Способы прозвонки деталей платы мультиметром. Поиск неисправностей в электронных схемах

Каждый человек формирует свой круг общения, так случилось и со мной, что в контакте и в реальной жизни меня преимущественно окружают люди, имеющие то или иное отношение к технике. Случается такое, что пишет Вконтакте порой человек и просит помочь отремонтировать какое-либо устройство. Отвечаешь бывает стандартно, что ты уже прозвонил на плате и слышишь в ответ, что он мол не в курсе как это делается, но направить устройство, ну очень нужно).

Проверка радиодеталей мультиметром на плате

Можно конечно, послать человека учить учебник физики, электротехники, гуглить по сайтам посвященным тематике электроники, сказав, что ты рубишь сук не по плечу, но решил попытаться раскрыть некоторые нюансы ремонтов для всех этих людей, которые, видимо, прогуливали или просиживали уроки физики и электротехники, а теперь вдруг решили наверстать упущенное. Вспомнив, что электронщиками не рождаются, а становятся...

Измерение постоянного тока тестером

Итак, у нас есть мультиметр и с его помощью можно измерять различные величины, например такие как ток, переменный и постоянный, что потребуется нам при ремонтах не так часто, как другие величины. Хотя на схемах существуют контрольные точки, в которых нужно разрывать цепь и измерять текущие токи или же напряжения. В таких случаях прямо на схеме указывается, какое напряжение или ток должно присутствовать в этой точке.

Контрольная точка измерение тока на схеме

Напряжение мы измеряем на плате намного чаще, чем токи, потому что если в схеме, например на разъеме питания отсутствует какое-то напряжение, то это явный признак, что схема функционирует не правильно. Такие измерения называются “на горячую” или без снятия питания, и должны производиться с соблюдением обычных мер безопасности при работе с электрическим током. Так как на платах, например импульсных блоков питания, в некоторых частях схемы, у нас присутствует высокое напряжение. Другие измерения, в частности измерения сопротивления или звуковая прозвонка, осуществляются только в обесточенном устройстве!

Это важное правило, достаточно один раз ошибиться, и измерить сопротивление вместо напряжения, или тоже самое на звуковой прозвонке, и в лучшем случае придется искать схему на мультиметр и менять резисторы, которые чаще всего идут в планарном корпусе и имеют маленькие размеры, например 0805 или даже 0603. В худшем случае вы попалите АЦП прибора - ту самую черную каплю, и прибор ремонту подлежать не будет, или ремонт его будет как минимум нерентабельным.

Микросхема АЦП мультиметра

Когда мы измеряем напряжение на плате в незнакомом месте не зная точно, какое именно по величине у нас оно должно быть, ставьте всегда заведомо большее значение на мультиметре. Например, если блок питания выдает 35 вольт и меряете на выходе - выбирайте 200 вольт, если 5 вольт - то 20 вольт. Тоже самое и с сопротивлением: если резистор промаркирован не цветными кольцами, а например типа МЛТ и расшифровать маркировку не получается - выбирайте на мультиметре режим 2 МегаОма, с последующим уменьшением предела измерений, для обеспечения необходимой точности.

Конденсатор фильтра БП

Всегда при ремонте импульсных блоков питания имеющих в своей схеме, например, электролитические конденсаторы на напряжение 400 - 450 вольт и номинал 100 - 150 микрофарад, разряжайте конденсатор замыкая выводы между собой отверткой с изолированной ручкой. Это же относится и к ремонту блоков питания ATX - там напряжение электролитических конденсаторов поменьше, всего 200 вольт, но щиплет надо признать все-равно неслабо.

Плата кинескопного телевизора

Иногда, например на платах кинескопных телевизоров, таких конденсаторов имеющих высокое рабочее напряжение бывает несколько, а не только один конденсатор фильтра. Обычно они имеют несколько меньшие размеры по сравнению с конденсатором фильтра. На чем основана проверка радиодеталей, с помощью омметра, и звуковой прозвонки? Вспомним закон Ома: чем меньше сопротивление при неизменном напряжении - тем больше ток.

Закон Ома - рисунок

Если вдруг сопротивление какой-то одной детали, стало вдруг очень маленьким, то по закону Ома в участке той цепи, потекут токи, сильно превышающие допустимые, резисторам например это может сильно не понравится - они перегреются, почернеют, а в особо тяжелых случаях даже сгорят. Это в полной мере относится и к любым полупроводникам.

Максимальная температура видеокарты

Все мы знаем, например, по термопрофилю видеокарт, что температура порядка 75 - 85 градусов является обычно предельной для кремния, при длительной работе, и видеокарта у нас в итоге выдает артефакты, а например чипсет на материнской плате начинает аномально греться, и в результате в лучшем случае компьютер будет работать не стабильно, а в худшем - вообще не будет включаться. Так вот, транзисторы и диоды, как и любые микросхемы, это все те-же полупроводники, которые при появлении сверх токов и увеличения температуры просто сгорят.

Сгоревший резистор обычный

Как же можно определить, что деталь сгорела с помощью мультиметра? Резисторы очень часто уходят в обрыв при сгорании, если резистор не звонится даже на пределе два МегаОма - скорее всего он сгорел. Что означает сгорел резистор с физической точки зрения? Это значит у него стало очень большое сопротивление между выводами, а раз так, то по закону Ома там условно текут микроскопические токи. Что можно считать как разрыв цепи. Любые полупроводники напротив, очень часто уходят в короткое замыкание или низкое сопротивление, но это не всегда так. Почему этот параметр, сопротивление радиодетали так важен, для работы схемы, мы разобрали.

Резистор в планарном корпусе

Теперь мы можем вообще в принципе любой предмет оценить с точки зрения его проводимости для электрического тока. Разберем например, такую ситуацию - почему телевизор принесенный из гаража с холода нельзя сразу включать в сеть, а нужно дать постоять минут 30-40 в тепле, и дать выравняться температурам.

Пыль в блоке питания

Дело в том, что на выводах радиодеталей, могут образоваться капельки воды, от инея, а вода у нас хороший проводник и сопротивление между близко расположенными выводами микросхемы, содержащей например силовой транзистор, включающий устройство, у нее оказываются замкнуты, два или даже все три вывода, транзистора или микросхемы, между собой. К чему это приводит?

Обозначение выводов транзистора

Те выводы микросхемы или например базовый вывод транзистора, они соединены с низковольтной частью данного прибора, и подача на них высокого напряжения приведет к их обязательному пробою, уменьшению сопротивления, либо даже к короткому замыканию, и при этом может прихватить с собой еще какие либо детали на схеме. С какой целью нужно регулярно счищать пыть с плат устройства? Первое - пыль, это теплоизолятор, он мешает отвести тепло от радиодеталей, которые при работе греются, их температура повышается и они выходят из строя.

Подгоревшая плата

Вторая причина - пыль на плате между выводами, это конечно не проводник, но и нельзя сказать, что очень хороший изолятор. В нормальных условиях по пыли может и не пробьет, а вот после внесения техники с мороза - все может быть, потому что напитавшаяся влагой пыль имеет более низкое сопротивление, чем сухая, а сохнет она, скорее всего дольше, чем просто небольшой иней на плате.

Плата блока питания импульсного

Умея анализировать схему и печатную плату, вы будете знать, какое примерно сопротивление, в сумме, всех параллельно подключенных деталей, должно быть в той или иной точке. Даже когда мы прозваниваем мультиметром на звуковой прозвонке не полупроводники - мы измеряем тоже самое сопротивление между теми или иными участками цепи.

Звуковая прозвонка мультиметра

Если у нас раздается звуковой сигнал - значит сопротивление между точками в которых мы проводим измерение, ниже чем 50 Ом, цифры конечно примерные, но принцип думаю понятен. Зная какое сопротивление имеет та или иная деталь в рабочем, и в нерабочем состоянии, мы можем проанализировать устройство на работоспособность не имея принципиальной схемы. Со схемой конечно все куда проще, но существует техника, например малоизвестные китайские бренды, на которые схем вы не найдете нигде. В таком случае нам поможет только анализ работы схемы, принцип ее действия, опыт в работе с подобными схемами, либо поиск аналога нашей схемы, пусть и с другими позиционными обозначениями на схеме.

Позиционное обозначение на схеме и номинал

В таком случае, потребуется отслеживать каждый узел по дорожкам, но это конечно лучше, чем вообще отсутствие всякой документации.

Подведём итог

Цель написания данной статьи - показать начинающим электротехникам, что знание не только интересно, но и в наше нелегкое в финансовом плане время, может помочь радиолюбителям и электронщикам, сэкономить часть средств на самостоятельном ремонте. А в перспективе, по мере прокачивания своего уровня - регулярно подрабатывать в этой сфере. Это сейчас становится особенно актуально, так как люди теперь все чаще обращаются за ремонтом, а не просто выбрасывают старую и покупают новую бытовую технику, как раньше. Всем удачных ремонтов! AKV.

Мы часто слышим выражение «поиск и устранение неисправностей» среди специалистов по радиоэлектронике. Но что это означает? Иногда процедура поиска и устранения неисправностей неверно истолковывается просто как ремонт отказавшего устройства. Однако ремонт - это лишь один из этапов гораздо более сложного процесса. Специалист, занятый поиском и устранением неисправностей, кроме всего прочего, должен уметь оценивать качество функционирования радиоэлектронной аппаратуры путем сопоставления своих теоретических знаний с реальным поведением устройства. Такая оценка должна проводиться до и после ремонта по причинам, которые станут очевидными при прочтении настоящей главы.
Понятие логического или систематического подхода к задаче поиска и устранения неисправностей является важнейшим среди знаний в области радиоэлектроники, которыми должен обладать радиолюбитель. Немало времени было потеряно на поиск неисправностей наугад. Процедура поиска неисправностей, приведенная в этой главе, разработана с целью вооружить радиолюбителя удобной и надежной методикой эффективной диагностики радиоэлектронных устройств. Если хорошо усвоить содержание и значение рассматриваемых ниже этапов процедуры поиска неисправностей, то можно научиться находить неисправности в любой радиоэлектронной аппаратуре независимо от ее уровня сложности и назначения.

