Как найти неисправную микросхему на плате. Поиск неисправностей в электронных схемах

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

Данная статья посвящена проверке радиодеталей (транзисторов, диодов, конденсаторов и т.д.) и опубликована в связи со многими обращениями ко мне по этому поводу.

Как проверить радиодетали

Для проверки исправности радиодеталей потребуется измерительный прибор – мультиметр. Приобретать лучше не дешевый китайский ширпотреб, который не только быстро выходит из строя, но и существенно ограничен в возможностях за счет слабого тока. В идеале мультиметр должен питаться от батарейки типа «крона».

Резистор

Невооруженным взглядом можно определить сгоревший резистор – он почернеет. Даже если на нем остается нужное сопротивление, его следует заменить.

Для проверки мультиметр ставится в режим омметра. Затем подсоединяем щупы (полярность не имеет значения) к выводам резистора и сравниваем замеренное сопротивление с номинальным. Номинал указывается либо на плате, либо на самом резисторе. Некоторые резисторы маркируются не цифрами, а разноцветными полосками, расшифровываемыми по нехитрой схеме. Отклонения в пределах 5% от номинала считаются нормой.

Конденсатор

Так же, как и резистор, может визуально сигнализировать о неисправности. Конденсатор может вздуться или вообще взорваться и вытечь. Заметить это легко. В таком случае измерения не требуются – деталь подлежит безоговорочной замене.

Еще один нехитрый тест конденсатора – проверка целостности контактов. Для этого «ножки» конденсатора нужно слегка согнуть, после чего попытаться повернуть их или вытащить. Если наблюдается хотя бы минимальный люфт – конденсатор неисправен.

В других случаях конденсатор проверяют омметром. Значение сопротивления должно равняться бесконечности. Если нет – замена.

Диод

Диод проводит ток в одном направлении и не проводит в обратном. Стрелочным мультиметром это легко проверить в режиме омметра. Положительный щуп – к аноду, отрицательный – к катоду. В таком положении ток должен проходить. Если поменять щупы местами, то результат замера будет равноценен обрыву цепи.

Цифровой мультиметр ставится в специальный режим проверки диодов. Фиксируемое напряжение на германиевом диоде должно быть в районе 200-300мВ, на кремниевом – 550 – 700. Если напряжение зашкаливает за 2000мВ – диод неисправен.

Транзистор

Биполярный

Проще всего представить транзистор в виде двух «встречных» диодов. Проверка должна быть соответствующей: база-эмиттер и база-коллектор. Ток должен идти в одном направлении, а в другом – нет.

Переход эмиттер-коллектор не должен прозваниваться вообще! Если ток проходит при отсутствии напряжения на базе, транзистор необходимо выбросить.

Полевой

Перед проверкой необходимо замкнуть между собой все контакты, чтобы разрядилась емкость затвора. После этого омметр должен фиксировать сопротивление, равное бесконечности на всех выводах. В противном случае деталь подлежит замене.

Стабилитрон

Проверка стабилитрона – процесс более деликатный. Цифровым мультиметром здесь пользоваться не рекомендуется – он запросто может «пробить» исправную деталь в обоих направлениях. Если есть аналоговый тестер, то проверить можно так же, как диод. Если нет – есть различные способы проверки. Опишем простейший.

Понадобится блок питания с регулировкой подаваемого напряжения. Подключаем к аноду резистор сопротивлением 300-500 Ом, затем подключаем блок питания. Замеряем напряжение на стабилитроне, поднимая его значение на блоке питания. Достигнув определенного значения (лучше, если оно известно заранее – напряжение стабилизации), напряжение должно перестать расти. Если продолжает – меняем стабилитрон.

Тиристор

Положительный щуп омметра – к аноду, отрицательный – к катоду. Сопротивление должно равняться бесконечности. Если коснуться управляющим электродом анода, то должно зафиксироваться сопротивление порядка 100 Ом. При отсоединении УЭ это значение должно остаться фиксированным. Если результат на любом из этих этапов отличается от описанного, тиристор необходимо заменить.

Катушка индуктивности

Простейшую поломку – обрыв – легко определить омметром. Сопротивление должно быть. Как правило – несколько сотен Ом. Если значение уходит в бесконечность – значит, произошел обрыв.

Сложнее обстоит дело с замыканием витков. Как правило, определить его почти невозможно – все способы небезупречны. Поэтому лучше оставить катушку напоследок, когда все остальные детали точно исправны, и попросту заменить ее, согласно методу исключения.

В жизни каждого домашнего мастера, умеющего держать в руках паяльник и пользоваться мультиметром, наступает момент, когда поломалась какая-то сложная электронная техника и он стоит перед выбором: сдать на ремонт в сервис или попытаться отремонтировать самостоятельно. В этой статье мы разберем приемы, которые могут помочь ему в этом.

Итак, у вас сломалась какая-либо техника, например ЖК телевизор, с чего нужно начать ремонт? Все мастера знают, что начинать ремонт надо не с измерений, или даже сходу перепаивать ту деталь, которая вызвала подозрение в чем-либо, а с внешнего осмотра. В это входит не только осмотр внешнего вида плат телевизора, сняв его крышку, на предмет подгоревших радиодеталей, вслушивание с целью услышать высокочастотный писк либо щелканье.

