Проверка элементов электронной платы. Поиск ошибок в системах тестирования при обслуживании и производстве. Как можно понять из картинки, резисторы тоже бывают разные

После того как вы закончили собирать ваше устройство, запаяли последний элемент в плату, не торопитесь сразу же его включать. Приготовьте мультиметр, откройте принципиальную схему и описание схемы.

Сначала нужно проверить правильность монтажа, проверить на КЗ (короткое замыкание). Если вы считаете что все элементы запаяны верно, и КЗ после прозвонки вы не обнаружили, то можно очистить дорожки от остатков канифоли, и подавать питание, но сначала стоит проверить сопротивление цепи питания, если оно подозрительно большое, и если это не оговорено в собираемой вами схеме, то не торопитесь включать схему, перепроверьте еще раз. Правильно ли собрали диодный мост, соблюдена ли полярность при запаивании конденсаторов в цепи питания и т.д.. Если собираемое вами устройство потребляет большой ток, от 1 ампера и выше это говорит о КЗ или неправильно запаянных элементах, бывают и исключения, например преобразователи напряжения кушают 2-3 ампера на холостом ходу. Можно последовательно цепи питания включить маломощный постоянный резистор на несколько ОМ, это может спасти устройство от выхода из строя. Если в схеме стоят мощные транзисторы или микросхемы, которые крепятся на радиатор, не забудьте их изолировать друг от друга. При первоначальном включении устройств соблюдайте осторожность, так как диоды и электролитические конденсаторы при неправильном включении или превышении напряжения могут взорваться. Причем конденсаторы обычно взрываются не сразу, а сначала некоторое время греются. Не оставляйте без присмотра включенные и еще не настроенные устройства.

Поиск неисправностей

Прежде чем приступить к поиску неисправностей, если прибор который ремонтируете вам не знаком, нужно в первую очередь получить как можно больше информации об этом устройстве, что за устройство, или что за узел (БП, усилитель, или иное устройство), и нужно достать описание и схему этого устройства. Прежде чем доставать и начинать откручивать плату, приглядитесь, нету ли ничего лишнего внутри корпуса, оторвавшегося куска, осколка и пр. Не забывайте проверять даже такие элементы схемы как выключатель или разъем питания.

Прежде чем начать ковырять плату, разрядите все конденсаторы в том числе и высоковольтные керамические, разряжать нужно резистором примерно в 100 Ом. Если вы забудете это сделать, то при случайном КЗ, или даже во время прозвонки, отпаивания радиодеталей, последствия могут быть ужасными, могут полететь еще элементы, да и сами можете пострадать. Это очень важно!

Проверку всегда начинают с питания и проверки напряжений, проверьте напряжение в сети, предохранитель, далее блок питания. Проверьте напряжения на выходе блока питания и по возможности ток на выходе. Бывает что напряжение в норме, а если подключить лампочку или резистор, напряжение резко проседает или вовсе, БП уходит в защиту. Если окажется что напряжение ниже чем нужно или его нет вовсе, то проверяем диодные мосты, далее стабилизатор напряжения – если такой стоит, транзисторы, если они в схеме имеются. Иногда даже самым простым мультиметром удается найти неисправность в схеме. Проверку и поиск неисправностей нужно всегда проводить с отключенным от устройства питанием! Обратите внимание на провода, не оторваны, не оголены ли они. Если платы между собой соединяются разъёмами или проводами, которые закрепляются в винтовых зажимах, попробуйте переподключить их. Винтовые зажимы не надежны, со временем может пропадать контакт. Попробуйте снова включить плату, внимательно следите, пощупайте транзисторы, резисторы, на нагрев.

Итак, лежит перед нами голая плата с запаянными радиодеталями, берем лупу и начинаем внешний осмотр радиоэлементов, попутно можно даже принюхиваться, и это не шутка, сгоревший радиоэлемент можно вычислить сразу. Бывает что внешним осмотром такой элемент не обнаружить. При осмотре обратите внимание на потемнение резисторов и транзисторов, если заметили такой элемент то немедленно отпаиваем его с платы и прозваниваем, если даже элемент рабочий, лучше его заменить. Бывает что транзисторы даже после того как выйдут из строя прозваниваются тестером. Прозванивать резисторы и другие радиодетали нужно выпаивая с платы.

После осмотра радиодеталей переворачиваем плату, и начинаем осмотр со стороны дорожек, нет ли перегоревших или короткого замыкания (например если вывода радиоэлементов длинные, они могут замкнуть, так что при обратной сборке аппаратуры будьте аккуратнее). Потрогайте элементы, если чувствуете что резистор пошатывается на плате, вполне возможно что пропал электрический контакт, перепаяйте его. Если на плате имеются тонкие дорожки, их следует проверить на обрыв и микротрещины.

