【正文】 記錄的精細(xì)程度，24位取樣深度表示對聲音強(qiáng)弱分為2的24次方個等級，顯然這個數(shù)值越大，對聲音強(qiáng)度變化記錄的越準(zhǔn)確。這兩個參數(shù)很大意義上決定著數(shù)碼音效的質(zhì)量，數(shù)字越大，音質(zhì)越好。舉個例子，取樣深度為16Bit；DVD的取樣率為48KHz，取樣深度為20Bit；DVD－Audio的取樣率為96KHz，取樣深度為24Bit。播放光盤中的聲音的過程相反，是將已有的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，顯然只有當(dāng)家庭影院本身具有足夠高的D/A轉(zhuǎn)換器情況下，才能把高精度的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為出色的模擬信號。此外對于家庭影院來說，視頻信號也是以數(shù)字信號方式保存，因此對視頻信號也有類似的情況，也就是說同樣需要D/A轉(zhuǎn)換器，只不過相比而言D/A轉(zhuǎn)換器對聲音信號更為重要。明白了D/A轉(zhuǎn)換器的作用后也不能迷信D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)值， D/A轉(zhuǎn)換精度并不是唯一決定聲音質(zhì)量的因素，聲音信號最重要的是給人的感受，高質(zhì)量的CD音頻并不比DVD音頻給人的感受遜色。A／D與D／A轉(zhuǎn)換器及接口　　微型計算機(jī)往往要與模擬量信息打交道，此時，外界的模擬信息要通過A／D（Analog To Digit）轉(zhuǎn)換器成數(shù)字信息，才能輸入微機(jī)進(jìn)行各種處理；而微機(jī)中要輸出的各種數(shù)字信息必須通過D／A（Digit To Analog）轉(zhuǎn)換器才能轉(zhuǎn)換成模擬信息。下面介紹A／D、D／A轉(zhuǎn)換器及其與微機(jī)接口的基本方法?！　?D／A轉(zhuǎn)換器入接口　　D／A轉(zhuǎn)換器是把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的線性電路器件，已做成集成芯片。由于實現(xiàn)D／A轉(zhuǎn)換的原理、電路結(jié)構(gòu)及工藝技術(shù)有所不同，因而出現(xiàn)了各種各樣的D／A轉(zhuǎn)換器。D／A轉(zhuǎn)換器為微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字信號與外部環(huán)境的模擬信號之間提供了一種接口，從而廣泛地應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集與模擬輸入／輸出系統(tǒng)?！　?．D／A轉(zhuǎn)換器的特性　?。?）D／A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)　　衡量一個D／A轉(zhuǎn)換器性能的主要參數(shù)有：　?、俜直媛省　≈窪／A能夠轉(zhuǎn)換的二同數(shù)的位數(shù)，位數(shù)越多，分辨率也越高，例如，一個D／A轉(zhuǎn)換器能夠轉(zhuǎn)換8位二進(jìn)制數(shù)，若轉(zhuǎn)換后的電壓滿量程（滿度）是5V，則它能分辨的最小電壓為5V／256＝20mV。　　如果是10位分辨率的D／A轉(zhuǎn)換器，對同樣的轉(zhuǎn)換電壓，則它能分辨的最小電壓為5V／1024＝5mV?！　、谵D(zhuǎn)換時間　　指數(shù)字量輸入到完成D／A轉(zhuǎn)換，輸出達(dá)到最終值并穩(wěn)定為止所需的時間。電流型D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換較快，一般在幾微秒至幾百微秒之間。電壓型轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換較慢，取決于運算放大器的響應(yīng)時間。　?、劬取　≈窪／A轉(zhuǎn)換器輸出電壓與理論值之間的誤差。一般采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位，例如177。1／2LSB。如果分辨率為8位，則它的精度是：177。