Логический подход

Прежде чем перейти к подробному рассмотрению главного предмета обсуждения - поиска и устранения неисправностей, необходимо определить ту основу, которая составляет суть эффективных методов анализа неисправностей. Такой основой, весьма часто упускаемой на практике из виду, является логический подход. В соответствии с принятой в настоящее время терминологией понятие «логика» определяется следующим образом: система или принципы рассуждений, применимые к любым областям знаний или исследований. Рассматривая это определение применительно к нашему предмету обсуждения, следует выделить «принципы рассуждения». В более широком смысле принципы и правила рассуждений и есть логика.
Уровень сложности большинства современных электронных систем таков, что лица, ответственные за поддержание их в исправном состоянии, должны пройти специальную подготовку. Эти специалисты отнюдь не являются выдающимися знатоками принципов работы и методов технического обслуживания подобных устройств. В чем же тогда заключается секрет их способностей? Просто все дело в том, что их научили логически мыслить.
Изучив основы схемотехники простейших радиоэлектронных устройств, вы сможете более успешно представлять себе, как путем их объединения можно создавать системы, предназначенные для решения конкретных задач. Вооружившись полученными знаниями и логическим подходом к поиску и устранению неисправностей, можно выполнить мысленное функциональное разбиение любой радиоэлектронной (и не только радиоэлектронной) аппаратуры, а затем методично и профессионально ее испытать. Такая процедура сэкономит много ценных человеко-часов, теряемых при бессистемном поиске неисправностей.

Шесть этапов процедуры поиска и устранения неисправностей

Системный подход к поиску и устранению неисправностей в радиоэлектронной аппаратуре позволит существенно сократить время простоя аппаратуры и стоимость ремонта по сравнению с бессистемными методами технического обслуживания и ремонта. Другим не менее важным достоинством такого подхода является возможность постоянного поддержания радиоэлектронной аппаратуры в работоспособном состоянии, при котором ее рабочие характеристики соответствуют паспортным данным.

Этап 1. Выявление признаков неисправности

Первый этап предлагаемого логического подхода к анализу неисправностей заключается в выявлении признаков неисправности. Прежде чем принять решение о необходимости ремонта устройства, следует проверить, как оно функционирует - правильно или неправильно. Все радиоэлектронные устройства предназначены для выполнения одной или нескольких конкретных задач в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями. Для этого необходимо, чтобы они постоянно функционировали определенным образом. Если отсутствуют признаки, по которым можно судить о том, что устройство работает неверно, то и поддерживать такое устройство в работоспособном состоянии невозможно. По этой причине выявление признаков неисправности составляет содержание первого этапа процедуры поиска и устранения неисправностей.
Признак неисправности - это некоторый симптом, или указатель, свидетельствующий о нарушении нормального функционирования радиоэлектронного устройства. Задача выявления признака заключается в распознавании этого симптома при его появлении. Если у вас жар или болит голова, то вы знаете, что с вашим организмом происходит что-то неладное. Когда из двигателя автомобиля слышен громкий стук, то это свидетельствует о неисправности какой-то его детали. Аналогичным образом, искажения звука являются признаком неисправности в генераторе или его вспомогательных схемах.
Нормальное и ненормальное функционирование. Поскольку признак неисправности - свидетельство того, что в работе устройства произошли нежелательные изменения, необходимо иметь некоторые показатели его нормального функционирования, служащие в качестве эталона. Сравнивая показатели текущего и нормального функционирования, можно обнаружить признак неисправности и принять решение о том, что он собой представляет.
Нормальная температура человеческого тела равна 36,6 °С. Повышение или понижение температуры относительно этого значения свидетельствует о ненормальном состоянии организма, т.е. служит признаком его «неисправности». Если температура тела равна 39 °С, то, сравнив ее с нормальным значением, можно сказать, что признак «неисправности» организма - это повышение температуры на 2,4 °С. В данном случае этот признак точно определен.
Нормальное телевизионное изображение должно быть четким и контрастным по всей поверхности экрана. Оно должно быть симметрично относительно краев экрана по вертикали и по горизонтали. Если изображение вдруг начинает «бежать» по вертикали, то это признак неисправности, поскольку такое функционирование телевизора не соответствует его нормальной работе.
При нормальном звучании радиоприемника из него слышна вполне разборчивая речь диктора. Если же голос диктора звучит так, как будто он говорит со дна бочки, то слушатель знает, что такое искажение звука есть признак неисправности.
Оценка функционирования. При штатном функционировании большинство радиоэлектронных устройств вырабатывают информацию, которую оператор может слышать или видеть. Таким образом, с помощью органов слуха, а иногда и зрения можно выявить признаки нормальной или ненормальной работы устройства. Отображение информации может быть единственным назначением устройства, или же это его вспомогательная функция, необходимая для оценки его функционирования.
Электрический сигнал, представляемый в виде звуковых колебаний, регистрируется громкоговорителем или наушниками. Визуальное отображение результатов обеспечивается выводом информации на экран электроннолучевой трубки или на измерительный прибор. Кроме того, для визуальной индикации работы устройства можно применить светоизлучающие диоды.
Отказ устройства. Отказ радиоэлектронного устройства - это простейший вид признака неисправности. Отказ устройства означает, что либо все устройство, либо его часть не работает и, следовательно, не подает признаков «жизни». Отсутствие звука у звукового генератора указывает на его полный или частичный отказ. Аналогичным образом, отсутствие развертки или изображения на экране телевизора при правильном положении всех органов управления свидетельствует о его отказе.
Ухудшение функционирования. Возможна ситуация, когда звуковая и визуальная информация присутствуют, а устройство тем не менее работает ненормально. Когда устройство функционирует, но вырабатываемая им информация не соответствует техническим требованиям на устройство, говорят, что имеет место ухудшение функционирования. Подобный недостаток следует устранить так же быстро, как и полный отказ устройства. Степень ухудшения функционирования может быть самой различной - от почти нормальной его работы до почти полного отказа.
Если вы больны, но продолжаете ходить на работу, то весьма вероятно, что ваша работоспособность на время болезни ухудшится. Конечно, вы по-прежнему будете выполнять свою работу, но уже не так хорошо, как всегда.
Знание устройства. Чтобы решить, функционирует ли радиоэлектронное устройство и насколько правильно, необходимо иметь полное представление о его нормальных рабочих характеристиках. Следует помнить, что любая радиоэлектронная схема независимо от ее уровня сложности строится из ряда более простых электронных схем. Они объединяются таким образом, чтобы обеспечить решение поставленной задачи. Следовательно, знание основ схемотехники позволит проанализировать работу любого электронного устройства.
Для получения информации, необходимой для оценки функционирования устройства, обычно используются звуковые или визуальные средства. Однако до тех пор пока эта информация не будет осмыслена с помощью знаний о работе устройства, наличие таких средств не имеет никакого смысла. Именно на
эти знания следует опираться при распознавании признаков неисправности, иначе будет потеряно много времени на всякие ненужные действия и попытки найти неисправность.

