Методы поиска неисправностей в электронных схемах; Сайт для электриков - статьи, советы, примеры, схемы - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

3. обратите особое внимание на цепи электропитания;

Содержание

Методы поиска и устранения неисправностей в электронике

Чаще всего люди интересуются электроникой, чтобы знать, как починить то или иное устройство. Лишь небольшая часть любителей вовлечена в процесс разработки программного обеспечения самостоятельно. Хотя теоретические знания дают общее понимание того, как работает тот или иной компонент, важнее знать, как его протестировать, чтобы устранить неисправность. Мы покажем вам, как устранять неисправности в электронных схемах, используя голые руки, глаза и простой инструмент.

Базовый поиск и устранение неисправностей

Прежде чем приступить к ремонту, необходимо установить, в чем заключается проблема – этот процесс называется диагностикой. Поэтому можно выделить два этапа проверки электронных устройств:

1. проверка работы устройства. Не всегда устройство полностью “мертво”, следует проверить, не включается ли оно вообще, включается и тут же выключается, не работают ли какие-то определенные кнопки или функции.

Например, при ремонте ЖК-мониторов вы можете столкнуться с такой проблемой, как отказ подсветки. В этом случае монитор может вообще не включаться, а затем его индикатор мигает, или индикатор показывает, что состояние включено, но изображения нет. В этом случае, если посветить фонариком на экран, можно увидеть, что изображение все еще присутствует, а монитор вроде бы работает, но темный – и это лишь один пример того, когда предварительная проверка упрощает диагностику.

2 Визуальный осмотр. Внешне вы можете определить большинство проблем с электрооборудованием. Это могут быть просто сгоревшие элементы – диоды, резисторы, транзисторы и конденсаторы, – но также ошибки пайки или механические повреждения элементов и самой печатной платы.

3. Измерения. Если плата и детали выглядят нормально, переходите к измерениям. Это можно сделать в основном с помощью мультиметра и осциллографа. В некоторых случаях используется специализированное оборудование, такое как частотомеры, логические анализаторы и т.д.

Итак, обобщенный алгоритм решения проблемы таков:

Выявление чрезмерного нагрева электронных компонентов платы;

Измерение и тестирование с помощью мультиметра;

Использование осциллографа и других приборов;

Замена неисправной детали или устройства.

Визуальный осмотр

Визуальный осмотр должен проводиться от общего к деталям. Или простыми словами – осмотреть общий вид электронного устройства, сразу же проверить целостность кабелей и шнуров питания. Их покрытие должно быть ровным и неповрежденным, без перегибов и резких складок, без разрывов или других неровностей покрытия.

Убедившись, что устройство не повреждено, следует разобрать его и добраться до печатной платы. Осмотр внутренних помещений следует начинать с проверки целостности проволочных петель, кабелей и других соединений между блоками. Важно не порвать их, поскольку они часто прокладываются от плат к клавиатурам и дисплеям, прикрепленным к шасси.

Далее проверяем целостность предохранителя в цепи питания, часто, если он перегорел, это можно определить невооруженным глазом. Он расположен рядом с местом подключения кабеля питания к плате.

Затем плата проверяется на наличие следов нагрева или копоти на плате, а также поврежденных компонентов. Подумайте о том, как выглядят поврежденные электронные компоненты. Например, корпуса неисправных транзисторов и сгоревших диодов разрываются или трескаются.

На интегральных схемах появляется трещина или маленькая точка. В некоторых случаях оба прогорают насквозь, в результате чего на плате остаются следы от ожогов. Обратите внимание на наличие характерного запаха горящей изоляции. Таким образом, вы сможете определить, какой компонент или часть платы издает этот запах. Ниже показано, как определить сгоревшие транзисторы и микросхемы.

Резисторы обычно обгорели или потемнели, реже резистивный слой нарушен, и деталь выглядит нормально.

Как распознать сгоревшие конденсаторы? Чаще всего они “замыкаются” между клеммами, а если они находятся в цепи питания – значит, повреждены дорожки платы или корпус конденсатора. Если цепь была слаботочной, то пробитый конденсатор просто вызовет короткое замыкание без каких-либо видимых признаков протекания большого тока. Растрескивание корпусов конденсаторов встречается реже.

Электролитические конденсаторы, с другой стороны, можно распознать по деформированной крышке корпуса или следам вытекающего вниз электролита. На крышке конденсатора имеются две диагональные канавки, предотвращающие растрескивание корпуса в аварийной ситуации. В этом случае оболочка либо раздувается, либо разрывается. Реже дно выдавливается.

С SMD-компонентами дело обстоит немного сложнее. Их часто очень трудно проверить на целостность. Существует один метод поиска короткого замыкания в SMD-плате – это термобумага, как в кассовом аппарате, поэтому можно использовать любой чек. Печать на нем осуществляется путем его нагревания. Поэтому, когда вы подадите питание на плату, закороченная часть перегреется и начнет печатать на бумаге. Технику устранения неполадок с термобумагой можно посмотреть на видео:

Однако помните об электробезопасности и не прибегайте к этому методу диагностики, если вы не уверены в отсутствии опасного напряжения. Это можно сделать безопасно и точно с помощью тепловизионной камеры.

Для обнаружения короткого замыкания под воздействием тепла в большинстве случаев вам понадобится лабораторный источник питания или другой источник тока с предельным значением. Если вы проводите диагностику в цепях 220 В, вы можете использовать контрольную лампу; если есть короткое замыкание, лампа загорится с полной интенсивностью. Он будет действовать как токоограничивающий резистор.

При визуальном осмотре важно определить состояние контактов на всех штекерных соединениях. Они должны быть чистыми, без окислов, с характерным медным или серебряным блеском. Если контакты не слишком сильно окислены, их можно очистить с помощью резинки или деревянной спички.

В более тяжелых случаях контакты следует лудить, чтобы восстановить поверхность контакта оловом. В худшем случае, когда нет возможности зачистить или залудить их, приходится либо заменять всю плату, либо припаивать провода к дорожкам платы и подключать через них.