Если устройство собрано вами, то проверьте, все ли радиодетали запаяны правильно? У разных транзисторов разная цоколевка, у диодов обозначения тоже могут различаться. Откройте справочник к каждому запаянному элементу (если на память не помните цоколевки) и начинайте проверять. К сожалению, часто бывает так, что при выходе радиоэлемента из строя, сам элемент внешне может ничем не отличаться от исправного. Если вам так и не удалось найти неисправность схемы, придется отпаивать и прозванивать все транзисторы и элементы. Вообще говоря, можно проверять цепи и не отпаивая элементы, но нужен для этого как минимум осциллограф и хороший мультиметр. Углубляться в методику и технику работы с осциллографом в этой статье я не буду. Если схема простая, неисправные элементы как правило обнаруживаются очень быстро.

Микросхемы на неисправность проверяют обычно путем замены на другую, при сборке схем советую ставить специальные панельки под микросхемы, это очень удобно, в случае если вдруг понадобится снять ее. Но если микросхема стоит без панельки, и она запаяна в плату, то советую проверить напряжение на выводах питания микросхемы, прежде чем начинать отпаивать ее.

В схемах где применен микроконтроллер, если после включении схема не подает признаков жизни, а монтаж правильный и радиодетали запаяны правильно, в первую очередь нужно попробовать перепрошить его. Если при программировании вышла ошибка или залита "левая" прошивка, такой МК работать в схеме не будет.

Если вам не хочется выпаивать с платы к примеру резистор, диод, или конденсатор, (чтобы дорожки лишний раз не греть, иначе могут отвалиться) а вы грешите как раз на него, можно параллельно ему попробовать припаять аналогичный элемент. Так можно поступить с конденсаторами, резисторами, и диодами, только помните, что если вы запараллелите два резистора, у вас общее сопротивление уменьшится в два раза, так что один вывод резистора с платы все таки придется отпаять, а с конденсаторами наоборот, при параллеливании емкость увеличиться, например если в схеме стоит конденсатор на 220мкФ, припаяйте параллельно ему 100мкФ, от этого ничего не будет, если вы включите устройство на короткое время. Как правило конденсаторы с резисторами очень редко выходят из строя. Что касается транзисторов, их обязательно нужно выпаивать, параллельно условно неработающему транзистору ставить такой же ни в коем случае нельзя.

В схемах где используются катушки или миниатюрные трансформаторы с большим количеством выводов, пусть даже с отводом от середины, нужно соблюдать начало и конец витков, если после запуска такой схемы устройство не хочет работать, поменяйте местами вывода.

Если вы считаете что нашли причину, из-за которой ваше устройство не хотело работать, и заменили этот элемент на плате, перед подачей питания проверьте плату в местах пайки на предмет КЗ. Уберите в сторону все металлические предметы, отвертки, резисторы, куски проводов и т.п. не дай бог во время подачи питания и проверки устройства под плату закатится резистор, и коротнет.

Задача

Теперь предлагаю вам решить небольшую задачку, ниже дана схема достаточно простого блока питания, я специально в этой схеме допустил ошибки и некоторые элементы нарисовал неправильно, попробуйте найти все ошибки. Представьте, что это ваше устройство, которые вы сами собрали, но после включения оно не заработало, или некоторые элементы вышли из строя.

Будьте очень внимательны, ошибок здесь много, представьте, что это реальное устройство, если вы не найдете всех ошибок, при очередном включении прибора, что то может снова выйти из строя.

Вот ты на радостях идешь к чайнику с мыслью хлопнуть кружку чая с баранкой в честь только что собранного устройства, но оно вдруг перестало работать. При этом видимых причин нет: конденсаторы целы, транзисторы вроде бы не дымятся, диоды тоже. Но при этом устройство не работает. Как быть? Можно воспользоваться вот таким простым алгоритмом поиска неисправности:

Монтажные "сопли"

"Сопли" -- это небольшие капли припоя, которые создают короткое замыкание между двумя разными дорожками на печатной плате. Во время домашней сборки такие неприятные капли припоя приводят к тому, что устройство либо просто не запускается, либо работает неправильно, либо, что хуже всего, после включения тут же сгорают дорогие детали.

Чтобы не допускать таких неприятных последствий перед включением собранного прибора следует внимательно проверить печатную плату на наличие замыканий между дорожками.

Приборы для диагностики устройств

Минимальный набор приборов для наладки и ремонта радиолюбительских конструкций состоит из , мультиметра и . В некоторых случаях можно обойтись только мультиметром. Но для более удобной отладки устройств желательно все же иметь осциллограф .

Для простых устройств такого набора хватает за глаза. Что касается, к примеру, отладки различных усилителей, то для их правильной настройки желательно иметь ещё и генератор сигналов .