Включаем в сеть прибор

Для начала нужно просто включить телевизор в сеть и посмотреть: как он себя ведет после включения, реагирует ли на кнопку включения, либо моргает светодиод индикации дежурного режима, или изображение появляется на несколько секунд и пропадает, либо изображение есть, а звук отсутствует, или же наоборот. По всем этим признакам, можно получить информацию, от которой можно будет оттолкнуться при дальнейшем ремонте. Например в мигании светодиода, с определённой периодичностью, можно установить код поломки, самотестирования телевизора.

Коды ошибок ТВ по миганию LED

После того, как признаки установлены, следует поискать принципиальную схему устройства, а лучше если выпущен Service manual на устройство, документацию со схемой и перечнем деталей, на специальных сайтах посвященных ремонту электроники. Также не лишним, будет в дальнейшем, вбить в поисковик полное название модели, с кратким описанием поломки, передающим в нескольких словах, ее смысл.

Сервис мануал

Правда иногда лучше искать схему по шасси устройства, либо названию платы, например блока питания ТВ. Но как же быть, если схему все же найти не удалось, а вы не знакомы со схемотехникой данного устройства?

Блок схема ЖК ТВ

В таком случае, можно попробовать попросить помощи на специализированных , после проведения предварительной диагностики самостоятельно, с целью собрать информацию, от которой мастера, помогающие вам смогут оттолкнуться. Какие этапы включает в себя, эта предварительная диагностика? Для начала, вы должны убедиться в том, что питание поступает на плату, если устройство вообще не подает никаких признаков жизни. Может быть это покажется банальным, но не лишним будет прозвонить шнур питания на целостность, в режиме звуковой прозвонки. как пользоваться обычным мультиметром.

Тестер в режиме звуковой прозвонки

Затем в ход идет прозвонка предохранителя, в этом же режиме мультиметра. Если у нас здесь все нормально, следует померять напряжения на разъемах питания, идущих на плату управления ТВ. Обычно напряжения питания, присутствующие на контактах разъема, бывают подписаны рядом с разъемом на плате.

Разъем питания платы управления ТВ

Итак, мы замеряли и напряжение какое-либо у нас отсутствует на разъеме - это говорит о том, что схема функционирует не правильно, и нужно искать причину этого. Наиболее частой причиной поломок встречающейся в ЖК ТВ, являются банальные электролитические конденсаторы, с завышенным ESR, эквивалентным последовательным сопротивлением. Про ESR .

Таблица ESR конденсаторов

В начале статьи я писал про писк, который вы возможно услышите, так вот, его проявление, в частности и есть следствие завышенного ESR конденсаторов небольшого номинала, стоящих в цепях дежурного напряжения. Чтобы выявить такие конденсаторы требуется специальный прибор, ESR (ЭПС) метр, либо , правда в последнем случае, конденсаторы придется выпаивать для измерения. Фото своего ESR метра позволяющего измерять данный параметр без выпаивания выложил ниже.

Мой прибор ESR метр

Как быть если таких приборов нет в наличии, а подозрение пало на эти конденсаторы? Тогда нужно будет проконсультироваться на форумах по ремонту, и уточнить, в каком узле, какой части платы, следует заменить конденсаторы, на заведомо рабочие, а таковыми могут считаться только новые (!) конденсаторы из радиомагазина, потому что у бывших в употреблении этот параметр, ESR, может также зашкаливать или уже быть на грани.

Фото - вздувшийся конденсатор

То что вы могли выпаять их из устройства, которое ранее работало, в данном случае значения не имеет, так как этот параметр важен только для работы в высокочастотных цепях, соответственно ранее, в низкочастотных цепях, в другом устройстве, этот конденсатор мог прекрасно функционировать, но иметь параметр ESR сильно зашкаливающий. Сильно облегчает работу то, что конденсаторы большого номинала имеют в своей верхней части насечку, по которой в случае прихода в негодность просто вскрываются, либо образовывается припухлость, характерный признак их непригодности для любого, даже начинающего мастера.

Мультиметр в режиме Омметра

Если вы видите почерневшие резисторы, их нужно будет прозвонить мультиметром в режиме омметра. Сначала следует выбрать режим 2 МОм, если на экране будут значения отличающиеся от единицы, или превышения предела измерения, нам следует соответственно уменьшить предел измерения на мультиметре, для установления его более точного значения. Если же на экране единица, то скорее всего такой резистор находится в обрыве, и его следует заменить.

Цветовая маркировка резисторов

Если есть возможность прочитать его номинал, по , нанесенными на его корпус, хорошо, в противном случае без схемы, не обойтись. Если схема есть в наличии, то нужно посмотреть его обозначение, и установить его номинал и мощность. Если резистор прецизионный, (точный) его номинал можно набрать, путем включения двух обычных резисторов последовательно, большего и меньшего номиналов, первым мы задаем номинал грубо, последним мы подгоняем точность, при этом их общее сопротивление сложится.

