Электроника сопровождает современного человека повсеместно: на работе, дома, в автомобиле. Работая на производстве, и неважно, в какой конкретно сфере, часто приходится ремонтировать что-то электронное. Условимся это «что-то» называть «прибор». Это такой абстрактный собирательный образ. Сегодня поговорим о всевозможных премудростях ремонта, освоив которые, вы сможете починить практически любой электронный «прибор», вне зависимости от его конструкции, принципа работы и области применения.

С чего начать

Невелика премудрость перепаять детальку, а вот найти дефектный элемент и есть главная задача в ремонте. Начинать следует с определения типа неисправности, так как от этого зависит, с чего начинать ремонт.

Типов таких три:
1. прибор не работает вообще - не светятся индикаторы, ничто не движется, ничто не гудит, нет никаких откликов на управление;
2. не работает какая-либо часть прибора, то есть не выполняется часть его функций, но хотя проблески жизни в нём всё же видны;
3. прибор в основном работает исправно, но иногда делает так называемые сбои. Назвать такой прибор сломанным пока нельзя, но всё же что-то ему мешает работать нормально. Ремонт в этом случае как раз и заключается в поиске этой помехи. Считается, что это самый сложный ремонт.
Разберём примеры ремонта каждого из трёх типов неисправностей.

Ремонт первой категории
Начнём с самой простой - поломка первого типа, это когда прибор совсем мёртвый. Любой догадается, что начинать нужно с питания. Все приборы, живущие в своём мире машин, обязательно потребляют энергию в том или ином виде. И если прибор наш совсем не шевелится, то вероятность отсутствия этой самой энергии весьма высока. Небольшое отступление. При поиске неисправности в нашем приборе речь часто будет идти именно о «вероятности». Ремонт всегда начинается с процесса определения возможных точек влияния на неисправность прибора и оценки величины вероятности причастности каждой такой точки к данному конкретному дефекту, с последующим превращением этой вероятности в факт. При этом сделать правильную, то есть с самой высокой степенью вероятности оценку влияния какого-либо блока или узла на проблемы прибора поможет самое полное знание устройства прибора, алгоритма его работы, физических законов, на которых основана работа прибора, умение логически мыслить и, конечно же, его величество опыт. Одним из самых эффективных методов ведения ремонта является так называемый метод исключения. Из всего списка всех подозреваемых в причастности к дефекту прибора блоков и узлов, с той или иной степенью вероятности, необходимо последовательно исключать невиновных.

Начинать поиск надо соответственно с тех блоков, вероятность которых может быть виновниками этой неисправности самая высокая. Отсюда и выходит, что чем точнее определена эта самая степень вероятности, тем меньше времени будет затрачено на ремонт. В современных «приборах» внутренние узлы сильно интегрированы между собой, и связей очень много. Поэтому количество точек влияния зачастую бывает чрезвычайно велико. Но и ваш опыт растёт, и со временем вы будете выявлять «вредителя» максимум с двух-трёх попыток.

Например, есть предположение, что с высокой вероятностью виноват в болезни прибора блок «X». Тогда нужно провести ряд проверок, замеров, экспериментов, которые бы подтвердили либо опровергли это предположение. Если после таких экспериментов останутся хоть самые малые сомнения в непричастности блока к «преступному» влиянию на прибор, то исключать полностью этот блок из числа подозреваемых нельзя. Нужно искать такой способ проверки алиби подозреваемого, чтобы на все 100% быть уверенным в его невиновности. Это очень важно в методе исключения. А самый надёжный способ такой проверки подозреваемого - это замена блока на заведомо исправный.

Вернёмся всё же к нашему «больному», у которого мы предположили неисправность питания. С чего начать в этом случае? А как и во всех других случаях - с полного внешнего и внутреннего осмотра «больного». Никогда не пренебрегайте этой процедурой, даже когда уверены в том, что знаете точное местоположение поломки. Осматривайте прибор всегда полностью и очень внимательно, не торопясь. Нередко во время осмотра можно найти дефекты, не влияющие напрямую на искомую неисправность, но которые могут вызвать поломку в будущем. Ищите подгоревшие электроэлементы, вздувшиеся конденсаторы и прочие подозрительно выглядящие элементы.

Если внешний и внутренний осмотр не принёс никаких результатов, тогда берите в руки мультиметр и приступайте к работе. Надеюсь, про проверку наличия напряжения сети и про предохранители напоминать не надо. А вот о блоках питания немного поговорим. В первую очередь, проверяйте высокоэнергетические элементы блока питания (БП): выходные транзисторы, тиристоры, диоды, силовые микросхемы. Потом можно начать грешить на оставшиеся полупроводники, электролитические конденсаторы и, в последнюю очередь, на остальные пассивные электроэлементы. Вообще величина вероятности выхода из строя элемента зависит от его энергетической насыщенности. Чем большую энергию использует электроэлемент для своего функционирования, тем больше вероятность его поломки.

Если механические узлы изнашивает трение, то электрические - ток. Чем больше ток, тем больше нагрев элемента, а нагревание/остывание изнашивает любые материалы не хуже трения. Колебания температуры приводят к деформации материала электроэлементов на микроуровне из-за температурного расширения. Такие переменные температурные нагрузки и являются основной причиной так называемого эффекта усталости материала при эксплуатации электроэлементов. Это необходимо учитывать при определении очерёдности проверки элементов.

Не забывайте проверять БП па предмет пульсаций выходных напряжений, либо каких-то иных помех на шинах питания. Хоть и нечасто, но и такие дефекты бывают причиной неработоспособности прибора. Проверьте, доходит ли реально питание до всех потребителей. Может, из-за проблем в разъёме/кабеле/проводе эта «пища» не доходит до них? БП будет исправен, а энергии-то в блоках прибора всё одно нет.

Ещё бывает, что неисправность таится в самой нагрузке - короткое замыкание (КЗ) там штука нередкая. При этом в некоторых «экономных» БП нет защиты по току и, соответственно, нет такой индикации. Поэтому версию короткого замыкания в нагрузке тоже следует проверить.

Теперь поломка второго типа. Хотя здесь также всё следует начинать всё с того же внешне-внутреннего осмотра, тут таится гораздо большее разнообразие аспектов, па которые следует обратить внимание. - Самое главное - успеть запомнить (записать) всю картину состояния звуковой, световой, цифровой индикации прибора, кодов ошибок на мониторе, дисплее, положение аварийных сигнализаторов, флажков, блинкеров на момент аварии. Причём обязательно до того, как произойдёт её сброс, квитирование, отключение питания! Это очень важно! Упустить какую-нибудь важную информацию - значит непременно увеличить время, затраченное на ремонт. Осмотрите всю имеющуюся индикацию - и аварийную, и рабочую, и запомните все показания. Откройте шкафы управления и запомните (запишите) состояние внутренней индикации при её наличии. Пошатайте платы, установленные на материнке, в корпусе прибора шлейфы, блоки. Может, неисправность исчезнет. И обязательно прочистите радиаторы охлаждения.

Иногда имеет смысл проверить напряжение на каком-нибудь подозрительном индикаторе, особенно если им является лампа накаливания. Внимательно прочтите показания монитора (дисплея), при его наличии. Расшифруйте коды ошибок. Посмотрите таблицы входных и выходных сигналов на момент аварии, запишите их состояние. Если прибор обладает функцией записи происходящих с ним процессов, не забудьте прочесть и проанализировать такой журнал событий.

Не стесняйтесь — понюхайте прибор. Нет ли характерного запаха горелой изоляции? Особое внимание уделите изделиям из карболита и других реактивных пластмасс. Нечасто, но бывает, что их пробивает, и пробой этот порою очень плохо видно, особенно если изолятор чёрного цвета. Из-за своих реактивных свойств эти пластмассы не коробит при сильном нагреве, что также затрудняет обнаружение пробитой изоляции.

Посмотрите, нет ли потемневшей изоляции обмоток реле, пускателей, электродвигателей. Нет ли потемневших резисторов и изменивших нормальный цвет и форму других электрорадиоэлементов.

Нет ли вздувшихся или «стрельнувших» конденсаторов.

Проверьте, нет ли в приборе воды, грязи, посторонних предметов.

Посмотрите, нет ли перекоса разъёма, или блок/плата не до конца вставлены в своё место. Попробуйте вынуть и заново вставить их.

Возможно, какой-либо переключатель на приборе стоит в не соответствующем положении. Заела кнопка, либо подвижные контакты у переключателя стали в промежуточном, не зафиксированном положении. Возможно пропал контакт в каком-нибудь тумблере, переключателе, потенциометре. Потрогайте их все (при обесточенном приборе), пошевелите, повключайте. Лишним это не будет.

Проверьте на предмет заклинивания механические части исполнительных органов - проверните роторы электродвигателей, шаговых двигателей. Подвигайте по необходимости другие механизмы. Сравните прилагаемое при этом усилие с другими такими же рабочими устройствами, если конечно есть такая возможность.

Осмотрите внутренности прибора в работающем состоянии - возможно увидите сильное искрение в контактах реле, пускателей, переключателей, что будет свидетельствовать о чрезмерно высокой величине тока в этой цепи. А это уже хорошая зацепка для поиска неисправности. Часто виной такой поломки бывает дефект какого-либо датчика. Эти посредники между внешним миром и прибором, которому они служат, обычно вынесены далеко за порубежье самого корпуса прибора. И при этом работают они обычно в более агрессивной среде, чем внутренне части прибора, которые так или иначе, но защищены от внешнего воздействия. Поэтому все датчики требуют повышенного внимания к себе. Проверьте их работоспособность и не поленитесь почистить от загрязнения. Концевые выключатели, различные блокирующие контакты и прочие датчики с гальваническими контактами - являются подозреваемыми с высоким приоритетом. Да и вообще любой «сухой контакт» т.е. не пропаянный, должен стать элементом пристального внимания.

И ещё момент - если прибор прослужил уже немало времени, то следует обратить внимание на элементы, наиболее подверженные какому-либо износу или изменению своих параметров с течением времени. Например: механические узлы и детали; элементы, подвергающиеся во время работы повышенному нагреву или иному агрессивному воздействию; электролитические конденсаторы, некоторые виды которых склонны терять ёмкость со временем из-за высыхания электролита; все контактные соединения; органы управления прибором.

Практически все виды «сухих» контактов с течением времени теряют свою надёжность. Особое внимание следует уделить контактам с серебряным покрытием. Если прибор долгое время проработал без технического обслуживания, рекомендую перед тем, как приступать к углублённому поиску неисправности, сделать профилактику контактам - осветлить их обычным ластиком и протереть спиртом. Внимание! Никогда не пользуйся абразивными шкурками для чистки посеребрённых и позолоченных контактов. Это верная смерть разъёму. Покрытие серебром или золотом делается всегда очень тонким слоем, и стереть абразивом его до меди очень легко. Полезно провести процедуру самоочистки контактов розеточной части разъёма, на профессиональном сленге «мамы»: соедините-разъедините разъём несколько раз, от трения пружинящие контакты немного очищаются. Ещё советую, работая с любыми контактными соединениями, не трогать их руками - масляные пятна от пальцев негативно влияют на надёжность электрического контакта. Чистота залог надёжной работы контакта.

Первейшее дело - проверить срабатывание какой-либо блокировки, защиты в начале ремонта. (В любой нормальной технической документации на прибор есть глава с подробным описанием применяемых в нём блокировок.)

После осмотра и проверки питания прикиньте навскидку - что наиболее вероятно сломалось в приборе, и проверьте эти версии. Сразу в дебри прибора не стоит лезть. Сначала проверьте всю периферию, особенно исправность исполнительных органов - возможно сломался не сам прибор, а какой-либо механизм, управляемый им. Вообще рекомендуется изучить, пусть и не до тонкостей, весь производственный процесс, участником которого является подопечный прибор. Когда очевидные версии исчерпаны - вот тогда садитесь за свой рабочий стол, заваривайте чайку, раскладывайте схемы и прочую документацию на прибор и «рожайте» новые идеи. Думайте, что ещё могло вызвать эту болезнь прибора.

Через некоторое время у вас должно «родиться» определённое количество новых версий. Тут рекомендую не спешить бежать проверять их. Сядьте где-нибудь в спокойной обстановке и подумайте над этими версиями па предмет величины вероятности каждой из них. Тренируйте себя в деле оценки таких вероятностей, а когда накопится опыт в подобной селекции - станете делать ремонт гораздо быстрее.

Самый результативный и надёжный способ проверки подозреваемого блока, узла прибора на работоспособность, как уже говорилось, это замена его на заведомо исправный. Не забывайте при этом внимательно проверять блоки на предмет их полной идентичности. Если будете подключать тестируемый блок к работающему исправно прибору, то по возможности подстрахуйтесь - проверьте блок на предмет завышенных выходных напряжений, короткое замыкание по питанию и в силовой части, и прочие возможные неисправности, которые могут вывести из строя рабочий прибор. Бывает и обратное: подключаешь донорскую рабочую плату в сломанный прибор, проверяешь, что хотел, а когда её возвращаешь назад - она оказывается уже неработоспособной. Такое бывает нечасто, но всё же имейте в виду этот момент.