Правильное питание -- залог успеха

Прежде, чем делать какие-либо выводы и работоспособности деталей, входящих в твою радиолюбительскую конструкцию, следует проверить правильное ли питание подаётся. Иной раз окажется, что проблема была в неверном питании. Если начинать проверку устройства с его питания, то можно сэкономить много времени на отладке, если причина была в нём.

Проверка диодов

Если в схеме есть диоды, то их следует один за одним внимательно проверить. Если они внешне целые, то следует выпаять один вывод диода и проверить его с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. При этом если полярность клем мультиметра совпадает с полярностью выводов диода (+ клемма к аноду, а - клемма к катоду), то мультиметр покажет приблизительно 500-600 Ом, а в обратном включении (- клемма к аноду, а + клемма к катоду) не покажет вообще ничего, будто там обрыв. Если же мультиметр показывает что-либо другое, то скорее всего диод вышел из строя и негоден.

Проверка конденсаторов и резисторов

Сгоревшие резисторы видно сразу -- они чернеют. Поэтому найти сгоревший резистор достаточно легко. Что касается кондесаторов, то их проверка сложней. Во-первых, как и в случае с резисторами, надо првоести их осмотр. Если они внешне не вызывают подозрений, тогда ихследует выпаять и проверить с помощью LRC-метра. Обычно выходят из строя электролитические конденсаторы. При этом они раздуваются, когда сгорают. Другая причина их выхода из строя -- время. Поэтому в старых приборах часто заменяют все электролитические конденсаторы.

Проверка транзисторов

Транзисторы проверяются аналогично диодам. Сначала проводится внешний осмотр и если он не вызывает подозрений, то транзистор проверяется с помощью мультиметра. Только клемы мультиметра включаются поочерёдно между базой-коллектором, базой-эммитером и коллектором-эммитером. Кстати, у транзисторов бывает интересная неисправность. При проверке транзистор в норме, но когда включается в схему и на неё подается питание, то через некоторое время схема перестает работать. Оказывается, что транзистор нагрелся и в нагретом состоянии ведёт себя как поломанный. Такой транзистор следует заменить.

В книге обобщен многолетний опыт практической работы и приведены проверенные методики поиска неисправностей для различных электронных устройств. На большом количестве примеров аналоговых и цифровых блоков, программируемых контроллеров и компьютерной техники показан системный подход и специфика поиска неисправностей в электрических схемах. Рассмотрены основные правила проведения технического обслуживания, фазы поиска неисправностей, диагностика устройств, тестирование электронных компонентов.
Для профессиональных инженеров-электронщиков и радиолюбителей.

Глава 1.

Основные правила успешного технического обслуживания

Системный подход, логика и опыт гарантируют успех
Общение с клиентом

Глава 2.

Получение информации об устройствах и системах

Системный сбор информации о знакомом и неизвестном
Собирайте информацию целенаправленно
Устанавливайте характерные черты структуры

Глава 3.

Систематизированный поиск неисправностей в автоматизированных устройствах

Предпосылки и последовательность успешного поиска неисправностей
Оценка фактического состояния устройства
Локализация области неисправности
Мероприятия по ремонту и вводу в эксплуатацию

Глава 4.

Определение полярности и напряжения в электронных блоках и схемах

Измерение напряжения
Неисправности в электрической цепи
Точка, взятая в качестве опорного потенциала, определяет полярность и значение напряжений
Примеры определения полярности и напряжений

Глава 5.

Системный поиск неисправностей в аналоговых схемах

Определение напряжений в схемах
Последствия возможных коротких замыканий и обрывов при различных видах связи
Систематизированный поиск неисправностей в аналоговых схемах
Поиск неисправностей в схемах управления и регулировки
Поиск неисправностей в колебательных схемах
Поиск неисправностей в операционных усилителях
Упражнения для закрепления полученных знаний

Глава 6.

Системный поиск неисправностей в импульсных и цифровых схемах

Напряжения в цифровых схемах
Воздействия возможных коротких замыканий и внутренних обрывов
Систематизированный поиск ошибок в цифровой схеме
Ошибки в цифровых интегральных схемах
Упражнения для закрепления полученных знаний

Глава 7.

Поиск неисправностей в системе с компьютерными схемами

Диагностика неисправностей в схемах с тремя состояниями
Проверка статических функциональных параметров
Проверка динамических функциональных параметров
Систематизированный поиск неисправностей в компьютерной схеме
Поиск неисправностей в схемах интерфейсов
Упражнения для закрепления полученных знаний

Глава 8.

Поиск неисправностей в системах на программируемых контроллерах

Проверка статических и динамических функциональных параметров
Техническое обслуживание путем диагностики с помощью устройства визуального отображения
Систематизированный поиск неисправностей в схеме программируемого контроллера
Упражнения для закрепления полученных знаний

Глава 9.

