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IC-738短波电台“起死回生”记
发表日期:2014-06-09 10:43:59 来源: 作者: 【 】 浏览:4315次 评论:0

/邱灿彭(BH7JUO

拾到IC-738

HAM群体中有这样一群人,喜欢“折腾”老设备,特别是故障机,把坏机妙手回春是一件很开心的事情,我很享受让老电台“起死回生”的过程。

去年春天在跳蚤市场淘到一台故障IC-738,卖家告知该机故障是开机屏幕背光灯亮,无任何显示,机器无反应,喇叭有轻微“沙”声,并缺少发射功放管。查询该机资料,发现这个型号在国内保有量比较少,属于和IC-775同年代的中高档设备,功能较多且实用。翻看该机维修手册,我了解了CPU单元组成情况,并查看功放单元电路图后,认为故障修复成功率很高,并且功放管配件也容易买到。

IC-738是一款全模式HF收发机,工作频率覆盖所有HF业余频段,大屏幕液晶显示,数字频率输入功能,并内置CPU控制的自动天线调谐器,整体外观显得大气沉稳。

1 IC-738短波电台

更换CPU时钟晶振

机器到手后,通电确认故障现象和卖家描述一致。拆开机器面板CPU单元,仔细检查发现CPU板几个大芯片都被补焊过,CPU主晶振被换过,保存数据用记忆电池只有2.3V,用新的3V锂电换上。从维修手册分析CPU电路图得知CPU为日立HD64180,外挂了程序EPROM(27C256)和一片2KB用于存储工作状态的SRAM(LC3517AML)。由于CPU管脚数量不足,所有外部设备,包括液晶屏显示控制(不包括驱动)、按键扫描、旋转编码器和各种输入输出控制均由一片东芝的总线扩展芯片TMP82C265B完成。如图2所示是CPU单元结构简图,如图3所示是CPU单元拆解图。

2 IC-738 CPU单元结构简图

3 CPU单元拆解图

根据CPU最小系统工作原理分析,CPU部分工作首先需要(1)系统时钟、(2)复位信号、(3ROM提供程序。其中时钟晶振被换过,上面标记12.288MHz,查阅该机BOM表只能找到ICOM内部型号CR-276,频率不祥。查阅CPU资料得知最高工作频率应该是6MHz左右。

4 CPU工作频率表

那么这个后换晶振频率可能是错的,所以我先用一个6MHz晶振将其代替,确保CPU有时钟驱动。晶振频率只影响串口通信功能(频率错误会导致无法通过CI-V和电脑通信,实际上还包括控制天调CPU)。之后测试确定CPU已经有时钟提供。

检查复位信号

更换时钟晶振后检查复位信号。复位IC是一片电压检测IC,通电后复位端为高电平,尝试手动提供复位信号,故障依旧。

烧录ROM程序

最后检查程序。程序代码存储于一片27C256 EPROM里。根据以往维修经验,此类陶瓷封装芯片损坏概率很低。由于ROMSRAM公用总线,为了快速判断该芯片是否损坏,我将SRAM片选CE端屏蔽,上电后CPU会一直发送地址和片选CE信号到ROM,但通过数据总线电平判断ROM没有输出程序数据。检查ROMCPU的线路板走线,全部正常。此时怀疑ROM可能已损坏。取下芯片,找本地BG7HY借编程器尝试读取芯片内容,编程器提示28脚开路,可以确定ROM已经损坏。

这时维修遇到了很大的困难。空白的ROM芯片好买,但对应该电台的程序需要问原厂取得或者从正常机器的ROM中复制一份出来。之后我到中外各大无线电论坛发帖求这个机器ROM程序文件,都没找到,原厂也没有答复。正在心灰意冷时,一位拥有同型号机器的山东热心HAM BG4NQL,表示愿意拆开他的机器读取里面ROM文件出来拷贝给我。焦急等待一周后终于收到烧录文件,我赶紧把正确的程序烧写进新买的ROM芯片恢复机器,通电后机器依旧无法启动,但对总线信号判断ROM已经能输出程序数据给CPU

5 程序存储器27C256

维修陷入僵局

无奈中翻看维修手册,无意中发现天调单元器件清单里有一个6.144MHz晶振。经过分析,我认为这个频率可能是CPU工作频率。首先,6.144MHz刚好和串口常用波特率是整数关系。其次,天调CPU和主CPU采用串口通信,如果时钟频率不对应是无法通信的(实际上这样分析只对了一半)。最后,6.144MHz刚好在主CPU工作频率范围内,那么再检查一下CPU板其他位置。由于CPU总线还连接一片2KB SRAM,做个实验,在去掉ROM,单独通电情况下,CPU数据总线有杂乱无章的波形,电平也不太正常。此时总线扩展芯片没有工作,所以认为杂乱信号是RAM引起。但又无法进一步判断是否由于RAM损坏造成,只好到网站上购买了几片RAM芯片,顺带把6.144MHz晶振也买上。