Транзисторы разные на фото

Транзисторы, диоды и микросхемы: у них не всегда можно определить неисправность по внешнему виду. Потребуется измерение мультиметром в режиме звуковой прозвонки. Если сопротивление какой либо из ножек, относительно какой то другой ножки, одного прибора, равно нулю, или близко к к этому, в диапазоне от нуля до 20-30 Ом, скорее всего, такая деталь подлежит замене. Если это биполярный транзистор, нужно вызвонить в соответствии с распиновкой, его p-n переходы.

Проверка транзистора мультиметром

Чаще всего такой проверки бывает достаточно, чтобы считать транзистор рабочим. Более качественный метод . У диодов мы также вызваниваем p-n переход, в прямом направлении, должны быть цифры порядка 500-700 при измерении, в обратном направлении единица. Исключение составляют диоды Шоттки, у них меньшее падение напряжения, и при прозвонке в прямом направлении на экране будут цифры в диапазоне 150-200, в обратном также единица. , полевые транзисторы, обычным мультиметром без выпаивания так не проверить, приходится часто считать их условно рабочими, если их выводы не звонятся между собой накоротко, или в низком сопротивлении.

Мосфет в SMD и обычном корпусе

При этом следует учитывать, что у мосфетов между Стоком и Истоком стоит встроенный диод, и при прозвонке будут показания 600-1600. Но здесь есть один нюанс: в случае, если например вы прозваниваете мосфеты на материнской плате и при первом прикосновении слышите звуковой сигнал, не спешите записывать мосфет в пробитый. В его цепях стоят электролитические конденсаторы фильтра, которые в момент начала заряда, как известно, на какое-то время ведут себя, как будто цепь замкнута накоротко.

Мосфеты на материнской плате ПК

Что и показывает наш мультиметр, в режиме звуковой прозвонки, писком, первые 2-3 секунды, а затем на экране побегут увеличивающиеся цифры, и установится единица, по мере заряда конденсаторов. Кстати по этой же причине, с целью сберечь диоды диодного мостика, в импульсных блоках питания ставят термистор, ограничивающий токи заряда электролитических конденсаторов, в момент включения, через диодный мост.

Диодные сборки на схеме

Многих знакомых начинающих ремонтников, обращающихся за удаленной консультацией в Вконтакте , шокирует - им говоришь прозвони диод, они прозваниют и сразу-же говорят: он пробитый. Тут стандартно всегда начинается объяснение, что нужно либо приподнять, выпаять одну ножку диода, и повторить измерение, либо проанализировать схему и плату, на наличие параллельно подключенных деталей, в низком сопротивлении. Таковыми часто бывают вторичные обмотки импульсного трансформатора, которые как раз и подключаются параллельно выводам диодной сборки, или иначе говоря сдвоенного диода.

Параллельное и последовательное соединение резисторов

Здесь лучше всего один раз запомнить, правило подобных соединений:

1. При последовательном соединении двух и более деталей, их общее сопротивление будет больше большего каждой, по отдельности.
2. А при параллельном соединении, сопротивление будет меньше меньшего каждой детали. Соответственно наша обмотка трансформатора, имеющая сопротивление в лучшем случае 20-30 Ом, шунтируя, имитирует для нас “пробитую” диодную сборку.

Конечно все нюансы ремонтов, к сожалению, в одной статье раскрыть не реально. Для предварительной диагностики большинства поломок, как выяснилось, бывает достаточно обычного мультиметра, применяемого в режимах вольтметра, омметра, и звуковой прозвонки. Часто при наличии опыта, в случае простой поломки, и последующей замены деталей, на этом ремонт бывает закончен, даже без наличия схемы, проведенный так зазываемым “методом научного тыка”. Что конечно не совсем правильно, но как показывает практика, работает, и, к счастью, совсем не так как изображено на картинке выше). Всем удачных ремонтов, специально для сайта Радиосхемы - AKV.

Обсудить статью ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ ЭЛЕКТРОНИКИ БЕЗ СХЕМ

Здесь я планирую описать практические методы поиска и устранения неисправностей в электронике, по возможности, без привязки к конкретному оборудованию. Под причинами неработоспособности подразумеваются выход из строя элемента, ошибки разработчиков, монтажников и т.д. Методы являются взаимосвязанными между собой, и почти всегда необходимо их комплексное применение. Порой поиск очень тесно связан с устранением. В процессе работы над текстом стало выясняться, что методы очень взаимосвязаны и зачастую имеют схожие черты. Может быть, можно сказать, что методы дублируют друг друга. Тем не менее, было принято решение не объединять схожие методы в один, чтобы осветить проблемы с разных сторон и более полно описать процесс поиска и устранения неисправности.

Основные концепции поиска неисправностей.

1.Действие не должно наносить вреда исследуемому устройству.

2.Действие должно приводить к прогнозируемому результату: - выдвижение гипотезы о исправности или неисправности блока, элемента и пр. - подтверждение или опровержение выдвинутой гипотезы и, как следствие, локализации неисправности;

3. Необходимо различать вероятную неисправность и подтвержденную (обнаруженную неисправность), выдвинутую гипотезу и подтвержденную гипотезу.

4. Необходимо адекватно оценивать ремонтопригодность изделия. Например, платы с элементами в корпусе BGA имеют очень низкую ремонтопригодность вследствие невозможности или ограниченной возможности применения основных методов диагностики.