Этап 2. Углубленный анализ признака неисправности

На втором этапе более или менее явный признак следует подвергнуть более детальному анализу. Большинство радиоэлектронных устройств или систем имеют органы управления, дополнительные индикаторные приборы помимо основного или другие встроенные средства оценки функционирования аппаратуры. Как вы помните, подобные встроенные компоненты есть и в схемах, рассмотренных в предыдущей главе. Мы часто представляем себе эти средства как некие отдельные устройства, подключаемые к схеме, но не как части этой схемы. Однако это далеко не так. Все рассмотренные в предыдущей главе схемы имеют органы управления, хотя это может быть обычный выключатель питания. Другими органами управления могут быть кнопочные переключатели, переменные резисторы и т.д. Индикаторные приборы являются неотъемлемой частью каждой схемы. Сюда относятся громкоговорители, светоизлучающие диоды и т.д. Необходимо проанализировать, какие органы управления и индикаторные приборы влияют на наблюдаемый признак неисправности или могут дать дополнительную информацию, которая поможет точнее определить этот признак.
Например, если устройство должно работать в разных режимах при не нажатом и нажатом кнопочном переключателе, то может оказаться, что причина неисправности всплывет, если нажать на переключатель. Предположим, что речь идет о генераторе, на выходе которого в нормальном режиме работы отсутствует ожидаемый сигнал. В этом случае вы ничего не теряете, нажав на переключатель. Если сигнала по-прежнему нет, то следует продолжить поиск. Напротив, если при нажатом переключателе сигнал появляется, то можно предполагать, что по крайней мере в этом положении переключателя устройство функционирует, и дальнейший поиск следует сосредоточить на тех частях схемы, которые могут влиять на ее работу при не нажатом переключателе. Здесь имеется в виду не выключатель питания, а переключатель напряжения или частоты.
Неразумно хватать контрольно-измерительную аппаратуру и бросаться очертя голову на поиск неисправности, имея в своем распоряжении лишь скудную начальную информацию о признаке неисправности. Если не проанализировать сначала признак неисправности, то можно легко и быстро сбиться с пути. В результате будет потеряно много Бремени, впустую израсходована электроэнергия, не исключено также, что при этом устройство может совсем выйти из строя. Этот этап описываемого систематического подхода можно назвать этапом сбора большего количества информации.
Углубленный анализ - это процесс более подробного описания признака неисправности. Тот факт, что на экране телевизора отсутствует изображение, не несет количества информации, достаточного, чтобы правильно определить причину неисправности. Данный признак может означать, что перегорела электроннолучевая трубка, возникли неполадки в части схемы, связанной с трубкой, вывернута ручка регулировки яркости или телевизор просто не включен. Сколько будет потеряно времени, если открыть телевизор и качать в нем копаться, хотя все, что требуется, это щелкнуть выключателем, поставить ручку яркости в нужное положение или просто вставить в розетку вилку сетевого шнура!
Аналогичным образом, такой признак неисправности звуковой схемы, как фон переменного тока, может потребовать поиска неисправности в нескольких направлениях, если отсутствует более подробное описание признака. Причиной фона могут быть плохая фильтрация в источнике питания, утечка, сетевая наводка или другие внутренние и (или) внешние повреждения.
Очевидно, основная причина того, что в качестве второго этапа рассматриваемого логического подхода выбран углубленный анализ признака неисправности, заключается в том, что многие схожие признаки неисправности могут быть вызваны многочисленными и разнообразными повреждениями схемы. Для успешного поиска неисправности необходимо принять правильное решение о том. какое повреждение (или повреждения) скорее всего вызывает наблюдаемый признак неисправности.
Использование органов управления. К органам управления относятся все выведенные на лицевую панель и соединенные с внутренними компонентами переключатели и переменные компоненты, которые можно регулировать, не открывая корпус устройства. Это те органы управления, с помощью которых подается питание на схему, настраиваются или регулируются ее рабочие характеристики или задается определенный режим работы.
По самой своей сути органы управления вносят некоторые изменения в режим функционирования устройства. Эти изменения косвенным образом оказывают влияние на токи или напряжения в различных цепях схемы вследствие изменений сопротивления, индуктивности и (или) емкости соответствующих компонентов. Органы отображения информации измерительные приборы и другие устройства индикации - позволяют визуально наблюдать изменения, происходящие в схеме при использовании органов управления.
Наряду с положительными эффектами манипулирование органами управления может вызвать и нежелательные явления в работе схемы. Манипулирование органами управления в неправильном порядке или превышение максимально допустимых напряжений и токов могут привести к повреждениям, проявившимся в виде первоначального признака неисправности. Если не принять соответствующих мер предосторожности при углубленном анализе признака неисправности, то неправильное использование органов управления устройством может нанести ему еще больший вред.
Каждый электронный компонент рассчитан на максимально допустимые ток и напряжение, которые нельзя превышать во избежание его сгорания или пробоя изоляции. Ни в коем случае нельзя устанавливать органы управления в такие положения, когда эти максимально допустимые значения превышаются.
Дальнейшее уточнение признака неисправности. На первом этапе рассматриваемой процедуры (выявление признака неисправности) требовалось знать принципы работы устройства, опираясь на которые, можно было бы убедиться в наличии признака неисправности. Эти знания необходимы и на остальных этапах логической процедуры поиска и устранения неисправностей. Знание принципов работы устройства и систематический подход к поиску и устранению неисправностей одинаково важны, знакомства лишь с одним из этих вопросов для работы явно недостаточно.
Задача более углубленного анализа признаков неисправности заключается в том, чтобы получить полное представление о них, а также определить, что они означают. Углубленный анализ необходим для более детального изучения решаемой проблемы.
Неправильная установка органов управления. При неправильной установке органов управления возникает кажущийся признак неисправности. Слово «кажущийся» употреблено здесь потому, что устройство может функционировать отлично, но из-за неправильной установки органов управления состояние средств отображения информации не будет соответствовать ожидаемому. Неправильная установка может быть следствием случайного перемещения органа управления, а также неаккуратной регулировки. Достаточно обнаружить неправильную установку органов управления, чтобы уяснить причину возникновения признака неисправности. На этом поиск неисправности можно закончить, если удалось убедиться, что неправильная установка была ее единственной причиной.
Усугубление признака неисправности. Если все органы управления установлены в правильное положение, а признак неисправности тем не менее остается, то вполне вероятно, что источником этого признака является орган управления. Однако в этом случае причину неисправности следует искать в виде отказа компонента. Неисправный орган управления можно сразу же обнаружить, особенно если отказ механический. Для обнаружения «электронного» повреждения органа управления может понадобиться дополнительная информация, так как один и тот же признак неисправности может свидетельствовать и о других повреждениях электрического характера.
Следует ли считать потерянным время, затраченное на проверку органов управления, если все они установлены правильно? Конечно нет. Во-первых, на это уйдет всего несколько секунд или минут. Во-вторых, имеется весьма веская причина для проверки и манипулирования органами управления, даже если все они установлены правильно. Дело в том, что это поможет получить дополнительную информацию, которая позволит более детально определить признак неисправности и наметить дальнейшие действия по поиску неисправности.
Еще одним способом поиска повреждения является искусственное усугубление признака неисправности, если оно возможно. Анализируя происходящие при этом изменения, можно правильно оценить причину неисправности.
Регистрация информации. Процесс углубленного анализа признака неисправности нельзя считать завершенным до тех пор, пока не будут всесторонне оценены наблюдаемые его проявления. Это означает, что показания индикаторных приборов следует оценить во взаимосвязи друг с другом, а также с функционированием всего устройства. Простейший способ такой оценки заключается в регистрации получаемой информации.
Это позволит вам спокойно посидеть минутку и проанализировать информацию, прежде чем сделать вывод о местонахождении неисправности. Кроме того, в этом случае вы сможете проанализировать принципиальную схему и сравнить полученную информацию с подробным ее описанием, если это необходимо. Последнее особенно полезно для новичка, только начинающего изучать способы поиска и устранения неисправностей. И наконец, записывая все положения органов управления и соответствующие им показания измерительных и индикаторных приборов (если они имеются), можно быстро воспроизвести любую информацию и убедиться в ее правильности. Кроме того, с помощью этих записей в ходе проверки можно точно задавать желаемый режим работы схемы. Следовательно, регистрация информации позволит сэкономить время и накопить полезный опыт по поиску неисправностей.
Если регулировка органа управления не влияет на признак неисправности, то данный факт также следует отразить в своих записях. Впоследствии эта информация может оказаться такой же важной, как и сведения о влиянии органа управления на признак неисправности. Кому-нибудь эта процедура может показаться необязательной, однако она тоже вносит свой вклад в систематический метод анализа неисправностей. Это утверждение станет более очевидным, если глубже рассмотреть проверяемую схему.
Дополнительная информация о признаке неисправности, полученная путем манипулирования органами управления и измерительными приборами, поможет идентифицировать неисправную функцию на следующем этапе рассматриваемой процедуры. Кроме того, она даст возможность оценить местонахождение неисправности и позволит в конце концов локализовать неисправный компонент.
Если неисправность была найдена путем манипулирования органами управления, то задачу анализа неисправности следует считать выполненной. Опираясь на знания о работе схемы, надо выяснить, почему при манипулировании определенным органом управления явный признак неисправности исчезает. Это необходимо для того, чтобы убедиться в отсутствии других поврежденных компонентов, которые в дальнейшем могут вызвать появление аналогичной неисправности.
При манипулировании органами управления следует представлять, в какой части схемы находится данный орган управления. Необходимо регулировать лишь те из них, которые по смыслу оказывают влияние на обнаруженный признак неисправности. При манипулировании органами управления следует проявлять крайнюю осторожность, неверная их установка может вызвать дополнительные повреждения устройства. Этап 3. Составление перечня возможных неисправных функций
Результативность третьего этапа зависит от информации, собранной на двух предыдущих этапах.
Напомним, что этап I заключался в выявлении признака неисправности, т.е. в обнаружении того факта, что устройство функционирует неверно. На этапе 2 (углубленный анализ признака неисправности) с помощью органов управления и индикаторов устройства собирается как можно больше информации о характере его неисправности.