Поиск неисправностей в системе с сетевым напряжением питания

Сетевые помехи и их воздействия
Поиск неисправностей в схемах выпрямителей
Поиск неисправностей в источниках питания
Упражнения для закрепления полученных знаний

Глава 10.

Поиск ошибок в системах тестирования при обслуживании и производстве

Внутрисхемное тестирование
Поиск неисправностей с помощью контактной системы тестирования
Подготовка электронных блоков к тестированию
Локализация коротких замыканий
Упражнения для закрепления полученных знаний
Приложение. Ответы к упражнениям
Предметный указатель

Название: Поиск неисправностей в электрических схемах
Автор: Дитмар Бенда
Издательство: БХВ-Петербург
Год издания: 2010
Страниц: 246
Язык: Русский
Качество: хорошее
Формат: PDF
Размер:12.2 MB (3% вост.)
Скачать: Дитмар Бенда. Поиск неисправностей в электрических схемах

Существуют два метода тестирования для диагностики неисправности электронной системы, устройства или печатной платы: функциональный контроль и внутрисхемный контроль. Функциональный контроль обеспе­чивает проверку работы тестируемого модуля, а внутрисхемный контроль состоит в проверке отдельных элементов этого модуля с целью выяснения их номиналов, полярности включения и т. п. Обычно оба этих метода при­меняются последовательно. С разработкой аппаратуры автоматического контроля появилась возможность очень быстрого внутрисхемного кон­троля с индивидуальной проверкой каждого элемента печатной платы, включая транзисторы, логические элементы и счетчики. Функциональ­ный контроль также перешел на новый качественный уровень благодаря применению методов компьютерной обработки данных и компьютерного контроля. Что же касается самих принципов поиска неисправностей, то они совершенно одинаковы, независимо от того, осуществляется ли про­верка вручную или автоматически.

Поиск неисправности должен проводиться в определенной логической последовательности, цель которой - выяснить причину неисправности и затем устранить ее. Число проводимых операций следует сводить к минимуму, избегая необязательных или бессмысленных проверок. Пре­жде чем проверять неисправную схему, нужно тщательно осмотреть ее для возможного обнаружения явных дефектов: перегоревших элементов, разрывов проводников на печатной плате и т. п. Этому следует уделять не более двух-трех минут, с приобретением опыта такой визуальный кон­троль будет выполняться интуитивно. Если осмотр ничего не дал, можно перейти к процедуре поиска неисправности.

В первую очередь выполняется функциональный тест: проверяется работа платы и делается попытка определить неисправный блок и по­дозреваемый неисправный элемент. Прежде чем заменять неисправный элемент, нужно провести внутрисхемное измерение параметров этого эле­мента, для того чтобы убедиться в его неисправности.

Функциональные тесты

Функциональные тесты можно разбить на два класса, или серии. Тесты серии 1 , называемые динамическими тестами, применяются к законченному электронному устройству для выделения неисправного каскада или блока. Когда найден конкретный блок, с которым связана неисправность, применяются тесты серии 2, или статические тесты, для определения одного или двух, возможно, неисправных элементов (резисторов, конден­саторов и т. п.).

Динамические тесты

Это первый набор тестов, выполняемых при поиске неисправности в элек­тронном устройстве. Поиск неисправности должен вестись в направлении от выхода устройства к его входу по методу деления пополам. Суть этого метода заключается в следующем. Сначала вся схема устройства де­лится на две секции: входную и выходную. На вход выходной секции подается сигнал, аналогичный сигналу, который в нормальных условиях действует в точке разбиения. Если при этом на выходе получается нор­мальный сигнал, значит, неисправность должна находиться во входной секции. Эта входная секция делится на две подсекции, и повторяется предыдущая процедура. И так до тех пор, пока неисправность не будет локализована в наименьшем функционально отличимом каскаде, напри­мер в выходном каскаде, видеоусилителе или усилителе ПЧ, делителе частоты, дешифраторе или отдельном логическом элементе.

Пример 1. Радиоприемник (рис. 38.1)

Самым подходящим первым делением схемы радиоприемника является деление на ЗЧ-секпию и ПЧ/РЧ-секцию. Сначала проверяется ЗЧ-секция: на ее вход (регулятор громкости) подается сигнал с частотой 1 кГц через разделительный конденсатор (10-50 мкФ). Слабый или искаженный сигнал, а также его полное отсутствие указывают на неисправность ЗЧ-секции. Делим теперь эту секцию на две подсекции: выходной каскад и предусилитель. Каждая подсекция прове­ряется, начиная с выхода. Если же ЗЧ-секция исправна, то из громкоговорителя должен быть слышен чистый тональный сигнал (1 кГц). В этом случае неис­правность нужно искать внутри ПЧ/РЧ-секции.