5. Нужно адекватно оценивать выгодность и необходимость ремонта. Зачастую ремонт не выгоден с точки зрения затрат, но необходим с точки зрения отработки технологии, изучения изделия или по каким-то иным причинам.

Схема описания методов:

• Суть метода
• Возможности метода
• Достоинства метода
• Недостатки метода
• Применение метода

1. Выяснения истории появления неисправности.

Суть метода: История появления неисправности очень много может рассказать о локализации неисправности, о том, какой модуль является источником неработоспособности системы, а какие модули вышли из строя вследствие первоначальной неисправности, о типе неисправного элемента. Также знание истории появления неисправности позволяет сильно сократить время тестирования устройства, повысить качество ремонта, надежность исправленного оборудования. Выяснение истории позволяет выяснить, не является ли неисправность результатом внешнего воздействия, как то: климатические факторы (температура, влажность, запыленность и пр.), механические воздействия, загрязнение различными веществами и пр.

Возможности метода: Метод позволяет очень оперативно выдвинуть гипотезу о локализации неисправности.

Достоинства метода:

• Нет необходимости знать тонкости работы изделия;
• Сверхоперативность;
• Не требуется наличие документации.

Недостатки метода:

• Необходимость получить информацию о событиях, растянутых во времени, при которых вы не присутствовали, неточность и недостоверность предоставляемой информации;
• Требует подтверждения и уточнения другими методами; в некоторых случаях велика вероятность ошибки и неточность локализации;

Применение метода:

• Если неисправность сначала проявлялась редко, а затем стала проявляться все чаще (в течении недели или нескольких лет), то, скорее всего, неисправен электролитический конденсатор, электронная лампа или силовой полупроводниковый элемент, чрезмерный разогрев которого приводит к ухудшению его характеристик.

• Если неисправность появилась в результате механического воздействия, то, вполне вероятно, ее удастся выявить внешним осмотром блока.

• Если неисправность появляется при незначительном механическом воздействии, то ее локализацию следует начать с использования механических воздействий на отдельные элементы.
• Если неисправность появилась после каких-либо действий (модификация, ремонт, доработка и др.) над прибором, то следует обратить особое внимание на часть изделия, в которой производились действия. Следует проконтролировать правильность этих действий.
• Если неисправность появляется после климатических воздействий, воздействия влажности, кислот, паров, электромагнитных помех, бросков питающего напряжения, необходимо проверить соответствие эксплуатационных характеристик изделия в целом и его компонентов условиям работы. При необходимости - принять соответствующие меры. (изменение условий работы или изменения в изделии, в зависимости от задач и возможностей)
• О локализации неисправности очень много могут рассказать проявления неисправности на разных этапах ее развития.

2. Внешний осмотр.

Суть метода: Внешним осмотром зачастую пренебрегают, но именно внешний осмотр позволяет локализовать порядка 50% неисправностей, особенно в условиях мелкосерийного производства. Внешний осмотр в условиях производства и ремонта имеет свою специфику.

Возможности метода:

• Метод позволяет сверхоперативно выявить неисправность и локализовать ее с точностью до элемента при наличии внешнего проявления.

Достоинства метода:

• Сверхоперативность;
• Точная локализация;
• Требуется минимум оборудования;
• Не требуется наличие документации (или наличие в минимальном количестве).

Недостатки метода:

• Позволяет выявлять только неисправности, имеющие проявление во внешнем виде элементов и деталей изделия;
• Как правило, требует разборки изделия, его частей и блоков;
• Требуется опыт исполнителя и отличное зрение.

Применение метода:

• В условиях производства особое внимание необходимо уделять качеству монтажа. Качество монтажа включает в себя: правильность размещение элементов на плате, качество паянных соединений, целостность печатных проводников, отсутствие инородных включений в материал платы, отсутствие замыканий (порой замыкания видны только под микроскопом или под определенным углом), целостность изоляции на проводах, надежное крепление контактов в разъемах. Иногда неудачный конструктив провоцирует замыкания или обрывы.
• В условиях ремонта следует выяснить, работало ли устройство когда-нибудь правильно. Если не работало(случай заводского дефекта), то следует проверить качество монтажа.
• Если же устройство работало нормально, но вышло из строя (случай собственно ремонта), то следует обратить внимание на следы тепловых повреждений электронных элементов, печатных проводников, проводов, разъемов и пр. Также при осмотре необходимо проверить целостность изоляции на проводах, трещины от времени, трещины в результате механического воздействия, особенно в местах, где проводники работают на перегиб (например, слайдеры и флипы мобильных телефонов). Особое внимание следует обратить на наличие загрязнений, пыли, вытекания электролита и запах(горелого, плесени, фекалий и пр.). Наличие загрязнений может являться причиной неработоспособности РЭА или индикатором причины неисправности (например, вытекание электролита).
• Осмотр печатного монтажа требует хорошего освещения. Желательно применение увеличительного стекла. Как правило,замыкания между пайками и некачественные пайки видны только под определенным углом зрения и освещения.

Естественно, во всех случаях следует обратить внимание на любые механические повреждения корпуса, электронных элементов, плат, проводников, экранов и пр. пр.

3. Прозвонка.

