Повреждение в электросхемах кранов
Электрооборудование башенного крана состоит из большого числа , электрических аппаратов и приборов, связанных между собой электропроводкой, длина которой достигает нескольких тысяч метров. В процессе работы крана могут возникать повреждения в электрических схемах. Эти повреждения могут быть вызваны выходом из строя элементов машин и аппаратов, обрывом электропроводки и повреждением изоляции.
Методы устранения неисправностей в электрических схемах кранов
Неисправности устраняют в два этапа. Сначала ищут неисправный участок схемы, а затем восстанавливают его. Наиболее сложный первый этап. Умение выявить место неисправности в наиболее короткий срок и с наименьшими затратами труда имеет очень важное значение, так как позволяет значительно сократить простои крана. Восстановление поврежденного участка обычно сводится к замене неисправного элемента (контакта, провода) или соединению оборванной электропроводки.
Неисправности электрических схем можно разделить на четыре группы: обрыв электрической цепи; ; замыкание на корпус (пробой изоляции); возникновение обходной цепи при замыкании между собой проводов. Все эти неисправности могут иметь различные внешние проявления в зависимости от особенностей крана. Поэтому при устранении неисправности следует тщательно проанализировать работу схемы во всех режимах, выявить отклонения в работе отдельных механизмов крана и только после этого приступить к поиску повреждений в той части схемы, которая может вызвать эти отклонения.
Нельзя дать методику, пригодную для поисков любого случая неисправности, поскольку даже одинаковые схемы привода для разных механизмов крана имеют свои особенности. Однако некоторые общие правила могут быть использованы при анализе любой крановой электросхемы.
В первую очередь определяют, в какой цепи - силовой или управления - возникла
неисправность.
Рассмотрим пример неисправности электрической схемы привода механизма поворота крана С-981А. Неисправность заключается в том, что механизм поворота не включается в направлении Влево. Все остальные механизмы, в том числе и механизм поворота в направлении Вправо, работают.
Если при пробном включении рукоятки командоконтроллера в первое положение Влево не включается К2 (рис 1, а), неисправность следует искать в цепи управления, т. е. этого пускателя (цепь: провод 27, контакт В1-3 пускателя К2 и перемычки между главными контактами пускателя К2 и пускателя К1.
Рис. 1. Поиск места неисправности в электрической схеме привода поворота
крана С-981А;
А - принципиальная электрическая схема привода поворота крана; б - монтажная электрическая схема реверсивного магнитного пускателя; /, //, ///, IV - последовательность включения вольтметра при проверке цепи
Место обрыва можно определить, проверяя цепь с помощью вольтметра или контрольной лампы, которые включают, как показано на рисунке. Первое включение служит для контроля работы самого вольтметра (контрольной лампы). Допустим, что при подключении вольтметра к клемме 31 он показывает напряжение (лампа горит), а при подключении к клемме 51 не показывает. Следовательно, обрыв находится между этими клеммами. На рисунке видно, что в этот участок входит конечный выключатель ВК2 и провода, соединяющие его с клеммами шкафа управления.
Пользуясь этим способом для выявления места обрыва цепи необходимо строго
соблюдать : работать в диэлектрических перчатках и
галошах или, стоя на изолирующей подставке, не прикасаться к контактам и
оголенным проводникам.
При использовании для проверки контрольной лампы
принимают меры против включения магнитного пускателя К2 и механизма поворота
крана. Для этого закрепляют якорь магнитного пускателя в положении Выключено.
Лампа в холодном состоянии имеет небольшое сопротивление (в несколько раз
меньшее, чем уторящей лампы) и при подключении ее к клемме 31 образуется
замкнутая цепь (провод 27, контрольная лампа, катушка К2, провод 28), что
вызывает срабатывание пускателя К2. При пользовании вольтметром пускатель не
может включиться, так как обмотка вольтметра имеет большое сопротивление.
Проверяя цепь для определения места обрыва, следует помнить, что у многих кранов часть цепи работает на переменном токе, а часть - на постоянном. При проверке клеммы вольтметра (лампы) подключают к источнику постоянного тока, а при проверке цепи переменного тока - к фазе переменного тока. Во время работы следует обязательно пользоваться электрическими схемами, так как ошибочное включение лампы в фазу переменного тока при проверке цепи, работающей на постоянном токе, может привести к повреждению выпрямительных устройств.
При поиске места замыкания на корпус (пробоя изоляции) участок (с предполагаемым пробоем) отсоединяют от источника тока, а вольтметр (лампу) подключают к источнику тока и проверяемому участку. В нормальном состоянии отсоединенный участок изолирован от металлоконструкции крана и вольтметр (лампа) ничего не покажет. При пробое вольтметр показывает напряжение, а лампа горит. Последовательно отсоединяя отдельные части проверяемого участка цепи, можно найти поврежденное место.
