一、引言

自年代以來,我國的衡器工業.通過引進消化吸收和技術改造,產品結構發生了很大的變化,使衡器產品步入了集傳感器、微計算機技術於一體的電子衡器新階段。

就稱重顯示控製器而言,為了提高其可靠性和降低成本,采用表麵安裝技術 ( SMT)和∑一 △ 模數轉換 ( ADC ) 技術,可謂之是最新選擇。

某電子有限公司憑其地處香港窗口的有利條件,近些年在上述兩項新技術方麵堪數領先於國內其他衡器企業,並相斷推出了適用於多種稱重場合、可變換速率的P T 6 5 0 F稱重顯示器和適用丁包裝稱重及多種配料場合的、采樣速率達70次 / 秒之多的CB係列多種稱重配料控製器。這些稱重顯示控製器是能滿足不同用戶需要的、性能價格比適中的高新技術產品。

二、表麵安裝技術及其測試技術

1.表 麵 安 裝 技 術

表 麵 安裝技 術 也 稱S M T,是 英 文 Su r-f ace Mount Technology的縮 寫。所 謂 表麵 安裝 技 術,故 名 思 義,它 有 別 於 傳統的 金 屬 化孔印 刷 電路 板 上 的 穿孔安裝技 術。隨 著表 麵 安裝 型 品 體管、二 極 管 及 微 型 化 集成 元 器 件 的出現,傳統的印刷 電路板 穿 孔 安裝 技術 顯 然就 不適 用了,特 別 是 在 印 刷 板 上 安 裝 密度 高的 情 況 下,傳 統技 術 安裝 的不 良 率 也會 隨 之增 加,並 會直 接 影 響 到 產 品 的可 靠 性。采 用S M T 後,產 品 的 可靠 性 和 使 用 壽 命就 會大 大提高。因 此,表麵 安裝 技術 在 國 外 不 少規 模化生 產 的產 品 中 已 普 遍應 用,甚 至 在 諸 如 加 拿大、美國、日 本 等 不少 企 業 生產 的稱 重 顯示 控製 器 產 品中 也 采用 了S M T技 術。近 年 來,香港 誌 美 電子有 限 公 司 在 諸 多 的產 品 中,率 先在 國內采 用 了這 一 新 技 術。

2.表 麵安裝 技 術 的 測試 技 術

隨 著表 麵 安 裝技 術 的 推廣 與 應 用,隨 之而 來的 是 與 此配 套 的 對 S M T 的測 試 技 術。采 用物 理 檢 查,雖然 可 以 查 證 組 件 機 械 上的可 靠性,但難 能 保證 電 路 效 用。對 S M T 來說,同 樣 隻有 通過 電 性能 測 試 才能 確 保這 一點。電 性 能測試 技 術 通 常 又 分 為 功能 測試 技術和 內電路測試 技 術 ( 又 稱 在 線 測試 技 術 ) 兩部分。當然,對 具 體 的 稱 重 顯 示 控 製 器 來說,所 有S M T 電 路 的 測 試 方 法。應 是 在 模 擬操作 環境 下,以 輸 入 信號 為 測 試激 勵,對 比 在 接受 極 限 情 況 下 的輸 出 響應,最 終 來判 斷 電 路板 的 合格 或不 合格。內 電 路 測 試不是 檢驗 整體 電路 板 的 性 能,而 是檢 驗 分 立 元 器 件或 小規 模 元 件 群的缺 陷。測試 數字 元件 的方法 是向 元 件 輸 入 一 係 列 叫 做 測 試 向量 的測 試 圖形,並對 照 器 件 的 真 值 表 來 測量、比 較輸出。目 前,已 有 和 應 的 數字 內電 路 測 試 器 問世,它們能在 與 實 際 使 用 相 似 的情 況 下,以 時鍾 頻率 起作用 對 內電 路 進 行 測 試。近 期,又 發 明了一 種 內 電路 的 非 相 量 測試 技 術,將 內 電路 測試技 術 更推進 了一 步。總 之,隨 著表麵 安 裝 技術的應 用,也 應 配套 相 應 的S M T測 試 設 備,才 能確 保 新產 品 的性能。這 方 麵是某 公司與 日 本 某公 司 合作完 成 的。

三、∑一 △模 數 轉換 ( A D C ) 技 術

1.概述

傳 統的 高 精度 模 數 轉換 ( A D C ) 技 術,主要 有 逐 次 比 較 型 和 積 分 型 兩大 類。逐 次 比 較型 雖有 較 高 的轉換速度 和 相 當 的分 辨 率,但因其結構 原 理較 複 雜,所 以 成 本較 昂 貴,也 難於再 從 元 器 件精度 上 提 高其 轉 換精 度。積 分型 雖可 達 到很 高 的 精 度,但 其 轉換 速 度 卻很慢。