Суть метода: Суть метода в том, что при помощи омметра, в том или ином варианте, проверяется наличие необходимых связей и отсутствие лишних соединений (замыканий).

Возможности метода:

• Предупреждение неисправностей при производстве, контроль качества монтажа;
• Проверка гипотезы о наличии неисправности в конкретной цепи;

Достоинства метода:

• простота;
• не требуется высокая квалификация исполнителя;
• высокая надежность;
• точная локализация неисправности;

Недостатки метода:

• высокая трудоемкость;
• ограничения при проверке плат со смонтированными элементами и подключенных жгутов, элементов в составе схемы.
• необходимость получить прямой доступ к контактам и элементам.

Применение метода:

• На практике, как правило, достаточно проверить наличие необходимых связей. Отсутствие замыканий проверяется только по цепям питания.
• Отсутствие лишних связей также обеспечивается технологическими методами: маркировка и нумерация проводов в жгуте.
• Проверку на наличие лишних связей проводят в случае, когда есть подозрение на конкретные проводники, или подозрение на конструкторскую ошибку.
• Проводить проверку на наличие лишних связей чрезвычайно трудоемко. В связи с этим ее проводят, как один из заключительных этапов, когда возможная область замыкания (например, нет сигнала в контрольной точке) локализована другими методами.
• Очень точно локализовать замыкание можно при помощи миллиомметра, с точностью до нескольких сантиметров.
• Хотя данная методика имеет определенные недостатки, она очень широко применяется в условиях мелкосерийного производства, в связи со своей простотой и эффективностью.
• Прозванивать лучше по таблице прозвонки, составленной на основании схемы электрической принципиальной. В этом случае исправляются возможные ошибки конструкторской документации и обеспечивается отсутствие ошибок в самой прозвонке.

4. Снятие рабочих характеристик

Суть метода. При применении этого метода изделие включается в рабочих условиях или в условиях, имитирующих рабочие. И проверяют характеристики, сравнивая их с необходимыми характеристиками исправного изделия или теоретически рассчитанными. Также возможно и снятие характеристик отдельного блока, модуля, элемента в изделии.

Возможности метода:

• Позволяет оперативно диагностировать изделие в целом или отдельный блок;
• Позволяет примерно оценить расположение неисправности, выявить функциональный блок, работающий неправильно, в случае, если изделие работает неправильно;

Достоинства метода:

• Достаточно высокая оперативность;
• Точность, адекватность;
• Оценка изделия в целом;

Недостатки метода:

• Необходимость специализированного оборудования или, как минимум, необходимость собрать схему подключения;
• Необходимость стандартного оборудования;
• Необходимость достаточно высокой квалификации исполнителя;
• Необходимо знать принципы работы прибора, состав прибора, его блок-схему (для локализации неисправности).

Применение метода: Например:

• В телевизоре проверяют наличие изображения и его параметры, наличие звука и его параметры, энергопотребление, тепловыделение. По отклонению тех или иных параметров судят о исправности функциональных блоков.
• В мобильном телефоне на тестере проверяют параметры RF тракта и по отклонению тех или иных параметров судят о исправности функциональных блоков.
• Естественно, необходимо быть уверенным в исправности всех внешних блоков и правильности входных сигналов. Для этого работу изделия (элемента, блока) сравнивают с работой исправного в этих же условиях и в этой схеме включения. Имеется в виду не теоретически такая же схема, а практически это же «железо». Или нужно сравнить все входные сигналы.

5. Наблюдение прохождения сигналов по каскадам.

Суть метода: При помощи измерительной аппаратуры (осциллограф, тестер, анализатор спектра и др.) наблюдают правильность распространения сигналов по каскадам и цепям устройства. Для этого проводят измерения характеристик сигналов в контрольных точках.

Возможности метода:

• оценка работоспособности изделия в целом;
• оценка работоспособности по каскадам и функциональным блокам;

Достоинства метода:

• высокая точность локализации неисправности;
• адекватность оценки состояния изделия в целом и по каскадам;

Недостатки метода:

• большая затрудненность оценки цепей с обратной связью;
• необходимость высокой квалификации исполнителя;
• трудоемкость;
• неоднозначность результата при неправильном использовании;

Применение метода:

• В схемах с последовательным расположением каскадов пропадание правильного сигнала в одной из контрольных точек говорит о возможной неисправности либо выхода, либо замыкания по входу, либо о неисправности связи.
• В начале вычленяют встроенные источники сигналов (тактовые генераторы, датчики, модули питания и пр.) и последовательно находят узел, в котором сигнал не соответствует правильному, описанному в документации или определенному при помощи моделирования.
• После проверки правильности функционирования встроенных источников сигналов на вход (или входы) подают испытательные сигналы и вновь контролируют правильность их распространения и преобразования. В ряде случаев для более эффективного применения метода требуется временная модификация схемы, т.е. если необходимо и возможно - разрыв цепей обратной связи, разрыв цепей связи входа и выхода подозреваемых каскадов

Рис.1 Временная модификация устройства для устранения неоднозначности нахождения неисправности. Крестиками обозначен временный обрыв связей.

• В цепях с обратными связями очень тяжело получить однозначные результаты.

6.Сравнение с исправным блоком.