Рис. 38.1.

Очень быстро убедиться в исправности или неисправности ЗЧ-секции мож­но с помощью так называемого «отверточного» теста. Прикоснитесь концом отвертки к входным зажимам ЗЧ-секции (предварительно установив регулятор громкости на максимальную громкость). Если эта секция исправна, будет отче­тливо слышно гудение громкоговорителя.

Если установлено, что неисправность находится внутри ПЧ/РЧ-секции, сле­дует разделить ее на две подсекции: ПЧ-секцию и РЧ-секцию. Сначала прове­ряется ПЧ-секция: на ее вход, т. е. на базу транзистора первого УПЧ подается амплитудно-модулированный (AM) сигнал с частотой 470 кГц 1 через раздели­тельный конденсатор емкостью 0,01-0,1 мкФ. Для ЧМ-приемников требуется частотно-модулированный (ЧМ) тестовый сигнал с частотой 10,7 МГц. Если ПЧ-секция исправна, в громкоговорителе будет прослушиваться чистый тональный сигнал (400-600 Гц). В противном случае следует продолжить процедуру разбиения ПЧ-секции, пока не будет найден неисправный каскад, например УПЧ или детектор.

Если неисправность находится внутри РЧ-секции, то эта секция по возмож­ности разбивается на две подсекции и проверяется следующим образом. АМ-сигнал с частотой 1000 кГц подается на вход каскада через разделительный конденсатор емкостью 0,01-0,1 мкФ. Приемник настраивается на прием радио­сигнала с частотой 1000 кГц, или длиной волны 300 м в средневолновом диапа­зоне. В случае ЧМ-приемника, естественно, требуется тестовый сигнал другой частоты.

Можно воспользоваться и альтернативным методом проверки - методом покаскадной проверки прохождения сигнала. Радиоприемник включается и на­страивается на какую-либо станцию. Затем, начиная от выхода устройства, с по­мощью осциллографа проверяется наличие или отсутствие сигнала в контроль­ных точках, а также соответствие его формы и амплитуды требуемым критериям для исправной системы. При поиске неисправности в каком-либо другом элек­тронном устройстве на вход этого устройства подается номинальный сигнал.

Рассмотренные принципы динамических тестов можно применить к любому электронному устройству при условии правильного разбиения системы и подбора параметров тестовых сигналов.

Пример 2. Цифровой делитель частоты и дисплей (рис. 38.2)

Как видно из рисунка, первый тест выполняется в точке, где схема делится при­близительно на две равные части. Для изменения логического состояния сигна­ла на входе блока 4 применяется генератор импульсов. Светоизлучающий диод (СИД) на выходе должен изменять свое состояние, если фиксатор, усилитель и СИД исправны. Далее поиск неисправности следует продолжить в делителях, предшествующих блоку 4. Повторяется та же самая процедура с использовани­ем генератора импульсов, пока не будет определен неисправный делитель. Если СИД не изменяет свое состояние в первом тесте, то неисправность находится в блоках 4, 5 или 6. Тогда сигнал генератора импульсов следует подавать на вход усилителя и т. д.

Рис. 38.2.

Принципы статических тестов

Эта серия тестов применяется для определения дефектного элемента в каскаде, неисправность которого установлена на предыдущем этапе про­верок.

1. Начать с проверки статических режимов. Использовать вольтметр с чувствительностью не ниже 20 кОм/В.

2. Измерять только напряжение. Если требуется определить величину тока, вычислить его, измерив, падение напряжения на резисторе из­вестного номинала.

3. Если измерения на постоянном токе не выявили причину неисправно­сти, то тогда и только тогда перейти к динамическому тестированию неисправного каскада.

Проведение тестирования однокаскадного усилителя (рис. 38.3)

Обычно номинальные значения постоянных напряжений в контрольных точках каскада известны. Если нет, их всегда можно оценить с прие­млемой точностью. Сравнив реальные измеренные напряжения с их но­минальными значениями, можно найти дефектный элемент. В первую очередь определяется статический режим транзистора. Здесь возможны три варианта.

1. Транзистор находится в состоянии отсечки, не вырабатывая никакого выходного сигнала, или в состоянии, близком к отсечке («уходит» в область отсечки в динамическом режиме).

2. Транзистор находится в состоянии насыщения, вырабатывая слабый искаженный выходной сигнал, или в состоянии, близком к насыщению («уходит» в область насыщения в динамическом режиме).

$11.Транзистор в нормальном статическом режиме.

Рис. 38.3. Номинальные напряжения:

V e = 1,1 В, V b = 1,72 В, V c = 6,37В.

Рис. 38.4. Обрыв резистора R 3 , транзистор

находится в состоянии отсечки: V e = 0,3 В,

V b = 0,94 В, V c = 0,3В.

