 发光二极管 D1 1 8 稳压二极管 4.3V D2、D3 2 9 译码器 CD4511 U1U4 4 10 四位 10 进制计数器 74LS160 U5、U6、U7、U8、 U10 5 11 14 级二进制串行计数 器 CD4060 U9 1 12 四 2 输入与非门 74LS00 U11 1 13 双可重触发单稳态触发 器 74LS123 U12 1 14 双运放 LM833 U13 1 15 十进制计数器 CD4017 U14 1 16 数码管 DS1DS4 4 17 晶振 32768Hz Y1 1 18 1 和10 切换 双刀双掷钮子开 关 S1 1 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 6 页/共 22 页 图 3 原理图 1 图 4 原理图 2 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 7 页/共 22 页 图 5 原理图 3 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 8 页/共 22 页 图 6 顶层元器件布局布线图 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 9 页/共 22 页 图 7 底层元器件布局布线图 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 10 页/共 22 页 故障诊断与维修故障诊断与维修 答题纸答题纸 故障描述 故障符号 故障 #1 维修前 维修后 测量#1 网络节点: _ 测量#2 (可选) 网络节点: _ 故障描述 故障符号 故障 #2 维修前 维修后 测量#1 网络节点: _ 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 11 页/共 22 页 测量#2 (可选) 网络节点: _ 故障描述 故障符号 故障 #3 维修前 维修后 测量#1 网络节点: _ 测量#2 (可选) 网络节点: _ 故障描述 故障符号 故障#4 维修前 维修后 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 12 页/共 22 页 测量#1 网络节点: _ 测量#2 (可选) 网络节点: _ 故障描述 故障符号 故障#5 维修前 维修后 测量#1 网络节点: _ 测量#2 (可选) 网络节点: _ 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 13 页/共 22 页 故障描述 故障符号 故障#6 维修前 维修后 测量#1 网络节点: _ 测量#2 (可选) 网络节点: _ 故障描述 故障符号 故障#7 维修前 维修后 测量#1 网络节点: _ 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 14 页/共 22 页 测量#2 (可选) 网络节点: _ 测量测量 按照表 4 对数字频率计进行功能测试。 表 4 数字频率计的功能测试 序号 设定值 实测值 信号类型 幅度 Vp-p 频率 挡位 数码管显示的 数字值 1 正弦波 1V 1kHz 1 2 正弦波 1V 1kHz 10 对上述记录认可对上述记录认可 选手签字：选手签字： 监考签字：监考签字： 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 15 页/共 22 页 测量测量 #1 输入一个幅度为 1Vp-p 的 1kHz 正弦波，将1 和10 挡开关切换到1 的位置，测量并记录电路原理图 中 A 点和 B 点的波形。 测量原理图测量原理图 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 16 页/共 22 页 测量结果测量结果 A 点波形 垂直设置: /div 水平设置: /div 幅度峰-峰值: _ _ 频率: _Hz B 点波形 垂直设置: /div 水平设置: /div 幅度峰-峰值: _ _ 频率: _ Hz 对上述记录认可对上述记录认可 选手签字：选手签字： 监考签字：监考签字： 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 17 页/共 22 页 测量测量 #2 在测量#1 的条件下，测量并记录 U9 的 3 脚（Q13）波形及 U10 的 13 脚（Q2）波形。 测量原理图测量原理图 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 18 页/共 22 页 测量结果测量结果 U9 的 3 脚（Q13）波形 垂直设置: /div 水平设置: /div 幅度峰-峰值: _ _ 频率: _Hz U10 的 13 脚（Q2）波形 垂直设置: /div 水平设置: /div 幅度峰-峰值: _ _ 频率: _ Hz 对上述记录认可对上述记录认可 选手签字：选手签字： 监考签字：监考签字： 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 19 页/共 22 页 测量测量#3 在测量#1 的条件下，测量并记录 U11 的 8 脚波形及 U11 的 3 脚波形。 测量原理图测量原理图 2014 年中国技能大赛-电子设备装接工职业技能竞赛 第 20 页/共 22 页 测量结果测量结果 U11 的 8 脚波形 垂直设置: /div 水平设置: /div 幅度峰-峰值: _ _ 频率: _Hz U11 的 3 脚波形 垂直设置: /div 水平设置: /div 幅度峰-峰值: _ _ 频率: _Hz 对上述记录认可对上述记录认可 选手签字：选手签字： 监考签字：监考签字： 2014