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引脚

引脚,又叫管脚,英文叫Pin。就是从集成电路(芯片)内部电路引出与外围电路的接线,所有的引脚就构成了这块芯片的接口。引线末端的一段,通过软钎焊使这一段与印制板上的焊盘共同形成焊点。引脚可划分为脚跟(bottom)、脚趾(toe)、脚侧(side)等部分。

引脚是指从集成电路(芯片)内部电路引出与外围电路的接线,引脚构成了这块芯片的接口。按照功能,AT89S52的引脚可分为主电源、外接晶振或振荡器、多功能I/O口,以及控制、选通和复位四类。

(1)脚是一个多功能引脚,各种制式下的第二伴音中频信号可以用不平衡的方式从该脚进入内部的调频解调电路解调,同时它还是块内AV\TV转换和PAL、NTSC、SECAM彩色制式转换的控制引脚,输入阻抗大约3.4K。

(2)脚是识别输出脚,它以○C门方式输出图像识别信号,当TV方式已经接收到图像电视信号时,该脚对外呈现高阻抗,通过外接上拉电阻就能够得到高电平信号;当没有接收到信号时,该脚呈现低阻抗,输出低电平。

(3)脚是APC1滤波器端子,该芯片内部以振荡的方式产生38MHz开关信号完成图像中频信号的解调,产生的开关信号是否准确,就依靠自动相位控制电路(APC)控制。其中该脚上完成APC1误差信号的滤波。

(4)脚是APC2滤波器端子,第二级APC电路的滤波端。

(5)脚是石英晶体振荡器外接引脚,通过该脚外接的石英晶体和内部电路以串联共振的形式产生振荡。振荡频率为图像中频信号载频的四分之一。不同的信号制式下,所要求接入的石英晶体频率也不相同,其中PAL制式下需要的频率为38.90MHz×1/4,在NTSC制式下需要的频率为45.75MHz×1/4。另外得这两个引脚之间需要接上一个100±1%Ω的高精度电阻。

(6)脚是AFT信号输出脚,图像中频信号经过内部频率比较,从该引脚输出AFT误差信号。

(7)脚是全电视信号输出脚,图像中信号经过解调,最终从该脚输出视频信号和第二伴音中频信号,输出信号电平为2V。

(8)脚是射频AGC延迟调整引脚,通过调整外部的电位器,即能够实现AGC延迟量的调整。

(9)脚分别是内部和外部视频信号的输入引脚,信号输入时需要采用隔断 直流的方式,耦合电容容量为1uF,输入电平辐度为内部输入时为峰,峰值2V,外部输入时为峰,峰值1V,其输入阻抗大约是50kΩ。在集成电路内部,消隐电平被固定在4.5V。

(10) 脚是对比度控制电压的输出引脚,同时也可以用来控制ACL。

(11)脚是内藏滤波器的标准电平及S-VHS的开关,它需要一个1Uf 电容器接地来设定标准电平;当处于S-VHS方式时,要通过外电路把它的引脚电压设定在2V以下,处于普通的AV状态时,要把电压平设置在2V以上。

(12)脚是S-VHS方式的色度信号输入脚和直流控制的输入引脚,在输入色度信号时,需要用一个0.01Uf左右的电容隔断直流输入,在PAL制式下输入色度信号的电平应当为峰峰值300mV,在NTSC制式下输入色度信号的电平应当是峰峰值286mV。直流控制的情况是:对于LA7687,只有该脚加上5V的直流控制电压时,模拟控制总线才有效。

(13) 脚是延迟视频信号输出,还能实现ABL控制,输出视频信号的电平为峰峰值2V,还需要输入0.5mA以上的电流以实现ABL控制。

(14)脚是消色控制的输出脚,内部消色电路起控后将从该引脚输出一个低电平的信号。

(15)脚是模拟总线控制的地址输入引脚。

(16)脚是模拟总线控制的数据输入引脚。

(17)脚是多用引脚,它可以是内部场扫描脉冲的输出引脚;同时,外接电阻值的大小能够设定内部场同步分离的灵敏度;同时如果不需要内部的场脉冲,还可以从该脚输入其它的场脉冲信号,此时内部的场输出自动切断;它还是自动触发方式解除开关和行AFC选通解除开关。