满怀期待换上RAM芯片后依旧无法开机,这下维修陷入了僵局。而且借来的示波器又被朋友取走,失去了判断CPU系统工作状态的关键工具。对于这个情况,我采用有源音箱做了一个“信号循迹器”,如图6所示是信号循迹器电路图。

6信号循迹器电路图

CPU电路在工作时,相关控制线路上会有变化波形,用万用表无法测量,但该CPU总线速度较低,线路波形放大后能直接听到,所以可以通过这个简单装置知道被测线路是否有信号。0.1uF用于隔离被测线路和音频输入。

找出问题所在

经过对CPU电路再次仔细分析,我判断目前CPU肯定是工作起来了,但程序缺少继续运行条件。我怀疑第一次上电需要用面板组合键软复位,尝试软复位,但没有反应。如果机器正常启动,在键盘行列线上应该有总线扩展芯片送出的扫描信号(没有扫描信号就没办法扫描按键实现软复位),但实测没有,说明总线扩展芯片没有工作。有可能总线扩展芯片损坏,或者缺少工作条件。查阅该芯片资料,得知要让芯片工作必须提供2组内部区域使能信号CS0CS1。这两个信号是由2CPU地址线经反相后和CPUIOE(端口扩展使能信号)通过2个或门合成出来的。实际测试发现这2个或门4个输入端都有变化信号,但2个输出端有一个一直保持高电平。这使得扩展芯片有一个区域处于禁止状态(对应芯片片选是CS0)。如果要正常工作,这个端子必须有低电平跳变。经过测试CS0没有对地短路。所以比较肯定认为这个或门芯片74HC32损坏。

7 损坏的74HC32

没有同型号芯片,我找到一片74AC32代替,经查阅资料确定除了工作频率上限更高之外其他参数一样,于是马上将其换上并通电测试。液晶屏终于清晰显示“14.100.00 USB”,说明CPU单元已经恢复正常。接下来把按键板等之前拆下部分恢复。

完成修复工作

经测试,按键和大波轮等输入部分工作正常,插上天线,在14.270MHz收到了兰州、四川朋友的信号,在28.490MHz收到欧洲电台信号,以此判断机器射频接收通道和本振单元基本工作正常。在确定CPU工作正常后,再确认功放电路部分没有其他损坏,随即购买一套发射功放管装上。装上机后微调偏置电流到维修手册要求值,用功率表测试,所有波段发射100W没有任何问题。说明射频通道基本修复完毕。

接下来测试中发现输入衰减继电器接触不良,实测继电器接触电阻在4001 000Ω之间,由于功放低通滤波器也使用该型号继电器,经查也发现同样问题。该型号继电器不太好买,但它是透明顶盖设计并且可以取下,所以我把这些继电器全部拆开,用CRC清洁剂清理一番,再次测试接触电阻,全部恢复到1Ω以下,基本消除隐患。当然有条件时最彻底的办法还是更换新继电器。

8 低通滤波器继电器组

9自动天调拆解图

之后测试发现新问题,机内自动天调一直无法启动。现象是按下TUNE键时屏幕显示TUNE2s后恢复显示THRU,表明启动天调失败,正常情况下应能听到天调继电器跳动声音且TUNE符号闪烁。

前文提到主CPU通过串口与天调CPU通信,通信内容包括启动断开天调,调谐频率等参数。由于不知道主CPU晶振实际频率,虽然推测目前CPU晶振频率正确性,但暂时无法更换。天调CPU有个外接EEPROM,经测试CPU与该芯片能通信,说明天调CPU自身没问题。所以所有矛头均指向主CPU晶振。但正确频率到底多少呢?刚好此时朋友发来一份FT-1000短波电台手册让我帮忙分析故障,查阅后发现FT-1000使用CPU和我的IC-738完全相同,一看外接晶振频率居然是12.288MHz,也就是我拿到机器时上面焊着的“疑似焊错”晶振,是我装的晶振频率的2倍。手里这台会不会也是这样?尝试把原来的晶振换上,开机,启动正常,按下TUNE键,终于听到天调继电器跳动声音,TUNE闪烁,表明天调启动,采用长线天线测试,大部分波段均能调谐至驻波1.5以下。

至此这部电台关键故障都成功修复。后来在该机维修手册最后一页找到系统结构框图,上面标有该晶振实际频率,但当时没能仔细查阅被遗漏,以致维修过程一波三折。

 

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Tags:IC-738 短波 电台 起死回生 责任编辑:许博翔
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