После того как установлен реальный режим работы транзистора, вы­ясняется причина отсечки или насыщения. Если транзистор работает в нормальном статическом режиме, неисправность связана с прохождением переменного сигнала (такая неисправность будет обсуждаться позже).

Отсечка

Режим отсечки транзистора, т. е. прекращение протекания тока, имеет место, когда а) переход база-эмиттер транзистора имеет нулевое напря­жение смещения или б) разрывается путь протекания тока, а именно: при обрыве (перегорании) резистора R 3 или резистора R 4 или когда не­исправен сам транзистор. Обычно, когда транзистор находится в состо­янии отсечки, напряжение на коллекторе равно напряжению источника питания V CC . Однако при обрыве резистора R 3 коллектор «плавает» и теоретически должен иметь потенциал базы. Если подключить вольт­метр для измерения напряжения на коллекторе, переход база-коллектор попадает в условия прямого смещения, как видно из рис. 38.4. По це­пи «резистор R 1 - переход база-коллектор - вольтметр» потечет ток, и вольметр покажет небольшую величину напряжения. Это показание полностью связано с внутренним сопротивлением вольтметра.

Аналогично, когда отсечка вызвана обрывом резистора R 4 , «плавает» эмиттер транзистора, который теоретически должен иметь потенциал ба­зы. Если подключить вольтметр для измерения напряжения на эмиттере, образуется цепь протекания тока с прямым смещением перехода база-эмиттер. В результате вольтметр покажет напряжение, немного большее номинального напряжения на эмиттере (рис. 38.5).

В табл. 38.1 подытоживаются рассмотренные выше неисправности.

Рис. 38.5. Обрыв резистора R 4 , транзистор

находится в состоянии отсечки:

V e = 1,25 В, V b = 1,74 В, V c = 10 В.

Рис. 38.6. Короткое замыкание пе­рехода

база-эмиттер, транзистор на­ходится в

состоянии отсечки: V e = 0,48 В, V b = 0,48 В, V c = 10 В.

Отметим, что термин «высокое V BE » означает превышение нормального напряжения прямого смещения эмиттерного перехода на 0,1 – 0,2 В.

Неисправность транзистора также создает условия отсечки. Напря­жения в контрольных точках зависят в этом случае от природы неис­правности и номиналов элементов схемы. Например, короткое замыкание эмиттерного перехода (рис. 38.6) приводит к отсечке тока транзистора и параллельному соединению резисторов R 2 и R 4 . В результате потенци­ал базы и эмиттера уменьшается до величины, определяемой делителем напряжения R 1 – R 2 || R 4 .

Таблица 38.1. Условия отсечки

Неисправность		Причина
1. V e V b V c V BE	Vac	Обрыв резистора R 1
V e V b V c V BE	Высокое Нормальное V CC Низкое	Обрыв резистора R 4
V e V b V c V BE	Низкое Низкое Низкое Нормальное	Обрыв резистора R 3

Потенциал коллектора при этом, очевидно, ра­вен V CC . На рис. 38.7 рассмотрен случай короткого замыкания между коллектором и эмиттером.

Другие случаи неисправности транзистора приведены в табл. 38.2.

Рис. 38.7. Короткое замыкание между коллектором и эмиттером, транзистор находится в состоянии отсечки: V e = 2,29 В, V b = 1,77 В, V c = 2,29 В.

Таблица 38.2

Неисправность		Причина
V e V b V c V BE	0 Нормальное V CC Очень высокое, не может быть выдержано функционирующим pn -переходом	Разрыв перехода база-эмиттер
V e V b V c V BE	Низкое Низкое V CC Нормальное	Разрыв перехода база-коллектор

Насыщение

Как объяснялось в гл. 21, ток транзистора определяется напряжением прямого смещения перехода база-эмиттер. Небольшое увеличение этого напряжения приводит к сильному возрастанию тока транзистора. Ко­гда ток через транзистор достигает максимальной величины, говорят, что транзистор насыщен (находится в состоянии насыщения). Потенциал

Таблица 38.3

Неисправность		Причина
1. V e V b V c	Высокое (V c ) Высокое Низкое	Обрыв резистора R 2 или мало сопротивление резистора R 1
V e V b V c	Низкое Очень низкое	Короткое замыкание конденсатора C 3

коллектора уменьшается при увеличении тока и при достижении насыще­ния практически сравнивается с потенциалом эмиттера (0,1 – 0,5 В). Вооб­ще, при насыщении потенциалы эмиттера, базы и коллектора находятся приблизительно на одинаковом уровне (см. табл. 38.3).