Также внимательно проверьте дорожки печатной платы, они могут быть выгоревшими, потрескавшимися при изгибе платы, отслаивающимися и окисленными. Их можно восстановить с помощью капли олова или кусочка проволоки, а если дорожки расположены слишком плотно друг к другу, их можно заменить кусочком провода – подойдет тонкий обмоточный или многожильный провод – припаянным к началу и концу печатной дорожки.

Подводя итог, узнайте 5 советов по диагностике внешней электроники:

1. большинство неисправностей можно обнаружить при внешнем осмотре;

2) Внимательно проверьте качество пайки и наличие микротрещин;

3. обратите особое внимание на цепи электропитания;

4. В большинстве случаев сгоревшие электролитические конденсаторы являются причиной как полного отказа, так и отказа отдельных функций;

5. не всегда деталь, которая кажется в хорошем состоянии, на самом деле таковой не является.

Измерение и тестирование цепей

Если внешний осмотр не дал результатов, следует провести серию измерений. Если прибор не подает признаков жизни и:

Если предохранитель перегорел, с помощью мультиметра проверьте цепь и найдите место короткого замыкания. Большинство мультиметров имеют режим проверки диодов (см. рисунок ниже);

Если предохранитель исправен, проверьте вольтметром, поступает ли напряжение питания на плату.

Если напряжение не появляется, проблема, скорее всего, в кабеле, что можно определить, протестировав кабель от штекера до соединения с печатной платой.

Не подключайте блок питания напрямую к электросети, пока не убедитесь, что устранили проблему. Подключите лампочку последовательно, как мы упоминали в середине статьи.

Следующим шагом является проверка цепи питания путем включения устройства и проверки выходных напряжений источника питания. Обратите внимание, что бывают случаи, когда источник питания не включается без нагрузки. Далее нам нужно проверить работоспособность блока питания, для этого мы начнем с проверки диодного моста, этот процесс мы подробно рассмотрели в статье – Как проверить диодный мост

Убедившись, что диодный мост работает правильно, проверьте, поступает ли напряжение на ШИМ-контроллер. Если нет, поищите разрыв на плате, если он есть, вы можете проверить его на видео ниже:

Также следует по очереди проверить источник питания. Об этом вы можете прочитать в статье о ремонте блоков питания для светодиодных лент.

Дальнейшая диагностика платы электронного устройства заключается в пошаговом измерении каждого элемента и сравнении его с номинальным значением. Эта задача значительно упрощается, если у вас есть схема отремонтированного устройства.

Если у вас есть осциллограф, диагностика значительно упрощается, так как проверка сигналов ШИМ, выходов драйвера и баз или затворов транзисторов обычно возможна только таким образом. Как использовать осциллограф, описано в статье Что можно сделать с помощью осциллографа и во многих других статьях на нашем сайте в разделе Практическая электроника.

Заключение

Ремонт электроники – это не только знание принципов работы компонентов, но и интуиция, опыт и удача. Главное, что нужно помнить при ремонте, это безопасность – не прикасайтесь к плате электропитания, если она находится под напряжением. Разряжайте фильтрующие конденсаторы в источниках питания, поскольку на их выходах может быть напряжение до 300 В. Кроме того, при поиске неисправностей интегральных схем лучше всего искать их технические паспорта по запросу “chip name datasheet”.

Вы любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом по Интернету вещей и создайте сеть умных гаджетов!

Запишитесь в онлайн-университет с GeekBrains:

Изучите язык C, механизмы отладки и программирование микроконтроллеров;

Приобрести опыт работы над реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получите сертификат и свидетельство, подтверждающее приобретенные вами знания.

Стартовая коробка для ваших первых экспериментов в подарок!

По окончании курса ваше портфолио будет включать: методическую станцию с функцией часов и встроенной игрой, распределенную сеть устройств, устройства контроля температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности, интеллектуальную систему полива растений, устройство контроля утечки воды.

Вы получите диплом о переподготовке и электронный сертификат, который вы сможете добавить в свое портфолио и показать работодателю.

Если оно меньше бесконечности и не равно нулю, то, скорее всего, резистор пригоден к использованию. Обычно мертвые резисторы имеют черный цвет – перегрев! Но черные тоже могут быть живыми, хотя их тоже следует заменить. При нагревании их сопротивление может измениться по сравнению с номинальным, что плохо скажется на работе устройства! В общем, стоит проверить все резисторы, и если их сопротивление отличается от номинального, лучше их заменить. Обратите внимание, что допустимой считается разница в ± 5% от номинального значения. …

Живой или мертвый? Проверка радиодеталей

Многие из нас сталкивались с ситуацией, когда одна неисправная деталь приводила к выходу из строя всего электронного блока. Чтобы избежать путаницы, необходимо знать, как быстро и правильно проверить деталь. Я научу вас, как это сделать. Для начала нам понадобится мультиметр

Биполярные транзисторы

Транзисторы перегорают в схемах чаще всего. По крайней мере, в моем случае. Проверить их правильную работу очень просто. Сначала проверьте разъемы Base-Emitter и Base-Collector. Они должны проводить ток в одном направлении, но не в противоположном. В зависимости от того, является ли PNP транзистором или LNP, они будут проводить ток к базе или от базы. Для удобства мы можем представить это как два диода

Также следует проверить переход эмиттер-коллектор. Точнее, два перекрестка. В любом случае, дело не в этом. В любом транзисторе ток не должен протекать через него в любом направлении, пока транзистор закорочен. Если подать напряжение на базу, ток потечет через переход база-эмиттер, открывая транзистор, а сопротивление перехода эмиттер-коллектор быстро упадет, почти до нуля. Обратите внимание, что падение напряжения на переходе транзистора обычно составляет не менее 0,6 В. А в собранных транзисторах (Darlingtons) более 1,2 В. Поэтому некоторые “китайские” мультиметры с батареей 1,5 В просто не смогут их открыть. Не поленитесь/не захотите купить себе мультиметр с “Кроной”!

Обратите внимание, что некоторые современные транзисторы имеют диод, встроенный параллельно цепи коллектор-эмиттер. Поэтому стоит заглянуть в паспорт транзистора, если соединение коллектор-эмиттер находится с одной стороны!