Если таким образом удалось найти неисправный блок, то дальше локализовать поиск неисправности до конкретного электроэлемента поможет так называемый «сигнатурный анализ». Так называют метод, при котором ремонтник проводит интеллектуальный анализ всех сигналов, коими «живёт» испытуемый узел. Подключите исследуемый блок, узел, плату к прибору с помощью специальных удлинителей-переходников (такие обычно поставляются в комплекте с прибором), чтобы был свободный доступ ко всем электроэлементам. Разложите рядом схему, измерительные приборы и включите питание. Теперь сверьте сигналы в контрольных точках на плате с напряжениями, осциллограммами на схеме (в документации). Если схема и документация не блещут такими подробностями, тут уж напрягайте мозги. Хорошие знания по схемотехнике здесь будут весьма кстати.

Если появились какие-то сомнения, то можно «повесить» на переходник исправную образцовую плату с рабочего прибора и сравнить сигналы. Сверьте со схемой (с документацией) все возможные сигналы, напряжения, осциллограммы. Если найдено отклонение какого-либо сигнала от нормы, не спешите делать вывод о неисправности именно этого электроэлемента. Он может быть не причиной, а всего лишь следствием другого нештатного сигнала, который вынудил этот элемент выдать ложный сигнал. Во время ремонта старайтесь сужать круг поиска, максимально локализовать неисправность. Работая с подозреваемым узлом/блоком, придумывайте такие испытания и измерения для него, которые бы исключили (или подтвердили) причастность этого узла/блока к данной неисправности наверняка! Семь раз подумайте, когда исключаете блок из числа неблагонадёжных. Все сомнения в этом деле должны быть развеяны явными уликами.

Эксперименты делайте всегда осмысленно, метод «научного тыка» не наш метод. Дескать, дай-ка я вот этот провод сюда ткну и посмотрю, что будет. Никогда не уподобляйтесь таким «ремонтёрам». Последствия всякого эксперимента обязательно должны быть продуманы и нести полезную информацию. Бессмысленные же эксперименты - пустая трата времени, и к тому же ещё поломать можно что- нибудь. Развивайте в себе способность логически мыслить, стремитесь видеть чёткие причинно-следственные связи в работе устройства. Даже в работе сломанного прибора есть своя логика, всему есть объяснение. Сможете понять и объяснить нестандартное поведение прибора - найдёте его дефект. В деле ремонта очень важно самым чётким образом представлять себе алгоритм работы прибора. Если у вас есть пробелы в этой области, читайте документацию, спрашивайте всех, кто хоть что-то знает об интересующем вопросе. И не бойтесь спрашивать, вопреки распространённому мнению, это не убавляет авторитет в глазах коллег, а наоборот, умные люди всегда это оценят положительно. Помнить наизусть схему прибора абсолютно ненужно, для этого бумагу придумали. А вот алгоритм его работы надо знать «назубок». И вот вы «трясёте» прибор уже который день. Изучили его так, что кажется дальше некуда. И уже неоднократно пытали все подозреваемые блоки/узлы. Испробованы даже казалось бы самые фантастические варианты, а неисправность так и не найдена. Вы уже начинаете понемногу нервничать, может даже паниковать. Поздравляю! Вы достигли апогея в данном ремонте. И тут поможет только… отдых! Вы просто устали, нужно отвлечься от работы. У вас, как говорят опытные люди, «глаз замылился». Так что бросайте работу и полностью отключите своё внимание от подопечного прибора. Можно заняться другой работой, или вовсе ничем не заниматься. Но о приборе нужно забыть. А вот когда отдохнёте, то сами почувствуете желание продолжить битву. И как часто бывает, после такого перерыва вы вдруг увидите такое простое решение проблемы, что удивитесь несказанно!

А вот с неисправностью третьего типа всё гораздо сложнее. Так как сбои в работе прибора носят обычно случайный характер, то для того чтобы поймать момент проявления сбоя, времени часто требуется очень много. Особенности внешнего осмотра в этом случае заключаются совмещении поиска возможной причины сбоя с проведением профилактических работ. Вот для ориентира перечень некоторых возможных причин появления сбоев.

Плохой контакт (в первую очередь!). Почистите разъёмы все сразу во всём приборе и внимательно осматривайте при этом контакты.

Перегрев (как и переохлаждение) всего прибора, вызванный повышенной (пониженной) температурой окружающей среды, либо вызванный длительной работой с высокой нагрузкой.

Пыль на платах, узлах, блоках.

Загрязнение радиаторов охлаждения. Перегрев полупроводниковых элементов, которые они охлаждают, тоже может быть причиной сбоев.

Помехи в сети питания. Если фильтр питания отсутствует или вышел из строя, либо его фильтрующих свойств недостаточно для данных условий эксплуатации прибора, то сбои в его работе будут нередкими гостями. Попробуйте связать сбои с включением какой-либо нагрузки в той же электросети, от которой питается прибор, и тем самым найти виновника помехи. Возможно именно в соседнем приборе неисправен сетевой фильтр, либо ещё какая другая неисправность в нём, а не в ремонтируемом приборе. По возможности запитайте прибор на некоторое время от бесперебойника с хорошим встроенным сетевым фильтром. Сбои пропадут - ищите проблему в сети.

И здесь, как и в предыдущем случае, самым эффективным способом ремонта является метод замены блоков на заведомо исправные. Меняя блоки и узлы между одинаковыми приборами, внимательно следите за их полной идентичностью. Обратите внимание на наличие персональных настроек в них - различные потенциометры, настроенные контуры индуктивности, переключатели, джемперы, перемычки, программные вставки, ПЗУ с различными версиями прошивок. Если они имеются, то решение о замене принимайте, обдумав все возможные проблемы, которые могут возникнуть в связи с опасностью нарушения работы блока/узла и прибора в целом, из-за разницы в таких настройках. Если всё же имеется острая необходимость в такой замене, то делайте перенастройку блоков с обязательной записью предыдущего состояния - пригодится при возврате.

Бывает так, что заменены все составляющие прибор платы, блоки, узлы, а дефект остался. Значит, логично предположить, что неисправность засела в оставшейся периферии в жгутах проводов, внутри какого-либо разъёма проводок оторвался, может быть дефект кросс-платы. Иногда виноват бывает замятый контакт разъёма, например в боксе для плат. При работе с микропроцессорными системами иногда помогает многократный прогон тестовых программ. Их можно закольцевать или настроить на большое количество циклов. Причём лучше, если они будут именно специализированные тестовые, а не рабочие. Эти программы умеют фиксировать сбой и всю сопутствующую ему информацию. Если умеете, сами напишите такую тестовую программу, с ориентацией на конкретный сбой.

Бывает, что периодичность проявления сбоя имеет некую закономерность. Если сбой можно связать по времени с исполнением какого-либо конкретного процесса в приборе, тогда вам повезло. Это очень хорошая зацепка для анализа. Поэтому всегда внимательно наблюдайте за сбоями прибора, замечайте все обстоятельства, при которых они проявляются, и старайтесь связать их с исполнением какой-либо функции прибора. Длительное наблюдение за сбоящим прибором в этом случае может дать ключ к разгадке тайны сбоя. Если найти зависимость появления сбоя от, например, перегрева, повышения/ понижения напряжения питания, от вибрационного воздействия, это даст некоторое представление о характере неисправности. А дальше - «ищущий да обрящет».

Способ контрольной замены почти всегда приносит положительные результаты. Но в найденном таким образом блоке может быть множество микросхем и других элементов. А значит, есть возможность восстановить работу блока заменой лишь одной, недорогой детальки. Как в этом случае локализовать поиск дальше? Тут тоже не всё потеряно, существуют несколько интересных приёмов. Сигнатурным анализом поймать сбой практически нереально. Поэтому попробуем использовать некоторые нестандартные методы. Нужно спровоцировать блок на сбой при определённом локальном воздействии на пего и при этом надо, чтобы момент проявления сбоя можно было привязать к конкретной детали блока. Вешайте блок на переходник/удлинитель и начинайте его мучить. Если подозреваете в плате микротрещину, можно попробовать закрепить плату на каком-нибудь жёстком основании и деформировать только малые части её площади (углы, края) и гнуть их в разных плоскостях. И наблюдайте при этом за работой прибора - ловите сбой. Можно попробовать постучать ручкой отвёртки по частям платы. Определились с участком платы - берите линзу и внимательно высматривайте трещинку. Нечасто, но иногда всё-таки удаётся обнаружить дефект, и, кстати, при этом далеко не всегда виновной оказывается микротрещина. Гораздо чаще находятся дефекты пайки. Поэтому рекомендуется не только гнуть саму плату, но и шевелить все её электроэлементы, внимательно наблюдая за их паяным соединением. Если подозрительных элементов немного, можно просто сразу все пропаять, чтобы в будущем больше не было проблем с этим блоком.

А вот если в причине сбоя подозревается какой-либо полупроводниковый элемент платы, найти его будет непросто. Но и тут тоже можно словчить, есть такой несколько радикальный способ спровоцировать сбой: в рабочем состоянии нагревайте паяльником по очереди каждый электроэлемент и следите за поведением прибора. К металлическим частям электроэлементов паяльник нужно прикладывать через тонкую пластинку слюды. Греть примерно градусов до 100-120, хотя иногда и больше требуется. При этом, конечно, есть определённая доля вероятности дополнительно испортить какой-ни- будь «невинный» элемент на плате, но стоит ли рисковать в этом случае, это уже решать вам. Можно попробовать наоборот, охлаждать льдинкой. Тоже не часто, но всё же можно и таким способом попробовать, как у нас говорят, - «выковырять клопа». Если уж сильно припекло, и при наличии возможности, конечно, то меняйте все подряд полупроводники на плате. Очерёдность замены - по нисходящей эиергоиасыщеипости. Меняйте блоками по нескольку штук, периодически проверяя работоспособность блока на отсутствие сбоев. Попробуйте хорошенько пропаять все подряд электроэлементы на плате, иногда только уже одна эта процедура возвращает прибор к здоровой жизни. Вообще с неисправностью такого типа никогда нельзя гарантировать полное выздоровление прибора. Часто бывает так, что вы во время поиска неисправности шевельнули случайно какой-то элемент, у которого был слабый контакт. При этом неисправность исчезла, но скорее всего этот контакт опять себя проявит со временем. Ремонт редко проявляющегося сбоя - занятие неблагодарное, времени и усилий требует много, а гарантии, что прибор будет обязательно отремонтирован, нет никакой. Поэтому многие мастера часто отказываются браться за ремонт таких капризных приборов, и, честно говоря, я их за это не виню.

При разработке, производстве и эксплуатации радиоэлектронных устройств с применением электронной измерительной аппаратуры применяются различные методы измерений физических величин. Многие из таких измерений обеспечиваются переносными комбинированными электроизмерительными приборами.

Простота, удобство реализации и достаточно высокая точность измерений большинства физических величин с помощью комбинированных электроизмерительных приборов способствовало их распространению при эксплуатации вооружения, военной и специальной техники в воинских частях.

Комбинированными электроизмерительными приборами пользуется или начинает пользоваться широкий круг лиц, часто не обладающий специальными знаниями в области радиоэлектронных измерений. Так в процессе эксплуатации комбинированных приборов могут возникать различного вида неисправности, как вызванные износом и старением элементов системы, так и неправильными действиями личного состава .

Установление причин неисправностей в комбинированных приборах облегчает дефектацию и их последующий ремонт. Основными причинами возникновения неисправностей комбинированных электроизмерительных приборов являются:

1. Перегрузки. При перегрузках возникают как механические, так и электрические неисправности: нарушение изоляции, обрывы и короткие замыкания в цепях, потемнение шкал и стекол, повреждение указателя измерительного механизма, оплавление контактов, сгорание токоподводящих растяжек, заклинивание подвижных частей, выход из строя электрорадиоэлементов.
2. Естественный износ при длительной эксплуатации: изнашиваются концы осей (керны) измерительного механизма, стареют (теряют свойства) магниты, ослабевает крепёж и нарушается взаимное расположение деталей, окисляются металлические детали, расслаиваются печатные платы, изменяются упругие свойства токоподводящих растяжек, изменяется цвет шкал, отслаивается краска на стрелках и шкалах, отклеиваются стёкла, ломаются винты корректоров, деформируются ограничители движения стрелки, изменяются параметры электрорадиоэлементы.
3. Воздействие радиации на материалы и электрорадиоэлементы вызывает радиационные повреждения, приводящие к обратимым и необратимым изменениям их параметров. Под влиянием нейтронного облучения происходят изменения значений параметров металлов, таких как коэрцитивная сила, магнитная проницаемость и остаточное намагничивание. Радиационное облучение способствует коррозии металлов, изменяет технические характеристики электрорадиоэлементов.
4. Климатические факторы (температура, влажность, давление воздуха, солнечная радиация, ветер, пыль и песок) ускоряют старение комбинированных приборов.
5. Длительное хранение приборов, особенно в условиях, отличающихся от нормальных, также является причиной возникновения неисправностей приборов. При хранении концы осей (керны) измерительного механизма часто ржавеют, что порождает затирание подвижных частей, ржавлению и коррозии подвержены внутрирамочные магниты. Причиной появления неисправностей может служить плохое уплотнение корпусов, из-за чего внутрь прибора может попасть пыль, ферромагнитные частицы и влага.
6. Эксплуатационные факторы обусловлены действиями обслуживающего персонала, которые снижают работоспособность приборов или вызывают их отказы. Их причинами являются низкая квалификация личного состава, нарушение инструкций по эксплуатации, несвоевременная поверка приборов, неправильная регулировка, несоответствие условий эксплуатации рабочим условиям для данного прибора, отсутствие технического обслуживания, некачественно проведенный предыдущий ремонт прибора.