Этап 3 Составление перечня возможных неисправных функций

Предназначен для законченных устройств, содержащих несколько функциональных узлов. Предлагаемая методика позволяет путем логических умозаключений определить функциональный узел (или узлы), в котором, вероятно, содержится неисправность; для этого используется информация, полученная на этапах 1 и 2. Этот выбор осуществляется путем поиска ответа на вопрос: «Где может находиться неисправность, чтобы она могла быть источником собранной информации?»
Термин «функция» употребляется здесь для обозначения некоторой электронной операции, выполняемой определенной частью (или узлом) схемы. Часто термины «функция» (соответствующий структурному разбиению схемы) и «узел» (соответствующий физическому разбиению) являются синонимами. Функциональный узел может конструктивно совпадать с одним или несколькими физическими узлами устройства. Функциональный узел содержит все компоненты, необходимые для выполнения определенной функции. Ниже термины «функция», «узел» и «функциональный узел» используются как синонимы, хотя в некоторых устройствах одна или несколько схем, выполняющих определенную функцию, могут быть встроены в узел, выполняющий другую функцию.
У схемы нельзя спросить о ее «самочувствии», подобно тому как врач спрашивает у больного, что у него болит. Недуги схемы можно выявить, анализируя собранную информацию и используя знания о работе схемы.
Логика выбора. Для определения неисправного узла или функции требуются те же методы построения умозаключений, к которым прибегают врач, автомеханик или любой специалист по технической диагностике, когда они ищут причину болезни или неисправности. Предположим, что вас постоянно мучают головные боли и вы решили, наконец, обратиться к врачу. Если после обследования зрения, слуха и органов дыхания, измерения температуры и выслушивания сердца врач немедленно направит вас в операционную для ампутации ноги, то вы наверняка засомневаетесь в правильности его диагноза. Но вряд ли врач примет такое нелогичное решение на основании результатов своего обследования. Скорее он сделает предположение, что наиболее вероятными причинами заболевания являются плохое зрение, инфекция, занесенная в гайморову полость, или что-нибудь еще. Только приняв такое решение, врач пропишет лекарство.
Радиолюбителя, выполнившего первые два из шести этапов процедуры и решившего сразу после этого приступить к проверке или ремонту устройства с намерением устранить неисправность, хорошим специалистом по поиску и устранению неисправностей не назовешь. Сначала он должен подвергнуть анализу собранную информацию, а затем, исходя из своих знаний о принципах работы схемы, принять технически обоснованное решение о вероятной причине обнаруженных им признаков неисправностей.
Наличие миллионов клеток и множества органов в человеческом организме стало бы непреодолимым препятствием для врача, если бы при постановке диагноза ему пришлось исследовать отдельно каждый орган или клетку. Вместо этого он мысленно делит человеческий организм на функциональные узлы, каждый из которых включает взаимосвязанные органы. Затем он пытается сопоставить симптомы заболевания с нормальной работой разных функциональных узлов. Любой признак ненормальной работы дает ему ключ к пониманию причины болезни.
Признаки ненормальной работы устройства, обнаруженные на этапах 1 и 2, должны дать представление о возможном местонахождении неисправности. Сложное электронное оборудование может содержать, например, 10 тыс. схем или 70 тыс отдельных компонентов. Вероятность обнаружения дефектного компонента путем методичной проверки каждого из 70 тыс. чрезвычайно мала. Масштабы задачи можно уменьшить в семь раз, если проверять не каждую деталь, а лишь состояние выходов каждой схемы.
Однако проведение 10 тыс. проверок также является делом весьма трудоемким. Разбив 10 тыс. схем на электронные функциональные узлы (семь, десяток или два десятка), можно сократить число проверок до приемлемого уровня. Здравый смысл подсказывает, что задача отыскания неисправности может быть решена гораздо быстрее и точнее, если все схемы, входящие в устройство, разбить на меньшее число групп независимо от того, сколько на деле в устройстве схем - тысячи, сотни или единицы.

Этап 4. Локализация неисправной функции

Первые три этапа рассматриваемого систематического подхода к поиску и устранению неисправностей были связаны с изучением очевидных и не очень очевидных недостатков в работе схемы, а также с логическим выбором возможных неисправных функциональных узлов. До сих пор не требовалось никаких контрольно-измерительных приборов, кроме органов управления и устройств индикации, имеющихся в самой схеме. Для обеспечения доступа к компонентам и внутренним органам регулировки следует снять крышки с корпуса устройства. После оценки информации о признаках неисправности на основании логических умозаключений сделано предположение о наиболее вероятных местонахождениях неисправности.
Локализация неисправной функции означает выявление того функционального узла многоузлового устройства, в котором фактически содержится неисправность. Это осуществляется путем последовательной проверки каждого из потенциально неисправных функциональных узлов до обнаружения неисправного узла. Если ни в одном из попавших в список функциональных узлов неисправность не обнаружена, следует вернуться к этапу 3 и еще раз провести оценку информации о признаках неисправности, а также попытаться получить дополнительную информацию. В некоторых случаях может оказаться необходимым вернуться к этапу 2 и снова провести углубленный анализ признака неисправности. На этом этапе понадобятся знания о принципах работы схемы и опыт по поиску неисправностей. Здесь и на последующих этапах большое значение имеет использование стандартных контрольно-измерительных приборов и интерпретация полученной с их помощью информации.
Проверка предполагаемых неисправных функциональных узлов. Цель четвертого этапа - определение функционального узла радиоэлектронной схемы, содержащего выявленную неисправность. Выбор потенциально неисправного узла должен выполняться исходя из знаний о принципах работы схемы и основных понятий радиоэлектроники. В описании этапа 3 отмечалось, что для выбора потенциально неисправных функциональных узлов может существовать как одна, так и много возможностей. Число таких узлов полностью зависит от типа схемы и информации, собранной на этапах 1 и 2 процедуры поиска и устранения неисправностей.
Крайне важно при выборе первого потенциально неисправного функционального узла, подлежащего проверке, опираться на логический подход. О необходимости такого подхода уже говорилось выше. При изучении работы схемы или при отыскании неисправности следует постоянно помнить об этом подходе. Логический подход основывается на знании принципов работы схемы и понимании конкретной ситуации. Рассматриваемые факторы. Одновременное исключение нескольких функциональных узлов, как возможных источников признака неисправности будет играть важную роль при принятии решения о том, какой из потенциально неисправных функциональных узлов следует проверять первым. Для этого требуется проанализировать принципиальную схему и определить, позволят ли результаты проверки одного из потенциально неисправных узлов исключить из перечня остальные потенциально неисправимые функциональные узлы.
Другим важным фактором, влияющим на логику выбора потенциально неисправного функционального узла, подлежащего проверке первым, является доступность контрольных точек. Контрольной точкой называется специальное гнездо, расположенное в доступном месте аппаратуры, например на передней панели или шасси. Гнездо имеет электрическое соединение (непосредственно или через переключатель) с некоторой точкой схемы с важным напряжением или сигналом. Такой контрольной точкой может быть место соединения проводников или компонентов.
Факторы, которые следует принимать во внимание при выборе первой контрольной точки, перечислены ниже в порядке их значимости.
1. Функциональный узел, предоставляющий максимум информации для одновременного исключения из рассмотрения остальных потенциально неисправных узлов, перечень которых был составлен на основании информации, полученной на этапах 1-3 рассматриваемой процедуры, если, конечно, этот узел не является очевидным местом неисправности.
2. Не следует начинать проверку с тех контрольных точек, для доступа к которым придется разбирать проверяемую аппаратуру.
Результаты проверки и выводы. После того как вы научились выбирать первый подлежащий проверке потенциально неисправный узел, возникает вопрос: «Куда двигаться дальше?» Ответ на этот вопрос зависит, естественно, от результатов первого шага.
Здесь только два возможных результата - удовлетворительная или неудовлетворительная работа проверяемого узла. В последнем случае узел либо совсем не работает, либо работает с ухудшенными характеристиками. В любом случае полученный результат укажет следующую необходимую проверку.
Анализ результатов проверок. Что делать, если после проверки последнего из потенциально неисправных узлов неисправность так и не обнаружена? В этом случае либо была допущена ошибка при выполнении проверки, либо результаты проверки были неправильно истолкованы и в итоге поиск неисправности пошел по неверному пути. Вот для этого-то и важно записывать все полученные результаты. Тогда нетрудно вернуться назад и определить, где была допущена ошибка.
Дальнейшее исследование. Если проверка всех подозреваемых узлов показала, что они исправны, то следует еще раз провести оценку информации, полученной в ходе предыдущих проверок. Вопрос состоит в том, насколько далеко следует вернуться к началу данной процедуры.
Можно отбросить всю ранее собранную информацию и начать процедуру сначала, т.е. с этапа 1 (выявление признака неисправности). Однако этого делать не следует, поскольку факт наличия неисправности уже установлен. Возврат к этапу 2 (углубленный анализ системы) позволит еще раз проанализировать схему. Возврат к этапу 3 дает возможность просмотреть ранее составленный список потенциально неисправных функциональных узлов и убедиться, что ни один из таких узлов не был пропущен.
Обнаружение неисправности. Обнаружив неисправный функциональный узел, необходимо убедиться, что он действительно может быть источником выявленного признака неисправности и согласуется с информацией, полученной в процессе углубленного анализа этого признака. Для этого следует снова обратиться к принципиальной схеме.
Чтобы выявить неисправный функциональный узел, мы двигались от сбора информации о признаке неисправности к фактическому ее местонахождению. Чтобы подтвердить правильность определения неисправного функционального узла, следует пройти в обратном направлении. Здесь следует задать себе вопрос: «Какие признаки неисправности может создавать этот неисправный узел?» В этом случае знание принципов работы схемы крайне важно.

