函数型袖珍计算器的电路及检修(续)

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基本结构和元器件排列位置

fx—120型计算器的组成与其它绝大多数函数型荧光管计算器一样,主要有机壳、电源开关、外接电源插座、按键、按键弹簧板、导电橡胶片、透明绝缘片、按键线路印板、选择开关和电路印制板等元部件。下面我们按检修时的拆卸顺序来对fx—120型计算器的基本结构和元器件排列位置作些介绍。

旋出机子后盖上的两个固定螺钉,打开后盖,即可看到电路印板、数码管、电源开关、电池接触簧片及外接电源插座等。翻开电路印板,布满在印板上的大规模集成电路LSI、晶体管、电阻电容等元器件和按键线路与电路印板连接的21根扁铜导线就展现在眼前,如图3、图6所示。从图3中可看到,在机壳显示窗口的左上角,注塑着AC、C、9、8、7……等按键的排列位置示意表。如果在检修时不小心搞乱了按键位置或从键盘中取出了按键,可以就近参考这示意表重新放置。按键印板由6个螺钉固定在机壳上(见图3)。松开这6个螺钉,就能依次取下按键印板、透明硬塑绝缘片(约厚0.3毫米)、四片形状不同的黑色导电橡胶片(见图4)、透明软塑绝缘片(约厚0.1毫米)、按键弹簧板等。最后,活嵌在键盘上的39个按键及DEG、RAD、GRA、SD选择开关拨头就全露出来了。

图1
图1 🔍原图 (669×903)
图2
图2 🔍原图 (540×689)

在每片导电橡胶上都有两个接触头(见图4中划有斜条的小圆圈),它们依靠按键弹簧板对应位置上的小凸头的弹力,而与按键印板上相应的触点压接连通。从而使四片导电橡胶起到四把按键开关“选择刀”的作用。这四把“选择刀”实际上就是上期图1中与按键线路部分引线第10、11、13、20端分别相连的那些按键开关触头。当“选择刀”与按键印板上相应的触点接触不良时,将会使对应的一组按键全部失效或失常。例如当导电橡胶片D的“选择刀”接触头与按键印板接触不良时,0,1,2……9等10个选数键即失效或失常。

拆卸计算器则应注意,在“=”和“M+”按键中间的键盘上有一个小孔,它直通键盘上的金属面板。小孔内有一个小压簧把金属面板与计算器电路内的静电接地线相连通。静电接地线的作用是泄放计算器可能会感应到的静电电荷,以防止高的静电电压对计算器的正常工作产生干扰或对LSI等器件造成损伤。小孔内的压簧体积很小,在检修时小心不要弄丢了。静电地线在图1电路中是与BG\(_{1}\)集电极、R2和按键部分的虚线框(即表示金属面板)等连接的。静电地线对应于图3中的第21条扁铜导线。图3中第6根扁铜导线是无元件连接的空线,其余扁铜导线的连向可参见图1所示。

fx—120型计算器的后盖左下方还有一块小滑板。抽出小滑板,可看到电路印板上的17根细印制导线,如图5中所示。其中第1~6和13、14根印线分别与图1电路中的各个测试点对应连接(请对照参见图1、图5和表2)。有了这几根印线引出端,有时就不必打开计算器后盖也能对有关电路或电压进行测试,从而方便了维修工作。

图3
图3 🔍原图 (897×741)

故障现象及检修

在图6中示出了fx—120型计算器内各主要元器件损坏后所反映的故障现象,供大家在检修时参考。下面我们以几种故障现象为主来介绍产生故障的原因及检修方法。

图4
图4 🔍原图 (1767×1292)

①开机后无任何显示。开机后无任何显示是计算器最常见的故障之一。引起这种故障的原因很多。有时故障原因很简单(如电池夹接触不良),检修起来很方便;有对故障部位却较隐蔽,使检修甚为困难。但只要了解和掌握了有关检修程序,就一定可以较快地找到故障原因。由于无任何显示的基本故障原因是数码管或LSI的工作电压消失或失常,以及数码管或LSI损坏。因此检修时从测量图1中对地(GND)的电压入手是比较妥当的。表3所示就是这样一张检修程序表,它可以帮助你较迅速地查到故障原因。应该说明,表3中所指“电容及印制导线短路”包括严重漏电(如电池漏液所引起的印线间漏电等)的现象。D\(_{1}\)~D4断路包括正向电阻明显增大。数码管的灯丝在正常情况下应是暗红色亮状。如明显增亮,测V\(_{F1}\),2大于2.3伏,就表明灯丝太亮。当VF1,2大于2.3伏时,U\(_{C5}\)~UC8也相应大大上升。这样容易损伤或损坏LSI或数码管。因此在没有修复故障前,不要长时间接通计算器的电源。