Если, например, в катушке К2 (см. рис. 1) пробило изоляцию, то при отключении катушки от привода 28 и присоединении вольтметра к клеммам 27 и 51 (контакт В1-3 командоконтроллера разомкнут) вольтметр покажет напряжение.
Значительно эффективней и безопасней производить проверку цепи с помощью омметра или пробника. Пробник состоит из милливольтметра с пределом измерения 0-75 мВ, последовательно соединенного с резистором R = 40 - 60 Ом и батарейкой 4,5 В от карманного фонарика. Выводы пробника А и В служат для подключения к клеммам проверяемой цепи. Методика поиска места неисправности аналогична описанной выше, но кран отключают от внешней сети, так как у омметра и пробника имеются свои источники тока.
При использовании омметра или пробника полностью исключается возможность поражения током, кроме того, с их помощью можно обнаружить место короткого замыкания в проводах.
Цепи управления (цепи защиты) у кранов различных типов
выполнены по общему принципу, отличаются они только количеством последовательно
включенных аппаратов и имеют общие признаки неисправности. Любую цепь защиты
можно условно разделить на три участка: участок с нулевыми контактами
контроллеров и кнопкой включения линейного контактора; участок, блокирующий
нулевые контакты контроллеров и кнопку при включении контактора и замыкании его
блок-контактов (цепь блокировки); общий участок, в который включены аварийные
выключатели, контакты максимальных реле и .
Внешним признаком обрыва цепи каждого участка служит определенный характер работы линейного контактора. При обрыве цепи на первом участке линейный контактор не включается, когда нажимают кнопку, но включается, когда поворачивают вручную подвижную часть контактора до замыкания блок-контактов. При пробном включении контактора -вручную необходимо принять следующие меры безопасности: все контроллеры установить в нулевое положение; поворачивать подвижную часть контактора либо с помощью монтерского инструмента с изолированными ручками, либо в диэлектрических перчатках.
Если цепь оборвана на втором участке, линейный контактор включается при нажатии кнопки, но отпадает, когда кнопка возвращается в нормальное положение.
Когда цепь оборвана на третьем участке, линейный не включается ни от кнопки, ни при переводе его во включенное положение вручную.
Неисправности электродвигателей
Из разнообразных остановимся на наиболее распространенных.
Короткое замыкание в обмотке ротора. Признак неисправности: включение происходит рывком, обороты двигателя не зависят от позиции контроллера. Для проверки отсоединяют ротор двигателя от пускорегулирующего сопротивления. Если при включении статора двигатель будет работать, обмотка ротора закорочена.
Короткое замыкание в обмотке статора. Признак неисправности: двигатель при включении не вращается, срабатывает максимальная защита.
Обрыв одной из фаз статора при соединении двигателя звездой. Признаки неисправности: двигатель не создает вращающего момента и, следовательно, механизм не проворачивается. Чтобы обнаружить неисправность, двигатель отсоединяют от сети и каждую фазу в отдельности проверяют контрольной лампой. Для проверки используют низкое напряжение (12 В). Если обрыва нет, лампа будет гореть полным накалом, а при проверке фазы, имеющей обрыв, лампа гореть не будет.
Обрыв в цепи одной фазы ротора. Признак неисправности: двигатель вращается с половинной скоростью и сильно гудит. При обрыве фазы статора или ротора у грузовой и стреловой лебедок возможно падение груза (стрелы) независимо от направления включения контроллера.
Данная статья посвящена проверке радиодеталей (транзисторов, диодов, конденсаторов и т.д.) и опубликована в связи со многими обращениями ко мне по этому поводу.
Как проверить радиодетали
Для проверки исправности радиодеталей потребуется измерительный прибор – мультиметр. Приобретать лучше не дешевый китайский ширпотреб, который не только быстро выходит из строя, но и существенно ограничен в возможностях за счет слабого тока. В идеале мультиметр должен питаться от батарейки типа «крона».
Резистор
Невооруженным взглядом можно определить сгоревший резистор – он почернеет. Даже если на нем остается нужное сопротивление, его следует заменить.
Для проверки мультиметр ставится в режим омметра. Затем подсоединяем щупы (полярность не имеет значения) к выводам резистора и сравниваем замеренное сопротивление с номинальным. Номинал указывается либо на плате, либо на самом резисторе. Некоторые резисторы маркируются не цифрами, а разноцветными полосками, расшифровываемыми по нехитрой схеме. Отклонения в пределах 5% от номинала считаются нормой.
Конденсатор
Так же, как и резистор, может визуально сигнализировать о неисправности. Конденсатор может вздуться или вообще взорваться и вытечь. Заметить это легко. В таком случае измерения не требуются – деталь подлежит безоговорочной замене.