Если хотя бы одно из этих утверждений не подтверждается, значит, транзистор не работает. Однако перед его заменой проверьте другие детали. Они могут быть причиной!

Униполярные транзисторы (полевые транзисторы)

Хороший полевой транзистор должен иметь бесконечное сопротивление между всеми выводами. Устройство должно обладать бесконечным сопротивлением независимо от приложенного испытательного напряжения. Следует отметить, что существуют некоторые исключения.

Если положительный щуп испытательного устройства приложить к затвору транзистора n-типа, а отрицательный – к истоку, емкость затвора зарядится и транзистор откроется. Измеряя сопротивление между стоком и истоком, измерительный прибор покажет некоторое сопротивление. Неопытные специалисты могут принять такое поведение за неисправный транзистор. Поэтому перед “тестированием” канала сток – сток закоротите все контакты транзистора, чтобы разрядить емкость затвора. Тогда сопротивление стока по отношению к истоку должно быть бесконечным. В противном случае транзистор считается неисправным.

Также обратите внимание, что современные мощные полевые транзисторы имеют диод, встроенный между стоком и истоком, поэтому при тестировании канал сток-исток ведет себя как обычный диод. Чтобы избежать досадных ошибок, помните об этом диоде и не путайте его с неисправностью транзистора. Вы можете легко проверить это, посмотрев в техническом паспорте вашего экземпляра.

Конденсаторы

Конденсаторы – это еще один тип радиокомпонентов. Они также часто терпят неудачу. Электролитические конденсаторы умирают чаще, чем керамические.

Для начала необходимо провести визуальный осмотр досок. Обычно мертвые электролиты вздуваются, а многие даже взрываются. Смотрите внимательно! Керамические конденсаторы не раздуваются, но могут взорваться, что тоже заметно! Они, как и электролиты, должны быть проверены. Они не должны проводить электричество.

Перед проверкой конденсатора электронным способом необходимо механически проверить целостность внутреннего контакта с клеммами конденсатора.

Для этого просто согните выводы конденсатора по одному под небольшим углом и осторожно поверните их в разные стороны и слегка потяните друг к другу, чтобы убедиться, что они не двигаются. Если хотя бы один контакт конденсатора свободно вращается вокруг своей оси или свободно вынимается из корпуса, то такой конденсатор считается непригодным и его не следует проверять дальше.

Еще один интересный факт – зарядка/разрядка конденсаторов. Это можно заметить, измерив сопротивление конденсаторов емкостью более 10 мкФ. Он также присутствует в конденсаторах меньшего размера, но не так сильно выражен! Как только мы соединяем щупы, сопротивление равно единице Ом, но через секунду оно возрастает до бесконечности! Если мы поменяем местами зонды, эффект повторится.

Поэтому, если конденсатор проводит ток или не заряжается, то он прошел.

Резисторы

Резисторы – наиболее часто встречаются на платах, хотя выходят из строя не так уж часто. Проверить их очень просто, достаточно провести одно измерение – проверить сопротивление.

Если оно меньше бесконечности и не равно нулю, резистор, вероятно, пригоден для использования. Обычно мертвые резисторы имеют черный цвет – перегрев! Но черные тоже могут быть живыми, хотя их тоже следует заменить. При нагревании их сопротивление может измениться от номинального, что плохо скажется на работе устройства! В общем, все резисторы следует проверить, и если их сопротивление отличается от номинального, лучше их заменить. Обратите внимание, что разница в ±5% от номинального значения считается приемлемой.

Диоды

Диоды, на мой взгляд, проверить проще всего. Измерьте сопротивление, приложив плюс к аноду, оно должно показать десятки/сотни Ом. Измеряется при плюсе на катоде – бесконечность. Если нет, диод следует заменить. …

Индуктивность

Редко, но все же индукторы выходят из строя. Это происходит по двум причинам. Первый – короткое замыкание в катушках, второй – поломка. Неисправность легко вычислить – достаточно проверить сопротивление катушки. Если оно меньше бесконечности, то все в порядке. Сопротивление индукционных катушек обычно не превышает сотен Ом. Чаще всего несколько десятков …

Короткое замыкание между катушками рассчитать немного сложнее. Вам необходимо проверить напряжение самоиндукции. Это работает только для дросселей/трансформаторов, обмотки которых имеют не менее 1000 витков. Необходимо подать на обмотку импульс низкого напряжения, затем закоротить обмотку с помощью газоразрядной лампы. На самом деле, я люблю ИН-ку. Импульс обычно подается легким прикосновением к контактам CRONA. Если IN-ка в конце концов начнет мигать, это означает, что все в порядке. Если нет, то либо обороты закорочены, либо очень мало …

Как видите, этот метод не очень точен и не очень удобен. Поэтому сначала проверьте все детали, и только потом ищите короткое замыкание!

Оптопары

Фактически, оптопара состоит из двух устройств, поэтому ее тестирование немного сложнее. Сначала проверьте излучающий диод. Он должен, как обычный диод, быть селективным в одном направлении и служить диэлектриком в другом. Затем подайте питание на излучающий диод и измерьте сопротивление фотодетектора. Это может быть диод, транзистор, тиристор или симистор, в зависимости от типа оптопары. Его сопротивление должно быть близко к нулю.

Затем отсоедините источник питания от излучающего диода. Если сопротивление фотодетектора возрастает до бесконечности, оптопара исправна. Если что-то не так, стоит заменить!

Тиристоры

Другим важным ключевым компонентом является тиристор. Тиристоры также имеют склонность к отказам. Тиристоры также могут быть симметричными. Они называются симисторами! Проверить оба варианта очень просто.

Возьмите омметр, подключите плюсовой щуп к аноду, а минусовой – к катоду. Сопротивление бесконечно. Затем подключите управляющий электрод (UE) к аноду. Сопротивление падает примерно до ста Ом. Затем отсоедините UE от анода. В идеале сопротивление тиристора должно оставаться низким – ток удержания.

Но учтите, что некоторые “китайские” мультиметры могут давать слишком маленький ток, поэтому если тиристор закрыт, ничего страшного! Если он по-прежнему открыт, снимите зонд с катода и через несколько секунд установите его обратно. Теперь тиристор/симистор должен точно закрыться. Сопротивление бесконечно!

