IC芯片代换技巧
在PCB电路设计中会遇到需要代换IC的时候,下面就来分享一下在代换IC时的技巧,帮助设计师在PCB电路设计时能更完美。
一、直接代换
直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC,代换后不影响机器的主要性能与指标。
其代换原则是:代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同,还应注意逻辑极性相同,即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。性能指标是指IC的主要电参数(或主要特性曲线)、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。
1、同一型号IC的代换
同一型号IC的代换一般是可靠的,安装集成PCB电路时,要注意方向不要搞错,否则,通电时集成PCB电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC,虽型号、功能、特性相同,但引脚排列顺序的方向是有所不同的。例如,双声道功放ICLA4507,引脚有“正”、“反”之分,其起始脚标注(色点或凹坑)方向不同:没有后缀与后缀为“R”,的IC等,例如M5115P与M5115RP。
2、型号前缀字母相同、数字不同IC的代换
这种代换只要相互间的引脚功能完全相同,其内部PCB电路和电参数稍有差异,也可相互直接代换。如:伴音中放ICLA1363和LA1365,后者比前者在IC第5脚内部增加了一个稳压二极管,其它完全一样。
一般情况下,前缀字母是表示生产厂家及PCB电路的类别,前缀字母后面的数字相同,大多数可以直接代换。但也少数特例,虽数字相同,但功能却完全不同。例如,HA1364是伴音IC,而uPC1364是色解码IC;数字是4558的,8脚的是运算放大器NJM4558,14脚的是CD4558数字PCB电路;故二者完全不能代换。所以一定还要看引脚功能。
有的厂家引进未封装的IC芯片,然后加工成按本厂命名的产品,还有为了提高某些参数指标而改进的产品。这些产品常用不同型号进行命名或用型号后缀加以区别。例如,AN380与uPC1380可以直接代换,AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代换。
二、非直接代换
非直接代换是指不能进行直接代换的IC稍加修改外围PCB电路,改变原引脚的排列或增减个别元件等,使之成为可代换的IC的方法。
代换原则:代换所用的IC可与原来的IC引脚功能不同、外形不同,但功能要相同,特性要相近;代换后不应影响原机性能。
1、不同封装IC的代换
相同类型的IC芯片,但封装外形不同,代换时只要将新器件的引脚按原器件引脚的形状和排列进行整形。例如,AFTPCB电路CA3064和CA3064E,前者为圆形封装,辐射状引脚:后者为双列直插塑料封装,两者内部特性完全一样,按引脚功能进行连接即可。双列ICAN7114、AN7115与LA4100、LA4102封装形式基本相同,引脚和散热片正好都相差180度。前面提到的AN5620带散热片双列直插16脚封装、TEA5620双列直插18脚封装,9、10脚位于集成PCB电路的右边,相当于AN5620的散热片,二者其它脚排列一样,将9、10脚连起来接地即可使用。
2、PCB电路功能相同但个别引脚功能不同lC的代换
代换时可根据各个型号IC的具体参数及说明进行。如电视机中的AGC、视频信号输出有正、负极性的区别,只要在输出端加接倒相器后即可代换。
3、类塑相同但引脚功能不同IC的代换
这种代换需要改变外围PCB电路及引脚排列,因而需要一定的理论知识、完整的资料和丰富的实践经验与技巧。
4、有些空脚不应擅自接地
内部等效PCB电路和应用PCB电路中有的引出脚没有标明,遇到空的引出脚时,不应擅自接地,这些引出脚为更替或备用脚,有时也作为内部连接。
5、组合代换
组合代换就是把同一型号的多块IC内部未受损的PCB电路部分,重新组合成一块完整的IC,用以代替功能不良的IC的方法。对买不到原配IC的情况下是十分适用的。但要求所利用IC内部完好的PCB电路一定要有接口引出脚。
非直接代换关键是要查清楚互相代换的两种IC的基本电参数、内部等效PCB电路、各引脚的功能、IC部元件之间连接关系的资料。实际操作时予以注意。
(1)集成PCB电路引脚的编号顺序,切勿接错;
(2)为适应代换后的IC的特点,与其相连的外围PCB电路的元件要作相应的改变;
(3)电源电压要与代换后的工C相符,如果原PCB电路中电源电压高,应设法降压;电压低,要看代换IC能否工作;
(4)代换以后要测量IC的静态工作电流,如电流远大于正常值,则说明PCB电路可能产生自激,这时须进行去耦、调整。若增益与原来有所差别,可调整反馈电阻阻值;
(5)代换后IC的输入、输出阻抗要与原PCB电路相匹配;检查其驱动能力;
(6)在改动时要充分利用原PCB电路板上的脚孔和引线,外接引线要求整齐,避免前后交叉,以便检查和防止PCB电路自激,特别是防止高频自激;
(7)在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表,降压电阻阻值由大到小观察集成PCB电路总电流的变化是否正常。
6、用分立元件代换IC
有时可用分立元件代换IC中被损坏的部分,使其恢复功能。代换前应了解该IC的内部功能原理、每个引出脚的正常电压、波形图及与外围元件组成PCB电路的工作原理。同时还应考虑:
(1)信号能否从工C中取出接至外围PCB电路的输入端:
(2)经外围PCB电路处理后的信号,能否连接到集成PCB电路内部的下一级去进行再处理(连接时的信号匹配应不影响其主要参数和性能)。如中放IC损坏,从典型应用PCB电路和内部PCB电路看,由伴音中放、鉴频以及晋频放大级成,可用信号输入法找出损坏部分,若是音频放大部分损坏,则可用分立元件代替。
阿昆拆解改装长安之星车载MP3收音机功放一体机。真香!
