Приборы для ремонта электронных узлов, блоков питания

После выявления отказавшего узла ремонт оборудования можно осуществить путем простой замены компонента. Возникает вопрос: что делать с неисправными узлами? Некоторые из них не подлежат восстановлению по причине высокой сложности ремонта (точнее говоря, из-за отсутствия нужных приборов и инструментов), невозможности приобретения комплектующих или экономической нецелесообразности. Но другие — вполне ремонтопригодны, и стоимость ремонта будет ниже стоимости нового аналогичного узла. Обычно чем ниже степень интеграции устройства, тем выше его ремонтопригодность. Дискретные компоненты проще приобрести, и стоят они недорого. Кроме того, их монтаж и демонтаж не составляет особой сложности. Все, что требуется, — найти конкретную неисправную деталь и заменить ее. К числу устройств с большим количеством дискретных компонентов прежде всего относятся блоки питания, видеомониторы, модули памяти, модули с большим количеством логических ИМС малой степени интеграции. Ниже мы рассмотрим основные разновидности приборов, применяемые для отыскания неисправностей в таких устройствах.

НАБОР ДЛЯ ОТЛАДКИ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ

Поиск неисправностей в цифровых устройствах на базе логических ИМС малой и средней степени интеграции — работа сколь часто встречающаяся, столь и непростая. Выполнить ее можно, например, с помощью осциллографа. Однако проще всего воспользоваться предназначенным для этого вида работ набором средств.

Входящие в этот набор приборы могут использоваться сами по себе, но в комплекте их возможности существенно возрастают. Состав набора достаточно постоянен: логический монитор, пробник, генератор и щуп. Логический монитор представляет собой клипсу. Клипса фиксируется на 8, 14 или 16 выводных корпусах и обеспечивает индикацию логических уровней сигналов ТТЛ и КМОП микросхем. Пробник позволяет определять логический уровень сигнала или наличие цепочек импульсов, а также фиксировать одиночные короткие (до 5 нс) импульсы.

Генератор предназначен для формирования уровней импульсов ТТЛ или КМОП либо их цепочек. За счет специального построения выходных цепей сигнал может подаваться в нужную точку схемы без ее отключения и в то же время без риска выхода из строя генератора или схемы в месте подключения. При наличии импульса на выходе генератора он отображается на его индикаторе. Таким образом, подключение генератора ко входу, а пробника — к выходу исследуемого фрагмента схемы позволяет легко проверить его работоспособность.

Щуп предназначен для выявления коротких замыканий и пробитых компонентов, подключенных к исследуемой цепи. Он может быть реализован в виде особо чувствительного омметра или датчика полярности тока. В первом случае он отображает величину сопротивления (чаще всего посредством частоты тонального сигнала) в различных точках цепи; компонент, подключенный к цепи в точке с минимальным сопротивлением, определяется как вышедший из строя. Во втором — к какому-либо участку исследуемой цепи подключается генератор, и цепь трассируется до дефектного компонента по направлению тока.

ПИТАНИЕ ОТЛАЖИВАЕМЫХ УСТРОЙСТВ

Во время ремонта и отладки различных устройств или узлов с питанием от постоянного источника тока, по целому ряду причин их питание приходится осуществлять от внешнего источника. Среди наиболее важных причин — необходимость защиты штатного источника от выхода из строя (кто знает, как поведет себя узел при первом подключении) и потребность проверки работоспособности устройств во всем диапазоне питающих напряжений (например, в сети питания постоянного тока 48 В при ее нормальной работе напряжение может колебаться от 36 до 72 В). Кроме того, гальваническая развязка от сети питания будет не лишней в целях свободного использования заземленных измерительных приборов во время работ. Поэтому применяемые с данной целью лабораторные источники питания должны предусматривать возможность установки нужного напряжения и регулятор потребляемого тока. А многоканальные источники должны иметь триггерную защиту с одновременным отключением всех каналов. Что касается гальванической развязки, то ее обеспечивают все подобные приборы. При выполнении большого объема тестовых работ наиболее удобны блоки питания с программным управлением.