Если некоторые теоремы не соответствуют реальности, значит, ваш тиристор/симистор не работает.

Стабилитроны

Стабилитрон – это фактически тип диода. Поэтому он проверяется таким же образом. Обратите внимание, что падение напряжения на диоде Зенера, когда плюс на катоде, равно напряжению стабилизации – он проводит в обратном направлении, но с большим падением. Чтобы проверить это, возьмем источник питания, регулятор и резистор 300. 500 Ом. Включите их, как показано на рисунке ниже, и измерьте напряжение на AVR.

Мы плавно увеличиваем напряжение источника питания, и в какой-то момент напряжение на стабилизаторе перестает расти. Мы достигли напряжения стабилизации. Если этого не происходит, то либо регулятор не работает, либо нужно еще увеличить напряжение. Если вы знаете напряжение регулятора, то добавьте к нему 3 вольта и увеличьте его. Затем включите его, и если он не начнет регулироваться, тогда вы знаете, что он неисправен!

Стабилизаторы

Стабилизаторы являются одним из видов регуляторов. Разница лишь в том, что при прямом соединении, с плюсом на аноде, падение напряжения на стабилизаторе равно его напряжению стабилизации, в то время как в обратном направлении, с плюсом на катоде, они вообще не проводят ток. Это достигается путем последовательного соединения нескольких диодных кристаллов.

Обратите внимание, что мультиметр с напряжением питания 1,5 В физически не сможет почувствовать стабилизатор с напряжением, скажем, 1,9 В. Поэтому мы включаем наш мультиметр, как на рисунке ниже, и измеряем на нем напряжение. Напряжение должно быть около 5 В. Возьмите резистор с сопротивлением 200. 500 Ом. Увеличьте напряжение, измерив напряжение на резисторе.

Если в какой-то момент оно перестало расти или стало расти очень медленно, значит, напряжение стабилизировалось. Это работает! Если он проводит ток в обоих направлениях или имеет очень низкое падение напряжения питания, замените его. Похоже, он перегорел!

Шлейф/коннектор

Проверка различных типов феррулов, адаптеров, разъемов и т.д. довольно проста. Для этого необходимо проверить контакты. В гирляндной цепи каждый контакт должен быть подключен к одному контакту на другой стороне. Если он не звонится при любом другом контакте, значит, контакт неисправен. Если звонит более чем один контакт, то, скорее всего, имеется короткое замыкание. То же самое относится к адаптерам и разъемам. Те, которые разомкнуты или закорочены, считаются неисправными и не могут быть использованы!

Микросхемы/ИК

Их много, и они имеют разные контакты и функции. Поэтому при осмотре ИС необходимо учитывать ее функцию. Сложно точно проверить целостность микросхем. Внутри каждой ИС находятся десятки и сотни транзисторов, диодов, резисторов и т.д. Существуют гибриды с более чем 2000000000 одних только транзисторов.

Одно можно сказать точно – если видны внешние повреждения корпуса, места перегрева, покрытия и трещины на корпусе, ослабленные контакты, микросхему следует заменить – скорее всего, это микросхема с дефектным кристаллом. Также следует заменить нагревательную микросхему, которая не предназначена для нагрева.

Полную проверку чипа можно провести только в устройстве, в котором он подключен по назначению. Этим устройством может быть либо ремонтируемое оборудование, либо специальная тестовая плата. Тест микросхемы основан на данных типовых соединений, имеющихся в техническом паспорте конкретной микросхемы.

Что ж, веселитесь и не позволяйте чипсам сгореть!

GENIAL Опубликовано: 2012 0 0 Приз, который я построил 0 1Биполярные транзисторы тестируются на основе того, что они имеют два n-p-перехода, поэтому транзистор можно представить как два диода с общим выводом в качестве базы. Для n-p-n транзистора эти два эквивалентных диода соединены с базой анодами, а для p-n-p транзистора – катодами.

Тестирование радиодеталей с помощью мультиметра для начинающих радиолюбителей

Статья для начинающих радиолюбителей. Приведены примеры тестирования основных радиокомпонентов, используемых в электронном оборудовании (резисторов, конденсаторов, трансформаторов, индукторов, дросселей, диодов и транзисторов) с помощью мультиметра или простого ручного омметра.

Резисторы

Резистор постоянного тока проверяется с помощью мультиметра, переключенного в режим омметра. Полученный результат следует сравнить с номинальным значением сопротивления, указанным на корпусе резистора и на схеме. При проверке триммеров и переменных резисторов сначала проверьте величину сопротивления, измерив его между крайними контактами, затем убедитесь, что контакт между токоведущим слоем и ползунком прочный. Для этого подключите омметр к центральному выводу и поочередно к каждому из крайних выводов. При повороте оси резистора в крайние положения изменение сопротивления переменного резистора из группы “А” (линейная зависимость от угла поворота оси или положения ползуна) будет плавным, а резистора из группы “В” или “С” (логарифмическая зависимость) будет нелинейной. Для переменных резисторов характерны три неисправности: скользящий контакт с проводящим слоем; механический износ проводящего слоя с частичным контактом и изменением значения сопротивления резистора в сторону увеличения; выгорание проводящего слоя, обычно на одном из крайних выводов. Некоторые переменные резисторы имеют двойную конструкцию. В этом случае каждый резистор тестируется отдельно. Переменные резисторы, используемые в регуляторах громкости, иногда имеют отводы проводящего слоя для подключения прецизионных компенсационных цепей. Чтобы проверить, находится ли проводник в контакте с проводящим слоем, подключите омметр к проводнику и одному из крайних выводов. Если измерительный прибор показывает долю от общего сопротивления, это означает, что между проводом и проводящим слоем есть контакт.
Фоторезисторы тестируются так же, как и обычные резисторы, но имеют два значения сопротивления. Один перед светотемновым сопротивлением (приводится в справочниках), другой – когда горит любая лампа (оно будет в 10…150 раз меньше темнового сопротивления).