Суть метода: Заключается в том, что сравниваются различные характеристики заведомо исправного изделия и неисправного. По отличиям внешнего вида, электрических сигналов, электрического сопротивления судят о локализации неисправности. Возможности метода:

• Оперативная диагностика в комбинации с другими методами;
• Возможность ремонта без документации.

Достоинства метода:

• Оперативный поиск неисправностей;
• Нет необходимости использовать документацию;
• Исключает ошибки моделирования и документации;

Недостатки метода:

• Необходимость в наличии исправного изделия;
• Необходимость в комбинации с другими методами

Применение метода: Сравнение с исправным блоком - очень эффективный метод, потому что документированны не все характеристики изделия и сигналы не во всех узлах схемы. Необходимо начать сравнение со сравнения внешнего вида, расположения элементов и конфигурации проводников на плате, отличие в монтаже говорит о том, что конструктив изделия был изменен и, вполне вероятно, допущена ошибка. Затем сравнивают различные электрические характеристики. Для сравнения электрических характеристик смотрят сигналы в различных точках схемы, работу прибора в различных условиях, в зависимости от характера проявления неисправности. Достаточно эффективно измерять электрическое сопротивления между различными точка (метод периферийного сканирования).

7.Моделирование.

Суть метода: Моделируется поведение исправного и неисправного устройства и на основе моделирования выдвигается гипотеза о возможной неисправности, и затем гипотеза проверяется измерениями. Метод применяется в комплексе с другими методами для повышения их эффективности.

Возможности метода:

• Оперативное и адекватное выдвижение гипотезы о расположении неисправности;
• Предварительная проверка гипотезы о расположении неисправности.

Достоинства метода:

• Возможность работать с исчезающими неисправностями,
• Адекватность оценки.

Недостатки метода:

• необходима высокая квалификация исполнителя,
• необходима комбинация с другими методами

Применение метода: При устранении периодически проявляющейся неисправности необходимо применять моделирование для выяснения - мог ли заменяемый элемент провоцировать данную неисправность. Для моделирования необходимо представлять принципы работы оборудования и порой знать даже тонкости работы.

8.Разбиение на функциональные блоки.

Суть метода: Для предварительной локализации неисправности весьма эффективно разбить устройство на функциональные блоки. Надо учитывать, что зачастую конструкторское разбиение на блоки не является эффективным с точки зрения диагностики, так как один конструктивный блок может содержать несколько функциональных блоков или один функциональный блок может быть конструктивно выполнен в виде нескольких модулей. С другой стороны, конструктивный блок гораздо проще заменить, что позволяет определить, в каком конструктивном блоке находится неисправность.

Возможности метода:

• Позволяет оптимизировать применение других методов;
• Позволяет быстро определить область расположения неисправности;
• Позволяет работать со сложными неисправностями

Достоинства метода:

• Ускоряет процесс поиска неисправности;

Недостатки метода:

• Необходимо глубокое знание схемотехники изделия;
• Необходимо время для тщательного анализа прибора

Применение метода: Возможны два варианта:

• Если изделие состоит из блоков(модулей, плат) и возможна их быстрая замена, то, по очереди меняя блоки, находят тот, при замене которого неисправность пропадает;
• В другом варианте – анализируя документацию, составляют функциональную схему прибора, на основе функциональной схемы моделируют (как правило, мысленно) работу изделия и выдвигают гипотезу о расположении неисправности.

9. Временная модификация схемы.

Суть метода: Для исключения взаимного влияния и для устранения неоднозначности в измерениях иногда приходится изменять схему изделия: обрывать связи, подключать дополнительные связи, выпаивать или впаивать элементы.

Возможности метода:

• Локализация неисправности в цепях с ОС;
• Точная локализация неисправности;
• Исключение взаимного влияния элементов и цепей.

Достоинства метода:

• Позволяет уточнить расположение неисправности.

Недостатки метода:

• Необходимость модифицировать систему
• Необходимость знания тонкостей работы устройства

Применение метода: Частичное отключение цепей применяется в следующих случаях:

• когда цепи оказывают взаимное влияние и неясно, какая из них является причиной неисправности;
• когда неисправный блок может вывести из строя другие блоки;
• когда есть предположение, что не правильная/неисправная цепь блокирует работу системы.

Следует с особой осторожностью отключать цепи защиты и цепи отрицательной обратной связи, т.к. их отключение может привести к значительному повреждению изделия. Отключение цепей обратной связи может приводить к полному нарушению режима работы каскадов и в результате не дать желаемого результата. Размыкание цепе ПОС в генераторах естественно приводит к срыву генерации, но может позволить снять характеристики каскадов.

10. Включение функционального блока вне системы, в условиях, моделирующих систему.

Суть метода: По сути метод является комбинацией методов: Разбиение на функциональные блоки и Снятие внешних рабочих характеристик. При обнаружении неисправностей «подозреваемый» блок проверяется вне системы, что позволяет либо сузить круг поиска, если блок исправен, либо локализовать неисправность в пределах блока, если блок неисправен.

Возможности метода:

• проверка гипотезы о работоспособности той или иной части системы

Достоинства метода:

• возможность испытания и ремонта функционального блока без наличия системы.