（1／2）（1／256）＝177。1／512?！、芫€性度　　當(dāng)數(shù)字量變化時，D／A轉(zhuǎn)換器的輸出量按比例關(guān)系變化的程度。理想的D／A轉(zhuǎn)換器是線性的，但實際上有誤差，模擬輸出偏離理想輸出的最大值稱為線性誤差?！　。?）D／A轉(zhuǎn)換器的輸入／輸出特性　　表示一個D／A轉(zhuǎn)換器的輸入／輸出特性的幾個方面為：　?、佥斎刖彌_能力　　D／A轉(zhuǎn)換器是否帶有三態(tài)輸入緩沖器來保存輸入數(shù)字量，這對D／A轉(zhuǎn)換器與微機(jī)的接口設(shè)計是很重要的?！　、谳斎霐?shù)據(jù)的寬度　　D／A轉(zhuǎn)換器通常有8位、10位、12位、14位、16位之分。當(dāng)D／A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)高于微機(jī)系統(tǒng)總線的寬度時，需用2次分別輸入數(shù)字量。　　③電流型還是電壓型　　即D／A轉(zhuǎn)換器輸出的是電流還是電壓。對電流輸出型，在幾毫安到幾十毫安；對電壓輸出型，其電壓一般在5V～10V之間。有些高電壓型可達(dá)24V～30V。　?、茌斎氪a制　　即D／A轉(zhuǎn)換器能接收哪些碼制的數(shù)字量輸入。一般對單極性輸出的D／A轉(zhuǎn)換器只能接收二進(jìn)制或BCD碼，對雙極性輸出的D／A轉(zhuǎn)換器只能接收偏移二進(jìn)制碼或補(bǔ)碼?！　、菔菃螛O性輸出還是雙極性輸出　　對一些需要正負(fù)電壓控制的設(shè)備，應(yīng)該使用雙極性D／A轉(zhuǎn)換器，或在輸出電路中采取相應(yīng)措施，使輸出電壓有極性變化。從事電子工作近20年，還真沒有發(fā)現(xiàn)單獨的A/D或者D/A轉(zhuǎn)換器有損壞，維修過程中也從來沒有考慮這類問題。但是負(fù)責(zé)串口通訊的RS232芯片倒是非常容易燒壞。串口連接好以后如何判斷連接正常呢，超級終端是最好的方法，將信號線斷開，短路計算機(jī)串口的3腳，用超級終端發(fā)送字符就會得到一個相同的回傳字符，這就說明計算機(jī)的串口是好的，否則計算機(jī)的串口就有問題了。關(guān)于串口以前的帖子很多，也很詳細(xì)，我就不再復(fù)述了。還有一個重要的器件就是存儲器了，程序的保存，數(shù)據(jù)的運算儲存都需要存儲起來完成，剩下的板子上的重要器件就是cpu了，有常見的X86，Z80，Z8000，也有熱門的單片機(jī)，單片機(jī)型號眾多，但不外乎4位，8位，16位，32位的分別，還有現(xiàn)在流行的ARM內(nèi)核的單片機(jī)，還有可編程器件，DSP，PIC等等，現(xiàn)在流行的可編程一般是FPGA，這些可編程器件在某種意義上來說可以當(dāng)作一個CPU來看待的，還有一些老式的GAL可編程邏輯芯片除GAL芯片外，其他的可編程器件和絕大部分的CPU都內(nèi)部帶有ROM，存儲一些程序，因此他們不能直接替換，但這些芯片也絕少損壞。CPU和可編程器件有時候很難區(qū)分，只好查詢DATASHEET之后才能判斷。這些器件一般溫度上升不會超過40度，也就是溫?zé)?，如果燙手那么就是損壞，必須更換了。有些嵌入式的單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器和串口以及傳感器接口都集成在一起，那么這些端口的損壞也會導(dǎo)致整個芯片無法使用。在這么多年的維修過程中，嵌入式CPU的損壞大都是因為串口或者某個特殊口損壞造成的，其數(shù)據(jù)和地址總線倒是從來沒有出現(xiàn)過問題。這些CPU和可編程器件都需要晶振來提供工作頻率和時鐘信號的。晶振的原理是根據(jù)石英在受力壓縮的情況下釋放出固定頻率的振蕩信號來制作的，之所以有很多頻率的晶振是由于制作過程中的倍頻所致的。晶振有2種，一種是無源晶振，就是2個引腳的，一種是有源晶振，4個引腳的，其中一對引腳是電源，另一對才是振蕩信號，它們一般是對角線分布的。判斷晶振的好壞通過示波器查看頻率波形很方便，邏輯筆的脈沖燈不停的閃爍也是一個辦法，萬用表測量只能含糊的大概測量，一般測量到芯片的電源電壓的一半就可以斷定晶振起振了，如果晶振沒有起振，那整個CPU和程序都不會運行，設(shè)備也就會死掉。