Конденсаторы

Самым простым способом проверки пригодности конденсатора является внешний осмотр, во время которого можно обнаружить механические повреждения, например, деформацию корпуса из-за перегрева, вызванного высоким током утечки. Если при внешнем осмотре неисправности не обнаружены, проводится электрический осмотр.
Омметр может легко определить один тип неисправности – внутреннее короткое замыкание (сбой). Другие виды неисправностей конденсатора более сложны: внутренний обрыв, высокий ток утечки и частичная потеря емкости. Последний тип неисправности электролитических конденсаторов вызван высыханием электролита.

Многие цифровые тестеры могут измерять емкость конденсаторов в диапазоне от 2000 пФ до 2000 мкФ. В большинстве случаев этого достаточно. Обратите внимание, что электролитические конденсаторы имеют довольно большой диапазон отклонений от номинальной емкости. Если конденсатор имеет номинальную емкость 10 мкФ, его фактическая емкость может варьироваться от 8 до 18 мкФ.

Если измеритель емкости недоступен, конденсатор можно проверить другими методами.

Конденсаторы с большой емкостью (1 мкФ и больше) проверяются с помощью омметра. Конденсатор отпаивается от конденсатора, если он находится в цепи и разряжен. Прибор подходит для измерения высоких сопротивлений. Электролитические конденсаторы подключаются к щупам с соблюдением полярности.
Если емкость конденсатора больше 1 мкФ и конденсатор находится в хорошем состоянии, то при подключении омметра конденсатор заряжается, и игла быстро отклоняется в сторону нуля (отклонение зависит от емкости конденсатора, типа прибора и напряжения питания), после чего игла медленно возвращается в положение “бесконечность”.

При наличии утечки омметр показывает низкое сопротивление – сотни или тысячи Ом – величина которого зависит от емкости и типа конденсатора. Если конденсатор вышел из строя, его сопротивление будет близко к нулю. При тестировании бездефектных конденсаторов емкостью менее 1 мкФ игла не отклоняется, поскольку ток и время зарядки конденсатора пренебрежимо малы.
При проверке омметром невозможно обнаружить неисправность конденсатора, если она происходит при рабочем напряжении. В этом случае можно использовать мегомметр для проверки конденсатора при напряжении, не превышающем рабочее напряжение конденсатора.
Средние конденсаторы (от 500 пФ до 1 мкФ) можно проверить с помощью наушников и источника тока, подключенного последовательно с клеммами конденсатора. Если конденсатор неисправен, при замыкании цепи в наушниках слышен щелчок.
Небольшие конденсаторы (до 500 пФ) тестируются в цепи тока высокой частоты. Конденсатор подключается между антенной и приемником. Если громкость не уменьшается, значит, прерывания проводки нет.

Трансформаторы, индукторы и дроссели

Проверка начинается с внешнего осмотра, чтобы убедиться, что каркас, экран и клеммы находятся в хорошем состоянии; что все части катушки правильно и надежно соединены; и что нет видимых обрывов проводов, коротких замыканий, повреждений изоляции или покрытий. Особое внимание следует обратить на обугливание изоляции, каркаса, почернение или оплавление отливки.
Наиболее распространенной причиной отказа трансформатора (и дросселя) является повреждение или замыкание витков обмотки или обрыв провода. Обрыв цепи катушки или короткое замыкание между изолированными обмотками можно обнаружить с помощью любого тестера. Однако если катушка имеет высокую индуктивность (т.е. состоит из большого количества витков), цифровой мультиметр в режиме омметра может обмануть вас (показать бесконечно высокое сопротивление, в то время как цепь все еще существует) – цифровой измерительный прибор не предназначен для таких измерений. В этом случае аналоговый циферблатный омметр является более надежным.
Если проверенная цепь существует, это не означает, что все в порядке. Проверить наличие короткого замыкания между слоями внутри обмотки, приводящего к перегреву трансформатора, можно, сравнив значение индуктивности с аналогичным изделием.
Если это невозможно, можно использовать другой метод, основанный на резонансных свойствах схемы. Подайте синусоидальный сигнал от перестраиваемого генератора поочередно в обмотки через разделительный конденсатор и проследите за формой сигнала во вторичной обмотке.

Если внутри нет межобмоточных замыканий, форма сигнала не должна отклоняться от синусоидальной формы во всем диапазоне частот. Найдите резонансную частоту по максимальному напряжению во вторичной цепи.

Замыкание витков в катушке приведет к тому, что LC-контур погаснет на резонансной частоте.

Трансформаторы для различных применений имеют различные диапазоны рабочих частот – это необходимо учитывать при проведении испытаний:

сеть 40…60 Гц;
Акустические изоляторы 10…20000 Гц;
для переключения источника питания и изолирования … 13… 100 кГц.

Импульсные трансформаторы обычно содержат небольшое количество витков. Если вы делаете свои собственные, вы можете проверить их работоспособность, проверив коэффициент намотки. Для этого подключите обмотку трансформатора с наибольшим числом витков к генератору синусоиды с частотой 1 кГц. Эта частота не очень высокая, и все вольтметры (цифровые и аналоговые) работают на этой частоте, но в то же время она позволяет с достаточной точностью определить коэффициенты трансформации (они будут такими же и при более высоких рабочих частотах). Измерив входные и выходные напряжения всех остальных обмоток трансформатора, можно легко рассчитать соответствующие коэффициенты трансформации.

Диоды и фотодиоды

Любой циферблатный омметр (аналоговый) может проверить протекание тока через диод (или фотодиод) в прямом направлении – когда “+” тестера приложен к аноду диода. Обратное действие неисправного диода эквивалентно разомкнутой цепи.
Невозможно проверить соединение с помощью цифрового омметра. По этой причине большинство современных цифровых мультиметров имеют специальный режим для проверки p-n-переходов (отмечен диодом на переключателе режимов).

В таких разъемах установлены не только диоды, но и фотодиоды, светодиоды и транзисторы. В этом режиме дигитайзер работает как источник стабильного тока 1 мА (такой ток протекает через управляемую цепь) – что совершенно безопасно. Когда прибор подключен, цифровой дисплей показывает напряжение открытого спая в милливольтах, для германия 200…300 мВ и для кремния 550…700 мВ. Измеряемое значение может составлять всего 2000 мВ.
Однако если напряжение на щупе мультиметра ниже сопротивления диода, диода или селенового столба, прямое сопротивление измерить невозможно.