РЕМОНТ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

При ремонте и тестировании блоков питания, работающих от сети переменного тока 220 В, приходится решать аналогичные задачи с небольшими вариациями. Для предотвращения серьезных повреждений при некорректной работе исследуемых блоков питания предпочтительнее иметь не просто защиту по току, а возможность плавного пуска (наращивания напряжения от нуля до номинала с постоянным контролем потребляемого тока). Не меньшее значение имеет возможность проверки работы блоков питания во всем диапазоне напряжений питающей сети (220 В + 5%/—10%). А вот гальваническая развязка требуется не только для работы с заземленными приборами, но и для защиты персонала от поражения электрическим током. Реализовать эти требования, конечно, проще всего с помощью лабораторных источников питания переменного тока, но они и встречаются редко, и стоят дорого. В большинстве случаев можно обойтись самостоятельно собранным испытательным стендом, куда входят вольтметр, амперметр, блок предохранителей, трансформатор для гальванической развязки от сети и лабораторный автотрансформатор для регулировки и плавного пуска напряжения.

Тестирование выходных цепей блоков питания во всем диапазоне потребляемой мощности осуществляется с помощью блоков нагрузок. В зависимости от объема выполняемых работ и имеющихся средств это может быть или электронный блок нагрузок, или набор мощных резисторов.

ТЕСТЕРЫ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

К сожалению, эти приборы почти неизвестны отечественным специалистам. Аккумуляторные батареи составляют основу любого источника бесперебойного питания. В процессе их эксплуатации отдельные элементы батареи могут выходить из строя. Чаще всего это приводит лишь к снижению общей емкости батареи и остается незамеченным для обслуживающего персонала. Расплата за беспечность наступает тогда, когда во время аварии питающей сети источник бесперебойного питания оказывается не в состоянии выдавать требуемое напряжение в течение расчетного времени.

Поэтому, чтобы быть уверенным, что в критический момент источник бесперебойного питания не подведет, его нужно периодически подвергать проверке. Это можно сделать путем определения времени разряда батарей при отключении питания или посредством тестирования элементов его батареи с помощью специального прибора. Метод тестирования весьма прост и заключается в измерении проводимости — более высокая проводимость означает большую емкость батареи. Такие измерения могут выполняться как на отключенных, так и на работающих батареях. Если однотипные батареи эксплуатировались в одном режиме, то результаты измерений проводимости их элементов должны быть идентичными. При обнаружении существенной разницы (более 20—40%), элемент или всю батарею требуется заменить. Кроме собственно измерения проводимости развитые приборы выполняют математическую обработку результатов в целях устранения влияния на итоговый результат уровня заряда батареи и температуры во время измерения, а также сохранение данных для вывода отчета на печать.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ

Работы по отладке и диагностике радиочастотных цепей (например, радиомодемов, систем кабельного телевидения), а также по проверке электромагнитной совместимости оборудования стоят несколько особняком. Тем не менее об используемых для этого приборах стоит сказать несколько слов.

Анализаторы спектра отображают спектр исследуемого сигнала (зависимость амплитуд гармонических составляющих от частоты), позволяют определить значение и вклад каждой из гармоник, осуществляют демодуляцию AM- и FM-сигналов. Без этих достаточно сложных приборов невозможно качественно настроить ни одно радиопередающее или радиоприемное устройство. Основными характеристиками таких приборов являются: рабочий диапазон частот, чувствительность, разрешающая способность (минимальное расстояние по частоте между двумя соседними составляющими в спектре сигнала, при котором они наблюдаются на экране раздельно), время анализа.

Измерители мощности радиочастотного сигнала определяют мощность передаваемого сигнала в прямом и обратном (отраженном) направлении. Из-за неоднозначности определения традиционных физических величин (напряжения, тока) при малых длинах волны измерение мощности в диапазоне дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн является практически единственным способом численной оценки интенсивности излучения.

Измеритель КСВ (коэффициента стоячей волны) предназначен для оценки качества согласования выходных цепей передатчика с антенно-фидерным устройством.

Измерители напряженности поля в простейшем варианте могут представлять собой широкополосный приемник с прибором для измерения энергии сигнала в условных единицах. При надлежащей калибровке такой прибор способен обнаружить наличие и оценить напряженность электромагнитного поля. Более сложные приборы, кроме того, реализуют функции сканера и частотомера, что позволяет определять наличие и вклад сигналов с конкретной частотой.