Нормальный статический режим

Совпадение измеренных и номинальных постоянных напряжений и от­сутствие или низкий уровень сигнала на выходе усилителя указывают на неисправность, связанную с прохождением переменного сигнала, на­пример на внутренний обрыв в разделительном конденсаторе. Прежде чем заменять подозреваемый на обрыв конденсатор, убедитесь в его неис­правности, подключая параллельно ему исправный конденсатор близкого номинала. Обрыв развязывающего конденсатора в цепи эмиттера (C 3 в схеме на рис. 38.3) приводит к уменьшению уровня сигнала на выходе усилителя, но сигнал воспроизводится без искажений. Большая утечка или короткое замыкание в этом конденсаторе обычно вносит изменения в режим транзистора по постоянному току. Эти изменения зависят от статических режимов предыдущих и последующих каскадов.

При поиске неисправности нужно помнить следующее.

1. Не делайте скоропалительных выводов на основе сравнения измерен­ного и номинального напряжений только в одной точке. Нужно запи­сать весь набор величин измеренных напряжений (например, на эмит­тере, базе и коллекторе транзистора в случае транзисторного каскада) и сравнить его с набором соответствующих номинальных напряжений.

2. При точных измерениях (для вольтметра с чувствительностью 20 кОм/В достижима точность 0,01 В) два одинаковых показания в разных контрольных точках в подавляющем большинстве случаев указывают на короткое замыкание между этими точками. Однако бывают и исключения, поэтому нужно выполнить все дальнейшие про­верки для окончательного вывода.

Особенности диагностики цифровых схем

В цифровых устройствах самой распространенной неисправностью явля­ется так называемое «залипание», когда на выводе ИС или в узле схемы постоянно действует уровень логического 0 («константный нуль») или ло­гической 1 («константная единица»). Возможны и другие неисправности, включая обрывы выводов ИС или короткое замыкание между проводни­ками печатной платы.

Рис. 38.8.

Диагностика неисправностей в цифровых схемах осуществляется пу­тем подачи сигналов логического импульсного генератора на входы про­веряемого элемента и наблюдения воздействия этих сигналов на состо­яние выходов с помощью логического пробника. Для полной проверки логического элемента «проходится» вся его таблица истинности. Рассмотрим, например, цифровую схему на рис. 38.8. Сначала записываются логические состояния входов и выходов каждого логического элемента и сопоставляются с состояниями в таблице истинности. Подозрительный логический элемент тестируется с помощью генератора импульсов и логи­ческого пробника. Рассмотрим, например, логический элемент G 1 . На его входе 2 постоянно действует уровень логического 0. Для проверки эле­мента щуп генератора устанавливается на выводе 3 (один из двух входов элемента), а щуп пробника - на выводе 1 (выход элемента). Обращаясь к таблице истинности элемента ИЛИ-НЕ, мы видим, что если на одном из входов (вывод 2) этого элемента действует уровень логического 0, то уровень сигнала на его выходе изменяется при изменении логического со­стояния второго входа (вывод 3).

Таблица истинности элемента G 1

Вывод 2	Вывод 3	Вывод 1

Например, если в исходном состоянии на выводе 3 действует логический 0, то на выходе элемента (вывод 1) присутствует логическая 1. Если теперь с помощью генератора изменить логическое состояние вывода 3 к логической 1, то уровень выходного сиг­нала изменится от 1 к 0, что и зарегистрирует пробник. Обратный резуль­тат наблюдается в том случае, когда в исходном состоянии на выводе 3 действует уровень логической 1. Аналогичные тесты можно применить к другим логическим элементам. При этих тестах нужно обязательно пользоваться таблицей истинности проверяемого логического элемента, потому что только в этом случае можно быть уверенным в правильности тестирования.

Особенности диагностики микропроцессорных систем

Диагностика неисправностей в микропроцессорной системе с шинной структурой имеет форму выборки последовательности адресов и данных, которые появляются на адресной шине и шине данных, и последующего сравнения их с хорошо известной последовательностью для работающей системы. Например, такая неисправность, как константный 0 на линии 3 (D 3) шины данных, будет указываться постоянным логическим нулем на линии D 3 . Соответствующий листинг, называемый листингом состояния, получается с помощью логического анализатора. Типичный листинг со­стояния, отображаемый на экране монитора, показан на рис. 38.9. Как альтернатива может использоваться сигнатурный анализатор для сбора потока битов, называемого сигнатурой, в некотором узле схемы и сравнения его с эталонной сигнатурой. Различие этих сигнатур указывает на неисправность.

Рис. 38.9.

В данном видео рассказывается о компьютерном тестере для диагностики неисправностей персональных компьютеров типа IBM PC:

Сегодня ни одно производство не обходится без электроники и каких-либо электронных установок. К сожалению, периодически приходится обращаться к специалистам за помощью в их ремонте. Но цена на ремонт электроники в основном довольно кусачие. Если у вас есть знания в области электроники то можно попробовать отремонтировать сломанную электронику самостоятельно, для этого нужно знать как осуществляется поиск неисправностей. Существует несколько правил и премудростей, благодаря которым можно самостоятельно осуществить ремонт электроники любой сложности и области использования. Конечно прежде чем начинать поиск неисправности вам нужно как проверять ту или иную делать.