Этап 5. Локализация неисправности в схеме

На этапах 1 и 2 (выявление признака неисправности и углубленный анализ признака неисправности) всей шестиэтапной процедуры поиска неисправностей осуществляется сбор исходной диагностической информации. Эта информация, полученная с помощью органов управления исследуемого устройства, состоит из показаний контрольно-измерительных приборов или осциллограмм и может быть использована для более углубленного изучения неисправности. На этапе 3 (составление списка возможных неисправных функциональных узлов)1, исходя из собранной информации и принципов работы схемы, определяются потенциальные неисправные функциональные узлы. На этапе 4 (локализация неисправной функции) выполняются реальные проверки устройства с помощью контрольно-измерительных приборов, в результате которых определяется часть схемы, содержащая неисправность.
На этапе 5 выполняются всесторонние проверки, целью которых является локализация конкретной схемы, содержащей неисправность. Для этого сначала следует выделить внутри функционального узла группу схем, каждая из которых выполняет определенную электронную подфункцию. После локализации этой неисправной группы схем можно приступить к проверкам, которые помогут определить неисправную схему (или схемы).
Этап 5 базируется на общем для всей процедуры поиска неисправностей принципе построения умозаключений, заключающемся в непрерывном сужении области поиска местонахождения неисправности путем принятия логических решений и выполнения рациональных проверок. Такой подход сокращает количество выполняемых проверок, что не только экономит время, но сводит к минимуму вероятность ошибки.
Чтобы лучше понять метод последовательного функционального разбиения, следует обратиться к рис. 1. Первой здесь рассматривается сложная схема, предназначенная для выполнения общей функции устройства. С этим уровнем функциональной классификации связаны этапы 1 и 2 процедуры поиска неисправностей. Далее сложная схема разбивается на функциональные узлы, каждый из которых предназначен для выполнения укрупненной функции, необходимой для реализации общей функции устройства. С этим уровнем функционального разбиения связаны этапы 3 и 4. Если в схеме всего один функциональный узел, то этапы 3 и 4 можно опустить.
Следующий элемент функционального разбиения - группа схем - представляет собой удобную для анализа часть функционального узла. Схемы и каскады в группе схем выполняют подфункцию, принципиально необходимую для выполнения обшей задачи функционального узла. Основной целью этапам является определение групп схем, содержащих неисправность. После этого можно перейти на самый нижний уровень функционального разбиения аппаратуры и выделить отдельную неисправную схему.

Рис. 1. Функциональное разбиение электронной аппаратуры при поиске неисправности.

Правильный подход. Прежде чем продолжить процедуру поиска неисправности и перейти к этапу 5, необходимо остановиться и осмыслить всю полученную к этому моменту информацию, которая может помочь при выполнении следующего этапа. После завершения этапа 4 известно, что все входные воздействия на неисправный функциональный узел правильны, а один или несколько выходных сигналов неверны или вообще отсутствуют. Для получения информации, которая может указать возможные местонахождения неисправности в функциональном узле, следует проанализировать неверные выходные сигналы, обнаруженные на этапе 4. Важно помнить, что первоначальные признаки и предположения, сделанные на первых двух этапах, не следует сбрасывать со счетов только потому, что этапы 3 и 4 закончены. Эта информация будет полезна на протяжении всей процедуры поиска неисправностей и каждый раз должна анализироваться совместно с результатами очередного выполненного этапа, прежде чем перейти к следующему этапу.
На этапе 5 должно быть продолжено сужение области поиска неисправности. Каждый функциональный узел имеет свою отдельную функцию, в него могут входить две или более группы схем, каждая из которых выполняет свою подфункцию. Это означает, что входное воздействие каждой группы (подфункции) преобразуется и появляется на выходе в другом виде. Понимание преобразований, происходящих в функциональном узле, позволяет обоснованно выбрать потенциальное местонахождение неисправности в нем. Затем выполняется проверка с целью локализации неисправной группы схем. Аналогичным образом определяется местонахождение неисправной схемы в группе.
«Заключение в скобки». Важную помощь при поиске неисправности может оказать метод «заключения в скобки», позволяющий сузить область поиска неисправности до неисправной группы схем, а затем и до неисправной схемы.
После завершения проверок на этапе 4 (локализация неисправного функционального узла) и выделения неисправного узла следует прибегнуть к методу «заключения в скобки», для этого надо на принципиальной схеме поставить скобки (мысленно или с помощью карандаша) у входа (входов) с правильным сигналом и у выхода (выходов) с неверным сигналом неисправной функции. Ясно, что неисправность заключена где-то между этими скобками. Идея использования скобок состоит в следующем: после проверки части схемы, находящейся между скобками, выполняется их последовательное перемещение (на входе или на выходе), а затем осуществляется очередная проверка, чтобы определить, не находится ли неисправность в новой области, заключенной между скобками. Этот процесс продолжается до тех пор, пока между скобками не окажется неисправный компонент схемы.
Наиболее важным в этом методе является определение места в схеме, куда должны быть помещены скобки при сужении области поиска неисправности. Это решение зависит от результатов анализа схемы и предыдущих проверок, типа схемных цепей, по которым проходит сигнал, а также от доступности контрольных точек. Всякие перемещения скобок должны иметь своей целью решение задачи локализации неисправности при минимальном числе проверок.

Этап 6. Анализ отказов

Описательная и проверочная информация, полученная на этапах 1 и 2, позволила логично и обоснованно оценить вопрос выбора неисправного функционального узла. На этапе 4 выполнялись простые проверки входных и выходных сигналов. На этапе 5 проводилось более углубленное исследование схем, входящих в проверяемое устройство. Этот этап, потребовал большого объема проверок с привлечением метода заключения в скобки для конкретной схемы. Метод заключения в скобки позволяет обнаружить отказавшую схему или каскад в неисправном функциональном узле.
На последнем этапе шестиэтапной процедуры поиска неисправности - этапе анализа отказов - для выявления местонахождения неисправного компонента понадобится проверить определенные ветви неисправной схемы. Эти ветви представляют собой участки неисправной схемы, содержащие все элементы транзистора, интегральной схемы или другого активного прибора.
После выполнения этапа 6 будет получена вся необходимая информация для замены или ремонта неисправных компонентов, что позволит восстановить нормальное функционирование устройства. Этап 6 не завершается обнаружением неисправного компонента - важно выяснить и причину неисправности. Вполне возможно, что в устройстве остались другие нe выявленные неисправности и если их не устранить, оно снова выйдет из строя. Для успешного анализа отказов необходимо делать записи. Эти записи могут оказаться полезными впоследствии. Кроме того, благодаря им можно обнаружить наличие устойчиво повторяющихся неисправностей, которые могут быть вызваны ошибкой при проектировании. Лишь после успешного завершения этапа 6 можно перейти к ремонту устройства, если он необходим.
Локализация неисправных компонентов. Первый шаг при локализации неисправного компонента в схеме основывается на применении методов, использованных на предыдущих этапах. Для локализации неисправных компонентов или ветви схемы необходимо проанализировать выходной сигнал. Такие параметры выходного сигнала, как напряжение, длительность и (или) форма могут быть признаками обрывов или коротких замыканий в компонентах, а также выхода их номиналов за пределы допусков. На этом шаге решаются две задачи: сокращается до минимума количество необходимых проверок и выясняется, является ли неисправный компонент (в случае его обнаружения) единственной причиной неисправности устройства.
Второй шаг выявления неисправного компонента - это визуальный контроль компонентов и проводников в схеме. При этом часто обнаруживаются сгоревшие или поврежденные компоненты или дефектные соединения. Один из способов локализации неисправных компонентов - это сравнение напряжений на выводах интегральных схем или транзисторов с ожидаемыми значениями, полученными в результате анализа схемы. Такая проверка часто помогает локализовать неисправность вплоть до конкретной ветви схемы. С каждым выводом транзистора или ИС обычно связана отдельная ветвь схемы. Для локализации неисправности также могут оказаться полезными измерения сопротивления в тех же точках схемы. Сопротивление часто измеряется для проверки подозрительных компонентов.
Вместо подозрительного компонента следует установить годный компонент, Однако надо иметь в виду, что не выявленная неисправность в схеме может вывести из строя и этот новый компонент.
Методичные проверки. Сначала всегда следует проверять наиболее вероятные предположения. Затем, учитывая, что с точки зрения сохранности вольтметра в нем перед началом проверок устанавливается верхний предел измерений, следует сначала проверить точки схемы с максимальными уровнями напряжения. Затем надо проверить остальные элементы в порядке убывания напряжений на них.
При проверках напряжений самый главный вопрос заключается в следующем: «Насколько измеренное напряжение должно быть близко к своему номиналу?» При ответе на этот вопрос следует учитывать много факторов. Допуски на номиналы резисторов, сильно влияющие на напряжение в различных точках схемы, могут составлять 20, 10 или 5 %. В некоторых критичных схемах применяются прецизионные компоненты. Интегральные схемы имеют довольно большой разброс характеристик, и поэтому напряжения на их выводах могут также иметь разброс. Кроме того, необходимо принимать во внимание точность измерительных приборов. Большинство вольтметров обеспечивают точность измерений от 5 до 10 %, однако прецизионные вольтметры имеют большую точность.
Локализация неисправного компонента. С помощью описанных выше проверок напряжений и (или) сопротивлений определяется ветвь схемы, содержащая неисправность. Далее требуется отыскать в этой ветви неисправный компонент или компоненты.
Один из способов заключается в измерении с помощью щупа напряжения или сопротивления относительно земли в различных точках электрического соединения двух или более компонентов. В общем случае очень трудно или вообще невозможно определить на основании анализа принципиальной схемы правильные значения этих параметров (особенно напряжений). Поэтому данную процедуру следует применять только для измерения сопротивления с целью обнаружения коротких замыканий и обрывов в исследуемой ветви схемы. Если напряжения отличаются от номинальных, то следует методично проверить параметры каждого резистора, конденсатора и (или) индуктивности, входящих в эту ветвь.
Изучение собранной информации. Изучение всей собранной информации о признаке неисправности и проведенных проверках поможет отыскать остальные неисправные компоненты независимо от того, связаны ли отказы этих компонентов с выявленной ранее неисправностью или же они вызваны другими причинами (в случае нескольких неисправностей).
Чтобы определить, не содержится ли в устройстве несколько неисправностей, следует задать себе вопрос: «Какое влияние оказывает обнаруженный неисправный компонент на функционирование всей схемы?» Если выявленная неисправность может быть источником всех обнаруженных нормальных и ненормальных признаков, то логично предположить, что этот компонент является единственным неисправным компонентом в схеме. В противном случае следует мобилизовать все свои знания по электронике, а также знание конкретной схемы и определить, .какая еще неисправность (неисправности) может быть источником всех выявленных признаков.

