Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Не так давно несколько студентов-инженеров предприняли первую попытку поиска неисправностей электронного оборудования. Объектом служил ультразвуковой терапевтический зонд, который имел очень слабый выходной сигнал. Подход студента, зарегистрированный в журнале ежедневного учета, выглядел следующим образом. «Физиотерапевтическое отделение больницы сообщило о том, что ультразвуковая установка имеет недопустимо низкий выходной сигнал. При проверке печатной платы были обнаружены два больших резистора 470 Ом. На каждом из этих компонентов было проведено измерение сопротивлении и обнаружено, что оно составляет менее 100 Ом. Были заказаны новые резисторы».

Конечно, это пример неправильного использования метода исключения. Первый тест, который был выполнен, предназначен для того, чтобы исключить единственный компонент, никаких признаков неисправности которого не было. Даже если бы этот тест показал, что резисторы исправны, подход случайного выбора и проверки компонентов был бы длинным и скучным. Более того, тест был неправильно проведен. Измерение сопротивления внутри схемы почти всегда показывает значение меньше реального вследствие множества соединений с окружающим цепями.

Правильная процедура заключается в том, чтобы сначала проверить, действительно ли выходной сигнал слабый. Ошибка оператора является причиной многих проблем (но будьте тактичны, когда вы объясняете это оператору). После того как вы определили, что выходной ультразвуковой сигнал действительно имеет недостаточную мощность, следует обратиться к техническому руководству. Низкий выходной сигнал может просто означать, что необходима калибровка или настройка, как в приведенном примере. Только после выполнения калибровки специалист может искать неисправности в схеме.

Необходимо провести измерения в тестовых точках, расположенных в стратегически важных пунктах схемы, чтобы проверить, соответствуют ли сигналы приведенным в руководстве параметрам. Идеальным местом для начала измерений в подобной ситуации является точка в середине блок-схемы, как показано на рис. 7.27.

Рис. 7.27. Метод половинного деления

Если форма сигнала достаточно близка к приведенной в руководстве, то можно исключить всю первую часть схемы. Этот процесс следует повторять, исключая на каждом этапе половину оставшейся схемы. Такая техника называется «разделяй и властвуй» или «деление пополам». Результатом такой процедуры должна стать локализация неисправности в каком-то конкретном блоке или модуле системы с соответствующим входным сигналом и плохим выходным.

Можно заменить весь модуль, если система построена по модульному принципу. Это наиболее экономичный способ решения проблемы. Ремонтируя печатную плату, приходится проводить поиск неисправностей на уровне компонентов.

Нужно понимать, что поиск неисправности редко представляет собой прямолинейный процесс. Очень часто тесты, которые вы придумываете в надежде найти решение проблемы, в реальности приводят к двусмысленным результатам и сомнительным выводам. Медицинское ультразвуковое оборудование дает классический пример этого. В действительности очень часто после сбора значительной тестовой информации делается неправильный вывод о том, что данный блок имеет неправильные входные сигналы, но правильные выходные сигналы. Промежуточные решения часто основаны на предположениях, которые неверны. Когда факты не сочетаются друг с другом, оцените средства, которыми была получена ваша информация.

Как было указано в главе 1 , другим аспектом локализации неисправностей является использование ваших чувств. Поищите явные физические повреждения на платах схемы. Может быть, есть клубы дыма, в таком случае найдите источник.

Используйте обоняние для идентификации горячих или сгоревших компонентов. После непродолжительной практики вы сможете отличать сгоревшие углеродные резисторы от полупроводниковых элементов, от горелого лака (обмоток трансформатора). Прислушайтесь к высоким звукам, гудению дуги высокого напряжения, треску сгорающей ИМС.

Попробуйте идентифицировать неисправные компоненты, особенно закороченные, и ИМС на ощупь. Однако будьте осторожны, чтобы не обжечь палец или не получить удар током. Металлический корпус транзистора является частью схемы и часто может служить высоковольтным выходом. Не занимайтесь поиском неисправностей, случайным образом, касаясь деталей в схеме с включенным питанием. Касание может помочь вам локализовать и компоненты с обрывом. Многие части — мощные транзисторы, ИМС и резисторы — должны быть теплыми. Холодный или прохладный компонент такого типа может иметь обрыв.