Диагностика прибора

Поврежденную деталь в электроприборе перепаять не так уж и сложно, гораздо сложнее правильно и точно обнаружить место поломки. Существует три типа обнаружения неисправностей электроники. От правильной диагностики зависит порядок выполнения дальнейших работ.

• К первому типу можно отнести неработающие приборы, которые не издают каких-либо звуков, не светятся индикаторы, которые никак не реагируют на управление.
• Ко второму типу относятся приборы, в которых неисправна какая-то одна часть. Такой прибор не выполняет какие-то функции, но «признаки жизни» все-таки подает.
• Приборы, которые относятся к третьему типу сломанными полностью назвать нельзя. Они в рабочем состоянии, но иногда их работа может давать сбои. Именно для приборов третьего типа наиболее важен этап диагностики. Считается, что подобную электронику починить сложнее, чем неработающую полностью.

Ремонт приборов поломкой первого типа

В том случае, если прибор не работает полностью, его починку необходимо начинать с питания. Так как у любой электронный аппарат потребляет энергию, то вероятность поломки его питания очень высока. Самым надежным методом обнаружения неисправности, можно назвать метод исключения.

Из списка возможных проблем необходимо по мере диагностики исключать неправильные варианты. В первую очередь необходимо тщательно осмотреть внешний вид прибора. Это необходимо делать даже при уверенности, что причина неисправности находится внутри. Ведь при таком осмотре можно найти дефекты, в будущем могут вывести из строя прибор.

В том случае, если осмотр не принес никаких результатов, на помощь приходит мультиметр. При помощи этого прибора осуществляется поиск неисправностей на плате, диодах, тиристорах, входных транзисторах и силовых микросхемах. Если причина неисправности все еще остается ненайденной проверить следует также электролитические конденсаторы и все остальные полупроводники. В последнюю очередь проверяют пассивные электроэлементы.

Для механических приборов характерно изнашивание элементов трения, а для электроники – ток. Чем больше элемент потребляет энергии, тем быстрее он нагревается, что приводит к быстрому его изнашиванию. Чем чаще элемент нагревается и остывает, тем быстрее деформируется материал, из которого он изготовлен. Частые перепады температуры приводят к так называемому эффекту усталости в период использования электрооборудования.

Не стоит забывать, что блок питания необходимо еще проверять на наличие помех, образующихся на шинах питания и перепады входящих пульсаций. Не редко причиной неработоспособности становится короткое замыкание.

Ремонт приборов с поломкой второго типа

Начинать ремонт приборов второго типа необходимо также с внешнего осмотра. Но в отличие от первого типа, необходимо постараться запомнить состояние световой, цветовой и цифровой индикации агрегата, запомнить код ошибки на дисплее. Далее следует продолжить поиск неисправности на плате. Проблема иногда исчезает, если почистить радиаторы охлаждения, немного пошевелить шлейфы, плату, блоки питания. Полезно иногда проверить напряжение и на лампе накаливания.

Определить проблему можно и по запаху. Необходимо понюхать прибор. Наличие запаха горелой изоляции может выдавать проблему. Особое внимание следует уделить элементам из реактивных пластмасс. Необходимо обратить внимание на переключатели. Их положение может не соответствовать. Так же следует проверить состояние конденсаторов. Возможно среди них есть вздувшиеся или взорвавшиеся. Следует помнить, что внутри прибора не должно быть мусора, пыли или воды.

В том случае, если электроприбор находится в эксплуатации достаточно давно, то причиной поломки может заключаться в износе каких-либо механических элементов или изменения их формы из-за процесса трения.

После тщательного осмотра внешнего вида прибора второго типа можно приступать к диагностике. Не стоит лесть сразу в самые дебри. Следует хорошо исследовать периферические элементы. И только, после этого можно продолжать поиск неисправностей на плате.

Ремонт приборов с поломкой третьего типа

Самой сложной считается диагностика неисправностей приборов третьего типа, так как большинство возникающих дефектов носят случайный характер. Подобный ремонт также не исключает этапа осмотра внешнего вида прибора. Подобная процедура, в этом случае, носит еще и профилактический характер. Наиболее частыми причинами возникновения неполадок может быть:
В первую очередь плохой контакт.

Длительные нагрузки повышение температуры окружающей среды могут привести к перегреву всего прибора.
Сбои может создавать и слой пыли на блоках, платах и узлах.
Грязные радиаторы охлаждения способствуют перегреву полупроводниковых элементов.
Помехи сети питания прибора.