泰克（Tektronix）TPS2024B 示波器维修指南

泰克（Tektronix）TPS2024B 示波器

设备特点：

• 带宽：200MHz

• 通道数：4个完全隔离的通道

• 采样率：2GS/s

• 记录长度：2500点

• 上升时间：2.1ns

• 显示：彩色LCD

• 电池供电：标配锂离子电池

• 隔离电压：通道间和通道对地完全隔离

• 应用：工业电力电子、浮地测量、现场维护、电机驱动测试

常见故障现象：

• 插上适配器电源灯不亮，完全无法开机

• 适配器可以开机，但拔掉适配器马上关机

• 开机后屏幕亮，但没有波形轨迹

• 波形在屏幕上长时间保持不动（死机状态）

• 单通道波形显示正常，其他通道完全无反应

• 波形有严重毛刺和断续现象

• 四个通道测同一个信号，显示的幅度各不相同

• 波形触发后自动乱跑，无法定格

• 屏幕显示正常，但旋转任何旋钮都无反应

• 屏幕一闪一闪或呈波浪状波动

• 通道隔离失效，某个通道的波形串到相邻通道上

• 电池充电灯一直闪烁，但电池始终充不满

• 屏幕显示时间日期每次开机都回到2000年1月1日

维修步骤与重点模块

1. 插上适配器电源灯不亮，完全无法开机

这是典型的初级电源损坏。TPS2024B的适配器输入为15V直流，进入机器后经过DC-DC转换电路产生各路电压。先测量适配器输出插座处是否有15V。如果适配器本身有15V输出，说明问题在机器内部。最常见的故障是电源输入端的自恢复保险丝（PTC）断路或贴片保险丝熔断。其次是电源板上的主开关管击穿短路，导致输入保护电路动作。还有一种情况是电源管理芯片的启动引脚对地短路，使芯片无法启动。需要拆下电源板，测量输入端的保险丝和滤波电容两端是否有短路，找到短路点后更换损坏元件。如果发现明显烧焦痕迹，说明后级有严重短路，需要逐级排查负载端是否存在短路。

2. 适配器可以开机，但拔掉适配器马上关机

电池已经失效或电池连接电路有问题。先测量电池组的输出电压，正常应在10V以上。如果电池电压为零或很低，电池已经过放损坏。TPS2024B的电池为8芯锂离子电池组，电压为14.4V。电池保护板可能已经锁死，需要更换整个电池组。如果电池电压正常但无法维持供电，则是电池管理电路中的电源切换MOS管损坏。适配器输入和电池输出通过两个背靠背的MOS管切换，如果切换管击穿或驱动电路损坏，电池的供电通路就无法接通。更换切换MOS管或驱动IC后即可恢复。

3. 开机后屏幕亮，但没有波形轨迹

波形轨迹不显示但屏幕菜单正常，说明显示系统正常，问题在信号链路。这种情况通常是ADC芯片或采集系统时钟丢失导致的。检查采集板上的主时钟晶振是否起振，测量时钟输出端是否有正确的时钟频率。如果没有时钟，晶振已经损坏或晶振旁边的负载电容变质。如果时钟正常，检查ADC芯片的供电和参考电压是否正常。TPS2024B的ADC参考电压通常为1.25V或2.5V，如果参考电压缺失，ADC无法正常工作，自然没有波形。另外，ADC与FPGA之间的数据总线虚焊也会导致波形缺失，需要补焊或重新植球。

4. 波形在屏幕上长时间保持不动

波形冻结但机器没有完全死机，这是触发电路或时基电路故障。先检查触发模式是否设置正确，如果意外设置为“自动”模式下的低重复率信号，波形刷新会显得非常慢。如果触发设置正确但波形仍不动，触发比较器或触发电平DAC已损坏。触发比较器的输入端有钳位二极管，如果输入信号电压过高，二极管击穿短路，触发电压无法正确建立。需要更换触发比较器及相关钳位二极管。还有一种情况是时基计数器损坏，导致时间基准无法正确计时，波形无法在正确的水平位置上刷新。

5. 某个通道完全无反应，其他通道正常

单一通道失效通常是该通道独立的前端电路故障。每个通道有独立的衰减器、前置放大器和ADC子电路。先检查该通道的BNC接口是否中心针缩回，这是机械插拔次数过多导致的常见问题。如果BNC接口正常，用信号源注入一个已知信号（如1kHz方波），然后从BNC座向内逐级测量。从BNC座到衰减器输入端的微带线是否通路。衰减器继电器在切换档位时是否有响声，如果没有响声，继电器的驱动三极管已损坏或继电器线圈开路。继电器的输出端信号是否到达前置放大器。如果信号在放大器输入端正常但输出端没有，放大器已损坏。该通道的ADC子芯片供电故障也会导致该通道无波形，需要检查该ADC的供电支路。

6. 四个通道测同一个信号，显示幅度各不相同

通道间不一致是增益校准数据丢失或前端分压电阻变值。先尝试执行自校准程序，如果校准通过后各通道幅度趋于一致，说明只是校准数据漂移。如果校准后仍然不一致，说明某个通道的分压电阻网络发生了变值。100MHz以上的示波器前端使用高精度薄膜电阻网络，温度变化或过压冲击会引起阻值偏移。测量每个通道的输入电阻，正常应为1MΩ。如果偏差超过1%，该通道的精度已经超差。需要更换电阻网络或整个前端模块。如果四个通道均偏大或均偏小，且偏离方向一致，则是ADC的参考电压发生了漂移，需要更换参考电压源芯片。

7. 隔离失效，某通道信号串到相邻通道

隔离度下降是TPS系列的核心故障之一。每个通道的隔离电源模块如果性能下降，高压侧和低压侧之间的耦合电容失效，信号就会通过电源耦合到相邻通道。先检查该通道的隔离电源输出电压是否稳定，正常应为完全浮动的±5V。用高阻计测量该通道的接地夹与机壳地之间的绝缘电阻，正常应大于1GΩ。如果绝缘电阻明显下降，隔离变压器或光耦已受潮或击穿。更换隔离电源模块或光耦后，需要重新做耐压测试验证隔离度是否恢复到60dB以上。

8. 充电灯闪烁但充不满

充电指示灯闪烁表明充电管理IC检测到异常状态。常见的原因是电池温度检测引脚异常，充电IC通过热敏电阻检测电池温度，如果热敏电阻损坏或分压电阻变值，温度检测电压超出正常范围，充电IC会停止充电并闪烁指示灯。测量电池组内部的热敏电阻阻值，正常室温下应为10kΩ左右。如果阻值异常，需要更换电池组内的热敏电阻或更换整个电池组。充电电流检测电阻变值也会导致充电电流异常，充电IC判断为电池故障而停止充电。

9. 开机时间回到2000年1月1日

每次开机时间都恢复为出厂日期，说明实时时钟的备用电池或超级电容已经失效。TPS2024B的RTC由主板上的可充电钮扣电池或法拉电容供电。测量该电池或电容两端的电压，正常应有2.5V以上。如果电压为零，该元件已失效。更换同型号电池或超级电容后，重新设置时间日期即可。如果更换后仍然无法保存时间，检查RTC芯片与备用电源之间的隔离二极管是否击穿。

10. 旋钮全部无反应

所有旋钮旋转均无效果，但屏幕显示正常。这是前面板与主板之间的通信中断。TPS2024B的前面板使用一个独立的微控制器来扫描按键和编码器，通过串行通信与主板交换数据。检查前面板与主板之间的排线是否松动、氧化或断裂。如果排线正常，前面板微控制器的供电是否正常。如果供电正常但无通信，微控制器已损坏或晶振停振。更换前面板微控制器或整块前面板组件即可恢复。

维修后验证

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