图5
图5 🔍原图 (2284×1028)

判别直流变换振荡器是否振荡时,可把一个晶体管收音机靠近计算器。如果收音机发出由计算器内振荡器所产生振荡的高次谐波干扰“哈,哈……”声,就表明振荡器振荡。反之则停振。表3中没涉及到一些电阻和小容量瓷片电容,原因是这些元件极少见损坏,而且损坏后也很容易查找。按表3找到故障元件或部位后即可进行修理,具体方法见后文所述。

②开机后显示一串8字。这是一种全显示故障,通常按AC及C键都不能使显数消失。但计算器的送数及运算功能大都正常,只是所送数或运算结果数较本来不该显示的8字较亮些罢了。产生故障的主要原因是LSI的1脚电压(V\(_{DIS}\))带有较大的脉冲成分及幅值太低。通常,当C7失容或断路时,D\(_{1}\)的输出电压就得不到滤波,致使UC7明显带有脉冲成分,其平均幅值也大为降低,从而引起上述故障。计算器正常工作时,V\(_{DIS}\)应为-27伏左右(即UC7=-27伏左右)。如测得V\(_{DIS}\)为-22伏左右,一般就是C7断路或失容。调换C\(_{7}\)就可排除故障。此外当C1严重漏电或电池用旧以致3伏电压明显不足时也会引起U\(_{C7}\)明显降低,从而可能导致显示一串8的故障。同样当D1正向内阻剧增也可能产生类似故障。

③开机初始显数无规则跳闪。这种故障多半发生在开机瞬间至开机后的几秒钟内,以后则显数全消失。跳闪的数字常为1~4个,有时看不清,看上去好象是闪光。当U\(_{C6}\)(电容C6两端电压,即V\(_{DD}\)则GND的电压)带有较大脉动成分及幅值明显下降时就会引起上述故障。因为UC6是供LSI内逻辑电路用的主要直流工作电压,当U\(_{C6}\)太低时,LSI将无法工作,数码管也就无显示。如UC6低且带有脉动成分,则在计算器刚开机的初始阶段,由于LSI的各工作电压尚未正常建立,从而出现跳闪显数现象。C\(_{6}\)失容或断路是造成UC6下降和带较大脉冲成分的主要原因。检修时,如测得U\(_{C6}\)为1.4~2伏,即表明C6失容或断路。调换C\(_{6}\)就能消除故障。

④显数缺笔划或多笔划。显数缺笔划现象大多是数码管或LSI的S\(_{1}\)~S7、DP引脚或相应的连接印线断路或脱焊等而造成的。例如在电路印板中数码管的S\(_{5}\)脚与LSI的25脚间的印线有一段细狭区,见图7所示。倘若这段印线因受电池漏液等的腐蚀而霉断,那么数码管中各位数字的S5段电极就都不会显示,造成该显1却显2该显显成3等现象。其它缺笔划情况可对照图1中的数码管图类推。检修时,可先后测试与缺笔划段对应的数码管和LSI引脚的电压。如测出数码管引脚电压为零或很低,而LSI对应引脚的电压正常,则说明印线霉断。若两者电压都正常,一般就是LSI引脚脱焊。假如LSI引脚不见脱焊,那就是LSI损坏,不过一般少见。

图6
图6 🔍原图 (720×371)

多笔划是指不该显示的笔划也显示的故障,如2示成1。数码管或LSI的S\(_{1}\)~S7引脚及其印线间漏电是引起这种故障的主要原因。漏电现象尤其会发生在印线间距小的场合,以及在计算器严重受潮、进水或电池漏液后。通常根据多笔划的实际情况,对照图1及电路印板就很容易找到漏电处。对于漏电处,可用无水酒精仔细擦净。待酒精干后故障就应消失。另外,当漏电发生在数码管或LSI的5~13、15~16引脚及其对应的印线间时,就会产生不该显示的位数也显示的现象(P\(_{12}\)位数字是一直不显示的。因为fx-120型计算器只用了数码管中的11位数,P12与V\(_{DIS}\)端常通),故障处理方法同上。以上处理漏电现象的方法也同样适用于表3所示的印板漏电故障。

⑤显数暗淡或时明时暗。当U\(_{C7}\)、UC8(V\(_{DIS}\)、VS)明显下降时,数码管的阳、栅极对阴极的电压也就明显降低,从而使数码管显数亮度不足。这就是主要的故障原因。此外,这种故障也可能是数码管衰老所致。检修时,如测量U\(_{C7}\)、UC8正常,就表明数码管衰老,可予调换。反之则应找出U\(_{C7}\)、UC8下降的原因。引起这两个电压降低的因素很多,检修时常可分两步来检查。光测对地电压,如低于2.4伏,应先按表3查出故障部位再修理。待电压正常后如故障还存在,再测U\(_{C5}\)~UC8。一般测到哪个电压的相对下降幅度最大,就说明输出这个电压的整流、滤波等电路有漏电等现象。通常不外乎是电容或印板漏电、D\(_{1}\)~D4反阻变小及TC—14绕阻局部短路等,只要逐个元件(一般至多3~4个)检查就可马上找到故障处。