Обнаружение причин неисправностей комбинированных приборов (диагностика) – сложный и трудоемкий процесс, на который уходит до 70% от всего времени, затрачиваемого на ремонт прибора. Поэтому очень важно знать принцип действия, устройства, конструктивные особенности комбинированных приборов (ввиду их многообразия), правила их эксплуатации и наиболее часто встречающиеся неисправности.

Данные о действительном состоянии измерительных приборов ремонтник получает как путем непосредственного восприятия, так и с помощью технических средств – измерительных приборов. Наиболее целесообразной последовательностью сбора информации при поиске причин неисправности является постепенное сужение границ области неисправной части прибора до тех пор, пока неисправность не будет локализована до конкретного поврежденного элемента. Для этого используют ряд методов обнаружения неисправностей:

1. Внешний и внутренний осмотр. Преимуществом является простота и наглядность. Главный недостаток – ограниченность, обнаружить неисправности удается только при наличии явно выраженных внешних признаков.
2. Метод характерных признаков. Не требует глубоких знаний физических процессов в ремонтируемом приборе и повышает эффективность работы малоопытного ремонтника. Исправность прибора оценивается по перечню характерных неисправностей на основании признаков, характеризующих эти неисправности однозначно. Достоинство метода: не требуется специальная контрольно-измерительная аппаратура. Недостатки метода: таблицы не всегда обеспечивают однозначную связь между табличными признаками отказа и реально существующим отказом, часто различные отказы имеют одни и те же сходные внешние признаки, процесс поиска отказов не оптимизируется по времени, перечни не могут быть полными для новых приборов, поступающих в эксплуатацию.
3. Метод последовательной поэлементной проверки. Заключается в том, что подозреваемые в неисправности элементы прибора заменяются заведомо исправными. Если после замены элемента признаки нормальной работы восстанавливаются, считают, что причиной отказа был замененный элемент. Достоинство метода – простота заключения о неисправности прибора, недостаток – элементы, поставленные взамен неисправных, могут оказаться в ненормальных режимах и могут выйти из строя (вторичная неисправность). При этом причина отказа так и остается невыясненной.
4. Метод половинного разбиения (средней точки). При первой проверке схему прибора делят приблизительно на две равные части, либо по количеству элементов, либо по условной вероятности отказов элементов схемы. После первой проверки каждой части схемы выполняют вторую, при которой неисправная часть схемы разделена на две равные части. Процесс повторяют до тех пор, пока не будет обнаружен неисправный элемент. Удобно деление производить по функциональному признаку (схему измерения постоянного тока, схему измерения сопротивления, схему измерения емкости, схему измерения параметров транзисторов). Метод половинного разбиения позволяет минимизировать число проверок, необходимое для обнаружения неисправного элемента.
5. Метод сравнения. Режимы работы исследуемого неисправного участка сравниваются с реальными режимами работы однотипного заведомо исправного прибора. Данный метод может быть применим при наличии исправных однотипных приборов.
6. Промежуточные измерения. Один из широко распространенных способов на конечном этапе поиска неисправностей, когда границы сужены до участка и остается найти неисправный элемент. Он заключается в выявлении неисправного элемента путем произведения измерения сопротивления цепей, режимов питания и других параметров. Результаты сравниваются с контрольными картами сопротивлений и напряжений, таблицами режимов или рисунками на полях электрических схем. Там где отсутствуют карты сопротивлений (напряжений), целесообразно составить их самостоятельно, конкретно для каждого типа прибора .

Поиск неисправностей комбинированных приборов является процессом, требующим соответствующих теоретических знаний, практических навыков, многостороннего подхода, а зачастую и многократного повторения одних и тех же операций. Перед тем как приступить к поиску неисправностей, следует изучить эксплуатационную и ремонтную документацию на прибор. Необходимо твердо знать и строго соблюдать меры безопасности и правила обращения с элементами схем. Неисправности отыскивают в несколько этапов с постепенным сужением круга поиска, сочетая логический анализ с визуальным и инструментальным контролем.

Для обнаружения и устранения неисправностей поступившие в ремонт комбинированные приборы подвергаются: внешнему осмотру без вскрытия прибора; опробованию в режимах измерения силы тока, напряжения и сопротивления (измерения I, V, R); внутреннему осмотру после вскрытия прибора; проверке под током (напряжением); регулированию и настройке.

Внешний осмотр прибора проводится без снятия с прибора крышки или основания. При этом проверяют наличие и сохранность действующих мастичных клейм, состояние корпуса, работу корректора, уравновешенность подвижной части измерительного механизма, свободное перемещение указателя, отсутствие отсоединившихся деталей и посторонних предметов, герметичность и надежность крепления стекла, исправность соединительных проводников, исправность переключателей и клемм, плавность работы потенциометров, четкость надписей на передней и тыльной табличках (т.н. шильдиках). При проверке состояния корпуса следует обратить внимание на отсутствие трещин, сколов неплотного прилегания крышки к корпусу, измерительного механизма к крышке. Головка корректора должна свободно перемещаться вправо и влево с перемещением указателя в соответствующую сторону относительно нулевой отметки шкалы. Уравновешенность подвижной части измерительного механизма определяется путем наклона прибора в разные стороны на угол 5°. Если при этом смещение указателя от нулевого положения будет превышать значения основной допустимой погрешности, измерительный механизм подлежит ремонту – уравновешиванию подвижной части .

Исправность соединительных проводников проверяется с помощью омметра. При проверке обращается внимание на исправность наконечников проводников. Переключатель должен переключаться без больших усилий и четко фиксироваться в каждом положении. Ручки потенциометров должны вращаться плавно, без заеданий. Клеммы (зажимы) должны быть надежно закреплены, не иметь сколов, обеспечивать надежный контакт подсоединяемых проводников. Удостовериться в том, свободно ли перемещение подвижной части, можно поворотом корпуса прибора в горизонтальной плоскости. В силу инерции подвижная часть с указателем остаются на месте и указатель «проходит» всю шкалу .

Практически большинство комбинированных приборов поступают на ремонт от поверителей после забракования, т.е. выявления несоответствия требованиям метрологических характеристик. Однако причины, вызвавшие это несоответствие, могут быть не ясны. К тому же поверители прекращают поверку прибора, обнаружив первую неисправность. Поэтому ремонтнику для более полной дефектации прибора необходимо провести опробование прибора в разных режимах измерения I, V, R. После включения прибора в измерительную цепь, необходимо внимательно следить за его работой. При появлении искрения, чрезмерному нагреву или дыму необходимо немедленно выключить источник тока (напряжения), обезопасив остальные участки схемы от возможных зависимых повреждений.

При внутреннем осмотре проверяется возможность свободного перемещения подвижной части (обычно дуют на стрелку, и следят за ее перемещением вдоль шкалы), уточняют место обрыва цепи, состояние внутреннего монтажа, а также шунтов, катушек, резисторов, растяжек и магнитов.

Наиболее характерными неисправностями могут быть следующие:

Выход из строя одного или нескольких резисторов (катушек);

Неисправность измерительного механизма;

Выход из строя реостата установки нуля омметра;

Выход из строя переключателей рода работ, переключателя пределов измерений;

Выход из строя трансформаторов;

Нарушение контактов в местах соединений элементов;

Коррозия, загрязнение контактов (контактных пружин) в отсеке питания прибора.

Выход из строя любого резистора (катушки) зачастую можно выявить визуально. Они не должны иметь вздутостей, следов обугливания и подтеков, керамика не должна иметь сколов и трещин, выводы должны быть надежно закреплены.

В измерительном механизме могут быть следующие неисправности:

Обрыв растяжки;

Обрыв цепи рамки;

Нарушение уравновешенности подвижной части;

Затирание.

Обрыв растяжки обнаруживается при осмотре измерительного механизма. Обрыв в цепи рамки обнаруживается с помощью омметра. При данной неисправности измерительный механизм подлежит замене. Устранение неуравновешенности производится путем добавления или уменьшения количества припоя на противовесы стрелки. В том случае, если стрелка искривлена, перед уравновешиванием ее следует выпрямить. При затирании стрелка прибора будет возвращаться к нулевой отметке скачками или вовсе остановится в какой-то точке шкалы. Затирание может быть между рамкой и магнитом, между стрелкой и неровностями шкалы, возможно попадание металлической стружки или посторонних включений в зазор между рамкой и магнитом. Неисправность устраняется путем ликвидации причины, ее вызвавшей. Обрыв цепи реостата влечет за собой отсутствие показаний на всех пределах измерения сопротивления. Потенциометры и реостаты должны быть надежно закреплены, иметь целые лепестки или зажимы. Ползунок должен плотно прилегать к проводу и плавно перемещаться. Об исправности диодов выпрямителя (кнопка «~» переключателя не нажата) судят по выполнению условия

R обр / R пр > 10 , (1)

где R обр – показания омметра при измерении обратного сопротивления диода, R пр – показания омметра при измерении прямого сопротивления диода (R пр = 10 – 100 Ом).

Переключатели должны работать четко, без больших усилий и с надежной фиксацией в каждом положении, переходное сопротивление замкнутых контактов должно быть равно «0» , трансформаторы должны быть точно закреплены на шасси (плате), железо их должно плотно стянуто, выводы обмоток закреплены лепестками на изоляционных планках, надежно припаяны к монтажным проводам. Трансформаторы не должны иметь подтеков изоляционного лака, цвет катушек должен быть ровным, без значительных потемнений. Целостность цепей обмоток проверяют омметром. Неисправные трансформаторы как правило, подлежат замене.

Вероятными точками обрыва электрической цепи могут быть места спаивания катушек, резисторов, катушек, пружин, рамок и т. п. Изменение цвета изоляции проводов и характерный запах указывают на поврежденные участки цепи. Поврежденный участок можно определить, проводя ориентировочные измерения.

В приборах, в схеме измерения которых применяются микросхемы, необходимо, контролировать напряжения источников питания, обратив особое внимание на состояние контактов (контактных пружин) в отсеке питания прибора.

Проверка полупроводниковых приборов – диодов, транзисторов, интегральных микросхем путем внешнего осмотра затруднительна, поскольку большая часть неисправностей этих приборов на внешнем виде не отражается. Наиболее объективная оценка качества всех элементов проводится при проверке под напряжением путем измерения режимов (по напряжению или току). При включенном приборе неисправности определяют и по таким признакам, как пробой напряжения, искрение, чрезмерное нагревание трансформаторов, транзисторов, микросхем, электролитических конденсаторов и других.

Устранение неисправностей начинается с изъятия из прибора обнаруженного неисправного элемента частичной разборкой прибора. При изъятии элемента необходимо запомнить взаимное расположение деталей, а также промаркировать проводники распаиваемого монтажа.

Изъятый элемент внимательно осматривается, при необходимости испытывается, а потом либо вновь изготавливается, либо ремонтируется, либо заменяется исправным. При проведении ремонтных работ требуется постоянный самоконтроль, проверка качества выполняемых работ. Попадание припоя и канифоли в прибор, плохие контакты в пайках, непрочное соединение, слабое крепление деталей – все это может привести к появлению дополнительных погрешностей.

После ремонта или замены деталей, влекущих за собой изменение параметров прибора, необходима его регулировка и подстройка.

В диагностике неисправностей большое значение имеет опыт эксплуатации и ремонта комбинированных приборов, знание их слабых мест, характерных неисправностей и причин их возникновения. Поэтому необходимо постоянно накапливать статистический материал по неисправностям, приводить детальный анализ вызвавших их причин, составлять и постоянно дополнять перечни неисправностей по каждому типу приборов. Данные меры будут способствовать оперативности восстановления комбинированных приборов.

Библиографический список

1. Кулаков Е.В. Переносные стрелочные комбинированные приборы. Справочник по измерительной технике. М.: NT Press, 2005 – 208 с.
2. Зайцев С.В., Потерпеев Ю.П. Методическое пособие по ремонту переносных комбинированных приборов. Тейково.: ЦБИТ РВСН, 1999 – 20 с.
3. ГОСТ 8.497-83 Амперметры, вольтметры, ваттметры, варметры. Методы и средства поверки. М.: Издательство стандартов, 1983 – 10 с.
4. ГОСТ 8.409-81 Омметры. Методы и средства поверки. М.: Издательство стандартов, 1981 – 20 с.
5. Прибор электроизмерительный комбинированный Ц4353. Паспорт 2.278.032 ПС.

Практические методы поиска и устранения неисправностей в РЭА, приведены без привязки к конкретному оборудованию. Под причинами неработоспособности подразумеваются 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.

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.

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.

Схема описания методов: суть метода возможности метода, достоинства метода, недостатки метода, применение метода

1. Выяснения истории появления неисправности. Суть метода:

История появления неисправности много может рассказать о локализации неисправности, о том какой модуль является источником неработоспособности системы, а какие модули вышли из строя в следствие первоначальной неисправности, о типе неисправного элемента. Также знание истории появления неисправности позволяет сильно сократить время тестирование 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.

Примеры: если неисправность сначала проявлялась редко, а затем стала проявляться чаще в течение недели или нескольких лет), то скорее всего неисправен электролитические конденсатор, электронная лампа или силовой полупроводниковый элемент чрезмерный разогрев которого приводит к ухудшению 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.

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

Достоинства метода: нет необходимости знать тонкости работы изделия; оперативность; не требуется наличие документации.

Недостатки метода: необходимость получить информацию о событиях растянутых во времени, при которых вы не присутствовали, неточность и недостоверность предоставляемой информации; в некоторых случаях велика вероятность ошибки, и неточность локализации; требует подтверждения и уточнения другими методами.