Отыскание неисправностей в устройствах на ИС

Процедура поиска и устранения неисправностей была рассмотрена выше безотносительно к тому, на какой элементной базе реализована электронная схема. Для представленных в этой книге устройств на основе ИС поиск неисправностей будет нетрудным и не требующим много времени делом. ИС 555 содержит большое число самых различных элементов и, естественно, нет никакой необходимости проверить каждый из них (да это и невозможно). С помощью описанной выше процедуры поиска неисправностей можно быстро определить неисправную часть схемы. Если это дискретные компоненты, окружающие ИС, то надо их проверить. Если неисправна сама ИС, то ее следует заменить. Понятно, что при этом необходимо убедиться в отсутствии в схеме других неисправностей, способных вывести ИС из строя. В некоторых из предложенных в книге схем используется более одной ИС, а также дискретные транзисторы, диоды, резисторы, органы управления и индикаторы. Однако большая часть схемы все же содержится в ИС. Если рассматривать ИС как один компонент, а не как узел, содержащий много схем, то задача отыскания неисправностей в этих устройствах намного упрощается.

Р.Трейстер, "Радиолюбительские схемы на ИС типа 555"

Название: Поиск неисправностей в электрических схемах
Бенда Дитмар
Год: 2010 (во быстрые...)
Страниц: 250
Формат: DjVu
Размер: 7.18 Mб
Язык: русский (перевод с немецкого)
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.

Оглавление
Предисловие
Глава 1 . Основные правила успешного технического обслуживания
1.1. Системный подход, логика и опыт гарантируют успех
1.2. Общение с клиентом
Глава 2. Получение информации об устройствах и системах
2.1. Системный сбор информации о знакомом и неизвестном
2.2. Собирайте информацию целенаправленно
2.3. Устанавливайте характерные черты структуры
Глава 3. Систематизированный поиск неисправностей в автоматизированных устройствах
3.1. Предпосылки и последовательность успешного поиска неисправностей
3.2. Оценка фактического состояния устройства
3.3. Локализация области неисправности
3.4. Мероприятия по ремонту и вводу в эксплуатацию
Глава 4. Определение полярности и напряжения в электронных блоках и схемах
4.1. Измерение напряжения
4.2. Неисправности в электрической цепи
4.3. Точка, взятая в качестве опорного потенциала, определяет полярность и значение напряжений
4.4. Примеры определения полярности и напряжений
4.5. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 5 . Системный поиск неисправностей в аналоговых схемах
5.1. Определение напряжений в схемах
5.2. Последствия возможных коротких замыканий и обрывов при различных видах связи
Соединительные связи
Отрицательные обратные связи
Положительные обратные связи
5.3. Систематизированный поиск неисправностей в аналоговых схемах
5.4. Поиск неисправностей в схемах управления и регулировки
Электропривод трехфазного тока
Стабилизатор напряжения
5.5. Поиск неисправностей в колебательных схемах
LC-генератор синусоидальных колебаний
Мостовой RC-генератор
Функциональный преобразователь
5.6. Поиск неисправностей в операционных усилителях
Поиск неисправностей в предусилителях
Оконечный усилитель
5.7. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 6. Системный поиск неисправностей в импульсных и цифровых схемах
6.1. Напряжения в цифровых схемах
6.2. Воздействия возможных коротких замыканий и внутренних обрывов
6.3. Систематизированный поиск ошибок в цифровой схеме
6.4. Ошибки в цифровых интегральных схемах
6.5. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 7. Поиск неисправностей в системе с компьютерными схемами
7.1. Диагностика неисправностей в схемах с тремя состояниями
7.2. Проверка статических функциональных параметров
7.3. Проверка динамических функциональных параметров
7.4. Систематизированный поиск неисправностей в компьютерной схеме
7.5. Поиск неисправностей в схемах интерфейсов
7.6. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 8. Поиск неисправностей в системах на программируемых контроллерах
8.1. Проверка статических и динамических функциональных параметров
8.2. Техническое обслуживание путем диагностики с помощью устройства визуального отображения
8.3. Систематизированный поиск неисправностей в схеме программируемого контроллера
8.4. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 9 . Поиск неисправностей в системе с сетевым напряжением питания
9.1. Сетевые помехи и их воздействия
9.2. Поиск неисправностей в схемах выпрямителей
9.3. Поиск неисправностей в источниках питания
9.4. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 10. Поиск ошибок в системах тестирования при обслуживании и производстве
10.1. Внутрисхемное тестирование
10.2. Поиск неисправностей с помощью контактной системы тестирования
10.3. Подготовка электронных блоков к тестированию
10.4. Локализация коротких замыканий
10.5. Упражнения для закрепления полученных знаний
Приложение. Ответы к упражнениям
Предметный указатель

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).

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

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

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

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).

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

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:

Электроника сопровождает современного человека повсеместно: на работе, дома, в автомобиле. Работая на производстве, и неважно, в какой конкретно сфере, часто приходится ремонтировать что-то электронное. Условимся это «что-то» называть «прибор». Это такой абстрактный собирательный образ. Сегодня поговорим о всевозможных премудростях ремонта, освоив которые, вы сможете починить практически любой электронный «прибор», вне зависимости от его конструкции, принципа работы и области применения.

С чего начать

Невелика премудрость перепаять детальку, а вот найти дефектный элемент и есть главная задача в ремонте. Начинать следует с определения типа неисправности, так как от этого зависит, с чего начинать ремонт.

Типов таких три:
1. прибор не работает вообще - не светятся индикаторы, ничто не движется, ничто не гудит, нет никаких откликов на управление;
2. не работает какая-либо часть прибора, то есть не выполняется часть его функций, но хотя проблески жизни в нём всё же видны;
3. прибор в основном работает исправно, но иногда делает так называемые сбои. Назвать такой прибор сломанным пока нельзя, но всё же что-то ему мешает работать нормально. Ремонт в этом случае как раз и заключается в поиске этой помехи. Считается, что это самый сложный ремонт.
Разберём примеры ремонта каждого из трёх типов неисправностей.

Ремонт первой категории
Начнём с самой простой - поломка первого типа, это когда прибор совсем мёртвый. Любой догадается, что начинать нужно с питания. Все приборы, живущие в своём мире машин, обязательно потребляют энергию в том или ином виде. И если прибор наш совсем не шевелится, то вероятность отсутствия этой самой энергии весьма высока. Небольшое отступление. При поиске неисправности в нашем приборе речь часто будет идти именно о «вероятности». Ремонт всегда начинается с процесса определения возможных точек влияния на неисправность прибора и оценки величины вероятности причастности каждой такой точки к данному конкретному дефекту, с последующим превращением этой вероятности в факт. При этом сделать правильную, то есть с самой высокой степенью вероятности оценку влияния какого-либо блока или узла на проблемы прибора поможет самое полное знание устройства прибора, алгоритма его работы, физических законов, на которых основана работа прибора, умение логически мыслить и, конечно же, его величество опыт. Одним из самых эффективных методов ведения ремонта является так называемый метод исключения. Из всего списка всех подозреваемых в причастности к дефекту прибора блоков и узлов, с той или иной степенью вероятности, необходимо последовательно исключать невиновных.

Начинать поиск надо соответственно с тех блоков, вероятность которых может быть виновниками этой неисправности самая высокая. Отсюда и выходит, что чем точнее определена эта самая степень вероятности, тем меньше времени будет затрачено на ремонт. В современных «приборах» внутренние узлы сильно интегрированы между собой, и связей очень много. Поэтому количество точек влияния зачастую бывает чрезвычайно велико. Но и ваш опыт растёт, и со временем вы будете выявлять «вредителя» максимум с двух-трёх попыток.

Например, есть предположение, что с высокой вероятностью виноват в болезни прибора блок «X». Тогда нужно провести ряд проверок, замеров, экспериментов, которые бы подтвердили либо опровергли это предположение. Если после таких экспериментов останутся хоть самые малые сомнения в непричастности блока к «преступному» влиянию на прибор, то исключать полностью этот блок из числа подозреваемых нельзя. Нужно искать такой способ проверки алиби подозреваемого, чтобы на все 100% быть уверенным в его невиновности. Это очень важно в методе исключения. А самый надёжный способ такой проверки подозреваемого - это замена блока на заведомо исправный.

Вернёмся всё же к нашему «больному», у которого мы предположили неисправность питания. С чего начать в этом случае? А как и во всех других случаях - с полного внешнего и внутреннего осмотра «больного». Никогда не пренебрегайте этой процедурой, даже когда уверены в том, что знаете точное местоположение поломки. Осматривайте прибор всегда полностью и очень внимательно, не торопясь. Нередко во время осмотра можно найти дефекты, не влияющие напрямую на искомую неисправность, но которые могут вызвать поломку в будущем. Ищите подгоревшие электроэлементы, вздувшиеся конденсаторы и прочие подозрительно выглядящие элементы.

Если внешний и внутренний осмотр не принёс никаких результатов, тогда берите в руки мультиметр и приступайте к работе. Надеюсь, про проверку наличия напряжения сети и про предохранители напоминать не надо. А вот о блоках питания немного поговорим. В первую очередь, проверяйте высокоэнергетические элементы блока питания (БП): выходные транзисторы, тиристоры, диоды, силовые микросхемы. Потом можно начать грешить на оставшиеся полупроводники, электролитические конденсаторы и, в последнюю очередь, на остальные пассивные электроэлементы. Вообще величина вероятности выхода из строя элемента зависит от его энергетической насыщенности. Чем большую энергию использует электроэлемент для своего функционирования, тем больше вероятность его поломки.

