不知道怎么坏的,但是修好了。修一个吉他数字效果器!

孤独摇滚看上头 吉他梦碎效果器

两年前看孤独摇滚上头入手了电吉他。家贫,配海鲜市场ZOOM G1 Four数字效果器。因嫌充电宝供电难看,研究改充电。焊接充电宝模块和锂电池到干电池的电池仓。通电,不开机。拆下模块直接USB供电,也不开机。遂吉他梦碎。

维修常规分析

电源

这里简单介绍一下他的供电方案,有4节1.5V干电池,9V内负外正的DC插座,MicroUSB插座三种电源可选。主控是TMS320C6745,一款TI出品的功能强大的DSP。
先来常规分析,插入USB通电,主控附近的旁路电容可以量到3.3V和1.2V,查询手册可知供电正常。周边有Flash和SDRAM,供电3.3V正常。

晶振

示波器打到x10,测量晶振TMS320的晶振,测量到19.2MHz正常起振。

工作条件

查询TMS320手册,测量RESET是高电平,正常,用表笔尝试拉低触发复位,也不开机。

放大镜排查

三板斧用完,我没活了。最后尝试用手机微距一个脚一个脚的看。我保证我的手很小心,最初改造的时候我没有完全拆开效果器,仅对没有贴片元件的背面进行焊接,确实也没发现掉件断线或者电容电阻外表形态有异常的。
但是我注意到了3.3V稳压块到TMS320的3.3V供电之间有一个节点,是一个1*1mm的芯片,丝印写着5C68。丝印反查网站,google搜遍了都没找到。它旁边有个电阻没贴,焊点圆润绝对不是我磕掉的。我用万用表打到电流挡尝试短接了以下这个电阻的两端,有48mA的电流,然后居然开机了!!!

时序测量

这时候我坐起来继续搜这个5C68是什么,但还是不得而知。分析它的4个脚如下。

引脚 连接
1 GND
2 1.2V从LDO输入
3 3.3V从稳压块输入
4 3.3V输出到TMS320和Flash和SDRAM

我短接的电容两端是1和4脚,居然是3.3V和GND,难道触发了芯片的复位?
分析绘制整体电源框图如下:

注意到通电的时候4脚输出了3.3V,并且用万用表量3 4脚是通的。但是断电的时候3 4脚是不通的。我联想到FPGA芯片需要多种电压供电,这其中有个启动时序的问题,一般会有个PMIC。而这个芯片可能是检测1.2V产生以后才给3.3V放通。查询TMS320C6745手册以关键词sequence搜索如下:

确实要求了Power-on Sequence要先供1.2V再供3.3V,但是没对具体的先后延时做出要求。另外搜索到TMS320TCI100 Power Sequencing Requirements,虽然不是这个型号,但是提到了先供3.3V会导致IO buffer处于不可预料的状态。示波器触发方式设为单次、手动、检测CH1(LDO1.2V输出)上升沿触发,调节电压和时间尺度测量TMS320的1.2V和3.3V供电时序如图:

考虑给3.3V加电容来拖延TMS320的3.3V启动,短路电流48mA反推电源阻抗68.75Ω。加了个10μF的电容,RC=500us。则使TMS320的3.3V供电延迟了约500us才能充到2V,1~2ms才差不多到3.3V。示波器测量时序如图。

有效果,但不多。我继续加了10μF,还是没能正常开机,但是我短接3.3V和GND来触发开机的时候火花更大了……把电容撸了,考虑在1.2V的反馈上面做文章。可以给他加一个低通滤波,延迟它1.2V输入到5C68。我割断了1.2V的反馈线路,连接一个轻触开关。

上电,测量到1.2V顺利产生了,而TMS320的3.3V输入只有0.6V。说明5C68的功能确实如我的猜想。此时按住轻触开关,开机亮灯了,显然TMS320的3.3V也有了。松开开关,又瞬间断电。我再尝试了右手插电,左手接着按轻触开关接通1.2V,这其中大概延迟几百ms,可以正常开机。

零件盒里搜了10kΩ和1μF电容,RC=10ms,预期延时20ms启动。焊接如下。

插电,正常开机亮灯,轻松秒杀。测量上电时序如图:

注意时间缩放尺度,可以看到TMS320的3.3V的上电时间显著的延迟了。就这样,不知道我是怎么搞坏的,虽然不知道正常的上电时序是怎么样的,但是我修好了。

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