Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Для проверки ИМС существуют специальные тестеры и наборы, однако в ряде случаев они могут работать только с ИМС вне схемы. Можно использовать компараторы с многоконтактными зажимами. Они очень удобны, но, к сожалению, дороги.

Цифровой логический пробник является, наверное, одним из самых важных тестовых инструментов для специалистов. Этот небольшой ручной прибор обычно используется для тестирования логических импульсов и уровней. Пробник содержит сложную схему, которая с помощью светодиодов (СД), срабатывающих по высокому или низкому уровням, индицирует сигналы логических уровней схемы. Подобно вольтметру логический пробник присоединяется к каждому выводу ИС или к каждой точке, где проводится контроль. Результат сравнивается с данными производителя (рис. 1.35).

Рис. 1.35. Использование логического пробника для тестирования ИМС

Концепция «черного ящика» является стандартным подходом к тестированию ИМС, которая рассматривается как некое устройство с неизвестным принципом действия, но с очевидными входными и выходными характеристиками. Если вы знаете, что должно быть на входе и выходе ИМС, вы измеряете эти величины и по результатам определяете, исправна ли эта микросхема. Такое представление о интегральной микросхеме часто устраняет необходимость понимания ее сложной внутренней структуры. Например, вы можете использовать осциллограф для замера входных и выходных напряжений и сигналов, а затем сравнить результаты с приведенными изготовителем диаграммами. Схемы с цифровой логикой обычно имеют два логических уровня 0 и 1. Подача соответствующих тестовых сигналов позволяет определить, происходит ли переключение.

Метод контроля прохождения сигналов с использованием осциллографа обычно предпочтителен для измерений напряжения и сопротивления, поскольку правильная работа ИМС зависит от динамических характеристик схемы. Метод контроля сигналов будет подробно объяснен в последующих главах с помощью диаграмм.

Когда обнаружена неисправная ИМС, замените ее, имея в виду следующее:

1. Закажите точно такой же компонент для замены.

2. Вставьте или разместите микросхему в точном соответствии с оригинальной ИМС. Очень легко вставить ИМС в противоположном направлении! Всегда идентифицируйте контакт 1 микросхемы — производители часто помечают его небольшой точкой.

4. Когда вы вставляете ИМС с 16 контактами в планарном корпусе в гнездо, можно ненароком согнуть ее выводы. Прежде чем нажимать на ИМС, чтобы полностью вставить ее в панельку, убедитесь, что все выводы направлены верно. Никогда не перегревайте ИМС. Если необходимо произвести пайку, используйте небольшой паяльник мощностью 35 Вт.

5. Не злоупотребляйте припоем, избегайте слишком большого стекания его на плату. Это может вызвать образование перемычек между соседними контактами и компонентами.

6. Пользуйтесь тампонами или отсосами для удаления лишнего припоя.

В настоящее время электронные лампы используются редко, поэтому мы лишь коснемся теории их работы.

Электронные лампы применяются и некоторых военных и промышленных направлениях, в радиовещании, в усилителях для гитар. Некоторые музыканты-гитаристы предпочитают более «мягкий» тип ограничения амплитуды звука усилителей на электронных лампах по сравнению с транзисторными усилителями. Помимо электронно-лучевых трубок, специалист может изредка встретить диоды, триоды, тетроды, пентоды, газовые и многоэлементные трубки.

Диодная лампа состоит из отрицательного катода и положительного анода. При нагревании отрицательный катод излучает электроны. Приложение напряжения к аноду и катоду ведет к возникновению тока в цепи. Процесс излучения электронов из катода называется термоэлектронной эмиссией. Когда полярность анодного напряжения изменяется, термоэлектронной эмиссии не происходит и тока не возникает. Это, подобное клапану, действие обеспечивает протекание заряженных частиц только в одном направлении, что позволяет использовать этот прибор в качестве выпрямителя.

Количество электронов, которые после эмиссии с катода достигают анода, в триодной лампе регулируется с помощью размещенной в виде ячеек проволоки, называемой сеткой. Эта управляющая сетка имеет отрицательный заряд по отношению к катоду. Чем более отрицательна сетка, тем меньше ток, чем менее отрицательна сетка, тем больше ток.

Отсечкой называется точка, в которой сетка становится слишком отрицательной, и ток прекращается.

Насыщением называется точка, в которой сетка наименее отрицательна, и ток между сеткой и катодом максимален.

Для минимизации межэлектродной емкости, уменьшающей усиление триода на высоких частотах, в тетродной лампе добавлена еще одна сетка, которая называется экранирующей.

В определенных случаях требуется повышенное усиление. Тогда добавляется третья сетка, которая называется защитной и лампа (пентод). Защитная сетка пентода устраняет вторичную эмиссию (неконтролируемые ускоренные электроны около анода) и обеспечивает управление этими электронами.

Мощные лампы обычно используются в соответствующих установках. Газовые, заполненные азотом или парами ртути, — в сильноточных приборах. Тиратрон — типичный пример газонаполненной трубки. Многоэлементные состоят из двух и более ламп, помещенных в единый стеклянных корпус. Пятисеточный преобразователь — образец стандартной многоэлементной лампы. Он одновременно содержит каскады гетеродина и смесителя приемника.

Для тестирования электронных ламп могут использоваться, например, следующие приемы:

♦ постукивание;

♦ осмотр;

♦ устройство проверки ламп;

♦ замена.

Хотя электронные лампы используются сегодня редко, вы можете встретить их, особенно при обслуживании старых гибридных телевизоров, электронно-лучевых трубок компьютерных мониторов, промышленного и коммуникационного оборудования. Для проверки качества лампы при работе схемы используйте пластмассовый конец отвертки. Аккуратно постучите по каждой из них, слушая и наблюдая работу схемы, например радиоприемника или телевизора. Если при постукивании что-либо слышно или видно, наблюдаются помехи в изображении, то лампа, возможно, вышла из строя. Имейте в виду, что такие же проблемы могут быть вызваны ослабленным, окислившимся контактом или некачественной пайкой.

Можно также быстро проверить исправность некоторых ламп, наблюдая за свечением нити накала. Если нить накала оборвана, то лампа не светится и не работает. Проверить ее можно также с помощью омметра. Исправная нить накала должна иметь сопротивление около 0, а при обрыве сопротивление будет бесконечно большим.