Недостатки метода:

• необходимость собирать схему проверки.

Применение метода: При применении данного метода необходимо следить за корректностью создаваемых условий и применяемых тестов. Блоки могут быть плохо согласованный между собой на стадии разработки.

11.Предварительная проверка функциональных блоков.

Суть метода: Функциональный блок предварительно проверяется вне системы, на специально изготовленном стенде (рабочем месте). При ремонте данный метод имеет смысл,если для блока требуется не слишком много входных сигналов или, иначе говоря, не слишком трудно имитировать систему. Например, этот метод имеет смысл применять при ремонте блоков питания. Возможности метода:

• Проверка гипотезы о работоспособности блока;
• Предупреждение возможных неисправностей при сборке больших систем.

Достоинства метода:

• Возможность проверки основных характеристик блока без мешающих воздействий;
• Возможность предварительной проверки блоков.

Недостатки метода:

• Необходимость собирать схему проверки

Применение метода: Очень широко применяется для профилактики неисправностей системы в условиях производства новых изделий.

12. Метод замены.

Суть метода: Подозреваемый блок/компонент заменяется на заведомо исправный, и проверяется функционирование системы. По результатам проверки судят о правильности гипотезы в отношении неисправности.

Возможности метода:

• Проверка гипотезы о исправности или не исправности блока или элемента.

Достоинства метода:

• Оперативность.

Недостатки метода:

• Необходимость наличия блока для замены.

Применение метода: Возможны несколько случаев: когда поведение системы не изменилось, это означает, что гипотеза неверна; когда все неисправности в системе устранены, значит. неисправность действительно локализована в замененном блоке; когда исчезла часть дефектов, это может означать, что устранена только вторичная неисправность и исправный блок вновь сгорит под воздействием первичного дефекта системы. В этом случае, возможно, лучшим решением будет вновь поставить замененный блок (если это возможно и целесообразно) и продолжить поиск неисправностей с тем. чтобы устранить именно первопричину. Например, неисправность блока питания может привести к неудовлетворительной работе нескольких блоков, один из которых выйдет из строя в результате перенапряжения.

13. Проверка режима работы элемента.

Суть метода: Сравнивают значения токов и напряжений в схеме с предположительно правильными. Их можно найти в документации, рассчитать при моделировании, измерить при исследовании исправного блока. На основании этого делают заключение о исправности элемента.

Возможности метода:

• Локализация неисправности с точностью до элемента.

Достоинства метода:

• Точность

Недостатки метода:

• Медленность
• Требуется высокая квалификация исполнителя;

Применение метода:

• Проверяют правильность логических уровней цифровых схем (соответствие стандартам, а также сравнивают с обычными, типичными уровнями);
• проверяют падения напряжений на диодах, резисторах (сравнивают с расчетным или со значениями в исправном блоке);
• Измеряют напряжения и токи в контрольных точках.

14. Провоцирующие воздействие.

Суть метода: Повышение или понижение температуры, влажности, механическое воздействие. Использование подобных воздействий очень эффективно для обнаружения пропадающих неисправностей.

Возможности метода:

• Обнаружение пропадающих неисправностей.

Достоинства метода:

• Соломинка для утопающего. :-)
• В некоторых случаях достаточно воздействовать руками или отверткой.

Недостатки метода:

• Зачастую необходимо специальное оборудование.

Применение метода: Как правило, следует начать с постукивания по элементам. Попробовать прикоснуться к элементам и жгутам. Нагреть плату под лампой. В более сложных случаях применяют специальные методы охлаждения или климатические камеры.

15. Проверка температуры элемента.

Суть метода проста, любым измерительным прибором (или пальцем) нужно оценить температуру элемента, или сделать вывод о температуре элемента по косвенным признакам (цвета побежалости, запах горелого и пр.). На основании этих данных делают вывод о возможной неисправности элемента.

Применение метода: В общем, все просто и понятно, сложность возникает при оценке высоковольтных цепей. И не всегда бывает понятно, находится ли элемент в штатном режиме или перегревается. В этом случае нужно сравнить с исправным изделием.

16. Выполнение тестовых программ.

Суть метода: На работающей системе выполняется тестовая программа, которая взаимодействует с различными компонентами системы и предоставляет информацию о их отклике, либо система под управлением тестовой программы управляет периферийными устройствами, и оператор наблюдает отклик периферийных устройств, либо тестовая программа позволяет наблюдать отклик периферийных устройств на тестовое воздействие (нажатие клавиши, реакция датчика температуры на изменение температуры и пр.).

Достоинства метода: К достоинствам метода следует отнести очень быструю оценку по критерию работает - не работает.

Недостатки метода: Метод имеет существенные недостатки, т.к. для исполнения тестовой программы ядро системы должно находиться в исправном состоянии, неправильный отклик не позволяет точно локализовать неисправность (может быть неисправна как периферия, так и ядро системы, так и тест-программа).

Применение метода: Метод применим только для заключительного тестирования и устранения очень мелких недоработок.

17. Пошаговое исполнение команд.