Еще один нехитрый тест конденсатора – проверка целостности контактов. Для этого «ножки» конденсатора нужно слегка согнуть, после чего попытаться повернуть их или вытащить. Если наблюдается хотя бы минимальный люфт – конденсатор неисправен.
В других случаях конденсатор проверяют омметром. Значение сопротивления должно равняться бесконечности. Если нет – замена.
Диод
Диод проводит ток в одном направлении и не проводит в обратном. Стрелочным мультиметром это легко проверить в режиме омметра. Положительный щуп – к аноду, отрицательный – к катоду. В таком положении ток должен проходить. Если поменять щупы местами, то результат замера будет равноценен обрыву цепи.
Цифровой мультиметр ставится в специальный режим проверки диодов. Фиксируемое напряжение на германиевом диоде должно быть в районе 200-300мВ, на кремниевом – 550 – 700. Если напряжение зашкаливает за 2000мВ – диод неисправен.
Транзистор
Биполярный
Проще всего представить транзистор в виде двух «встречных» диодов. Проверка должна быть соответствующей: база-эмиттер и база-коллектор. Ток должен идти в одном направлении, а в другом – нет.
Переход эмиттер-коллектор не должен прозваниваться вообще! Если ток проходит при отсутствии напряжения на базе, транзистор необходимо выбросить.
Полевой
Перед проверкой необходимо замкнуть между собой все контакты, чтобы разрядилась емкость затвора. После этого омметр должен фиксировать сопротивление, равное бесконечности на всех выводах. В противном случае деталь подлежит замене.
Стабилитрон
Проверка стабилитрона – процесс более деликатный. Цифровым мультиметром здесь пользоваться не рекомендуется – он запросто может «пробить» исправную деталь в обоих направлениях. Если есть аналоговый тестер, то проверить можно так же, как диод. Если нет – есть различные способы проверки. Опишем простейший.
Понадобится блок питания с регулировкой подаваемого напряжения. Подключаем к аноду резистор сопротивлением 300-500 Ом, затем подключаем блок питания. Замеряем напряжение на стабилитроне, поднимая его значение на блоке питания. Достигнув определенного значения (лучше, если оно известно заранее – напряжение стабилизации), напряжение должно перестать расти. Если продолжает – меняем стабилитрон.
Тиристор
Положительный щуп омметра – к аноду, отрицательный – к катоду. Сопротивление должно равняться бесконечности. Если коснуться управляющим электродом анода, то должно зафиксироваться сопротивление порядка 100 Ом. При отсоединении УЭ это значение должно остаться фиксированным. Если результат на любом из этих этапов отличается от описанного, тиристор необходимо заменить.
Катушка индуктивности
Простейшую поломку – обрыв – легко определить омметром. Сопротивление должно быть. Как правило – несколько сотен Ом. Если значение уходит в бесконечность – значит, произошел обрыв.
Сложнее обстоит дело с замыканием витков. Как правило, определить его почти невозможно – все способы небезупречны. Поэтому лучше оставить катушку напоследок, когда все остальные детали точно исправны, и попросту заменить ее, согласно методу исключения.
Проверка электронных компонентов с использованием мультиметра это довольно простая задача. Для ее выполнения нужен обычный мультиметр китайского производства, покупка которого не представляет проблемы, важно только избегать самых дешевых, откровенно некачественных моделей.
Аналоговые приборы со стрелочным указателем до сих пор способны выполнять такие задачи, но более удобны в применении цифровые мультиметры , в которых выбор режима осуществляется при помощи переключателей, а результаты измерения отображаются на электронном дисплее.
Внешний вид аналоговых и цифровых мультиметров:
Сейчас чаще всего используются цифровые мультиметры, так как у них меньший процент погрешности, их легче использовать и данные выводятся сразу на дисплей прибора.
Шкала цифровых мультиметров больше, имеются удобные дополнительные функции – температурный датчик, частотомер, проверка конденсатора, и др.
Проверка транзистора
Если не вдаваться в технические подробности, то транзисторы бывают полевые и биполярные
Биполярный транзистор представляет собой два встречных диода, поэтому проверка выполняется по принципу «база-эмиттер» и «база-коллектор». Ток может идти только в одном направлении, в другом его быть не должно. Не нужно проверять переход «эмиттер-коллектор». Если на базе нет напряжения, но ток все же проходит, прибор неисправен.
Для проверки полевого транзистора N-канального типа, нужно присоединить черный (отрицательный) щуп к выводу стока. К выводу истока транзистора присоединяется красный (положительный) щуп. В таком случае транзистор закрыт, мультиметр высвечивает падение напряжения примерно 450 мВ на внутреннем диоде, и бесконечное сопротивление на обратном. Теперь нужно присоединить красный щуп к затвору, после чего вернуть на вывод истока. Черный щуп при этом остается присоединен к выводу стока. Показав на мультиметре 280 мВ, транзистор открылся от прикосновения. Не отсоединяя красный щуп, дотронемся черным щупом к затвору. Полевой транзистор закроется, а на дисплее мультиметра увидим падение напряжения. Транзистор исправен, что и показали данные манипуляции. Диагностика Р-канального транзистора выполняется аналогично, но щупы меняют местами.