晶振兩端各有一個匹配的瓷片電容，這兩個電容容量一樣，一般都是100PF左右，都有一端接地，另一端分別接晶振，這兩個瓷片電容式校正晶振的，時鐘是否準(zhǔn)確快慢多少都是靠這兩個電容匹配的，電容損壞不會影響到起振，但會影響信號的準(zhǔn)確和時鐘的準(zhǔn)確。集成電路的引腳都有著排列順序，查詢一個元件或者信號去了這個電路的那一個腳是有編號的，初學(xué)者往往莫名其妙的一些引腳編號把一些專家都能搞糊涂，什么左邊順時針第幾個，右邊逆時針第幾個，不是這么排列的，集成電路的引腳序號有著它的規(guī)律的，原則是將電路放正，有字的一面朝向自己，有缺口或者有圓點的標(biāo)記為1腳然后逆時針排列。常見的封裝形勢有雙列直插的DIP封裝，雙列表貼形式是SMT，四面引腳的插座封裝是PLCC，四面引腳的表貼封裝是QFP。，通過檢查板子知道，這個電位器連接在CPU80c522的59腳上。這篇帖子給出一個思路，通過查板子得知，這個電位器一端接5v 電源，一端接CPU80c552的52腳，那么肯定是這個腳需要這個5v的降壓信號，至于干什么用的，就需要查詢DATASHEET。那么查詢DATASHEET后我們知道，80c552是單片機(jī)，內(nèi)部帶有10位的A/D轉(zhuǎn)換器，高速輸出端口。它的PLCC封裝形式的引腳是這樣的：通過上圖我們知道，59腳的定義是AVREF+與之對應(yīng)的還有58腳AVREF,通過DATASHEET的管腳定義說明我們知道這兩個引腳的含義他們是給A/D轉(zhuǎn)換器提供參比信號的，從這份資料上我們根據(jù)經(jīng)驗就可以斷定58腳的AVREF是接地的，在板子上也驗證確實如此，那么59腳AVREF+應(yīng)該是多少呢？這是根據(jù)設(shè)計者的理念決定的，但有個常識，這樣的參比電壓不會超過電源電壓，否則輸入信號的峰值與電源電壓一致就會出現(xiàn)飽和，對信號的準(zhǔn)確不利，一般60%90%的電源電壓。在這個區(qū)間內(nèi)你隨意調(diào)解，都不會影響結(jié)果，但在有的設(shè)備上能看到圖形的變化。所以。這是我在前面反復(fù)強(qiáng)調(diào)的，電位器的調(diào)解在沒有資料的情況下一定要分析電路揣摩設(shè)計者的意圖，盲目的調(diào)解然后察看設(shè)備的反應(yīng)是非常愚蠢的，從維修的角度上講是絕對不能做的。知道了這個電位器的含義，那么剩下的時間我們就把這個芯片的其他引腳也分析一下，這是一個8031內(nèi)核的單片機(jī)，p開頭的端口就是I/O口，有5組，有EW看門狗時間控制，有ADC的有效控制，有PWM0/1的脈寬輸出控制，RST是復(fù)位端，XTAL1,XTAL2是晶振的輸入端，了解了這些對將來的維修會有很大的幫助。接下來再說一個例子，這是前一段時間在上咨詢時遇到的，情況是這樣的，GE DINAMAP PRO1000心電監(jiān)護(hù)儀，血氧探頭不亮，經(jīng)過對換得知探頭沒有問題，那么我們就需要檢查板子了，這個機(jī)器的維修手冊非常詳細(xì)，線路原理圖齊全，通過這個線路圖我們知道，血氧探頭兩端接在一個芯片上，編號是u9,這個型號我現(xiàn)在想不起來了，但無法查詢到，除了型號數(shù)字部分相同，尾綴完全不一樣，雖然也是QFP封裝的，但肯定不是同一個東西，通過線路圖提供的內(nèi)部框圖我們知道，這是一個類似厚膜電路的集成電路，是一個特種芯片，難怪查不到DATASHEET，下面就是這個芯片的ＧＥ原廠圖紙：從上圖中我們知道這個芯片的38和39腳分別接血氧探頭的正負(fù)極，42腳是LIM控制信號，這位工程師測量的結(jié)果是38，39腳都為0，42腳是5V，而一塊正常的板子的這個電壓是38腳5v,39腳0v，42腳0v ，（醫(yī)院有相同的機(jī)器）。那么這種檢查對比是否就能判斷出u9這個芯片壞了呢？不能，我們可以這么理解，由于控制端LIM也就是42腳的電平不同造成了輸出38腳沒有電壓，也就無法點亮血氧探頭，所以需要進(jìn)一步檢查，那就是切斷42腳的連線 ，從圖上看不需要切斷，只需要把R37阻值是200歐姆的電阻引腳焊起來一個就可以了，當(dāng)然首先要檢查這個電阻是否斷路，如果斷路那么這個信號還是過不來也會造成錯誤。電阻去掉之后，我們把42腳接地，這時候通電測量38和39腳是電壓是否是5v和0v ，如果是這個芯片就沒有損壞，要查找下一級電路，如果42腳接地后，38腳依然是0v，那么我們才可能判斷出這個芯片的損壞。