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. 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 воздействие, 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. Наличие загрязнений может являться причиной не работоспособности РЭА или индикатором причины неисправности (например вытекание электролита).

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

Возможности метода:

Метод позволяет оперативно выявить неисправность и локализовать ее с точностью до элемента.

Достоинства метода: оперативность; 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.

2. Прозвонка. Суть метода:

Хотя данная методика имеет определенные недостатки она очень широко применяется в условиях мелкосерийного производства, в связи со своей простотой и эффективностью. Суть метода в том что при помощи омметра, в том или ином варианте, проверяется наличие необходимых связей и отсутствие лишних соединений (замыканий). На практике как правило достаточно проверить наличие необходимых связей и отсутствие замыканий 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.

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.

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.

4. Снятие внешних рабочих характеристик. Суть метода.

При применении метода изделие включается в рабочих условиях или в условиях имитирующих рабочие. Проверяют характеристики сравнивая их с необходимыми, характеристиками исправного изделия или теоретически рассчитанными.

Возможности метода: позволяет достаточно оперативно диагностировать изделие; позволяет примерно оценить расположение неисправности, выявить функциональный блок работающий не правильно, в случае если изделие работает не правильно.

Достоинства метода: достаточная 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.

Применение метода:

Например: В телевизоре наличие изображения и его параметры, наличие звука и его параметры, энергопотребление, тепловыделение. В мобильном телефоне на тестере проверяют параметре RF тракта и по отклонению тех или иных параметров судят о исправности функциональных блоков. и т.д.

5. Наблюдение прохождения сигналов по каскадам.

Данный метод достаточно эффективен. К недостаткам следует отнести трудоемкость и неоднозначность результата.

Суть метода в том, что при помощи измерительной аппаратуры (осциллограф, тестер, анализатор спектра и др.) наблюдают правильность распространение сигналов по каскадам и цепям устройства. В цепях с обратными связями очень тяжело получить однозначные результаты, 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.

Возможности метода: оценка работоспособности изделия в целом; оценка работоспособности по каскадам и функциональным блоком.

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.

6. Сравнение с исправным блоком.

Сравнение с исправным блоком очень эффективный метод, потому что документированы не все характеристики изделия и сигналы не во всех узлах схемы. Суть метода заключается в том, что сравниваются различные характеристики заведомо исправного изделия и не исправного. 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.

Возможности метода: оперативная диагностика в комбинации с другими методами.

Достоинства метода – оперативный поиск неисправностей, нет необходимости использовать документацию.

Недостатки метода: необходимость в наличии исправного изделия, необходимость в комбинации с другими методами

7. Моделирование.

Суть метода в том, что 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.

При устранении периодический 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.

Возможности метода: оперативное и адекватное выдвижение гипотезы о локализации неисправности.

Достоинства метода: возможность работать с исчезающими неисправностями, адекватность оценки.

Недостатки метода: необходим высокая квалификация исполнителя, необходима комбинация с другими методами.

8. Разбиение на функциональные блоки.

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.

Возможности метода: позволяет оптимизировать применение других методов.

Достоинства метода: ускоряет процесс поиска неисправности

Недостатки метода: необходимо глубокое знание схемотехники изделия

9. Временная модификация схемы.

Частичное отключение цепей применяется в следующих случаях:

Когда цепи оказывают взаимное влияние и не ясно 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.

Возможности метода: локализация неисправности в цепях с ОС, точная локализация неисправности.

Достоинства метода - позволяет более точно локализовать неисправность.

Недостатки метода: необходимость модифицировать систему, необходимость знания тонкостей работы устройства.

10. Включение функционального блока вне системы, в условиях моделирующих систему. 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. При применении данного метода необходимо следить за корректностью создаваемых условий и применяемых тестов. Блоки могут быть плохо согласованный между собой на стадии разработки.

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

11. Предварительная проверка функциональных блоков.

Очень широко применяется для профилактики неисправностей системы в условиях производства новых изделий. Функциональный блок предварительно проверяется вне системы, на специально изготовленном стенде (рабочем месте).

При ремонте, 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.

12. Метод замены.

Подозреваемый блок/компонент заменяется на заведомо исправный. И проверяется функционирование системый. По результатам проверки судят о правильности гипотезы в отношении неисправности. Возможны несколько случаев:

Когда поведение системы не изменилось, это означает что гипотеза не верна

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 строй в результате перенапряжения.

13. Проверка режима работы элемента.

Суть метода в том, что проверяют соответствие токов и напряжений в схеме предположительно правильным, отраженным в документации, рассчитанным при моделировании, полученным при исследовании исправного блока. На основании этого делают заключение о исправности элемента.

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).

14. Провоцирующие воздействие.

Повышение или понижение температуры, влажности механическое воздействие. Подобные воздействия очень эффективно для обнаружения пропадающих неисправностей.

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.

16. Выполнение тестовых программ.

Суть метода заключается в том, что 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.).

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

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

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

17. Пошаговое исполнение команд.

Этот метод можно классифицировать как одну из разновидностей «метода исполнения тестовых программ», но применение метода возможно на почти не работоспособной системе. Метод очень эффективен для отладки микропроцессорных систем на стадии разработки.

К недостаткам метода следует отнести очень большую трудоемкость. К достоинствам очень низкую стоимость необходимого оборудования.

18. Тестовые сигнатуры.

19.«Выход на вход».

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.

20. Типовые неисправности.

21. Анализ влияния неисправности.

Несколько лет назад я написал заметку: "Методы поиска и устранениянеисправностей, а также причин неработоспособности в РЭА.". Недавно дошли руки привести ее в относительный порядок. Тогда же была задумана и эта статья. Дело в том, что,обладая даже самым совершенным инструментом, можно не уметь его использовать. Соответственно, эта заметка о правильном, на мой взгляд, использовании инструментов при поиске неисправности. Естественно, я не претендую на построение исчерпывающей, безупречной схемы, по которой можно было бы найти любую неисправность и решить любую проблему. Этот текст лишь попытка обобщить мой опыт.

Основная часть.

Порядок действий. Порядок действий всегда хочется свести к простой и понятной схеме. У меня сначала была мысль выразить все это в универсальной блок-схеме, но процесс поиска всегда слишком многовариантен и требует внимания к мелочам. На решение проблемы может натолкнуть даже минимальная, случайно полученная крупица информации. Также начальная информация всегда низкого качества, и выбор фактора, на основании которого следует начать действовать, во многом носит интуитивный характер. Естественно, это не значит, что ремонт тождественен гаданию на кофейной гуще, или случайному перебору, но фактор случайности всегда присутствует. Конечно, при тщательном и последовательном подходе к анализу мы получим положительный результат. Прежде всего нужно запомнить, что всякое действие должно быть направлено на локализации неисправности. И, хотя на первых этапах локализация может быть не точной, но все равно нужно понимать, к чему вы стремитесь и что ожидаете от того или иного измерения. Сначала всегда следует применять быстрые методы, такие, как " внешний осмотр" и "выяснение истории возникновения неисправности". Не стоит пренебрегать этими вещами. Они очень эффективны. Действия при ремонте изделия, бывшего в эксплуатации и при запуске нового изделия несколько отличаются. Когда мы имеем изделие из эксплуатации,мы можем предположить, что оно работало, иначе говоря, нет ошибок в объемном монтаже, нет ошибок в монтаже на печатные платы, все элементы правильного номинала и типа. В то же время, в новом изделии перед его включением мы должны проверить печатный монтаж, проверить правильность объемного монтажа. И только затем попытаться включить изделие (в более или менее сложных и массовых изделиях). Составить универсальный порядок действий, конечно, невозможно, но нарисовать схему в общих чертах можно. На рисунке в общих чертах предоставлена схема действий:Пояснения к рисунку: Под проведением предварительных проверок подразумеваются проверки на соответствие документации, такие как: правильность монтажа, отсутствие замыканий, отсутствие загрязнений и прочее в зависимости от условий производства. Как видно, поиск неисправности носит циклический характер, кроме самого простого случая. При отрицательном результате на очередном цикле следует применять более глубокое исследование изделия. При этом проверка работоспособности может осуществляться в зависимости от ситуации наиболее удобным методом. После странения заявленной проблемы изделие следует протестировать в полном объеме.

Применение методов.

Когда применяем тот или иной метод мы, преследуем несколько целей: сбор информации, проверка гипотезы о неисправности, локализация неисправности. И на каждом шаге наших действий мы и получаем новую информацию, и проверяем гипотезу, и локализуем неисправность. Следует понимать, что - первично на текущем шаге, а что - вторично. В то же время не следует пренебрегать вторичными эффектами. Например, когда основная цель действия - проверка гипотезы, то и информация, полученная, во время этой проверки может послужить к уточнению выдвинутой гипотезы или позволит выдвинуть новое предположение. Для более быстрой локализации неисправности применяйте принцип: "Разделяй и властвуй" . Для этого нужно сначала получить контроль над ключевыми точками схемы. Знание основного, главного вас избавит от необходимости вдаваться в излишние подробности. Я попробую описать общую схему действий на примере. Имеется большая система, которая работает неправильно. Сначала вычленяем отдельный блок в системе. Блок включаем вне системы и в блоке вычленяем отдельный модуль. Затем включаем модуль и выходим на элемент. В этой стройной системе есть одна проблемка. Например, модуль сам по себе работает правильно, а в блоке начинаются ошибки. Это проблема несоответствия условий работы модуля (блока, элемента - не важно) в системе и на стенде проверки. Такие различия есть всегда! Не следует себя обманывать. В первую очередь, конечно, думают о различиях в электрических сигналах, разнице в температуре, охлаждении. На практике эти различия не всегда очевидны. Например, в моей практике был интересный случай, когда существенным фактором оказалась вибрация. Причем, на плате не было элементов чувствительных к вибрации, плата была достаточно прочной и т.д. Но замененные симисторы выгорали раз за разом. Причина оказалась в графитовой пыли, которая забилась под разъемы в силовых цепях и в условиях вибрации создавала короткое замыкание, в то время как на стенде все работало замечательно. Вычленение ключевых точек бывает достаточно сложным и требует хорошего знания принципов работы устройства и его структуры. В простейших случаях устройство следует разбить на структуры типа "звезда" и последовательные структуры. В структурах типа "звезда" сначала исследуют (если есть возможность) центральный узел и на основе его работы делают вывод о работе его и прочих узлов. Если исследование центрального узла затруднительно, то "сначала обрубаем ветви, если сразу не можем срубить ствол". То есть сначала исследуем периферию, что более трудоемко, но позволит получить информацию, необходимую для исследования центрального узла. В последовательных структурах следует удостовериться, что на вход поступают правильные сигналы, на выходе сигналы - неправильные. Значит, структура где-то не работает. Для максимально быстрого устранения неисправности следует разбить последовательность каскадов пополам и проверить сигналы в среднем каскаде. Таким образом мы узнаем где находится неисправность в начале или в конце. Затем разделяем предполагаемую область опять пополам и т.д. Но бывает, что подобная стратегия действий неудобна по технологическим соображениям, или нам для каждого каскада приходится анализировать сигналы на основе сигналов в предыдущем каскаде. В этом случае приходится проверять каскады последовательно от начала к концу или от конца к началу, в зависимости от условий и структуры устройства.

Хорошее питание.

Всегда в первую очередь (или как можно раньше) следует проверять цепи питания и качество питающих напряжений. Держать в голове цель и к месту ее менять. Необходимо понимать, на что направлено то или иное действие. На сбор обшей информации, на проверку гипотезы, на проверку того или иного блока. В тоже время необходимо вовремя оценить результат действия и вовремя переходить к следующему этапу. Когда вы собираете информацию, нужно вовремя оценить, что необходимая информация уже собрана и необходимо переходить к анализу. Не нужно зацикливаться на каком либо этапе. Это бывает не всегда просто и не всегда очевидно.

Итоги:

Сформулируем основные стратегические принципы:

• Сначала использовать быстрые и неточные методы, затем уточняем;
• Цикличность при отрицательном результате, со все более углубленным исследованием на каждом цикле;
• Оценка целесообразности;
• "Разделяй и властвуй";
• Контроль ключевых точек;
• "Не можешь срубить ствол, сруби ветви";
• Не навреди

Проблема в том, что нельзя составить четкой схемы действий. Мы всегда вынуждены держать в голове все принципы и постоянно искать, что использовать в данный момент.

Методы поиска и устранения неисправностей. А также причин неработоспособности электронных устройств.

Первый вариант опубликован 2007-09-01 и назывался: Методы поиска и устранения неисправностей. А также причин неработоспособности в РЭА.

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:

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.

1.4. Методы поиска неисправностей в РЭА

Радиоизмерительные приборы (РИП) являются частью более общей совокупности технических средств - радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), поэтому к ним применимы общие методы поиска неисправностей. Кроме того, именно РИП используются для диагностики и ремонта РЭА. В данном разделе приведены основные методы, позволяюндие эффективно отыскать и устранить возникшие неисправности в различных радиоэлектронных устройствах.

1.4.1. Метод анализа монтажа

Метод анализа монтажа целесообразно применять либо на ранних этапах поиска неисправностей в аппаратуре - при аварийном режиме работы устройства (нет смысла использовать другие методы), либо на поздних этапах, когда с помощью других методов выявлены наиболее вероятные неисправные блоки (модули).

Принципиальная схема устройства не отражает наличие в схеме всех ЭРЭ, их работоспособности, перемычек, изолирующих проводов, паек, поэтому при визуальном осмотре устройства очень часто обнаруживается, что некоторые элементы изменили форму, цвет, размеры и т.д. Эта информация позволяет предположить наличие неисправности в том или в ином ЭРЭ, проводке, печатных дорожках, пайке и т.д.

Все изменения в монтаже можно рассматривать как поток информации от устройства к специалисту, осуществляющего его ремонт. Этот поток информации сравнивается с представлением о монтаже работоспособного устройства, и на основе сравнения (-) вырабатываются суждения о соответствии (=) или о несоответствиимонтажа заданным требованиям, после чего выбирается дальнейший метод поиска неисправностей.

Структурная схема при поиске неисправностей методом визуального осмотра монтажа приведена на рис 1.2.

Необходимо отметить, что метод анализа монтажа позволяет визуально ускорить поиск неисправностей в радиоаппаратуре.

1.4.2. Метод измерений

Метод измерений применяется в тех случаях, когда уже имеется информация о предположительном местонахождении неисправности в блоке (модуле). Суть метода заключается в том, чтобы после проверки значений постоянных (переменных) напряжений в схеме РЭУ найти противоречия в его работе и на их основе отыскать неисправные ЭРЭ.

Рис. 1.2. Структурная схема поиска неисправностей методом анализа монтажа

При поиске неисправностей результаты измерений сравниваются с данными, приведенные в разработанной ТФН в графе “Задано”. Структурная схема поиска неисправностей методом измерений приведена на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Структурная схема поиска неисправностей методом измерений

При данном методе проводят измерения величины постоянных (переменных) напряжений в характерных контрольных точках схемы РЭУ, либо формы электрических сигналов, длительности импульсов, фронтов и спадов импульсов и т.д. Для этих целей используют вольтметры, мультиметры, осциллографы и другие приборы.

Поиск неисправностей с помощью этого метода измерений производится в следующей последовательности:

1. Последовательным измерениями в области X находят элементы, напряжение на выходе которых отличается от значения, указанного в ТФН в графе “задано” более, чем на ±20%.

2. Проводится анализ результатов измерений и на их основе отыскивается подмножество ЭРЭ, электрически связанных с элементом Х к, которые могут влиять на изменение его рабочего режима.

3. Выявляется и устраняется неисправный ЭРЭ (в частном случае им может оказаться и сам элемент Х к).

Если неисправность определена в достаточно узкой области X, то обычно проводят измерения не параметров электрических сигналов, а определяют работоспособность интегральных микросхем (ИМС), транзисторов, диодов, трансформаторов и других активных и пассивных ЭРЭ.

В качестве практического примера поиска неисправностей в РЭУ методом измерений можно привести алгоритм поиска неисправностей в усилителе вертикального отклонения (УВО) осциллографа С1-94. Схема УВО и алгоритм приведены на рис. 1.4 и 1.5, соответственно.

1.4.3. Метод воздействия

Метод воздействия заключается в том, что специалист, осуществляющий ремонт РЭА, воздействует на различные участки схемы. Реакция устройств на эти воздействия дает дополнительную информацию о месте нахождения дефектов. Таким способом воздействия являются: установка перемычек, за-

Рис. 1.4. Принципиальная схема У ВО и высоковольтного источника осциллографа С1-94

Рис. 1.5. Алгоритм поиска неисправности УВО осциллографа С1-94 методом измерений

мыкание контрольной точки на корпус, подключение работоспособного конденсатора параллельно другому ЭРЭ, подача электрических сигналов к различным участкам РЭУ и многие другие действия.

Структурная схема поиска неисправностей-методом воздействия приведена на рис. 1.6.

Поиск неисправностей методом воздействия осуществляется в следующей последовательности:

1. На основе анализа результатов, полученных с помощью других методов, выбирается область воздействия X, в которой предположительно находится неисправность Х к. Выбор области X необходимо производить с учетом оптимальных шагов воздействия на РЭУ

2. Производится выбор способов воздействия, основными требованиями к которым являются следующие факторы: безопасность для специалиста, осуществляющего ремонт РЭУ знание реакции РЭУ на воздействие, простота реализации, оперативность выполнения, исключение возможности внесения дополнительных неисправностей в РЭУ и другие.

3. Осуществляется воздействие.

4. По реакции РЭУ на воздействие и в результате сравнения ее с предполагаемой реакцией делается заключение о наличии или отсутствии неисправностей в выбранной области.

Рис. 1.6. Структурная схема поиска неисправностей методом воздействия

1.4.4. Метод исключения

Элементы, входящие в состав блоков (модулей) РЭУ, можно условно разделить на две группы: основные и вспомогательные. К основным относятся элементы, формирующие выходные параметры устройств, к вспомогательным относятся элементы, предназначенные обеспечивать качество выходных параметров. К их числу можно отнести устройства защиты по напряжению и току, устройства автоматического регулирования усиления (АРУ), устройства стабилизации выходного уровня, дополнительные фильтры по питанию и многие другие.

Если неисправный блок (модуль) после исключения вспомогательных элементов заработал, то значит неисправен вспомогательный элемент. Если же нет, то неисправность находится в основных элементах.

Метод исключения состоит в том, чтобы из неисправного РЭУ блока (модуля) изъять на некоторое время вспомогательные элементы (х") и провести анализ работы РЭУ в целом.

Основными способами отыскания неисправностей в устройствах являются следующие мероприятия: отсоединение или “закорачивание” электрических цепей, отключение элементов, подозреваемых в неисправностях, исключение последовательных или параллельных цепей и другие.

В некоторых случаях временное “закорачивание” элементов схемы позволяет определить место неисправности или конкретно неисправный ЭРЭ. Например, допускается временное “закорачивание” дросселей фильтров по питанию, дросселей в усилительных устройствах.

Структурная схема поиска неисправностей методом исключения приведена на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Структурная схема поиска неисправности методом исключения

1.4.5. Метод разрыва цепи отрицательной обратной связи

Поиск неисправностей методом разрыва цепи отрицательной обратной связи рассмотрим на примере схемы компенсационного стабилизатора напряжения, приведенной на рис. 1.8. Алгоритм поиска неисправности показан на рис. 1.9.

Рис. 1.8. Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения

Суть метода заключается в том, что, разрывая цепь отрицательной обратной связи, можно достаточно быстро определить, какие из ЭРЭ стабилизатора неисправны, не выпаивая их из схемы.

Рис. 1.9. Алгоритм поиска неисправности в компенсационном стабилизаторе напряжения методом разрыва петли отрицательной обратной связи

Удобно разорвать цепь обратной связи путем отключения базы транзистора VT1 от выхода микросхемы DA1 (вывод 8). Это можно сделать, аккуратно разрезав дорожку, соединяющую выход микро-

схемы с транзистором VT1. Затем необходимо задать ток через делитель обратной связи путем установки перемычки между коллектором и эмиттером транзистора VT2. Регулируя величину сопротивления резистора R4 от минимального до максимального значения, контролируют изменения постоянного напряжения на входе ИМС (вывод 3). Если напряжение не изменяется, то неисправными могут быть резисторы R3, R4, R5, либо имеются скрытые дефекты в монтаже.

Затем повторно регулируют величину сопротивления резистора R3 и контролируют изменение постоянного напряжения на выходе микросхемы (вывод 8). Если напряжение на выводе 8 не изменяется, то, вероятнее всего, неисправна микросхема, либо имеются скрытые дефекты монтажа, например, микротрещины в печатных дорожках, непропаянные выводы ЭРЭ, короткие замыкания ЭРЭ и т.д. Если же напряжение на выходе ИМС регулируется, то неисправны транзисторы VT1, VT2, либо имеются скрытые дефекты монтажа.

1.4.6. Метод последовательного контроля

Метод последовательного контроля заключается в последовательной проверке прохождения электрического сигнала от блока к блоку, от каскада к каскаду до обнаружения неисправности.

Данный метод целесообразно применять при поиске неисправностей в устройствах, содержащих незначительное число каскадов, выполненных на транзисторах и микросхемах. Одновременно с контролем прохождения электрического сигнала контролируются значения постоянных напряжений на выводах транзисторов и микросхем, после чего их значения сравниваются со значениями, приведенными в таблицах технических описаний, инструкций по эксплуатации и другой документации.

Метод последовательного контроля прохождения сигнала обычно используют по принципу “от конца к началу”, т.е. контроль наличия сигнала проводят в выходной части РЭУ, а затем постепенно перемещаются в сторону входа, пока не будет обнаружен нормальный сигнал.

Структурная схема поиска неисправности методом последовательного контроля приведена на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Структурная схема поиска неисправностей методом последовательного контроля

1.4.7. Метод половинного деления схемы

Метод половинного деления схемы используется для контроля прохождения сигнала в многокаскадных РЭУ и заключается в проверке наличия сигнала на выходе каскада, расположенного примерно в середине половины, в которой имеется неисправность, и так далее, пока не будет обнаружен неисправный каскад. Структурная схема поиска неисправности приведена на рис. 1.11.

Рис. 1.11. Структурная схема поиска неисправности методом половинного деления схемы

Если радиоэлектронное устройство имеет, например, 8 каскадов, то первую проверку наличия сигнала проводят на выходе 4-го каскада. Если при этом сигнал будет отсутствовать, то вторую проверку проводят на выходе 2-го каскада. Если в начале контроля наличия сигнала в 4-ом каскаде сигнал имеется, а на выходе, т.е. в 8-ом каскаде нет, то вторую проверку проводят на выходе 6-го каскада. Метод половинного деления схемы позволяет значительно сократить время поиска неисправностей в РЭУ

В качестве примера поиска неисправностей этим методом приведен алгоритм поиска неисправностей для выходного усилителя генератора ГЗ-123 (плата 4.237). Принципиальная схема приведена на рис 1.12, а алгоритм поиска неисправностей на рис 1.13.

Рис. 1.12. Принципиальная схема выходного усилителя генератора Г3-123(плата 4 237)

1.4.8. Вспомогательные методы поиска неисправностей

К вспомогательным методам поиска неисправностей в РЭА можно условно отнести:

1. Метод замены.

2. Метод механических воздействий.

3. Метод электропрогона.

Метод замены состоит в том, что у специалиста, осуществляющего ремонт аппаратуры, имеется возможность заменить подозреваемый неисправный блок (модуль) на заведомо работоспособный.

При эксплуатации РИП, когда имеется некоторое количество однотипных приборов, можно аккуратно, не повредив работоспособный прибор, извлечь из него необходимый блок (модуль) и вставить его в неисправный. Если при этом окажется, что неисправный прибор заработал, то неисправность нужно искать в этом блоке (модуле) неисправного прибора. Метод достаточно прост и позволяет достаточно быстро определить неисправность в аппаратуре.

Метод механических воздействий применяют в тех случаях, когда неисправность имеет некоторую специфику. Например, при работе осциллографа на его экране кратковременно пропадает исследуемый сигнал, или на дисплее мультиметра периодически пропадает свечение одной из цифр и т.д. Причинами подобных явлений может служить:

1. Наличие “холодных” паек в платах.

2. Замыкание близко расположенных ЭРЭ между собою.

3. Замыкание соседних дорожек на печатной плате каплями припоя, обрезками выводов ЭРЭ и другие.

Рис 1 13 Алгоритм поиска неисправности в выходном усилителе генератора ГЗ-123 методом половинного деления схемы

4. Уменьшение упругости, загрязнения или деформация контактов в соединителях, держателях предохранителей, переменных резисторов и т.д.

5 Нарушение физической структуры материала и образование ненадежного механического контакта в местах пайки ЭРЭ на платах РЭУ

Поиск неисправностей с помощью метода механических воздействий производится при включенном РЭУ. Ненадежные контакты могут проявляться по-разному - либо кратковременно пропадать, либо быть уверенными и постоянными.

В первом случае плохой контакт может быть определен путем аккуратных ударов резиновым молоточком по местам пайки ЭРЭ к печатным проводникам печатных плат При этом не следует наносить удары по длинно торчащим из паек ЭРЭ, так как они могут загнуться и замкнуть соседние печатные проводники

В случае, если неисправность при механических воздействиях на плату проявилась, необходимо попытаться определить точное место плохого контакта. При этом можно использовать лупу, внимательно рассматривая качество распайки ЭРЭ, или при помощи пинцета пошатать выводы ЭРЭ со стороны монтажа и наблюдать, не двигаются ли они в местах распайки.

Для определения плохого контакта во втором случае можно рекомендовать применение тонкой палочки диаметром 5-8 мм, изготовленной из изоляционного материала. Для этого может подойти карандаш без грифеля, рукоятка тонкой отвертки и т.п. Ими необходимо водить по плате попеременно в различных направлениях, наблюдая за реакцией на эти действия. При поиске места ненадежного контакта необходимо чередовать нажим палочки на печатную плату от слабого (при сильном проявлении неисправности) до значительного (когда неисправность проявляется слабо).

Неплохие результаты дает пропайка соединительных штырей или подозреваемого ЭРЭ со стороны печатного монтажа платы. В этом случае РЭУ должно быть выключено.

Метод механических воздействий требует от специалиста определенных навыков работы, а сама процедура поиска неисправностей может оказаться достаточно трудоемкой и, главное, длительной. Поэтому, если имеется возможность заменить недорогостоящий блок (модуль) на заведомо работоспособный, то это необходимо сделать.

Метод электропрогона при поиске неисправности в радиоэлектронной аппаратуре применяют в тех случаях, когда они носят неустойчивый характер и метод механических воздействий не позволяет выявить эти неисправности. Электропрогон осуществляют путем включения РЭУ на длительный срок с повышенным напряжением питания (в пределах, допускаемых НТД), увеличением температуры в РЭА (тепловой удар) и т.д.

Конечной целью электропрогона является превращение обратимых неисправностей в ЭРЭ в необратимые. При электропрогоне проявляются неисправности внутренней структуры элементов, связанные с взаимным замыканием близко расположенных элементов вследствие их линейного расширения при нагреве. Например, плохие пайки становятся очевидными при длительном протекании тока через ЭРЭ. После достижения устойчивого проявления неисправности необходимо оперативно, чтобы не нарушить тепловой режим, произвести измерение напряжения в характерных контрольных точках схемы, либо напряжений на выводах транзисторов (микросхем). Электропрогон должен проводиться под постоянным наблюдением специалиста, осуществляющего ремонт аппаратуры.

Мы часто слышим выражение «поиск и устранение неисправностей» среди специалистов по радиоэлектронике. Но что это означает? Иногда процедура поиска и устранения неисправностей неверно истолковывается просто как ремонт отказавшего устройства. Однако ремонт - это лишь один из этапов гораздо более сложного процесса. Специалист, занятый поиском и устранением неисправностей, кроме всего прочего, должен уметь оценивать качество функционирования радиоэлектронной аппаратуры путем сопоставления своих теоретических знаний с реальным поведением устройства. Такая оценка должна проводиться до и после ремонта по причинам, которые станут очевидными при прочтении настоящей главы.
Понятие логического или систематического подхода к задаче поиска и устранения неисправностей является важнейшим среди знаний в области радиоэлектроники, которыми должен обладать радиолюбитель. Немало времени было потеряно на поиск неисправностей наугад. Процедура поиска неисправностей, приведенная в этой главе, разработана с целью вооружить радиолюбителя удобной и надежной методикой эффективной диагностики радиоэлектронных устройств. Если хорошо усвоить содержание и значение рассматриваемых ниже этапов процедуры поиска неисправностей, то можно научиться находить неисправности в любой радиоэлектронной аппаратуре независимо от ее уровня сложности и назначения.

Логический подход

Прежде чем перейти к подробному рассмотрению главного предмета обсуждения - поиска и устранения неисправностей, необходимо определить ту основу, которая составляет суть эффективных методов анализа неисправностей. Такой основой, весьма часто упускаемой на практике из виду, является логический подход. В соответствии с принятой в настоящее время терминологией понятие «логика» определяется следующим образом: система или принципы рассуждений, применимые к любым областям знаний или исследований. Рассматривая это определение применительно к нашему предмету обсуждения, следует выделить «принципы рассуждения». В более широком смысле принципы и правила рассуждений и есть логика.
Уровень сложности большинства современных электронных систем таков, что лица, ответственные за поддержание их в исправном состоянии, должны пройти специальную подготовку. Эти специалисты отнюдь не являются выдающимися знатоками принципов работы и методов технического обслуживания подобных устройств. В чем же тогда заключается секрет их способностей? Просто все дело в том, что их научили логически мыслить.
Изучив основы схемотехники простейших радиоэлектронных устройств, вы сможете более успешно представлять себе, как путем их объединения можно создавать системы, предназначенные для решения конкретных задач. Вооружившись полученными знаниями и логическим подходом к поиску и устранению неисправностей, можно выполнить мысленное функциональное разбиение любой радиоэлектронной (и не только радиоэлектронной) аппаратуры, а затем методично и профессионально ее испытать. Такая процедура сэкономит много ценных человеко-часов, теряемых при бессистемном поиске неисправностей.

Шесть этапов процедуры поиска и устранения неисправностей

Системный подход к поиску и устранению неисправностей в радиоэлектронной аппаратуре позволит существенно сократить время простоя аппаратуры и стоимость ремонта по сравнению с бессистемными методами технического обслуживания и ремонта. Другим не менее важным достоинством такого подхода является возможность постоянного поддержания радиоэлектронной аппаратуры в работоспособном состоянии, при котором ее рабочие характеристики соответствуют паспортным данным.

Этап 1. Выявление признаков неисправности

Первый этап предлагаемого логического подхода к анализу неисправностей заключается в выявлении признаков неисправности. Прежде чем принять решение о необходимости ремонта устройства, следует проверить, как оно функционирует - правильно или неправильно. Все радиоэлектронные устройства предназначены для выполнения одной или нескольких конкретных задач в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями. Для этого необходимо, чтобы они постоянно функционировали определенным образом. Если отсутствуют признаки, по которым можно судить о том, что устройство работает неверно, то и поддерживать такое устройство в работоспособном состоянии невозможно. По этой причине выявление признаков неисправности составляет содержание первого этапа процедуры поиска и устранения неисправностей.
Признак неисправности - это некоторый симптом, или указатель, свидетельствующий о нарушении нормального функционирования радиоэлектронного устройства. Задача выявления признака заключается в распознавании этого симптома при его появлении. Если у вас жар или болит голова, то вы знаете, что с вашим организмом происходит что-то неладное. Когда из двигателя автомобиля слышен громкий стук, то это свидетельствует о неисправности какой-то его детали. Аналогичным образом, искажения звука являются признаком неисправности в генераторе или его вспомогательных схемах.
Нормальное и ненормальное функционирование. Поскольку признак неисправности - свидетельство того, что в работе устройства произошли нежелательные изменения, необходимо иметь некоторые показатели его нормального функционирования, служащие в качестве эталона. Сравнивая показатели текущего и нормального функционирования, можно обнаружить признак неисправности и принять решение о том, что он собой представляет.
Нормальная температура человеческого тела равна 36,6 °С. Повышение или понижение температуры относительно этого значения свидетельствует о ненормальном состоянии организма, т.е. служит признаком его «неисправности». Если температура тела равна 39 °С, то, сравнив ее с нормальным значением, можно сказать, что признак «неисправности» организма - это повышение температуры на 2,4 °С. В данном случае этот признак точно определен.
Нормальное телевизионное изображение должно быть четким и контрастным по всей поверхности экрана. Оно должно быть симметрично относительно краев экрана по вертикали и по горизонтали. Если изображение вдруг начинает «бежать» по вертикали, то это признак неисправности, поскольку такое функционирование телевизора не соответствует его нормальной работе.
При нормальном звучании радиоприемника из него слышна вполне разборчивая речь диктора. Если же голос диктора звучит так, как будто он говорит со дна бочки, то слушатель знает, что такое искажение звука есть признак неисправности.
Оценка функционирования. При штатном функционировании большинство радиоэлектронных устройств вырабатывают информацию, которую оператор может слышать или видеть. Таким образом, с помощью органов слуха, а иногда и зрения можно выявить признаки нормальной или ненормальной работы устройства. Отображение информации может быть единственным назначением устройства, или же это его вспомогательная функция, необходимая для оценки его функционирования.
Электрический сигнал, представляемый в виде звуковых колебаний, регистрируется громкоговорителем или наушниками. Визуальное отображение результатов обеспечивается выводом информации на экран электроннолучевой трубки или на измерительный прибор. Кроме того, для визуальной индикации работы устройства можно применить светоизлучающие диоды.
Отказ устройства. Отказ радиоэлектронного устройства - это простейший вид признака неисправности. Отказ устройства означает, что либо все устройство, либо его часть не работает и, следовательно, не подает признаков «жизни». Отсутствие звука у звукового генератора указывает на его полный или частичный отказ. Аналогичным образом, отсутствие развертки или изображения на экране телевизора при правильном положении всех органов управления свидетельствует о его отказе.
Ухудшение функционирования. Возможна ситуация, когда звуковая и визуальная информация присутствуют, а устройство тем не менее работает ненормально. Когда устройство функционирует, но вырабатываемая им информация не соответствует техническим требованиям на устройство, говорят, что имеет место ухудшение функционирования. Подобный недостаток следует устранить так же быстро, как и полный отказ устройства. Степень ухудшения функционирования может быть самой различной - от почти нормальной его работы до почти полного отказа.
Если вы больны, но продолжаете ходить на работу, то весьма вероятно, что ваша работоспособность на время болезни ухудшится. Конечно, вы по-прежнему будете выполнять свою работу, но уже не так хорошо, как всегда.
Знание устройства. Чтобы решить, функционирует ли радиоэлектронное устройство и насколько правильно, необходимо иметь полное представление о его нормальных рабочих характеристиках. Следует помнить, что любая радиоэлектронная схема независимо от ее уровня сложности строится из ряда более простых электронных схем. Они объединяются таким образом, чтобы обеспечить решение поставленной задачи. Следовательно, знание основ схемотехники позволит проанализировать работу любого электронного устройства.
Для получения информации, необходимой для оценки функционирования устройства, обычно используются звуковые или визуальные средства. Однако до тех пор пока эта информация не будет осмыслена с помощью знаний о работе устройства, наличие таких средств не имеет никакого смысла. Именно на
эти знания следует опираться при распознавании признаков неисправности, иначе будет потеряно много времени на всякие ненужные действия и попытки найти неисправность.

Этап 2. Углубленный анализ признака неисправности

На втором этапе более или менее явный признак следует подвергнуть более детальному анализу. Большинство радиоэлектронных устройств или систем имеют органы управления, дополнительные индикаторные приборы помимо основного или другие встроенные средства оценки функционирования аппаратуры. Как вы помните, подобные встроенные компоненты есть и в схемах, рассмотренных в предыдущей главе. Мы часто представляем себе эти средства как некие отдельные устройства, подключаемые к схеме, но не как части этой схемы. Однако это далеко не так. Все рассмотренные в предыдущей главе схемы имеют органы управления, хотя это может быть обычный выключатель питания. Другими органами управления могут быть кнопочные переключатели, переменные резисторы и т.д. Индикаторные приборы являются неотъемлемой частью каждой схемы. Сюда относятся громкоговорители, светоизлучающие диоды и т.д. Необходимо проанализировать, какие органы управления и индикаторные приборы влияют на наблюдаемый признак неисправности или могут дать дополнительную информацию, которая поможет точнее определить этот признак.
Например, если устройство должно работать в разных режимах при не нажатом и нажатом кнопочном переключателе, то может оказаться, что причина неисправности всплывет, если нажать на переключатель. Предположим, что речь идет о генераторе, на выходе которого в нормальном режиме работы отсутствует ожидаемый сигнал. В этом случае вы ничего не теряете, нажав на переключатель. Если сигнала по-прежнему нет, то следует продолжить поиск. Напротив, если при нажатом переключателе сигнал появляется, то можно предполагать, что по крайней мере в этом положении переключателя устройство функционирует, и дальнейший поиск следует сосредоточить на тех частях схемы, которые могут влиять на ее работу при не нажатом переключателе. Здесь имеется в виду не выключатель питания, а переключатель напряжения или частоты.
Неразумно хватать контрольно-измерительную аппаратуру и бросаться очертя голову на поиск неисправности, имея в своем распоряжении лишь скудную начальную информацию о признаке неисправности. Если не проанализировать сначала признак неисправности, то можно легко и быстро сбиться с пути. В результате будет потеряно много Бремени, впустую израсходована электроэнергия, не исключено также, что при этом устройство может совсем выйти из строя. Этот этап описываемого систематического подхода можно назвать этапом сбора большего количества информации.
Углубленный анализ - это процесс более подробного описания признака неисправности. Тот факт, что на экране телевизора отсутствует изображение, не несет количества информации, достаточного, чтобы правильно определить причину неисправности. Данный признак может означать, что перегорела электроннолучевая трубка, возникли неполадки в части схемы, связанной с трубкой, вывернута ручка регулировки яркости или телевизор просто не включен. Сколько будет потеряно времени, если открыть телевизор и качать в нем копаться, хотя все, что требуется, это щелкнуть выключателем, поставить ручку яркости в нужное положение или просто вставить в розетку вилку сетевого шнура!
Аналогичным образом, такой признак неисправности звуковой схемы, как фон переменного тока, может потребовать поиска неисправности в нескольких направлениях, если отсутствует более подробное описание признака. Причиной фона могут быть плохая фильтрация в источнике питания, утечка, сетевая наводка или другие внутренние и (или) внешние повреждения.
Очевидно, основная причина того, что в качестве второго этапа рассматриваемого логического подхода выбран углубленный анализ признака неисправности, заключается в том, что многие схожие признаки неисправности могут быть вызваны многочисленными и разнообразными повреждениями схемы. Для успешного поиска неисправности необходимо принять правильное решение о том. какое повреждение (или повреждения) скорее всего вызывает наблюдаемый признак неисправности.
Использование органов управления. К органам управления относятся все выведенные на лицевую панель и соединенные с внутренними компонентами переключатели и переменные компоненты, которые можно регулировать, не открывая корпус устройства. Это те органы управления, с помощью которых подается питание на схему, настраиваются или регулируются ее рабочие характеристики или задается определенный режим работы.
По самой своей сути органы управления вносят некоторые изменения в режим функционирования устройства. Эти изменения косвенным образом оказывают влияние на токи или напряжения в различных цепях схемы вследствие изменений сопротивления, индуктивности и (или) емкости соответствующих компонентов. Органы отображения информации измерительные приборы и другие устройства индикации - позволяют визуально наблюдать изменения, происходящие в схеме при использовании органов управления.
Наряду с положительными эффектами манипулирование органами управления может вызвать и нежелательные явления в работе схемы. Манипулирование органами управления в неправильном порядке или превышение максимально допустимых напряжений и токов могут привести к повреждениям, проявившимся в виде первоначального признака неисправности. Если не принять соответствующих мер предосторожности при углубленном анализе признака неисправности, то неправильное использование органов управления устройством может нанести ему еще больший вред.
Каждый электронный компонент рассчитан на максимально допустимые ток и напряжение, которые нельзя превышать во избежание его сгорания или пробоя изоляции. Ни в коем случае нельзя устанавливать органы управления в такие положения, когда эти максимально допустимые значения превышаются.
Дальнейшее уточнение признака неисправности. На первом этапе рассматриваемой процедуры (выявление признака неисправности) требовалось знать принципы работы устройства, опираясь на которые, можно было бы убедиться в наличии признака неисправности. Эти знания необходимы и на остальных этапах логической процедуры поиска и устранения неисправностей. Знание принципов работы устройства и систематический подход к поиску и устранению неисправностей одинаково важны, знакомства лишь с одним из этих вопросов для работы явно недостаточно.
Задача более углубленного анализа признаков неисправности заключается в том, чтобы получить полное представление о них, а также определить, что они означают. Углубленный анализ необходим для более детального изучения решаемой проблемы.
Неправильная установка органов управления. При неправильной установке органов управления возникает кажущийся признак неисправности. Слово «кажущийся» употреблено здесь потому, что устройство может функционировать отлично, но из-за неправильной установки органов управления состояние средств отображения информации не будет соответствовать ожидаемому. Неправильная установка может быть следствием случайного перемещения органа управления, а также неаккуратной регулировки. Достаточно обнаружить неправильную установку органов управления, чтобы уяснить причину возникновения признака неисправности. На этом поиск неисправности можно закончить, если удалось убедиться, что неправильная установка была ее единственной причиной.
Усугубление признака неисправности. Если все органы управления установлены в правильное положение, а признак неисправности тем не менее остается, то вполне вероятно, что источником этого признака является орган управления. Однако в этом случае причину неисправности следует искать в виде отказа компонента. Неисправный орган управления можно сразу же обнаружить, особенно если отказ механический. Для обнаружения «электронного» повреждения органа управления может понадобиться дополнительная информация, так как один и тот же признак неисправности может свидетельствовать и о других повреждениях электрического характера.
Следует ли считать потерянным время, затраченное на проверку органов управления, если все они установлены правильно? Конечно нет. Во-первых, на это уйдет всего несколько секунд или минут. Во-вторых, имеется весьма веская причина для проверки и манипулирования органами управления, даже если все они установлены правильно. Дело в том, что это поможет получить дополнительную информацию, которая позволит более детально определить признак неисправности и наметить дальнейшие действия по поиску неисправности.
Еще одним способом поиска повреждения является искусственное усугубление признака неисправности, если оно возможно. Анализируя происходящие при этом изменения, можно правильно оценить причину неисправности.
Регистрация информации. Процесс углубленного анализа признака неисправности нельзя считать завершенным до тех пор, пока не будут всесторонне оценены наблюдаемые его проявления. Это означает, что показания индикаторных приборов следует оценить во взаимосвязи друг с другом, а также с функционированием всего устройства. Простейший способ такой оценки заключается в регистрации получаемой информации.
Это позволит вам спокойно посидеть минутку и проанализировать информацию, прежде чем сделать вывод о местонахождении неисправности. Кроме того, в этом случае вы сможете проанализировать принципиальную схему и сравнить полученную информацию с подробным ее описанием, если это необходимо. Последнее особенно полезно для новичка, только начинающего изучать способы поиска и устранения неисправностей. И наконец, записывая все положения органов управления и соответствующие им показания измерительных и индикаторных приборов (если они имеются), можно быстро воспроизвести любую информацию и убедиться в ее правильности. Кроме того, с помощью этих записей в ходе проверки можно точно задавать желаемый режим работы схемы. Следовательно, регистрация информации позволит сэкономить время и накопить полезный опыт по поиску неисправностей.
Если регулировка органа управления не влияет на признак неисправности, то данный факт также следует отразить в своих записях. Впоследствии эта информация может оказаться такой же важной, как и сведения о влиянии органа управления на признак неисправности. Кому-нибудь эта процедура может показаться необязательной, однако она тоже вносит свой вклад в систематический метод анализа неисправностей. Это утверждение станет более очевидным, если глубже рассмотреть проверяемую схему.
Дополнительная информация о признаке неисправности, полученная путем манипулирования органами управления и измерительными приборами, поможет идентифицировать неисправную функцию на следующем этапе рассматриваемой процедуры. Кроме того, она даст возможность оценить местонахождение неисправности и позволит в конце концов локализовать неисправный компонент.
Если неисправность была найдена путем манипулирования органами управления, то задачу анализа неисправности следует считать выполненной. Опираясь на знания о работе схемы, надо выяснить, почему при манипулировании определенным органом управления явный признак неисправности исчезает. Это необходимо для того, чтобы убедиться в отсутствии других поврежденных компонентов, которые в дальнейшем могут вызвать появление аналогичной неисправности.
При манипулировании органами управления следует представлять, в какой части схемы находится данный орган управления. Необходимо регулировать лишь те из них, которые по смыслу оказывают влияние на обнаруженный признак неисправности. При манипулировании органами управления следует проявлять крайнюю осторожность, неверная их установка может вызвать дополнительные повреждения устройства. Этап 3. Составление перечня возможных неисправных функций
Результативность третьего этапа зависит от информации, собранной на двух предыдущих этапах.
Напомним, что этап I заключался в выявлении признака неисправности, т.е. в обнаружении того факта, что устройство функционирует неверно. На этапе 2 (углубленный анализ признака неисправности) с помощью органов управления и индикаторов устройства собирается как можно больше информации о характере его неисправности.

Этап 3 Составление перечня возможных неисправных функций

Предназначен для законченных устройств, содержащих несколько функциональных узлов. Предлагаемая методика позволяет путем логических умозаключений определить функциональный узел (или узлы), в котором, вероятно, содержится неисправность; для этого используется информация, полученная на этапах 1 и 2. Этот выбор осуществляется путем поиска ответа на вопрос: «Где может находиться неисправность, чтобы она могла быть источником собранной информации?»
Термин «функция» употребляется здесь для обозначения некоторой электронной операции, выполняемой определенной частью (или узлом) схемы. Часто термины «функция» (соответствующий структурному разбиению схемы) и «узел» (соответствующий физическому разбиению) являются синонимами. Функциональный узел может конструктивно совпадать с одним или несколькими физическими узлами устройства. Функциональный узел содержит все компоненты, необходимые для выполнения определенной функции. Ниже термины «функция», «узел» и «функциональный узел» используются как синонимы, хотя в некоторых устройствах одна или несколько схем, выполняющих определенную функцию, могут быть встроены в узел, выполняющий другую функцию.
У схемы нельзя спросить о ее «самочувствии», подобно тому как врач спрашивает у больного, что у него болит. Недуги схемы можно выявить, анализируя собранную информацию и используя знания о работе схемы.
Логика выбора. Для определения неисправного узла или функции требуются те же методы построения умозаключений, к которым прибегают врач, автомеханик или любой специалист по технической диагностике, когда они ищут причину болезни или неисправности. Предположим, что вас постоянно мучают головные боли и вы решили, наконец, обратиться к врачу. Если после обследования зрения, слуха и органов дыхания, измерения температуры и выслушивания сердца врач немедленно направит вас в операционную для ампутации ноги, то вы наверняка засомневаетесь в правильности его диагноза. Но вряд ли врач примет такое нелогичное решение на основании результатов своего обследования. Скорее он сделает предположение, что наиболее вероятными причинами заболевания являются плохое зрение, инфекция, занесенная в гайморову полость, или что-нибудь еще. Только приняв такое решение, врач пропишет лекарство.
Радиолюбителя, выполнившего первые два из шести этапов процедуры и решившего сразу после этого приступить к проверке или ремонту устройства с намерением устранить неисправность, хорошим специалистом по поиску и устранению неисправностей не назовешь. Сначала он должен подвергнуть анализу собранную информацию, а затем, исходя из своих знаний о принципах работы схемы, принять технически обоснованное решение о вероятной причине обнаруженных им признаков неисправностей.
Наличие миллионов клеток и множества органов в человеческом организме стало бы непреодолимым препятствием для врача, если бы при постановке диагноза ему пришлось исследовать отдельно каждый орган или клетку. Вместо этого он мысленно делит человеческий организм на функциональные узлы, каждый из которых включает взаимосвязанные органы. Затем он пытается сопоставить симптомы заболевания с нормальной работой разных функциональных узлов. Любой признак ненормальной работы дает ему ключ к пониманию причины болезни.
Признаки ненормальной работы устройства, обнаруженные на этапах 1 и 2, должны дать представление о возможном местонахождении неисправности. Сложное электронное оборудование может содержать, например, 10 тыс. схем или 70 тыс отдельных компонентов. Вероятность обнаружения дефектного компонента путем методичной проверки каждого из 70 тыс. чрезвычайно мала. Масштабы задачи можно уменьшить в семь раз, если проверять не каждую деталь, а лишь состояние выходов каждой схемы.
Однако проведение 10 тыс. проверок также является делом весьма трудоемким. Разбив 10 тыс. схем на электронные функциональные узлы (семь, десяток или два десятка), можно сократить число проверок до приемлемого уровня. Здравый смысл подсказывает, что задача отыскания неисправности может быть решена гораздо быстрее и точнее, если все схемы, входящие в устройство, разбить на меньшее число групп независимо от того, сколько на деле в устройстве схем - тысячи, сотни или единицы.

Этап 4. Локализация неисправной функции

Первые три этапа рассматриваемого систематического подхода к поиску и устранению неисправностей были связаны с изучением очевидных и не очень очевидных недостатков в работе схемы, а также с логическим выбором возможных неисправных функциональных узлов. До сих пор не требовалось никаких контрольно-измерительных приборов, кроме органов управления и устройств индикации, имеющихся в самой схеме. Для обеспечения доступа к компонентам и внутренним органам регулировки следует снять крышки с корпуса устройства. После оценки информации о признаках неисправности на основании логических умозаключений сделано предположение о наиболее вероятных местонахождениях неисправности.
Локализация неисправной функции означает выявление того функционального узла многоузлового устройства, в котором фактически содержится неисправность. Это осуществляется путем последовательной проверки каждого из потенциально неисправных функциональных узлов до обнаружения неисправного узла. Если ни в одном из попавших в список функциональных узлов неисправность не обнаружена, следует вернуться к этапу 3 и еще раз провести оценку информации о признаках неисправности, а также попытаться получить дополнительную информацию. В некоторых случаях может оказаться необходимым вернуться к этапу 2 и снова провести углубленный анализ признака неисправности. На этом этапе понадобятся знания о принципах работы схемы и опыт по поиску неисправностей. Здесь и на последующих этапах большое значение имеет использование стандартных контрольно-измерительных приборов и интерпретация полученной с их помощью информации.
Проверка предполагаемых неисправных функциональных узлов. Цель четвертого этапа - определение функционального узла радиоэлектронной схемы, содержащего выявленную неисправность. Выбор потенциально неисправного узла должен выполняться исходя из знаний о принципах работы схемы и основных понятий радиоэлектроники. В описании этапа 3 отмечалось, что для выбора потенциально неисправных функциональных узлов может существовать как одна, так и много возможностей. Число таких узлов полностью зависит от типа схемы и информации, собранной на этапах 1 и 2 процедуры поиска и устранения неисправностей.
Крайне важно при выборе первого потенциально неисправного функционального узла, подлежащего проверке, опираться на логический подход. О необходимости такого подхода уже говорилось выше. При изучении работы схемы или при отыскании неисправности следует постоянно помнить об этом подходе. Логический подход основывается на знании принципов работы схемы и понимании конкретной ситуации. Рассматриваемые факторы. Одновременное исключение нескольких функциональных узлов, как возможных источников признака неисправности будет играть важную роль при принятии решения о том, какой из потенциально неисправных функциональных узлов следует проверять первым. Для этого требуется проанализировать принципиальную схему и определить, позволят ли результаты проверки одного из потенциально неисправных узлов исключить из перечня остальные потенциально неисправимые функциональные узлы.
Другим важным фактором, влияющим на логику выбора потенциально неисправного функционального узла, подлежащего проверке первым, является доступность контрольных точек. Контрольной точкой называется специальное гнездо, расположенное в доступном месте аппаратуры, например на передней панели или шасси. Гнездо имеет электрическое соединение (непосредственно или через переключатель) с некоторой точкой схемы с важным напряжением или сигналом. Такой контрольной точкой может быть место соединения проводников или компонентов.
Факторы, которые следует принимать во внимание при выборе первой контрольной точки, перечислены ниже в порядке их значимости.
1. Функциональный узел, предоставляющий максимум информации для одновременного исключения из рассмотрения остальных потенциально неисправных узлов, перечень которых был составлен на основании информации, полученной на этапах 1-3 рассматриваемой процедуры, если, конечно, этот узел не является очевидным местом неисправности.
2. Не следует начинать проверку с тех контрольных точек, для доступа к которым придется разбирать проверяемую аппаратуру.
Результаты проверки и выводы. После того как вы научились выбирать первый подлежащий проверке потенциально неисправный узел, возникает вопрос: «Куда двигаться дальше?» Ответ на этот вопрос зависит, естественно, от результатов первого шага.
Здесь только два возможных результата - удовлетворительная или неудовлетворительная работа проверяемого узла. В последнем случае узел либо совсем не работает, либо работает с ухудшенными характеристиками. В любом случае полученный результат укажет следующую необходимую проверку.
Анализ результатов проверок. Что делать, если после проверки последнего из потенциально неисправных узлов неисправность так и не обнаружена? В этом случае либо была допущена ошибка при выполнении проверки, либо результаты проверки были неправильно истолкованы и в итоге поиск неисправности пошел по неверному пути. Вот для этого-то и важно записывать все полученные результаты. Тогда нетрудно вернуться назад и определить, где была допущена ошибка.
Дальнейшее исследование. Если проверка всех подозреваемых узлов показала, что они исправны, то следует еще раз провести оценку информации, полученной в ходе предыдущих проверок. Вопрос состоит в том, насколько далеко следует вернуться к началу данной процедуры.
Можно отбросить всю ранее собранную информацию и начать процедуру сначала, т.е. с этапа 1 (выявление признака неисправности). Однако этого делать не следует, поскольку факт наличия неисправности уже установлен. Возврат к этапу 2 (углубленный анализ системы) позволит еще раз проанализировать схему. Возврат к этапу 3 дает возможность просмотреть ранее составленный список потенциально неисправных функциональных узлов и убедиться, что ни один из таких узлов не был пропущен.
Обнаружение неисправности. Обнаружив неисправный функциональный узел, необходимо убедиться, что он действительно может быть источником выявленного признака неисправности и согласуется с информацией, полученной в процессе углубленного анализа этого признака. Для этого следует снова обратиться к принципиальной схеме.
Чтобы выявить неисправный функциональный узел, мы двигались от сбора информации о признаке неисправности к фактическому ее местонахождению. Чтобы подтвердить правильность определения неисправного функционального узла, следует пройти в обратном направлении. Здесь следует задать себе вопрос: «Какие признаки неисправности может создавать этот неисправный узел?» В этом случае знание принципов работы схемы крайне важно.