显数忽明忽暗的故障是由U\(_{C7}\)、UC8不稳定的变化(时高时低)而引起的,检修的方法类似于显数暗淡的故障。实践表明,通常以D\(_{1}\)~D4反向特性不稳定、TC—14绕阻内不稳定局部短路及印板不稳定漏电为多见。

⑥度制选择开关或个别按键失灵。产生这种故障的主要原因是度制(DEG、DRA、RAD)选择开关、SD选择开关或某个按键接触不良。由于度制和SD选择开关由嵌装在开关塑料拨头上的弹性簧片和对应位置上的印制板触点为主而组成。因此如开关接触不良,可适当拨开弹性簧片与拨头间的距离,以增强簧片与印制触点的接触力,恢复良好的接触。如果是印制触点上沾有污物等而引起开关接触不良,则可用无水酒精擦去污物。对于接触不良的按键也同样可用无水酒精擦洗印制触点或导电橡胶片上相应的触头。修理接触不良的电源开关的方法与度制开关相同。

⑦多个按键同时失灵。多个按键同时失灵的现象常带有规律性,即基本上是与D\(_{5}\)(或D6、D\(_{7}\)、D8)正极连接的一组按键同时失灵(见图1电路)。故障的主要原因在“结构”一节中已提到过了,就是导电橡胶(选择刀)的静触头与印制触点接触不良所致。一般用无水酒精将触头、触点擦洗干净就能解决问题。另外还应注意LSI的17~20引脚是否脱焊及与它们相连接的印制导线、扁铜导线(图3)等是否断裂。其中要特别注意与LSI的18、21脚连接的印线有否断路。因为这两条印线都各有一段细狭段,如图8所示,如受到电池漏液等腐蚀后就极易霉断。

图7
图7 🔍原图 (512×280)

⑧所有按键都失灵。产生这种故障时,数码管上总显示着1个或几个数字,按任何键都不能使其消失或变化。故障原因是某个或某几个按键常通,封锁住了其它键向LSI输入信息的功能。按键常通现象大多由电池漏液、水或导电橡胶粉末等导电物沾在按键印板触点上引起漏电而造成的。处理方法也是用无水酒精擦洗故障部位,直至干净不漏电为止。另外当某个按键在键盘中“卡住”(按动不灵活)时也会使按键常通。只要将卡住按键的异物等去除就能排除故障。

⑨显数过明亮。当电路中的DW\(_{2}\)断路或C5容量剧减时,振荡电路的稳幅作用便大大变差,致使各路输出电压大大上升。如果DW\(_{2}\)断路,则UC5可升达15伏,U\(_{C6}\)达9伏,UC7达45伏,U\(_{C8}\)达36伏,VF1、2在2.5~2.6伏以上。从而数码管的工作电压也相应大增,显数亮度就明显增加。检修时测量U\(_{C5}\),如达15伏左右,一般就是DW2失效。如U\(_{C5}\)上升幅度不太大(UC6等上升较大),在10~12伏左右,通常说明C\(_{5}\)容量剧减或断路。

元器件代换

三极管:BG\(_{1}\)(2SA715)是PNP型硅管,可用国产PNP型塑封硅管CS11、CS12(陕西商县877厂产)、CD568B、CD715B(上无二十九厂)、3CD-202(宁波无线电二厂)等直接代换。BG2(2SC945)是NPN型小功率硅管,可用3DX201B、3DGll0B、C、3DG-lllB、C、3DG120B、C等型国产管直接代换。BG\(_{3}\)(2SD467C)也是NPN型小功率硅管,可用国产3DX203B、C、3DG130B、C、3DK4A、B等型管代换。

二极管及稳压管:D\(_{1}\)、D2可用国产2CK71D、E、2CK74D、E、2CK72D、E、2CK73D、E、2CK1D、E,BS15等型管直接替换。D\(_{3}\)~D10可用国产2CK71B、C,2CK73B、C,2CK72B、C,2CK40A、B等型管代换。DW\(_{1}\)可用国产2CW52等型稳压管代替;DW2用国产2CW74等型管代换。电解电容一般可用国产CD11型代换,也可用CD10型的。C\(_{6}\)的耐压只要大于10伏即可。对于数码管,如找不到同型号管,可用国产类似特性和体积的平板多位荧光组合数码管代替。如果位数多于11位只要将多余位的控制栅一并接至VDIS端上即可。(王德沅)