淘了一台车载MP3收音机功放一体机来玩一下。因为我一直认为车载设备的用料还是不差的,特别是收音机,我觉得还是不错的。
还是全新的,听店长说是买车的人直接全新更换下来,他们比较嫌弃这种低端货,全去更换成大屏触控。
除了看懂这个12V标识,其它看不懂是代表什么。
支持SD卡、U盘、音频输入
虽然这货低端,但整体做工给我的感觉还是非常不错。从面板到机壳,很扎实的感觉。这左右档板都还有印个RL字母,可见其用心。因我觉得这没必要去印,这样生产安装应该还更方便点吧,不需要去区分
背后从左到右是车载线束插座,用于连接汽车上的电源、喇叭音箱等。其中红色的部分是一个保险丝。中间这根戴帽的黑色螺杆不知道是做什么的,可能是用于车内安装固定。
最右边的是收音机的天线接口。使用的是香蕉头,这个天线需要另外买,话说这天线的连接还是很扎实的。
底部可以看到螺丝,这个设计我上一次看到是在拆解一些品牌交换机就是这样的设计。
一直觉得这个设计很赞,不需要铆螺丝柱,直接用用本体成型。生产方便还节省成本。当然可能有人会感觉 这样螺丝露出来不好看,这就是仁者见仁的问题了。
虽然是个简单的产品,但整个设备外形、用料、设计、细节我个人感觉 还是挺不错。
内部相当简单和简洁
这个电路板是23年第6周生产,这个电路板通过文件名(PWR)及以上面的电感、芯片可以看的出这是一个电源板和功放板。6061E有可是这个设备的型号。
这是SD卡、USB座、AUX音频座小板
这个板就是前面按键板,包括液晶显示、mp3处理、FM收音电路。
天线焊点质量也是非常不饱满
可以看到每个FFC连线处,包括收音机天线走线部分都用胶布进行固定,以确保连接的可靠稳定,这种小细节也说明了汽车产品的可靠性。
先来看一下这个电源功放板。
这个是醋酸绝缘胶布,粘性非常强,但不会因为时间久产生那种粘乎乎的物质,比电工胶布好太多。
这个连接器上还是通过爆接小板PCB进行转接。
电容、电感部分打白胶进行固定,也再一次证明了汽车电子对可靠性的要求。螺丝孔边上的螺丝符号也是一个设计小细节
这是功放部分电路芯片,芯片型号为YD1517P,我们看下规格书
功放电路挺简单,接12V电瓶电源,通电即响。
2个大的二极管和绕线线圈主主要是起保护作用、小二极管、贴片电感、输入输出电容和一个TD1507T5芯片构成一个DCDC电源电路,从汽车电瓶进来的12V电源通过它转换成5V或3.3V电源给到后面的芯片供电。
以上是电源芯片参考电路。
这是一个大电流的NPN三极管D882M,这应该是起一个开关作用,具体切换啥还没研究。
功放芯片背面贴了一个散热硅胶,通过它和金属机壳进行散热。
不太明白,这板为啥要拼这么多处连接位邮票孔,这也太多了。
小板是通过2个PCB相互套在一起,这个设计挺巧妙
这是天线部分,还打了红胶进行固定,这个固定的给人很扎实可靠的感觉
芯片是一个AM/FM收音机芯片
24c02是一个EEPROM存储芯片,比如电台相关频道。
AC21HHN151-90芯片居然没有查到规格书,我分析大概是一个单片机芯片,上面还画了绿线,这是写过程序后的标记。单片机用来处理按键控制、收音机芯片IIC总线控制、液晶显示等功能。
前面板和按键、液晶及音量。
话说这个按键卡位也是设计的非常好,很多类似产品其实没有这样的卡扣
到此拆解完了,总的来说,这个非常不起眼,甚至被车主抛弃的车载收音功放机的设计用料还是可圈可点,很多小细节都看的出来是一个用心设计的电子设备。
下面怎么把这个功放改成方便自已家用的接线呢,首先我们要找到这个功放的电源、地、喇叭输出。
首先把这个座子拆除。
拆解的时候要小心,防止坏PCB板。
把座子拆出来,并将孔吸干净。接下来就是要相关需要的功能脚是对应在哪个孔就行了。
通过结合这个功放的典型电路,我们就可以顺着PCB线路找到这一排针孔所对应的我需要的功能引脚(地、电源、左右喇叭输出)
功放输出脚是串了一个470uF电容连接喇叭1和喇叭2到地。
这里的“信号地”和”功率地”最后是通过一个0欧电阻直接连接在一起的。
这属于单点接地了。
可以看出从外部进来的电源是先通过了二极管再通过了一个绕线电感进来。最后标注功能脚如下:
找完引脚,那就设计一个转接小板PCB,说干就干,这里直接用立创CAD
这里用了两排2.0排针,其中一排只是为了备用,实际只焊接第一排,设计完图纸,做好样品回来
进行焊接
转接小板焊接好,安装
焊接在功放板上
大功告成。
来试试
mp3模式
收音机模式
音频输入模式
到这里,一个简单的个人音频娱乐完成啦!试听一下:
,时长00:16
感谢小宝贝的协助
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