Биполярные транзисторы

Некоторые тестеры имеют встроенные измерители коэффициента усиления для маломощных транзисторов. Если у вас нет такого прибора, вы можете использовать обычный тестер в режиме омметра или цифровой тестер в режиме проверки диодов для проверки транзисторов на наличие повреждений.

Биполярные транзисторы можно проверить на основании того, что они имеют два n-p-перехода, поэтому транзистор можно представить как два диода, общим выводом которых является база. Для n-p-n транзистора эти два эквивалентных диода подключаются к базе через аноды, а для p-n-p транзистора – через катоды.

Транзистор в порядке, если оба разъема в порядке.

Чтобы проверить это, один щуп мультиметра подключается к базе транзистора, а другой щуп поочередно прикасается к эмиттеру и коллектору. Затем зонды меняются местами, и измерение повторяется.

При прощупывании электродов некоторых цифровых транзисторов или силовых транзисторов следует помнить, что они могут иметь защитные диоды между эмиттером и коллектором, а также встроенные резисторы в цепи базы или между базой и эмиттером. Не зная этого, компонент можно принять за неисправный.

Полевые транзисторы

В отличие от биполярных транзисторов, существует множество типов полевых транзисторов, и при тестировании транзистора необходимо знать, с каким из них вы имеете дело. Например, для тестирования транзисторов, затвор которых основан на p-n-переходе, можно использовать эквивалентную схему, показанную на следующем рисунке

Для проверки подойдет обычный стрелочный омметр, но цифровой прибор в режиме проверки p-n-перехода справится с задачей лучше.
Сопротивление между стоком и истоком в обоих направлениях должно быть небольшим и примерно одинаковым. Затем измерьте прямое и обратное сопротивление перехода, подключив щупы омметра к затвору и стоку (или истоку). Если транзистор исправен, то в прямом и обратном направлениях он должен быть разным.
При проверке сопротивления между истоком и стоком не забывайте снимать заряд с затвора (замыкать его на исток) после предыдущих измерений, иначе вы можете получить невоспроизводимый результат
Многие маломощные FET (особенно с изолированным затвором) очень чувствительны к электростатическому заряду. Поэтому, прежде чем взять в руки такой транзистор, убедитесь, что на вашем теле нет зарядов. Чтобы снять их, достаточно коснуться рукой радиатора или любого заземленного предмета, поскольку электростатические заряды между телами при их разделении распределяются пропорционально их массе. Поэтому даже прикосновения к любой большой незаземленной металлической поверхности достаточно, чтобы “обезвредить” их.
Хотя мощные полевые транзисторы часто защищены от электростатического разряда, не следует пренебрегать мерами предосторожности.
Многочисленные классы МОП-транзисторов (предназначенных для работы с ключом) не имеют p-n-перехода между электродами (изолированный затвор). Из-за высокого сопротивления диэлектрического слоя на затворе, если только транзистор явно не перегорел (прослушка все равно поможет это обнаружить), проверить его работу невозможно – прибор покажет бесконечно высокое сопротивление.

Существует три основных способа сделать это, Для проверки ИС без пайки, с мультиметром или без него:

Методы тестирования

Тестирование микросхем – сложный, а иногда даже невозможный процесс. Это связано со сложностью интегральной схемы, которая состоит из огромного количества различных компонентов.

Существует три основных способа, Для проверки микросхемы без пайки, с помощью мультиметра или без него:

Внешний осмотр микросхемы. Если вы внимательно осмотрите его и изучите каждый компонент, вы сможете найти какой-либо видимый дефект. Это может быть, например, сгоревший контакт (возможно, не один). Внешний осмотр микросхемы может также выявить трещину в корпусе. При таком способе проверки микросхемы нет необходимости использовать специальный мультиметр. Если дефекты видны невооруженным глазом, можно обойтись без прибора.
Проверка интегральной схемы с помощью мультиметра. Если причиной неисправности является короткое замыкание, проблему можно решить заменой батареи.
Обнаружение неисправных выходов. Если микросхема имеет не один, а несколько выходов, то если хотя бы один из них работает неправильно или не работает вообще, это повлияет на производительность всей микросхемы.

Конечно, самый простой способ проверить чип – это использовать первый способ, описанный выше, то есть осмотр деталей. Просто внимательно посмотрите сначала на одну сторону, а затем на другую и постарайтесь заметить любые дефекты. Самый сложный способ – проверка с помощью мультиметра.

Влияние типа микросхемы

Сложность проверки зависит не только от метода, но и от самих схем. Ведь эти части электронных вычислительных устройств, хотя и имеют одинаковый принцип построения, зачастую сильно отличаются друг от друга.

Например:

Легче всего проверить микросхемы, относящиеся к серии “KR142”. Они имеют всего 3 вывода, поэтому как только на один из входов подается любое напряжение, на выход может быть подано тестирующее устройство. Сразу после этого можно сделать выводы о функциональности.
Более сложные типы – “K155”, “K176”. Для их тестирования вам понадобится колодка и источник тока с определенным значением напряжения, который специально подобран к схеме. Тест такой же, как и для первого метода. Все, что вам нужно сделать, это подать напряжение на вход, а затем с помощью мультиметра проверить выход.
Если требуется более сложное испытание – такое, для которого обычный мультиметр уже не подходит – на помощь инженерам-электронщикам приходят специальные тестеры цепей. Этот метод называется мультиметром-тестером. Их можно сделать самому или купить с полки. Тестеры помогают определить, работает ли тот или иной компонент в цепи. Данные, полученные в результате теста, обычно отображаются на экране устройства.

Обратите внимание, что напряжение, подаваемое на схему (микроконтроллер), не должно быть выше или, наоборот, ниже требуемого уровня. Первоначальный тест можно провести на специально подготовленной тестовой плате.

Нередко после тестирования схемы приходится удалять некоторые из ее ВЧ-компонентов. В этом случае каждый компонент должен быть протестирован отдельно.