隨 著數字 信 號處理技 術 應 用 的 激 增,近年來 推 出 的 一 種高精度、高 速 度 而 又 低 成 本的、利 用 過 采樣技 術的∑ 一 △ 調製 型 A D C。它綜合 了 上 述兩 種傳 統 型 A D C 的長 處,以電 路 速度有效地換 取 分辨 率 的技 術,解 決 了轉換速 度 與 高 分 辨率 這一 長期 以 來 難 以 完美的矛盾,並逐 步 在稱 重顯示 器 中獲 得 了 應 用。

2.工 作 原理

細 實 線 和 粗 實線分別 表示 模 擬 信 號 和 數字 信 號 的 流 向。係 統 基 本 上可 以 分 成 模 擬 和 數字 兩 大部分。模 擬 部分 就是 一 個∑一 △ 調製 器,它是 由一個 積 分 器、比較 器和1位D A C構成 的閉 環反 饋 回 路,其中積分器 的 階數決 定 了 調 製 器 的階數。係 統的 數 字部分實 際 上 是 數 字 濾 波 和 采樣 電路,它是 由 時鍾 控 製電 路、累 加器 和 編 碼 輸 出 等部 分組 成。

整個 係 統 是 由 一 個高 速 時 鍾 協 調 運 行的。在 每 一 采 樣時 刻,比 較 器 輸 出 一 個 比 較值,並 同 時由D A C將與 該 比 較輸 出 值 對 應的模 擬 電 壓 再 反饋 到 輸 入 節 點∑,積 分 器 對這 一 輸 入 信 號 與 比 較 信 號 的 差 值 進行 積 分。由 於 如此往 複循 環,即可完 成∑一 △ 調 製,且此 時 積分 器 的 輸 出就 是 這 一差 值 的 累 計值。由 於 係統 的 負反 饋,這一 累 計 值 將 在 一 定 值附 近波 動。因而,每 次 采 樣 比 較 值 將 出現 波動。這些 值 由 數字 部 分的數字 累加器進 行 累加,並在 時鍾 電 路 控 製 下 每 隔N個采 樣 時鍾讀 出累加器 的 累 加 值,經 編 碼 ( 通 常 為 二 ~ 十進製 ) 電 路 轉換 後,由輸 出 電路輸 出。這 一 數字 輸 出 值與輸 入 模 擬 信 號 的 關 係為

式 中x(t)——輸 入 信 號;

τ——時 鍾 周期,通 常 把 積分 器 R C 常數 定為τ ;

Q ( nτ)—第N次 比 較器 的輸 出 值;

ξ(n t) 一 一 第 N 次 比 較 的 量化 誤差。

       由 上 式 可 知,在 N 個 係 統 周 期 內,比 較器 輸 出 值 的平均 近 似 於 輸 入 信 號 的平 均 值。當N足 夠大 時,這 種 逼 近 將 達 到 很 高 的精度。∑ 一 △ A D C 得 名 於 係 統 存 在∑ ( 積分 )△ ( 增 量 ) 調 製 過 程。由 於∑一 △ 調製 器具 有遠 高 於 奈 奎 斯特 采 樣 速率,所 以 可大 大降 低信 號 采 集 係統 中 對 前 置 模 擬 濾 波 器 的 要 求。這 樣,通 常 利 用低 價 的R C濾 波 即可 滿 足 要求,而且 在 高 速 采樣 使用 時,也 可 省 去信 號 采樣保持 器。

四、實際應 用

       S M T 和∑一 △ A D C 技 術 的 優 越性 已 引起 稱 重 技術 界 的關 注。香港某電子 有 限 公司 率 先 同時采 用上 述 兩 種 新 技 術,在 國內推 出 了P T 6 5 O F稱 重 顯示 控 製 器 和C B 9 2 0、C B g o o F、C B 9 0 O G等 四 種 物 料 用 配 料控 製 器 以 及 用C B 9 2 0作 為 通 道 部 件 的C B 2 8 0 o、C B 3 2 0 0、C B 3 5 0 o等 多 種大 型 配 料控製 器,並 在 國 內 不少 工 程 項 目 中替 代 了 進口 昂 貴的類似產 品,為 我 國 的 電 子 衡器 產 品趕 上先 進 國 家 水 平做 出 了貢獻。

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