(18)脚是50\60Hz识输出,集成电路内部通过对行频的计数,判断出场扫描频率,当频率是50Hz时,输出低电平;当频率是60Hz时,输出高电平。这个引脚和LA7837\8配合使用,能够自动地调整场幅度,可以给该脚一个固定的电平,实现工作一种场频下。例如仅使用50Hz,可以直接将该脚接地,如果仅使用60Hz可以把该脚接电源。

(19)脚是行AFC1的滤波引脚,AFC的直流偏压是H,VCC-3f,为了改善它对电源泳冲的特性,AFC滤波器设在电源一侧。C1是来消除场脉冲的电容器,R1是把控制电流转变为电压的电阻,而C2是用来平滑的滤波器,该脚的输出被限制在±2Vf之内。

(20)脚是行振荡石英晶体接入引脚,晶体频率应当是500Hz。

(21)脚是行振荡、行预激励电路单独供电引脚,较高的电压通过电阻为该脚提供一个直流电压,经过内部的稳压电路稳压成7V,供以上电路使用。电阻的选择计算是: R1=(+B1-7.0V)/13mA

(22)脚是行预激励脉冲输出引脚,以推挽方式输出。

(23)脚是行逆程脉冲的输入脚,沙堡\脉冲输出脚,行逆程脉冲信号经过内部形成沙堡脉冲之后再从该脚输出,作为部分电路统一的工作时序,该脚还是SECAM制式所用的集成电路V脉冲的输出脚.

(24)脚步是行一致性检测输出和SECAM制式参考信号输出脚,该脚输出了SECAM彩色解调所需要的4.43MHz考信号,同时还是行一致性检测器识别结果输出脚。如果图像行同步良好,该脚输出H.Vcc一半的高电平信号,相反如果行不同步,则变成低电位.

(25)脚是字符底色消隐脉冲输入引脚步,标准控制电压为1V,当输入电压高于1V时图像显示停止,字符显示在当前位置上,当该脚电压低于1V时,图像就显示在当前的位置上。

(26)脚是屏幕字符显示(OSD)三色信号的输入引脚,当使用模拟字符显示方式时,需要隔断直流输入,当用数字字符显示方式时,需要把高电平设置在4V上。

(27)脚是负极性亮度信号输出,该脚同时是消陷信号的输入引脚。

(28)脚是三个色差信号的输出引脚,分别输出电视图像的R-Y、G-Y、B-Y或者经过字符显示转换的R、G、B三色屏幕字符显示点阵。

(29)脚是ALC放大器(CCD延迟调整)的输入引脚步,经过集成一行延迟线延迟、运算之后,两个色差信号再从这两个引脚回到LA7687内。

(30)脚是对集成延迟线输出色差信号的引脚,在PAL制式时,两个解调不完全的色差信号从这两个引脚输出到延迟线进一步处理;当处于SECAM制式时,由于色差信号并不来自LA7687。所以在这个制式下该两个引脚呈现高阻抗状态。输出直流电压是3.6V。

(31)脚副载波恢复电路石英晶体的接入引脚,需要接4.43MHz和3.58/MHz的石英晶体。

(32)脚是彩色解调电路APC滤波引脚,外部的阻容器件组成的滤波器能够设定副载波振荡的同步范围。

(33)脚是第一级中放AGC滤波脚,AGC检测电路通过对视频信号峰值检波,分离出同步信号,在本脚滤波变成AGC电压,集成电路内部藏有第二级AGC滤波器。

(34)脚步是图像中频信号输入,经过声表面滤波器形成了特定中放曲线的图像中频信号,以平衡的方式从这两个引脚进入集电路内部放大;在集成电路内部,共有三级放大器,总的放大增益在60dB以上。

(35)脚是射频AGC的输出脚,以集电极开路方式输出。

(36)脚是音频信号输出脚,集成电路内部完成调频信号的解调,从该脚输出音频信号,在外部应有阻容器件组成的去加重电路。

(37)脚是音频滤波器脚,用于消除前置放大器的直流反馈,外部需要接1uF的电容器。另外当该脚设置为高电平时,图像中频就成为SECAM方式。 [1]

环境应力筛选试验 (ESS试验)是考核导弹质量的必要手段。ESS试验中的随机振动试验旨在考核产品在结构、装配、应力等方面的缺陷。导弹在生产中要经历组件、舱段、全弹3级的ESS试验。在3级振动试验中多次出现发射机探测功率抖动或功率很小的故障现象,排查后发现是发射机组件的整流器电路板上高压电容的引脚在焊点处断裂引起。

整流器电路板上有10个贴片瓷介高压电容(在电路中起倍压或滤波作用),在两侧镀银电极焊接11 mm镀银铜丝后插装在印制板上,电容陶瓷底面距印制板小于0.5 mm,然后用电烙铁焊接,最后在电容底部涂1圈硅橡胶GD414以粘接固定在印制板上。通过对断口宏微观观察、化学成分分析和硬度检测、装配生产流程分析以及材料力学计算,确定断裂性质和原因,进而制定经济、可行、有效的补偿措施,并进行随机振动试验验证,从而使最终问题得到解决。这一研究对ESS试验的进行有较重要的工程应用价值。

(1)固定胶分析和改进

硅橡胶拉伸强度为4~5 MPa,伸长率为100%~200%,分子间作用力弱,粘附性差,粘接强度低;而E-4X环氧树脂胶拉伸强度大于83 MPa,伸长率小于9%,粘合性好,粘接强度高,收缩率低,尺寸稳定。从性能上明显看出,E-4X环氧树脂胶才能对“悬臂梁”式的高压电容起到真正的固定作用。

对涂胶工序进行细化,要求环氧胶固定电容高度达到电容本体的1/3,并在两肋形成山脊状支撑,使高压电容与E-4X一体,振动中不再颤振,引脚得到保护。

(2)生产流程分析和改进

审查整流器电路板装配生产流程,发现是先装配高压电容再装配其它元件,这样立式高压电容为最高点,周转或放置时,电容易受到磕碰或外力而造成歪斜,每批电路板测试或固定前发现部分高压电容有歪斜现象,固定前人工进行了扶正。更改工序即先装配其它元件和粘接立柱再装配高压电容。这样周转或放置时比高压电容稍高的立柱受力,保护了高压电容。改进工序前,先对电路板真空涂覆(在电容陶瓷面上形成约15 μm厚的派埃林薄膜材料),再涂硅橡胶固定。改进后,先在电容上涂环氧胶,再在整个电路板真空涂覆,这样在电容和胶外表面一体形成派埃林薄膜。由于派埃林薄膜表面粗糙度小于陶瓷面,胶在派埃林薄膜表面的接触角大于陶瓷表面(接触角越小润湿效果越好),改进后固定效果更好。

高压电容是片式SMC,焊盘应设计成长方形的焊盘,焊接采用表面组装技术(SMT)回流焊接,这样高压电容不再是“悬臂梁”,正应力会因质心降低和受力面积增大而大幅度减小。重新对电路板设计可从根本上解决问题,但涉及大批量在制品的报废和返修,严重影响导弹的生产交付。

在X和Y方向随机振动中高压电容受交变的拉伸和剪切应力,硅橡胶粘接强度弱且固定不足高压电容高度的1/5,基本没有起到支撑作用,特别是Y向振动中电容在颤振,焊点处受到高频率的剪切应力,最终导致弯曲疲劳断裂。

电路板(试验件)换胶后通过了加强考核的随机振动试验,随后大批量正式产品进行返修。新投产的整流器电路板按照改进后的流程生产,用E-4X环氧树脂胶固定高压电容。返修后的产品和按改进措施新生产的产品在组件、舱段、全弹三级的ESS试验均未再发生高压电容引脚断裂故障,表明问题得到解决。

1)高压电容引脚断裂性质是疲劳断裂;

2)装配方式设计不合理,固定胶粘接强度不够和工艺不完善是导致引脚断裂的原因;

3)改用环氧胶和调整生产流程从工程上简单、有效、经济地解决了问题。 [2]


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