Если механические узлы изнашивает трение, то электрические - ток. Чем больше ток, тем больше нагрев элемента, а нагревание/остывание изнашивает любые материалы не хуже трения. Колебания температуры приводят к деформации материала электроэлементов на микроуровне из-за температурного расширения. Такие переменные температурные нагрузки и являются основной причиной так называемого эффекта усталости материала при эксплуатации электроэлементов. Это необходимо учитывать при определении очерёдности проверки элементов.

Не забывайте проверять БП па предмет пульсаций выходных напряжений, либо каких-то иных помех на шинах питания. Хоть и нечасто, но и такие дефекты бывают причиной неработоспособности прибора. Проверьте, доходит ли реально питание до всех потребителей. Может, из-за проблем в разъёме/кабеле/проводе эта «пища» не доходит до них? БП будет исправен, а энергии-то в блоках прибора всё одно нет.

Ещё бывает, что неисправность таится в самой нагрузке - короткое замыкание (КЗ) там штука нередкая. При этом в некоторых «экономных» БП нет защиты по току и, соответственно, нет такой индикации. Поэтому версию короткого замыкания в нагрузке тоже следует проверить.

Теперь поломка второго типа. Хотя здесь также всё следует начинать всё с того же внешне-внутреннего осмотра, тут таится гораздо большее разнообразие аспектов, па которые следует обратить внимание. - Самое главное - успеть запомнить (записать) всю картину состояния звуковой, световой, цифровой индикации прибора, кодов ошибок на мониторе, дисплее, положение аварийных сигнализаторов, флажков, блинкеров на момент аварии. Причём обязательно до того, как произойдёт её сброс, квитирование, отключение питания! Это очень важно! Упустить какую-нибудь важную информацию - значит непременно увеличить время, затраченное на ремонт. Осмотрите всю имеющуюся индикацию - и аварийную, и рабочую, и запомните все показания. Откройте шкафы управления и запомните (запишите) состояние внутренней индикации при её наличии. Пошатайте платы, установленные на материнке, в корпусе прибора шлейфы, блоки. Может, неисправность исчезнет. И обязательно прочистите радиаторы охлаждения.

Иногда имеет смысл проверить напряжение на каком-нибудь подозрительном индикаторе, особенно если им является лампа накаливания. Внимательно прочтите показания монитора (дисплея), при его наличии. Расшифруйте коды ошибок. Посмотрите таблицы входных и выходных сигналов на момент аварии, запишите их состояние. Если прибор обладает функцией записи происходящих с ним процессов, не забудьте прочесть и проанализировать такой журнал событий.

Не стесняйтесь — понюхайте прибор. Нет ли характерного запаха горелой изоляции? Особое внимание уделите изделиям из карболита и других реактивных пластмасс. Нечасто, но бывает, что их пробивает, и пробой этот порою очень плохо видно, особенно если изолятор чёрного цвета. Из-за своих реактивных свойств эти пластмассы не коробит при сильном нагреве, что также затрудняет обнаружение пробитой изоляции.

Посмотрите, нет ли потемневшей изоляции обмоток реле, пускателей, электродвигателей. Нет ли потемневших резисторов и изменивших нормальный цвет и форму других электрорадиоэлементов.

Нет ли вздувшихся или «стрельнувших» конденсаторов.

Проверьте, нет ли в приборе воды, грязи, посторонних предметов.

Посмотрите, нет ли перекоса разъёма, или блок/плата не до конца вставлены в своё место. Попробуйте вынуть и заново вставить их.

Возможно, какой-либо переключатель на приборе стоит в не соответствующем положении. Заела кнопка, либо подвижные контакты у переключателя стали в промежуточном, не зафиксированном положении. Возможно пропал контакт в каком-нибудь тумблере, переключателе, потенциометре. Потрогайте их все (при обесточенном приборе), пошевелите, повключайте. Лишним это не будет.

Проверьте на предмет заклинивания механические части исполнительных органов - проверните роторы электродвигателей, шаговых двигателей. Подвигайте по необходимости другие механизмы. Сравните прилагаемое при этом усилие с другими такими же рабочими устройствами, если конечно есть такая возможность.

Осмотрите внутренности прибора в работающем состоянии - возможно увидите сильное искрение в контактах реле, пускателей, переключателей, что будет свидетельствовать о чрезмерно высокой величине тока в этой цепи. А это уже хорошая зацепка для поиска неисправности. Часто виной такой поломки бывает дефект какого-либо датчика. Эти посредники между внешним миром и прибором, которому они служат, обычно вынесены далеко за порубежье самого корпуса прибора. И при этом работают они обычно в более агрессивной среде, чем внутренне части прибора, которые так или иначе, но защищены от внешнего воздействия. Поэтому все датчики требуют повышенного внимания к себе. Проверьте их работоспособность и не поленитесь почистить от загрязнения. Концевые выключатели, различные блокирующие контакты и прочие датчики с гальваническими контактами - являются подозреваемыми с высоким приоритетом. Да и вообще любой «сухой контакт» т.е. не пропаянный, должен стать элементом пристального внимания.

И ещё момент - если прибор прослужил уже немало времени, то следует обратить внимание на элементы, наиболее подверженные какому-либо износу или изменению своих параметров с течением времени. Например: механические узлы и детали; элементы, подвергающиеся во время работы повышенному нагреву или иному агрессивному воздействию; электролитические конденсаторы, некоторые виды которых склонны терять ёмкость со временем из-за высыхания электролита; все контактные соединения; органы управления прибором.

Практически все виды «сухих» контактов с течением времени теряют свою надёжность. Особое внимание следует уделить контактам с серебряным покрытием. Если прибор долгое время проработал без технического обслуживания, рекомендую перед тем, как приступать к углублённому поиску неисправности, сделать профилактику контактам - осветлить их обычным ластиком и протереть спиртом. Внимание! Никогда не пользуйся абразивными шкурками для чистки посеребрённых и позолоченных контактов. Это верная смерть разъёму. Покрытие серебром или золотом делается всегда очень тонким слоем, и стереть абразивом его до меди очень легко. Полезно провести процедуру самоочистки контактов розеточной части разъёма, на профессиональном сленге «мамы»: соедините-разъедините разъём несколько раз, от трения пружинящие контакты немного очищаются. Ещё советую, работая с любыми контактными соединениями, не трогать их руками - масляные пятна от пальцев негативно влияют на надёжность электрического контакта. Чистота залог надёжной работы контакта.

Первейшее дело - проверить срабатывание какой-либо блокировки, защиты в начале ремонта. (В любой нормальной технической документации на прибор есть глава с подробным описанием применяемых в нём блокировок.)

После осмотра и проверки питания прикиньте навскидку - что наиболее вероятно сломалось в приборе, и проверьте эти версии. Сразу в дебри прибора не стоит лезть. Сначала проверьте всю периферию, особенно исправность исполнительных органов - возможно сломался не сам прибор, а какой-либо механизм, управляемый им. Вообще рекомендуется изучить, пусть и не до тонкостей, весь производственный процесс, участником которого является подопечный прибор. Когда очевидные версии исчерпаны - вот тогда садитесь за свой рабочий стол, заваривайте чайку, раскладывайте схемы и прочую документацию на прибор и «рожайте» новые идеи. Думайте, что ещё могло вызвать эту болезнь прибора.

Через некоторое время у вас должно «родиться» определённое количество новых версий. Тут рекомендую не спешить бежать проверять их. Сядьте где-нибудь в спокойной обстановке и подумайте над этими версиями па предмет величины вероятности каждой из них. Тренируйте себя в деле оценки таких вероятностей, а когда накопится опыт в подобной селекции - станете делать ремонт гораздо быстрее.

Самый результативный и надёжный способ проверки подозреваемого блока, узла прибора на работоспособность, как уже говорилось, это замена его на заведомо исправный. Не забывайте при этом внимательно проверять блоки на предмет их полной идентичности. Если будете подключать тестируемый блок к работающему исправно прибору, то по возможности подстрахуйтесь - проверьте блок на предмет завышенных выходных напряжений, короткое замыкание по питанию и в силовой части, и прочие возможные неисправности, которые могут вывести из строя рабочий прибор. Бывает и обратное: подключаешь донорскую рабочую плату в сломанный прибор, проверяешь, что хотел, а когда её возвращаешь назад - она оказывается уже неработоспособной. Такое бывает нечасто, но всё же имейте в виду этот момент.

Если таким образом удалось найти неисправный блок, то дальше локализовать поиск неисправности до конкретного электроэлемента поможет так называемый «сигнатурный анализ». Так называют метод, при котором ремонтник проводит интеллектуальный анализ всех сигналов, коими «живёт» испытуемый узел. Подключите исследуемый блок, узел, плату к прибору с помощью специальных удлинителей-переходников (такие обычно поставляются в комплекте с прибором), чтобы был свободный доступ ко всем электроэлементам. Разложите рядом схему, измерительные приборы и включите питание. Теперь сверьте сигналы в контрольных точках на плате с напряжениями, осциллограммами на схеме (в документации). Если схема и документация не блещут такими подробностями, тут уж напрягайте мозги. Хорошие знания по схемотехнике здесь будут весьма кстати.