Суть метода: Применяя специальное оборудование, микропроцессорную систему переводят в режим потактного (пошагового) исполнения инструкций (машинных кодов). При каждом шаге проверяют состояние шин (данных, адресов, управления и пр.) и, сравнивая с моделью или с исправной системой, делают выводы о работе узлов устройства. Этот метод можно классифицировать как одну из разновидностей «метода исполнения тестовых программ», но применение метода возможно на почти неработоспособной системе.

Достоинства метода:

• Возможна отладка почти неработающей системы;

• Низкая стоимость необходимого оборудования.

Недостатки метода:

• Очень большая трудоемкость.

Применение метода: Метод очень эффективен для отладки микропроцессорных систем на стадии разработки.

18. Тестовые сигнатуры.

Суть метода: При помощи специального оборудования определяют состояние шин микропроцессорного устройства в штатном режиме работы на каждом шаге программы (или тестовой программы). Можно сказать, что это вариант пошагового выполнения программ, только более быстрый (за счет применения специального оборудования).

Достоинства метода:

• Возможна отладка почти неработающей системы

Недостатки метода:

• Большая трудоемкость.

• Высокая квалификация исполнителя.

Применение метода: Метод очень эффективен для отладки микропроцессорных систем на стадии разработки.

19.«Выход на вход».

Суть метода: Если изделие/система имеет выход (множество выходов) и имеет вход (множество входов) и вход/выход могут работать в дуплексном режиме, то возможна проверка системы,в которой сигнал с выхода через внешние связи подается на вход. Анализируется наличие/отсутствие сигнала, его качество и по результатам дается оценка о работоспособности соответствующих цепей.

Достоинства метода:

• Очень высокая скорость оценки работоспособности

• Минимум дополнительного оборудования

• Недостатки метода:

• Ограниченность применения

Применение метода:

• Применяется для заключительной проверки систем управления. Может, где-то еще.

20.Типовые неисправности.

Суть метода: На основании прошлого опыта ремонта конкретного изделия составляется список проявления неисправности и соответствующего неисправного элемента. Метод основан на том, что в массовых изделиях имеются слабые места, недоработки, которые, как правило, и приводят к выходу изделий из строя. Так же к этому методу стоит отнести и предположение о выходе того или иного элемента из строя на основании показателей надежности.

Достоинства метода:

• Высокая скорость

• Не слишком высокая квалификация исполнителя

Недостатки метода:

• Не применим при отсутствии статистики неисправностей;

• Требует подтверждения гипотезы другими методами.

Применение метода: Большинство специалистов держат статистику и симптомы неисправностей в голове. Я встречал попытки систематизированного изложения в «Сервис мануалах» (в документации по ремонту) фирмы Нокиа.

21. Анализ влияния неисправности.

Суть метода: На основании имеющейся информации о проявлении неисправности и предпосылки о том, что все проявления вызваны одной неисправностью, проводят анализ устройства. В этом анализе строят «дерево» взаимных влияний блоков (элементов) и находят блок (элемент), неисправность которого могла вызвать все (большинство) проявления. Если решения нет, собирают дополнительную информацию.

Достоинство и недостатки: По мере сбора и получения информации ее необходимо постоянно анализировать с точки зрения этого метода. Метод необходим как воздух. Без него - никуда.

Применение метода: Например, простейший случай - устройство совсем не включается. Нет нагрева, посторонних звуков, нет запаха горелого. При выдвижении гипотезы необходимо предполагать минимальную причину и минимальный вред - это сгоревший предохранитель. Проверяем предохранитель. В случае исправности предохранителя продолжаем собирать информацию. Ключевой принцип - это предположение о минимальности причины.

22. Периферийное сканирование.

Суть метода: Измеряют сопротивление между контрольными точками. От прозвонки отличается тем, что нас интересует значение сопротивления, а не только наличие или отсутствие связи. Термин «Контрольная точка» применен в широком смысли. Контрольные точки может выбирать сам исполнитель.

Достоинства метода:

• Возможность автоматизированного контроля по критерию «годен - не годен»

• Возможность внутрисхемной проверки элементов

Недостатки метода:

• Необходим образец или база данных о сопротивлениях в исправном блоке

• Теоретическое предположение о правильном значении сопротивления высказать трудно, особенно если схема сложная и развлетвленная.

Применение метода: Для измерения сопротивления необходимо применять оборудование, исключающее выход из строя устройства, в результате измерений. Можно применять как тестер в условиях ремонта, так и автоматы в составе большой производственной линии.

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

Глава 1.

Основные правила успешного технического обслуживания

Системный подход, логика и опыт гарантируют успех
Общение с клиентом

Глава 2.

Получение информации об устройствах и системах

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

Глава 3.

Систематизированный поиск неисправностей в автоматизированных устройствах

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

Глава 4.

Определение полярности и напряжения в электронных блоках и схемах

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

Глава 5.

Системный поиск неисправностей в аналоговых схемах

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

Глава 6.

Системный поиск неисправностей в импульсных и цифровых схемах

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

Глава 7.

Поиск неисправностей в системе с компьютерными схемами

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

Глава 8.

Поиск неисправностей в системах на программируемых контроллерах

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

Глава 9.

Поиск неисправностей в системе с сетевым напряжением питания

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

Глава 10.

Поиск ошибок в системах тестирования при обслуживании и производстве

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

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