遺憾的是，這位同行沒有進(jìn)行這步檢查就直接把芯片從板子上焊了下來，我不知道怎么焊的，但這種表貼焊接的器件再想焊回去難度很大的，至于是否修好沒有了下文，但這個我們不關(guān)心，這里只說明的是一個維修判斷的思路。我們繼續(xù)看，42腳的LIM信號去了哪里呢，u22的25腳，也就是PIC16c66的RB4端口，這個芯片是可編程的控制器，與25腳對應(yīng)的是第6腳RA4 ，而這個RA4信號是MODE信號又送給了U9的30腳，PIC芯片很難損壞，難道還是u9損壞造成的？以我個人的經(jīng)驗來看，不大可能是這個芯片有問題，那么詢問他到底有什么錯誤信息，結(jié)果告訴我說錯誤編號125，那么馬上查詢手冊，得知這個錯誤代碼的含義是Too many reset requests也就是說太多的復(fù)位請求，那么這個RESET信號是怎么來的呢，我們還要繼續(xù)看圖紙，CPU 型號是MPC823,編號是U12，這個CPU的R5腳輸出這個血氧探頭的RESET信號，也就是開機(jī)就會發(fā)送一個復(fù)位信號復(fù)位血氧探頭的接收信號（注意，這個CPU MPC823是ＲＡＭ內(nèi)核的處理器），這個信號出來后交給Ｑ１２三極管，其實就是一個高電平導(dǎo)通這個三極管，而這個三極管推動的是Ｕ６ 4N35光電耦合器的發(fā)射，通過這個耦合器發(fā)射給接收端信號，使接收端給血氧探頭一個低電平的復(fù)位信號，如果這一路出現(xiàn)問題也許三極管，也許光電耦合器發(fā)生故障都會導(dǎo)致復(fù)位信號源源不斷地發(fā)送，使處理器偵查到復(fù)位信號沒完沒了導(dǎo)致停止血氧探頭的發(fā)射燈從而保護(hù)。下面是這段電路的示意圖：下面是4N35的資料從上面來看，可以明確的判斷u9這個芯片不可能存在問題的，問題在其他地方，所以，一個電路的維修，在沒有充分的判斷的情況下不要急于斷定那一個芯片有問題，僅僅是懷疑，要確認(rèn)就需要有充分的證據(jù)，否則只能停留到懷疑的地步，不要盲目動作，否則會釀成大患的。通過上面的例子，我們接著來說一下光電耦合器的檢測方法。上圖中4N35是一個帶有基極的固態(tài)光電耦合器，這樣的器件在電源隔離，驅(qū)動隔離以及端口隔離上用途廣泛，目的是為了保護(hù)器件不至于被大功率器件的反饋電流燒毀。在這里采用 4N35就是因為CPU價格昂貴且作為中央處理器要受到保護(hù)。值得一提的是，我們經(jīng)常遇到的固態(tài)光電耦合器很少有基極的，在上面的例子中基極也沒有被使用而是懸空。下面看一下這個芯片的結(jié)構(gòu)，我們做一下分析從而得出檢測方法：這是這個芯片的引腳關(guān)系圖，從上面第一張圖我們看出，引腳序號是從圓點處開始逆時針順序排列的，所有的集成電路都遵循這個原則。第二張圖我們看到一個二極管和一個三極管，這就是光電耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也就是說通過發(fā)光二極管和光電接受三極管來完成這個功能，當(dāng)發(fā)光二極管通電，光電接受三極管接收到發(fā)射光后就會在基極產(chǎn)生高電平從而導(dǎo)同三極管。知道了內(nèi)部結(jié)構(gòu)之后我們?nèi)绾螜z測呢，首先用萬用表二極管測量檔測量發(fā)射二極管的兩端然后顛倒表筆，就應(yīng)該測量到正向?qū)ǚ聪蚪刂沟囊粋€二極管特性，如果能量出這個特性只能判斷出發(fā)射端是好的，如果短路或者斷路或者正反阻值相同（要斷開一端的連接線路）那么就是發(fā)射管損壞，這個芯片就要更換。發(fā)射端測量完畢后我們就要進(jìn)行接收端測量，首先測量接收端的電阻，在線測量大概在2k以上的阻值就說明沒有導(dǎo)通，如果電阻很小就說明已經(jīng)短路了，就要更換了。然后進(jìn)行通電測量，在發(fā)射端接5v電源，接收端的離線電阻就應(yīng)該很小，如果在線測量，接收端一端接地一端接一個高電平信號，通電的時候接收端之間的電壓小于1v就說明已經(jīng)導(dǎo)通，2v以上的電壓差就說明沒有導(dǎo)通，這個芯片就要更換。雖然這個芯片很便宜，很多人說還不如直接換了呢，干嗎要費這么大的勁兒，話可以這么說，但維修是一種技術(shù)，技術(shù)是要證據(jù)說話的，就算判刑也要驗明正身證據(jù)確酌不是？要注意的是，發(fā)射端不能直接接5v ，因為5v直接上來可能會燒壞發(fā)射端，因此要用電阻進(jìn)行限流，下面就是這個芯片的測試示意圖。