Если появились какие-то сомнения, то можно «повесить» на переходник исправную образцовую плату с рабочего прибора и сравнить сигналы. Сверьте со схемой (с документацией) все возможные сигналы, напряжения, осциллограммы. Если найдено отклонение какого-либо сигнала от нормы, не спешите делать вывод о неисправности именно этого электроэлемента. Он может быть не причиной, а всего лишь следствием другого нештатного сигнала, который вынудил этот элемент выдать ложный сигнал. Во время ремонта старайтесь сужать круг поиска, максимально локализовать неисправность. Работая с подозреваемым узлом/блоком, придумывайте такие испытания и измерения для него, которые бы исключили (или подтвердили) причастность этого узла/блока к данной неисправности наверняка! Семь раз подумайте, когда исключаете блок из числа неблагонадёжных. Все сомнения в этом деле должны быть развеяны явными уликами.

Эксперименты делайте всегда осмысленно, метод «научного тыка» не наш метод. Дескать, дай-ка я вот этот провод сюда ткну и посмотрю, что будет. Никогда не уподобляйтесь таким «ремонтёрам». Последствия всякого эксперимента обязательно должны быть продуманы и нести полезную информацию. Бессмысленные же эксперименты - пустая трата времени, и к тому же ещё поломать можно что- нибудь. Развивайте в себе способность логически мыслить, стремитесь видеть чёткие причинно-следственные связи в работе устройства. Даже в работе сломанного прибора есть своя логика, всему есть объяснение. Сможете понять и объяснить нестандартное поведение прибора - найдёте его дефект. В деле ремонта очень важно самым чётким образом представлять себе алгоритм работы прибора. Если у вас есть пробелы в этой области, читайте документацию, спрашивайте всех, кто хоть что-то знает об интересующем вопросе. И не бойтесь спрашивать, вопреки распространённому мнению, это не убавляет авторитет в глазах коллег, а наоборот, умные люди всегда это оценят положительно. Помнить наизусть схему прибора абсолютно ненужно, для этого бумагу придумали. А вот алгоритм его работы надо знать «назубок». И вот вы «трясёте» прибор уже который день. Изучили его так, что кажется дальше некуда. И уже неоднократно пытали все подозреваемые блоки/узлы. Испробованы даже казалось бы самые фантастические варианты, а неисправность так и не найдена. Вы уже начинаете понемногу нервничать, может даже паниковать. Поздравляю! Вы достигли апогея в данном ремонте. И тут поможет только… отдых! Вы просто устали, нужно отвлечься от работы. У вас, как говорят опытные люди, «глаз замылился». Так что бросайте работу и полностью отключите своё внимание от подопечного прибора. Можно заняться другой работой, или вовсе ничем не заниматься. Но о приборе нужно забыть. А вот когда отдохнёте, то сами почувствуете желание продолжить битву. И как часто бывает, после такого перерыва вы вдруг увидите такое простое решение проблемы, что удивитесь несказанно!

А вот с неисправностью третьего типа всё гораздо сложнее. Так как сбои в работе прибора носят обычно случайный характер, то для того чтобы поймать момент проявления сбоя, времени часто требуется очень много. Особенности внешнего осмотра в этом случае заключаются совмещении поиска возможной причины сбоя с проведением профилактических работ. Вот для ориентира перечень некоторых возможных причин появления сбоев.

Плохой контакт (в первую очередь!). Почистите разъёмы все сразу во всём приборе и внимательно осматривайте при этом контакты.

Перегрев (как и переохлаждение) всего прибора, вызванный повышенной (пониженной) температурой окружающей среды, либо вызванный длительной работой с высокой нагрузкой.

Пыль на платах, узлах, блоках.

Загрязнение радиаторов охлаждения. Перегрев полупроводниковых элементов, которые они охлаждают, тоже может быть причиной сбоев.

Помехи в сети питания. Если фильтр питания отсутствует или вышел из строя, либо его фильтрующих свойств недостаточно для данных условий эксплуатации прибора, то сбои в его работе будут нередкими гостями. Попробуйте связать сбои с включением какой-либо нагрузки в той же электросети, от которой питается прибор, и тем самым найти виновника помехи. Возможно именно в соседнем приборе неисправен сетевой фильтр, либо ещё какая другая неисправность в нём, а не в ремонтируемом приборе. По возможности запитайте прибор на некоторое время от бесперебойника с хорошим встроенным сетевым фильтром. Сбои пропадут - ищите проблему в сети.

И здесь, как и в предыдущем случае, самым эффективным способом ремонта является метод замены блоков на заведомо исправные. Меняя блоки и узлы между одинаковыми приборами, внимательно следите за их полной идентичностью. Обратите внимание на наличие персональных настроек в них - различные потенциометры, настроенные контуры индуктивности, переключатели, джемперы, перемычки, программные вставки, ПЗУ с различными версиями прошивок. Если они имеются, то решение о замене принимайте, обдумав все возможные проблемы, которые могут возникнуть в связи с опасностью нарушения работы блока/узла и прибора в целом, из-за разницы в таких настройках. Если всё же имеется острая необходимость в такой замене, то делайте перенастройку блоков с обязательной записью предыдущего состояния - пригодится при возврате.

Бывает так, что заменены все составляющие прибор платы, блоки, узлы, а дефект остался. Значит, логично предположить, что неисправность засела в оставшейся периферии в жгутах проводов, внутри какого-либо разъёма проводок оторвался, может быть дефект кросс-платы. Иногда виноват бывает замятый контакт разъёма, например в боксе для плат. При работе с микропроцессорными системами иногда помогает многократный прогон тестовых программ. Их можно закольцевать или настроить на большое количество циклов. Причём лучше, если они будут именно специализированные тестовые, а не рабочие. Эти программы умеют фиксировать сбой и всю сопутствующую ему информацию. Если умеете, сами напишите такую тестовую программу, с ориентацией на конкретный сбой.

Бывает, что периодичность проявления сбоя имеет некую закономерность. Если сбой можно связать по времени с исполнением какого-либо конкретного процесса в приборе, тогда вам повезло. Это очень хорошая зацепка для анализа. Поэтому всегда внимательно наблюдайте за сбоями прибора, замечайте все обстоятельства, при которых они проявляются, и старайтесь связать их с исполнением какой-либо функции прибора. Длительное наблюдение за сбоящим прибором в этом случае может дать ключ к разгадке тайны сбоя. Если найти зависимость появления сбоя от, например, перегрева, повышения/ понижения напряжения питания, от вибрационного воздействия, это даст некоторое представление о характере неисправности. А дальше - «ищущий да обрящет».

Способ контрольной замены почти всегда приносит положительные результаты. Но в найденном таким образом блоке может быть множество микросхем и других элементов. А значит, есть возможность восстановить работу блока заменой лишь одной, недорогой детальки. Как в этом случае локализовать поиск дальше? Тут тоже не всё потеряно, существуют несколько интересных приёмов. Сигнатурным анализом поймать сбой практически нереально. Поэтому попробуем использовать некоторые нестандартные методы. Нужно спровоцировать блок на сбой при определённом локальном воздействии на пего и при этом надо, чтобы момент проявления сбоя можно было привязать к конкретной детали блока. Вешайте блок на переходник/удлинитель и начинайте его мучить. Если подозреваете в плате микротрещину, можно попробовать закрепить плату на каком-нибудь жёстком основании и деформировать только малые части её площади (углы, края) и гнуть их в разных плоскостях. И наблюдайте при этом за работой прибора - ловите сбой. Можно попробовать постучать ручкой отвёртки по частям платы. Определились с участком платы - берите линзу и внимательно высматривайте трещинку. Нечасто, но иногда всё-таки удаётся обнаружить дефект, и, кстати, при этом далеко не всегда виновной оказывается микротрещина. Гораздо чаще находятся дефекты пайки. Поэтому рекомендуется не только гнуть саму плату, но и шевелить все её электроэлементы, внимательно наблюдая за их паяным соединением. Если подозрительных элементов немного, можно просто сразу все пропаять, чтобы в будущем больше не было проблем с этим блоком.

А вот если в причине сбоя подозревается какой-либо полупроводниковый элемент платы, найти его будет непросто. Но и тут тоже можно словчить, есть такой несколько радикальный способ спровоцировать сбой: в рабочем состоянии нагревайте паяльником по очереди каждый электроэлемент и следите за поведением прибора. К металлическим частям электроэлементов паяльник нужно прикладывать через тонкую пластинку слюды. Греть примерно градусов до 100-120, хотя иногда и больше требуется. При этом, конечно, есть определённая доля вероятности дополнительно испортить какой-ни- будь «невинный» элемент на плате, но стоит ли рисковать в этом случае, это уже решать вам. Можно попробовать наоборот, охлаждать льдинкой. Тоже не часто, но всё же можно и таким способом попробовать, как у нас говорят, - «выковырять клопа». Если уж сильно припекло, и при наличии возможности, конечно, то меняйте все подряд полупроводники на плате. Очерёдность замены - по нисходящей эиергоиасыщеипости. Меняйте блоками по нескольку штук, периодически проверяя работоспособность блока на отсутствие сбоев. Попробуйте хорошенько пропаять все подряд электроэлементы на плате, иногда только уже одна эта процедура возвращает прибор к здоровой жизни. Вообще с неисправностью такого типа никогда нельзя гарантировать полное выздоровление прибора. Часто бывает так, что вы во время поиска неисправности шевельнули случайно какой-то элемент, у которого был слабый контакт. При этом неисправность исчезла, но скорее всего этот контакт опять себя проявит со временем. Ремонт редко проявляющегося сбоя - занятие неблагодарное, времени и усилий требует много, а гарантии, что прибор будет обязательно отремонтирован, нет никакой. Поэтому многие мастера часто отказываются браться за ремонт таких капризных приборов, и, честно говоря, я их за это не виню.