Проверка диода
Сейчас выпускается несколько основных типов диодов (стабилитрон, варикап, тиристор, симистор, свето- и фотодиоды), каждый из них используется для определенных целей. Для проверки на диоде замеряется сопротивление с плюсом на аноде (должно быть от нескольких десятков до нескольких сотен Ом), затем с плюсом на катоде – должна быть бесконечность. Если показатели другие – прибор неисправен.
Проверка резисторов
Как можно понять из картинки, резисторы тоже бывают разные:
На всех резисторах производителями указывается номинальное сопротивление. Его мы и замеряем. Допускается 5% погрешности значения сопротивления, если погрешность больше – прибор лучше не использовать. Если резистор почернел, его тоже лучше не использовать, даже если сопротивление в пределах нормы.
Проверка конденсаторов
Сначала осматриваем конденсатор. Если на нем нет никакие трещин и вздутий, нужно попытаться (осторожно!) покрутить выводы конденсатора. Если получается прокрутить или даже вообще вытащить – конденсатор сломан. Если внешне все нормально, проверяем мультиметром сопротивление, показания должны быть равны бесконечности.
Катушка индуктивности
В катушках поломки могут быть разные. Поэтому сначала исключаем механическую неисправность. Если внешне повреждений нет, измеряем сопротивление, подключая мультиметр к параллельным выводам. Оно должно быть близким к нулю. Если номинальное значение превышено, возможно, поломка произошла внутри катушки. Можно попытаться перемотать катушку, но проще поменять.
Микросхема
Микросхему мультиметром проверять не имеет смысла – в них десятки и сотни транзисторов, резисторов и диодов. На микросхеме не должно быть механических повреждений, пятен от ржавчины и перегрева. Если внешне все в порядке, микросхема скорее всего повреждена внутри, починить ее не удастся. Однако можно проверить выходы микросхемы на напряжение. Слишком низкое сопротивление выходов питания (относительно общего) свидетельствует о коротком замыкании. Если хотя бы один из выходов неисправен, скорее всего схему уже не вернуть в строй.
Работа с цифровым мультиметром
Подобно аналоговому, цифровой тестер имеет щупы красного и черного цвета, а также 2-4 дополнительных гнезда. Традиционно, «масса» или общий вывод маркируется черным. Гнездо общего вывода обозначается знаком «-» (минус) или кодом СОМ. Конец вывода бывает оснащен зажимом типа «крокодильчик», для укрепления на проверяемой схеме.
Красный вывод всегда использует гнездо с маркировкой «+» (плюс) или кодом V. В более сложных мультиметрах имеется дополнительное гнездо для красного щупа, обозначенное кодом «VQmA». Его использование позволяет измерять сопротивление и напряжение в миллиамперах.
Гнездо, обозначенное 10ADC предназначено для измерения постоянного тока, силой до 10А.
Главный переключатель режимов, имеющий круглую форму и расположенный в большинстве мультиметров посредине передней панели, служит для выбора режимов измерения. При выборе напряжения следует выбирать режим больший, чем сила тока. Если требуется проверить бытовую розетку, из двух режимов, 200 и 750 В, выбираем режим 750.
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 успехОбщение с клиентом
Глава 2.
Получение информации об устройствах и системах
Системный сбор информации о знакомом и неизвестномСобирайте информацию целенаправленно
Устанавливайте характерные черты структуры
Глава 3.
Систематизированный поиск неисправностей в автоматизированных устройствах
Предпосылки и последовательность успешного поиска неисправностейОценка 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 напряженияНеисправности 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 схемахПоследствия 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 схемахВоздействия 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 состояниямиПроверка 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 параметровТехническое 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 воздействияПоиск 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 тестированиеПоиск 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).
ОтсечкаРежим 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 |
|
V b V c V BE |
Vac |
Обрыв резистора R 1 |
V b V c V BE |
Высокое Нормальное V CC Низкое |
Обрыв резистора R 4 |
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 b V c V BE |
0 Нормальное V CC Очень высокое, не может быть выдержано функционирующим pn -переходом |
Разрыв перехода база-эмиттер |
V b V c V BE |
Низкое Низкое V CC Нормальное |
Разрыв перехода база-коллектор |
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 |
|
V b V c |
Высокое (V c ) Высокое Низкое |
Обрыв резистора R 2 или мало сопротивление резистора R 1 |
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 режимСовпадение 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: