调试MAX232电路遇到的一个怪现象的分析
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调试MAX232电路遇到的一个怪现象的分析
帮朋友检查一个新研产品的故障时,遇到了一个怪现象。现在问题虽已经解决,但对其中原因的分析我觉得很有意思,说出来请各位谈谈看法。
(待续)
2017年03月28日 15点03分 1
level 8
(续)
是这样的:
产品在实验里调试运行正常,运到用户现场出现故障。现象是串行通信不通。该电路的接口使用的是MAX232器件。
经各种试验,排除了接插件接触不良、虚焊、MAX232器件损坏等因素。
往返运送过几次,都是拿回来就好了,运到现场又不行了。
后来在现场试验时发现,该电路受到某种带电的“强刺激”(例如把通信口的发送和接收两根线互换接一下,带着电再改接回来)后,立即变好可以工作了。但是只要断电再加电,通信就又不通了,必须再“强刺激”一次才能工作。
最后一次运回实验室后,刚运到就立即试验,发现:第一次加电,开始和在现场一样通信不通,但半个多小时后突然通了。第二次加电,则是延迟一分多钟后通了。第三次加电是延迟十几秒后就通了。以后再试就立即能通了。很像是和温度有关(用户现场气温达到零下十几度,而运回来又是用的空运)。
但是如果没有故障,即使零下再低的温度,也应该能工作的。所以,应该还是电路有问题。
仔细检查电路,发现印刷版上缺了一条重要的连线:不知是从设计到制版哪个环节的失误,MAX232的16脚没有接Vcc!没接Vcc竟然通信还能通?
于是赶紧用导线把Vcc接上。
没想到再一试,更奇怪了:接上Vcc后,串行通信反而不通,再把Vcc断掉,反而能通。
没办法,只好继续做各种试验,试图再发现些什么有用的线索。
就在观察试验了几小时以后,突然发现,情况反转过来了。又变成:接上Vcc串行通信能通,把Vcc断掉串行通信不通。
现在的现象,终于变成正常的了。但此前的怪现象又是怎么回事呢?
我猜想的原因,说明如下:
(待续)
2017年03月28日 15点03分 3
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(续)
该产品采用的是典型的电路如下图,其中标红圈处,就是电路板上漏掉的接Vcc的连线,以及下文将说到的C3。
图中MAX232的下半部分是一组反相器,上半部分是电荷泵,其作用是将Vcc电压转换成倍压的正负两个电压,供下面的反相器用作电源,以便反相器可以输出符合RS232要求的信号幅度。
缺了Vcc,反相器就没了电源,自然不会有信号输出。所以断开Vcc后通信不通,这是正常的。
(待续)
2017年03月28日 15点03分 4
level 8
(续)
那么,此前可以通信的时候又是什么原因呢?我猜想是C3漏电,+5V经过C3通到了芯片中,提供了一个电源。
此电路在16脚不接Vcc时,C3是处于反向电压。而电解电容长时间处于反向电压时,是容易漏电的。
当然,如此引入的电源,电荷泵不可能完全正常,所提供的电压即使能让反相器勉强工作,也不能保证输出幅度。不过,RS232的电压标准存在相当大的容差余地,所以通信仍然能通的可能性是存在的。
而到了用户现场,电路某些参数变化(例如C3的漏电可能因低温减小)后通信不通了,也是可以想象的。
至于“强刺激”后能工作,则可能是电荷泵里面的振荡器停振了,“强刺激”一下才能起振。
把Vcc接上后,因C3的漏电依然存在,电荷泵依然不能正常工作。Vcc接和不接,虽然都是不正常,但二者肯定不同,所以一种情况下通信勉强能通,另一种情况不通,也可以理解。
那么,后来过了几小时为什么恢复正常了?猜想原因是C3“自愈”,漏电消除了。
电解电容器因处于反向电压而造成的漏电,是有可能自愈的。特别是在恢复了正向电压后自愈更快。
以上是我的猜想性分析。
(待续)
2017年03月28日 15点03分 5
level 8
(续)
因受条件限制,未能对这个电路做更细致的定量测试来验证这个分析。但是,我们通过一个土办法,对此猜想做了一定程度的验证。方法是:
将Vcc断开,此时串行通信不通。然后,用各种不同的电阻性负载并在C3两端来模拟C3的漏电。结果是:有时候并上以后通信立即通了,也有时候,并上仍然不通。
这与我们上面的猜想一致。
我这个猜想性的分析,对不对?各位有经验的朋友,希望给以指教。
2017年03月28日 15点03分 6
哪位大神,给个看法?
2017年03月29日 04点03分
2017年04月07日 15点04分
level 8
最后的处理:将Vcc连线加上后,又把C3换成了一个新的。运到新用户现场后,至今还没发现再出故障。
2017年03月28日 15点03分 7
哪位大神,给个看法?
2017年03月31日 14点03分
??
2017年04月07日 08点04分
再没人感兴趣了么?
2017年04月28日 10点04分
??
2017年05月07日 15点05分
level 14
用USB转TTL数据线
2017年03月28日 22点03分 8
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