Этап 5. Локализация неисправности в схеме

На этапах 1 и 2 (выявление признака неисправности и углубленный анализ признака неисправности) всей шестиэтапной процедуры поиска неисправностей осуществляется сбор исходной диагностической информации. Эта информация, полученная с помощью органов управления исследуемого устройства, состоит из показаний контрольно-измерительных приборов или осциллограмм и может быть использована для более углубленного изучения неисправности. На этапе 3 (составление списка возможных неисправных функциональных узлов)1, исходя из собранной информации и принципов работы схемы, определяются потенциальные неисправные функциональные узлы. На этапе 4 (локализация неисправной функции) выполняются реальные проверки устройства с помощью контрольно-измерительных приборов, в результате которых определяется часть схемы, содержащая неисправность.
На этапе 5 выполняются всесторонние проверки, целью которых является локализация конкретной схемы, содержащей неисправность. Для этого сначала следует выделить внутри функционального узла группу схем, каждая из которых выполняет определенную электронную подфункцию. После локализации этой неисправной группы схем можно приступить к проверкам, которые помогут определить неисправную схему (или схемы).
Этап 5 базируется на общем для всей процедуры поиска неисправностей принципе построения умозаключений, заключающемся в непрерывном сужении области поиска местонахождения неисправности путем принятия логических решений и выполнения рациональных проверок. Такой подход сокращает количество выполняемых проверок, что не только экономит время, но сводит к минимуму вероятность ошибки.
Чтобы лучше понять метод последовательного функционального разбиения, следует обратиться к рис. 1. Первой здесь рассматривается сложная схема, предназначенная для выполнения общей функции устройства. С этим уровнем функциональной классификации связаны этапы 1 и 2 процедуры поиска неисправностей. Далее сложная схема разбивается на функциональные узлы, каждый из которых предназначен для выполнения укрупненной функции, необходимой для реализации общей функции устройства. С этим уровнем функционального разбиения связаны этапы 3 и 4. Если в схеме всего один функциональный узел, то этапы 3 и 4 можно опустить.
Следующий элемент функционального разбиения - группа схем - представляет собой удобную для анализа часть функционального узла. Схемы и каскады в группе схем выполняют подфункцию, принципиально необходимую для выполнения обшей задачи функционального узла. Основной целью этапам является определение групп схем, содержащих неисправность. После этого можно перейти на самый нижний уровень функционального разбиения аппаратуры и выделить отдельную неисправную схему.

Рис. 1. Функциональное разбиение электронной аппаратуры при поиске неисправности.

Правильный подход. Прежде чем продолжить процедуру поиска неисправности и перейти к этапу 5, необходимо остановиться и осмыслить всю полученную к этому моменту информацию, которая может помочь при выполнении следующего этапа. После завершения этапа 4 известно, что все входные воздействия на неисправный функциональный узел правильны, а один или несколько выходных сигналов неверны или вообще отсутствуют. Для получения информации, которая может указать возможные местонахождения неисправности в функциональном узле, следует проанализировать неверные выходные сигналы, обнаруженные на этапе 4. Важно помнить, что первоначальные признаки и предположения, сделанные на первых двух этапах, не следует сбрасывать со счетов только потому, что этапы 3 и 4 закончены. Эта информация будет полезна на протяжении всей процедуры поиска неисправностей и каждый раз должна анализироваться совместно с результатами очередного выполненного этапа, прежде чем перейти к следующему этапу.
На этапе 5 должно быть продолжено сужение области поиска неисправности. Каждый функциональный узел имеет свою отдельную функцию, в него могут входить две или более группы схем, каждая из которых выполняет свою подфункцию. Это означает, что входное воздействие каждой группы (подфункции) преобразуется и появляется на выходе в другом виде. Понимание преобразований, происходящих в функциональном узле, позволяет обоснованно выбрать потенциальное местонахождение неисправности в нем. Затем выполняется проверка с целью локализации неисправной группы схем. Аналогичным образом определяется местонахождение неисправной схемы в группе.
«Заключение в скобки». Важную помощь при поиске неисправности может оказать метод «заключения в скобки», позволяющий сузить область поиска неисправности до неисправной группы схем, а затем и до неисправной схемы.
После завершения проверок на этапе 4 (локализация неисправного функционального узла) и выделения неисправного узла следует прибегнуть к методу «заключения в скобки», для этого надо на принципиальной схеме поставить скобки (мысленно или с помощью карандаша) у входа (входов) с правильным сигналом и у выхода (выходов) с неверным сигналом неисправной функции. Ясно, что неисправность заключена где-то между этими скобками. Идея использования скобок состоит в следующем: после проверки части схемы, находящейся между скобками, выполняется их последовательное перемещение (на входе или на выходе), а затем осуществляется очередная проверка, чтобы определить, не находится ли неисправность в новой области, заключенной между скобками. Этот процесс продолжается до тех пор, пока между скобками не окажется неисправный компонент схемы.
Наиболее важным в этом методе является определение места в схеме, куда должны быть помещены скобки при сужении области поиска неисправности. Это решение зависит от результатов анализа схемы и предыдущих проверок, типа схемных цепей, по которым проходит сигнал, а также от доступности контрольных точек. Всякие перемещения скобок должны иметь своей целью решение задачи локализации неисправности при минимальном числе проверок.

Этап 6. Анализ отказов

Описательная и проверочная информация, полученная на этапах 1 и 2, позволила логично и обоснованно оценить вопрос выбора неисправного функционального узла. На этапе 4 выполнялись простые проверки входных и выходных сигналов. На этапе 5 проводилось более углубленное исследование схем, входящих в проверяемое устройство. Этот этап, потребовал большого объема проверок с привлечением метода заключения в скобки для конкретной схемы. Метод заключения в скобки позволяет обнаружить отказавшую схему или каскад в неисправном функциональном узле.
На последнем этапе шестиэтапной процедуры поиска неисправности - этапе анализа отказов - для выявления местонахождения неисправного компонента понадобится проверить определенные ветви неисправной схемы. Эти ветви представляют собой участки неисправной схемы, содержащие все элементы транзистора, интегральной схемы или другого активного прибора.
После выполнения этапа 6 будет получена вся необходимая информация для замены или ремонта неисправных компонентов, что позволит восстановить нормальное функционирование устройства. Этап 6 не завершается обнаружением неисправного компонента - важно выяснить и причину неисправности. Вполне возможно, что в устройстве остались другие нe выявленные неисправности и если их не устранить, оно снова выйдет из строя. Для успешного анализа отказов необходимо делать записи. Эти записи могут оказаться полезными впоследствии. Кроме того, благодаря им можно обнаружить наличие устойчиво повторяющихся неисправностей, которые могут быть вызваны ошибкой при проектировании. Лишь после успешного завершения этапа 6 можно перейти к ремонту устройства, если он необходим.
Локализация неисправных компонентов. Первый шаг при локализации неисправного компонента в схеме основывается на применении методов, использованных на предыдущих этапах. Для локализации неисправных компонентов или ветви схемы необходимо проанализировать выходной сигнал. Такие параметры выходного сигнала, как напряжение, длительность и (или) форма могут быть признаками обрывов или коротких замыканий в компонентах, а также выхода их номиналов за пределы допусков. На этом шаге решаются две задачи: сокращается до минимума количество необходимых проверок и выясняется, является ли неисправный компонент (в случае его обнаружения) единственной причиной неисправности устройства.
Второй шаг выявления неисправного компонента - это визуальный контроль компонентов и проводников в схеме. При этом часто обнаруживаются сгоревшие или поврежденные компоненты или дефектные соединения. Один из способов локализации неисправных компонентов - это сравнение напряжений на выводах интегральных схем или транзисторов с ожидаемыми значениями, полученными в результате анализа схемы. Такая проверка часто помогает локализовать неисправность вплоть до конкретной ветви схемы. С каждым выводом транзистора или ИС обычно связана отдельная ветвь схемы. Для локализации неисправности также могут оказаться полезными измерения сопротивления в тех же точках схемы. Сопротивление часто измеряется для проверки подозрительных компонентов.
Вместо подозрительного компонента следует установить годный компонент, Однако надо иметь в виду, что не выявленная неисправность в схеме может вывести из строя и этот новый компонент.
Методичные проверки. Сначала всегда следует проверять наиболее вероятные предположения. Затем, учитывая, что с точки зрения сохранности вольтметра в нем перед началом проверок устанавливается верхний предел измерений, следует сначала проверить точки схемы с максимальными уровнями напряжения. Затем надо проверить остальные элементы в порядке убывания напряжений на них.
При проверках напряжений самый главный вопрос заключается в следующем: «Насколько измеренное напряжение должно быть близко к своему номиналу?» При ответе на этот вопрос следует учитывать много факторов. Допуски на номиналы резисторов, сильно влияющие на напряжение в различных точках схемы, могут составлять 20, 10 или 5 %. В некоторых критичных схемах применяются прецизионные компоненты. Интегральные схемы имеют довольно большой разброс характеристик, и поэтому напряжения на их выводах могут также иметь разброс. Кроме того, необходимо принимать во внимание точность измерительных приборов. Большинство вольтметров обеспечивают точность измерений от 5 до 10 %, однако прецизионные вольтметры имеют большую точность.
Локализация неисправного компонента. С помощью описанных выше проверок напряжений и (или) сопротивлений определяется ветвь схемы, содержащая неисправность. Далее требуется отыскать в этой ветви неисправный компонент или компоненты.
Один из способов заключается в измерении с помощью щупа напряжения или сопротивления относительно земли в различных точках электрического соединения двух или более компонентов. В общем случае очень трудно или вообще невозможно определить на основании анализа принципиальной схемы правильные значения этих параметров (особенно напряжений). Поэтому данную процедуру следует применять только для измерения сопротивления с целью обнаружения коротких замыканий и обрывов в исследуемой ветви схемы. Если напряжения отличаются от номинальных, то следует методично проверить параметры каждого резистора, конденсатора и (или) индуктивности, входящих в эту ветвь.
Изучение собранной информации. Изучение всей собранной информации о признаке неисправности и проведенных проверках поможет отыскать остальные неисправные компоненты независимо от того, связаны ли отказы этих компонентов с выявленной ранее неисправностью или же они вызваны другими причинами (в случае нескольких неисправностей).
Чтобы определить, не содержится ли в устройстве несколько неисправностей, следует задать себе вопрос: «Какое влияние оказывает обнаруженный неисправный компонент на функционирование всей схемы?» Если выявленная неисправность может быть источником всех обнаруженных нормальных и ненормальных признаков, то логично предположить, что этот компонент является единственным неисправным компонентом в схеме. В противном случае следует мобилизовать все свои знания по электронике, а также знание конкретной схемы и определить, .какая еще неисправность (неисправности) может быть источником всех выявленных признаков.

Отыскание неисправностей в устройствах на ИС

Процедура поиска и устранения неисправностей была рассмотрена выше безотносительно к тому, на какой элементной базе реализована электронная схема. Для представленных в этой книге устройств на основе ИС поиск неисправностей будет нетрудным и не требующим много времени делом. ИС 555 содержит большое число самых различных элементов и, естественно, нет никакой необходимости проверить каждый из них (да это и невозможно). С помощью описанной выше процедуры поиска неисправностей можно быстро определить неисправную часть схемы. Если это дискретные компоненты, окружающие ИС, то надо их проверить. Если неисправна сама ИС, то ее следует заменить. Понятно, что при этом необходимо убедиться в отсутствии в схеме других неисправностей, способных вывести ИС из строя. В некоторых из предложенных в книге схем используется более одной ИС, а также дискретные транзисторы, диоды, резисторы, органы управления и индикаторы. Однако большая часть схемы все же содержится в ИС. Если рассматривать ИС как один компонент, а не как узел, содержащий много схем, то задача отыскания неисправностей в этих устройствах намного упрощается.

Р.Трейстер, "Радиолюбительские схемы на ИС типа 555"