Функциональные возможности транзисторов

Перед проверкой ВЧ-компонента мультиметром без выпаивания определите, является ли транзистор полевым или биполярным транзистором. Если это полевой или биполярный транзистор Если это полевой или биполярный транзистор, можно использовать следующий метод:

Переведите прибор в режим “тест”, затем используйте красный щуп, подключив его к тестируемому компоненту. Приложите другой щуп – черный – к клемме коллектора.
Сразу после этих простых действий на экране прибора появится число, обозначающее напряжение пробоя. Тот же уровень можно наблюдать, “прощупывая” цепь между эмиттером и базой. Важно не перепутать щупы: красный должен быть в контакте с базой, а черный – с эмиттером.
Затем вы можете проверить все те же выходы транзистора, но в обратном подключении: вам нужно будет поменять местами красный и черный щупы. Если транзистор работает хорошо, на экране мультиметра должно появиться число “1″, что означает, что сопротивление сетки бесконечно.

Если транзистор является биполярным транзистором, щупы должны поменяться местами. Конечно, в этом случае цифры на экране устройства будут перевернуты.

Конденсаторы, резисторы и диоды

Работоспособность конденсатора ИС также проверяется путем установки пробников на его выводах. За очень короткое время значение сопротивления, показываемое измерителем, должно увеличиться от нескольких единиц до бесконечности. Аналогичный процесс следует соблюдать при изменении положения зонда.

Чтобы узнать, работает ли резистор в цепи, необходимо определить его сопротивление. Значение этой характеристики должно быть больше нуля, но не должно быть бесконечно большим. Если на дисплее не отображается ноль или бесконечность, это означает, что резистор работает правильно.

Процесс проверки диодов также не очень сложен. Сначала определите сопротивление между катодом и анодом в одной последовательности, а затем, изменив положение черного и красного зондов прибора, во второй последовательности. На диод указывает число на экране, которое в одном из двух случаев уходит в бесконечность, а в другом находится на уровне нескольких единиц.

Индуктивность, тиристор и стабилизатор

При проверке микросхемы на наличие неисправностей вы можете Вам также может понадобиться использовать мультиметр на катушке тока.. Если где-то оборван провод, счетчик обязательно даст вам знать об этом. Самое главное, конечно, правильно его использовать.

Чтобы проверить катушку, просто измерьте ее сопротивление: оно не должно быть бесконечным. Обратите внимание, что не каждый мультиметр, представленный сегодня на рынке, может проверить индуктивность. Если вы хотите определить, неисправен ли компонент ИС, например, тиристор, действовать следующим образом:

Сначала подключите красный щуп к аноду, а черный щуп – к катоду. Сразу же на дисплее появится сообщение о том, что сопротивление стремится к бесконечности.
Подключите управляющий электрод к аноду и наблюдайте, как значение сопротивления падает от бесконечности до нескольких единиц.
Когда процесс каплепадения завершен, анод и электрод можно отсоединить друг от друга. В результате сопротивление, отображаемое на экране мультиметра, должно остаться неизменным, т.е. равным нескольким Ом.

Если это так, то тиристор работает правильно и неисправность отсутствует.

Чтобы проверить тиристор, подключите его анод к резистору, затем включите ток и постепенно увеличивайте его. На дисплее должно появиться постепенное увеличение напряжения. Через некоторое время показания останавливаются в определенной точке и перестают увеличиваться, даже если тестер продолжает увеличивать их с помощью источника питания. Если рост напряжения прекратился, это означает, что тестируемая цепь работает правильно.

Проверка ИС на безупречную работу – это процесс, требующий серьезного подхода. Иногда можно обойтись без специального инструмента и попытаться обнаружить дефекты визуально, например, с помощью лупы.

В целом, КАЖДАЯ активная нагрузка имеет свое измеренное сопротивление, которое будет тем больше, чем меньше протекающие в ней токи, на самом деле зависимость обратная. И соответственно, когда мы измеряем сопротивление, мы уже можем косвенно представить, насколько большие токи протекают в этой части цепи. Поэтому при коротком замыкании одного из полупроводников, например, диода моста или транзистора в горячей части импульсного источника питания, предохранитель перегорает из-за аномально высоких токов.

Сгоревшие регуляторы

Возьмем другой пример.

В современной цифровой электронике с низким потреблением тока очень часто источник питания организуется линейными регуляторами или понижающими DC-DC преобразователями. Давайте рассмотрим стандартный линейный регулятор в корпусе SOT-89, как вы знаете, он имеет 3 ножки, 3 вывода: вход – выход – земля. Как можно быстрее проверить, работает ли он, даже без короткого замыкания, с помощью акустического зонда или омметра?

Дело в том, что очень часто преобразователи и регуляторы соединяются в цепочку, получая, например, из 5 В выход 3,3 В, иногда, если у нас цифровой декодер DVB-T2, из 3,3 В выход 1,8 В или 1,2 В. Не зная схемы расположения выводов регулятора или преобразователя и не обращаясь к техническому описанию (например, при отсутствии подключения к Интернету), как можно проверить, в порядке ли источник питания?

Расположение выводов регулятора

Для этого установите мультиметр в режим вольтметра, постоянного тока, для цифровой электроники обычно достаточно выбрать предел 20 В, но если есть сомнения, что предел измерения будет превышен, можно выбрать предел 200 В, а если вам нужно более точно узнать напряжение, присутствующее на выводе детали, уменьшите предел измерения позже, чтобы повысить точность показаний.

Поэтому все измерения напряжения при ремонте электронных устройств обычно производятся относительно минуса питания – это название часто используется сервисными специалистами для упрощения понимания. Откуда мы возьмем, например, минус питания, если во время измерения у нас нет возможности повернуть плату прибора с печатными проводами обратной стороной друг к другу?

Печатная боковая панель

Заземление, возвращаясь к этому определению, как только мы прояснили, что мы действительно имеем в виду, контакт под названием GND – заземление, или минус питания, находится на всех металлических корпусах разъемов, таких как материнские платы, цифровые консоли и т.д. Не пытайтесь взять GND с радиаторов полупроводниковых компонентов – это может иметь катастрофические последствия, например, при ремонте импульсных источников питания, в лучшем случае для устройства, в худшем – для вас.

Транзисторы на радиаторе

Итак, находим землю, прикасаемся щупом мультиметра в режиме вольтметра DCV одновременно к земле и к каждому из контактов регулятора. Если регулятор неисправен, то на входе на одном из контактов регулятора мы увидим более высокое напряжение питания, например, 5 В, а измеряя другим, прибор покажет 0 В – и это правильно, так как разность потенциалов между землей и заземлением будет равна нулю.

Коммутационная диаграмма регулятора

Наконец, проверьте напряжение на оставшемся выводе, третьем, выходном выводе. Стабилизаторы обычно выпускаются в двух вариантах: с фиксированным выходным напряжением (например, 5, 3,3, 1,8, 1,2 В) и регулируемые, путем изменения номиналов схемы стабилизатора, деталей, необходимых для работы нашей схемы. На таких микросхемах, помимо ее модели, часто встречается обозначение, например ADJ, сокращенно (adjust).

Разница в схемах подключения стабилизаторов

При питании от преобразователей DC-DC дело обстоит еще проще. Если этот регулятор не будет потреблять большие токи, они очень часто поставляются в корпусе SOT-23-5, который представляет собой практически тот же знакомый корпус SOT-23, в котором выпускаются SMD-транзисторы или маломощные ИС, и который имеет три ножки, две с одной стороны и одну с другой.

Конвертер SOT-23-5 имеет 5 ножек, 3 с одной стороны и 2 с другой. Расстояние между этими ножками очень маленькое, сама деталь очень маленькая, и измерить “на горячую” без отключения питания было бы проблематично, но те, кто знаком с типовыми схемами этих преобразователей, кстати, как и с обычными платами китайских DC-DC “даунконвертеров” на 2 ампера, например, знают, что в них есть дроссель, который представляет собой просто катушку, намотанную на сердечник, установленный на выходе преобразователя.

Понижающий DC-DC преобразователь

Очень часто на выходе устанавливается фильтр в виде электролитического конденсатора, и при необходимости можно измерить мощность на выходе схемы. Но этот способ измерения питания даже без инвертирования платы, непосредственно на контактах дросселя, установленного на выходе относительно земли, позволяет в течение минуты после снятия крышки проверить наличие всех напряжений и отсечь вариант проблем с питанием как один из возможных.

Кстати, после отключения напряжения в цепи на тех же дросселях, но здесь удобнее проверить отсутствие короткого замыкания в нагрузке, например, процессоре роутера или цифровой консоли, инвертируя плату на конденсаторах фильтра. Что если возникнет ситуация, когда неисправное устройство останется подключенным к сети на длительное время, то из-за чрезмерного увеличения выходной нагрузки, а значит и токов потребления, сгорит наш инвертор или регулятор.

Конденсаторы – материнская плата

Однако здесь есть нюанс: не спешите измерять мультиметром на тестовой плате или в режиме омметра сопротивление между выходом стабилизатора или инвертора и землей. Дело в том, что установленный там заряженный электролитический конденсатор большой емкости, а особенно если несколько из них соединены параллельно, при подключении к такой относительно низкоомной нагрузке, какой является наш мультиметр в данном измерении, может в лучшем случае сжечь резисторы в цепях мультиметра, что неприятно, но все же легко решаемо, схема есть в интернете, я сам несколько раз так попадал на измерения и просто менял SMD резистор около 2 Ком, а в худшем случае, если очень не повезет, можно завалить ADC – устройство аналого-цифрового преобразователя, очень известное падение.

Ремонт будет возможен, но не рентабелен. Поэтому, прежде чем проводить измерения на конденсаторе в режиме омметра или аудиотеста, не поленитесь и закоротите оба контакта конденсатора отверткой, разумеется, при отключенном от сети устройстве. На то, что он может быть выключен на несколько минут и конденсаторы успеют разрядиться в нагрузку или выходные цепи микросхемы обратно, лучше никогда не надеяться.

Измерения мультиметром в различных режимах

Итак, на простом примере мы рассмотрели, когда лучше измерять вольтметром, а когда – омметром или диодом. Использование мультиметра в качестве амперметра или миллиамперметра требуется редко, за исключением случаев, когда необходимо узнать потребляемый ток на определенном участке цепи. Отчасти это связано с тем, что для измерения нам необходимо разомкнуть цепь, поскольку, как мы помним, амперметр всегда подключается последовательно с источником питания для измерения.

Перемычка на плате монитора

Когда это действительно необходимо, производитель может припаять провод-перемычку на стадии производства и, припаяв его и, например, 2 провода, установленных вертикально, к которым мы подключаем щупы мультиметра, мы можем произвести измерение без необходимости разрезать соединение резаком, например, из пильного диска, а затем сращивать, пропуская рельс над дорожкой.

В списке почти нет узкоспециализированных пунктов – мы делаем много разных проектов, и список универсален. Существуют контрольные списки, предоставляемые производителями микросхем для всех сложных мест в цифровых схемах.

Шрифт по умолчанию, высота 1 мм, толщина 0,2 мм.
Правильное размещение надписей – не под корпусами, не на отверстиях, не друг над другом (Это удобно при просмотре в 3D)
Ориентация любой надписи только на одном слое 0-90 или 0-270 градусов
Первая маркировка контактов на микросхемах и разъемах
5-10 обозначений нескольких выводов и рядов на чипах BGA для больших ИС (помогает найти нужный контакт для отладки)
Назначение выводов и идентификация контрольных точек (помогает отладке)
Правильный порядок в группах (где групповые метки отодвинуты на второй план из-за плотного расположения контактов)
Логотип, название совета, ревизия SVN, дата (Часто бывает, что клиент требует указать свой логотип, десятичный номер и т.д.). AD дает возможность размещать текстовые поля, определяемые переменными, мы этим активно пользуемся)

Отображение всех отверстий в редакторе отверстий (для аномалий)

Контрольные списки постепенно развиваются, в них добавляются новые пункты и удаляются ненужные.

Контрольные списки позволяют нам ежедневно находить множество ошибок, и отправлять платы на производство стало не так страшно.

Как вы проверяете свои доски? Поделитесь им в комментариях.

* Последний рисунок в тексте иллюстрирует, что даже тщательная проверка не спасет невнимательного клиента.

Читайте далее: