M832 ремонт и устройство мультиметра — как починить щуп мультиметра — Всякая всячина
10 Ноября, 2014 878 просмотров Теги: как починить щуп мультиметра
В огромное разнообразие цифровых измерительных приборов различной и качества. Основой всех современных цифровых мультиметров преобразователь напряжения (АЦП). Одним из первых таких АЦП, пригодных портативных измерительных приборов, был преобразователь на микросхеме MAXIM. В результате было разработано несколько цифровых мультиметров 830-й серии, таких как М838. Вместо буквы М может стоять DT — данный момент эта серия приборов является самой повторяемой в мире. Ее базовые возможности: измерение напряжений до 1000 В (входное сопротивление 1 МОм), до 10 А, измерение сопротивлений до 2 МОм, тестирование диодов и транзисторов. Кроме того, в режим звуковой прозвонки соединений, измерения температуры с термопары, генерации меандра частотой 50.
..60 Гц или 1 мультиметров этой серии — фирма Precision Mastech Enterprises (Гонконг).
прибора
схема АЦП 7106
Основа мультиметра — 7106 (ближайший отечественный аналог — микросхема 572ПВ5). Его структурная схема 1, а цоколевка для исполнения в корпусе DIP-40 — на рис. 2. Перед стоять разные префиксы в зависимости от производителя: ICL7106, В последнее время все чаще используются бескорпусные микросхемы (DIE chips), непосредственно на печатную плату.
АЦП 7106 в корпусе DIP-40
М832 фирмы Mastech (рис. 3). На вывод 1 IC1 питания батареи 9 В, на вывод 26 — отрицательное. Внутри АЦП находится источник стабилизированного напряжения 3 В, с выводом 1 IC1, а выход — с выводом 32. Вывод 32 выводу мультиметра и гальванически связан с входом напряжений между выводами 1 и 32 составляет примерно 3 В в широком диапазоне питающих напряжений — от В. Это стабилизированное напряжение подается на регулируемый R13, ас его выхода —на вход микросхемы 36 (в режиме измерения токов и напряжений).
схема мультиметра М832
напряжений Umax напрямую зависит от уровня на выводах 36 и 35 и составляет:
показаний дисплея зависят от стабильности этого опорного N зависят от входного напряжения UBX и выражаются числом:
в основных режимах.
Измерение напряжения
в режиме измерения напряжения представлена на рис. 4. напряжения входной сигнал подается на R1…R6, с переключатель (по схеме 1-8/1… 1-8/2) подается на защитный резистор R17. Этот при измерениях переменного напряжения вместе с конденсатором СЗ частот. Далее сигнал поступает на прямой вывод 31. На инверсный вход микросхемы подается вырабатываемый источником стабилизированного напряжения 3 В, вывод 32.
схема мультиметра в режиме измерения напряжения
напряжения оно выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диоде D1.
Резисторы R1 и R2 чтобы при измерении синусоидального напряжения прибор Защита АЦП обеспечивается делителем R1…R6 и резистором R17.
Измерение тока
схема мультиметра в режиме измерения тока
в режиме измерения тока представлена на рис. 5. В тока последний протекает через резисторы RO, R8, R7 и R6, от диапазона измерения. Падение напряжения на этих подается на вход АЦП, и результат Защита АЦП обеспечивается диодами D2, D3 (в некоторых моделях могут не устанавливаться) и предохранителем F.
Измерение сопротивления
схема мультиметра в режиме измерения сопротивления
в представлена на рис. 6. В режиме измерения сопротивления используется зависимость, выраженная формулой (2). На схеме видно, что же ток от источника напряжения +LJ протекает через опорный резистор резистор Rx (токи входов 35, 36, 30 и 31 пренебрежимо малы) и соотношение UBX и Uon резисторов Rx и Ron. В качестве опорных резисторов используются токозадающих используются R10 и R103.
Защита АЦП [в некоторых дешевых моделях используются обычные резисторы ), транзистором Q1 в режиме стабилитрона (устанавливается не всегда) и резисторами R35, R16 и 36, 35 и 31 АЦП.
Режим прозвонки
В микросхема IC2 (LM358), содержащая два операционных усилителя. На одном генератор, на другом — компаратор. При напряжении на входе компаратора (вывод 6) меньше выходе (вывод 7) устанавливается низкое напряжение, открывающее ключ на транзисторе чего раздается звуковой сигнал. Порог определяется Защита обеспечивается резистором R106 на входе компаратора.
Дефекты мультиметров
разделить на заводской брак (и такое бывает) и повреждения, вызванные ошибочными действиями оператора.
используется плотный монтаж, то возможны замыкания элементов, плохие выводов элементов, особенно расположенных по краям прибора следует начинать с визуального осмотра печатной встречающиеся заводские дефекты мультиметров М832 приведены в таблице.
М832 причина Устранение дефекта
дисплей загорается и затем плавно гаснет
микросхемы АЦП, сигнал с которого подается на подложку ЖК-дисплея
Проверить элементы С1 и R15
дисплей загорается и затем плавно гаснет. При прибор нормально работает
крышке прибора контактная винтовая пружина ложится на резистор цепь задающего генератора
укоротить пружину
в режим измерения напряжения показания дисплея меняются от 0 до 1
пропаяны цепи интегратора: конденсаторы С4, С5 и С2 и резистор R14
С2, С4, С5, R14
показания
СЗ на входе АЦП (вывод 31)
Заменить СЗ на коэффициентом абсорбции
показания дисплея долго устанавливаются
С5 (цепь автокоррекции нуля)
Заменить С5 на коэффициентом абсорбции
во всех режимах, микросхема IC1 перегревается.
длинные выводы разъема для проверки транзисторов
напряжения показания прибора «плывут», например, вместо 220 В В до 240 В
СЗ. Возможна плохая пайка его выводов этого конденсатора
Заменить СЗ на исправный коэффициентом абсорбции
или постоянно пищит, или наоборот, молчит в
микросхемы Ю2
пропадают и появляются
и контактов платы мультиметра через токопроводящие резиновые вставки
контакта нужно:
•
• контактные площадки на печатной плате;
• на плате
проверить с помощью источника переменного напряжения частотой 50…60 Гц и вольт. В качестве такого источника переменного мультиметр М832, у которого есть режим генерации дисплея следует положить его на ровную подсоединить один щуп мультиметра М832 к общему выводу индикатора ( вывод), а другой щуп мультиметра прикладывать поочередно к остальным удается получить зажигание всех сегментов дисплея,
появиться и в процессе эксплуатации.
Следует отметить, что в режиме прибор редко выходит из строя, т.к. хорошо по входу. Основные проблемы возникают при измерении
следует начинать с проверки питающего напряжения и работоспособности 3 В и отсутствия пробоя между выводами питания и общим выводом АЦП.
В при использовании входов V, Ω и mА, несмотря на наличие когда предохранитель сгорает позже, чем успевают D2 или D3. Если в мультиметре установлен предохранитель, не то в этом случае возможно выгорание сопротивлений R5…R8, причем это может никак не проявиться. В первом только диод, дефект проявляется только в режиме через прибор протекает, но дисплей показывает нули. В R5 или R6 в режиме измерения напряжения прибор будет завышать перегрузку. При полном сгорании одного или не обнуляется в режиме измерения напряжения, но при устанавливается на нуль. При сгорании резисторов R7 или R8 на 20 мА и 200 мА прибор будет показывать перегрузку, а в — только нули.
В повреждения происходят, как правило, в диапазонах 200 Ом и 2000 случае при подаче на вход напряжения могут R6, R10, R18, транзистор Q1 и пробиваться конденсатор Сб.
транзистор Q1, то при измерении сопротивления прибор При неполном пробое транзистора мультиметр с разомкнутыми сопротивление этого транзистора. В режимах измерения напряжения и переключателем накоротко и на показания мультиметра не влияет. При пробое конденсатора С6 измерять напряжение в диапазонах 20 В, 200 В и 1000 В или в этих диапазонах.
В на дисплее при наличии питания на АЦП выгорания большого количества элементов схемы существует АЦП. Исправность АЦП проверяется контролем напряжения 3 В. На практике АЦП выгорает только при подаче на гораздо выше 220 В. Очень часто при бескорпусного АЦП появляются трещины, повышается ток приводит к ее заметному нагреву.
При прибора очень высокого напряжения в режиме произойти пробой по элементам (резисторам) и по печатной плате, в случае схема защищена делителем на сопротивлениях R1 …R6.
У DT длинные выводы деталей могут закорачиваться на экран, крышке прибора, нарушая работу схемы. У Mastech такие
3 В в АЦП у дешевых китайских моделей может на 2,6.
..3,4 В, а у некоторых приборов перестает работать уже при 8,5 В.
В низкокачественные АЦП, они очень чувствительны к номиналам цепочки интегратора С4 и фирмы Mastech высококачественные АЦП позволяют использовать
DT при разомкнутых щупах в режиме измерения сопротивления подходит к значению перегрузки («1» на дисплее) или не устанавливается совсем. «Вылечить» можно уменьшив номинал сопротивления R14 с 300 до 100 кОм.
в верхней части диапазона прибор «заваливает» показания, например, при 19,8 кОм показывает 19,3 кОм. «Лечится» заменой конденсатора С4 на конденсатор величиной 0,22…0,27 мкФ.
причины неисправности является прозвонка выводов микросхемы образом. Используется еще один, разумеется, исправный, цифровой в режим проверки диодов. Черный щуп, как обычно, СОМ, а красный в гнездо VQmA. Красный к выводу 26 [минус питания), а черный поочередно касается каждой ножки микросхемы АЦП. аналого-цифрового преобразователя установлены защитные диоды в обратном таком подключении они должны открыться, что будет как падение напряжения на открытом диоде.
Реальная на дисплее будет несколько больше, т.к. в схеме так же проверяются все выводы АЦП щупа к выводу 1 [плюсу питания АЦП) и выводов микросхемы. Показания прибора должны быть поменять полярность включения при этих проверках на должен показывать всегда обрыв, т.к. входное очень велико. Таким образом, неисправными можно показывают конечное сопротивление при любой полярности Если же прибор показывает обрыв при вывода, то это на девяносто процентов говорит о способ проверки достаточно универсален и может различных цифровых и аналоговых микросхем.
с некачественными контактами на галетном переключателе, прибор работает галетнике. Фирмы, производящие дешевые мультиметры, редко галетным переключателем смазкой, отчего они быстро бывают чем-нибудь загрязнены. Ремонтируется следующим образом: из плата, и дорожки переключателя протираются спиртом. слой технического вазелина. Все, прибор починен.
дешевых мультиметров ставят низкокачественные операционные усилители в и тогда при включении прибора раздается жужжание устраняется подпаиванием электролитического конденсатора номиналом 5 мкФ Если при этом не обеспечивается устойчивая работа звукового заменить операционный усилитель на LM358P.
неприятность, как вытекание батареи. Небольшие капли спиртом, но если плату залило сильно, то получить, промыв ее горячей водой с хозяйственным и отпаяв пищалку, с помощью щетки, например зубной, плату с обеих сторон и промыть из-под крана. Повторив мойку 2…3 раза, плату в корпус.
Приставка к цифровому мультиметру m 832 для измерения эффективного напряжения
Приставка основана на микросхеме преобразователя переменного напряжения в его эффективное значение AD736JN, описываемой в справочном листке этого номера. Также, как и приставка для измерения емкости и индуктивности, она питается от батареи мультиметра и требует его доработки.
Приставка имеет следующие диапазоны измерений: 200 мВ, 2, 20, 200 и 2000 В. Погрешность измерений порядка ±(1 % + 3 единицы младшего разряда), частотный диапазон не уже 50 Гц… 10 кГц при измерении напряжения, большего 0,1 предела измерений. Входное сопротивление приставки -11 МОм, емкость— 120 пФ. Приставка потребляет ток менее 0,5 мА и сохраняет свою точность при снижении напряжения батареи питания до 7 В.
Схема приставки приведена на рис. 1. Приставку подключают штырями ХЗ—Х6 к четырем гнездам мультиметра. Общий провод соединяется с гнездом “СОМ”, при этом на гнезде “Е PNP” мультиметра будет напряжение +3В относительно гнезда “СОМ”, а на “С NPN” — напряжение -6 В относительно того же гнезда и общего провода. Микросхема AD736JN приставки питается от батареи мультиметра непосредственно, т. е. от двуполярного источника +3/-6 В. Мультиметр используется в режиме измерения постоянного напряжения со шкалой 200 мВ.
Рис.1
При измерении переменного напряжения оно через делитель R1—R6 и защитную цепь R7VD1VD2 поступает на высокоомный вход 2 микросхемы DA1.
Сопротивления большинства резисторов делителя выбраны кратными 10, что облегчает их подбор. Сопротивление нижнего плеча делителя в этом случае составляет 1,111 кОм, оно получается последовательным соединением резисторов R5 и R6 стандартного ряда Е192.
Возможно параллельное соединение резисторов 1,2 кОм и 15 кОм, что обеспечивает тот же результат.
При использовании резисторов делителя с допуском 0,1 % никакого дополнительного их подбора не требуется.
Во входном делителе важную роль играют конденсаторы С2—С8, обеспечивающие точность деления входного сигнала. Значение емкостей этих конденсаторов рассчитать затруднительно, так как неизвестна точная емкость монтажа. Поэтому конденсаторы нижних плеч делителя С7 и С8 рассчитаны на некоторую усредненную емкость монтажа, поскольку ее разброс мало влияет на точность деления при относительно большой емкости конденсатора С8. Верхние плечи делителя снабжены подстроечными конденсаторами для точной его настройки. Построение делителя в две ступени (С2, С4 — первая ступень, С5, С7, С8 — вторая) позволяет в 10 раз уменьшить емкости нижних плеч. Относительно большая емкость С2 верхнего плеча делителя позволяет точно подстроить это плечо конденсатором СЗ и уменьшить погрешность делителя из-за изменения емкости монтажа соединительных проводников. Нижнее низкоомное плечо делителя выполнено без конденсаторов.
Микросхема AD736JN используется в режиме подачи сигнала по постоянному току, поэтому вместо конденсатора Сс установлена перемычка. Емкости конденсаторов Сf и Cav выбраны исходя из обеспечения необходимой точности измерений на частоте 50 Гц. Резистор R8 служит начальной нагрузкой стабилизатора напряжения 3В микросхемы мультиметра.
Все детали приставки смонтированы на печатной плате размерами 55×65 мм из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На рис. 2 приведен рисунок проводников платы и расстановка элементов приставки. Резисторы за исключением R5 и R6 установлены перпендикулярно плате. На противоположной стороне фольга платы сохранена за исключением мест установки штырей Х1, ХЗ, Х4, Х6 и выполняет роль общего провода. Вокруг отверстий для этих штырей выполнены контактные площадки, изолированные от общего провода вытравленным кольцом. Места пайки выводов элементов к фольге общего провода помечены на рис. 2 крестиками.
Переключатель SA1 (ПР2-5П2Н) установлен на кронштейне, изготовленном из латуни толщиной 1 мм.
Переключатель снабжен ручкой-барабаном, на гранях которой выгравированы пределы измерений.
Рис.2.
Для подключения приставки к мультиметру на плате гайками закреплены два разрезных штыря диаметром 4 мм от сетевой вилки, один из штырей использован еще и для крепления кронштейна переключателя.
В качестве ХЗ и Х6 впаяны латунные штырьки диаметром 0,8 мм, а для подачи входного сигнала — гнезда Х1 и Х2 от разъемов 2РМ под штыри диаметром 1 мм. Более целесообразно было бы установить любой коаксиальный разъем, например, разъем для подключения сетевых адаптеров DJK-02B на плату и DJK-11B на экранированный провод.
Плата прикрыта коробчатым латунным кожухом, подпаянным к общему проводу платы по углам. Фотография приставки без кожуха приведена на первой странице обложки.
Резисторы R1—R6 следует подобрать с погрешностью не хуже 0,2 %. В описываемой конструкции в основном использованы резисторы типа С2-29В мощностью 0,125 Вт. Резистор R1 составлен из пяти последовательно соединенных резисторов С2-29В 2 МОм 0,25 Вт.
Конденсатор С1 — К73-17 на напряжение 400В, полярные конденсаторы, использованные в приставке, — импортные аналоги К50-35. С7 подбирают из конденсаторов с номинальной емкостью 1100 пФ. Его емкость должна составлять 0,109 от емкости С8 с погрешностью 0,5 %.
Конденсаторы С4 и С7 должны иметь группу по ТКЕ не хуже М750. Подстроечные конденсаторы СЗ и С6 — КТ4-216 на напряжение 250 В.
Настройка приставки заключается в подстройке делителя конденсаторами СЗ и С6. Возможно, что при этом придется подобрать конденсаторы С2 и С5. Рекомендуемый порядок здесь такой. Вначале следует подать на вход напряжение около 190 мВ с частотой 5 кГц и на пределе 200 мВ запомнить показания. Переключив приставку на следующий предел, увеличить входное напряжение в 10 раз и подстроечным конденсатором СЗ установить такие же показания. Далее необходимо установить предел 20В, увеличить входное напряжение еще в 10 раз и конденсатором С6 откалибровать приставку на этом пределе. Указанные операции по подстройке делителя необходимо повторить несколько раз, так как они оказывают влияние друг на друга.
Постоянное и переменное напряжения, подаваемые на вход приставки, не должны превышать 400 В.
С. Бирюков
РЕШЕНО: Счетчик показывает OL в режиме непрерывности напряжения с датчиками или без них? — Мультиметр
Мультиметр, также известный как мультитестер или ВОМ (вольтомметр), представляет собой электронный измерительный прибор, используемый для измерения напряжения, силы тока и сопротивления. Включает портативные и настольные тестовые устройства.
31 вопрос Посмотреть все
Кристиан @кристиан
Рем: 13
2
1
Опубликовано:
Опции
- Постоянная ссылка
- История
- Подписаться
Довольно дорогой вольтметр, делал это с первого дня
OL означает «перегрузка», но он даже ни к чему не подключен это просто
Ответил! Посмотреть ответ У меня тоже есть эта проблема
Хороший вопрос?
Да №
Оценка 1
Отмена
Выбранное решение
Бен @бенджамен50
Реп: 159k
Mtwo Perform
11
188
365
Опубликовано:
Опции
- Постоянная ссылка
- История
Это распространенное заблуждение, но OL означает открытую линию. Это означает, что то, что измеряется, не проходит путь от черного щупа к красному щупу.
Вы всегда будете видеть это в диодном режиме, режиме сопротивления и режиме непрерывности, когда щупы не касаются друг друга/не соединены.
Например, при измерении цепи вы можете получить OL, когда резистор полностью перегорел или когда вы измеряете две площадки там, где должен был находиться резистор.
Был ли этот ответ полезен?
Да №
Оценка 3
Отменить
Джаефф @jayeff
Респ: 398.
1k
9
324
1,4к
Опубликовано:
Опции
- Постоянная ссылка
- История
Привет @cristianan
Если он отображает OL только в диапазонах измерения напряжения или непрерывности, а не при выборе других функций, таких как емкость или ток, то, как вы говорите, счетчик имеет ошибку с этими двумя функциями.
Вы говорите, что «Я им кучу раз писал и в вольткрафт, но безрезультатно…».
Я не уверен, имеете ли вы в виду, что вы просто хотели получить от них техническую консультацию или нет, но поскольку на счетчик действует 3-летняя гарантия производителя Voltcraft, и если гарантийный период еще действителен, я предлагаю вам связаться с Конрадом по поводу Требование гарантийного ремонта или замены производителем.
Если я правильно понимаю, Conrad также предоставляет 2-летнюю гарантию на свои «электронные товары», поэтому вы должны быть застрахованы в любом случае, если счетчику меньше 2 лет.
Был ли этот ответ полезен?
Да №
Оценка 1
Отменить
Седрик Джонсон
Рем: 13
1
Опубликовано:
Опции
- Постоянная ссылка
- История
Если вы что-то омегаете и на нем написано «OL», то ваша петля открыта, другими словами, путь не является непрерывным (прерывистым/разделенным)
Если вы находитесь в настройке напряжения и на нем написано «OL», тогда напряжение, которое вы измеряете, слишком велико для вашего мультиметра.
Был ли этот ответ полезен?
Да №
Оценка 1
Отменить
Александр Костич
Рем: 13
1
Опубликовано:
Опции
- Постоянная ссылка
- История
Это функция безопасности для защиты мультиметра от повреждения.
При появлении OL следует ознакомиться с инструкцией по правильному использованию мультиметра.
https://electrouniversity.com/what-does-…
Был ли этот ответ полезен?
Да №
Оценка 1
Отменить
Джейсон Уилсон
Рем: 13
1
Опубликовано:
Опции
- Постоянная ссылка
- История
OL — открытая линия. Сопротивление не измеряется, так как цепь не замкнута. Если вы проверяете перегоревший предохранитель, например, в настройках омов. Вы получите OL, если перегорел предохранитель. И вы получите показания сопротивления, если это не так. С расходомером все в порядке. И уж точно не перегружен. Во многих случаях при тестировании электрических цепей и компонентов вам нужен показатель OL.
Был ли этот ответ полезен?
Да №
Оценка 1
Отменить
Красная рыба
Рем.: 1
Опубликовано:
Опции
- Постоянная ссылка
- История
«OL» обычно означает «разомкнутый контур», но также может означать «перегрузка» или «превышение предела» для измерений напряжения и тока. Если мультиметр ни к чему не подключен, то OL указывает на обрыв цепи, а значит щупы нужно к чему-то подключить. Если ваш мультиметр настроен на напряжение, подключен к устройству или компоненту, а на экране отображается сообщение «OL», то мультиметр «перегружен» и его необходимо установить на более высокий предел или диапазон для лучшего считывания. Вы можете прочитать более подробную информацию здесь.
Был ли этот ответ полезен?
Да №
Оценка 0
Отмена
Ремонт печатных плат | Журнал Nuts & Volts
» Перейти к разделу «Дополнительно»
Многие мелкие ремонтные работы можно выполнить при методическом подходе с использованием базовых инструментов, таких как цифровые мультиметры (цифровые мультиметры) и осциллографы для измерения напряжений и форм сигналов в важных контрольных точках в схема.
Поиск и устранение неисправностей современных, сложных, многослойных печатных плат (печатных плат) часто является сложной задачей, и такие факторы, как доступная документация, играют роль в скорости ремонта. Автоматизированные системы могут оказаться экономически эффективными при больших ремонтных нагрузках. Любой, кто интересуется электроникой, обязательно столкнется с мертвой платой или двумя, будь то их собственная или кому-то, кто нуждается в помощи. Каков наилучший подход при столкновении с печатной платой, которая не делает то, что должна?
Ремонт печатных плат сегодня сложнее, чем даже несколько лет назад. Производственные ошибки и отказы компонентов в процессе эксплуатации стали обычным явлением. Старые печатные платы могут работать со сбоями из-за выхода из строя компонентов, особенно электролитических конденсаторов, но новые (при условии правильной компоновки) могут не работать из-за производственных ошибок, плохой или неправильной пайки деталей, паяных перемычек и т.
д.
В то время как простая пайка и замена компонентов может подойти для менее сложных ремонтов, некоторые виды ремонта могут потребовать более квалифицированных подходов для поиска причин неисправности. Ремонт полных сборок печатных плат может показаться пугающим, но методичный подход помогает быстро найти и устранить проблемы.
Целесообразно получить от конечного пользователя отчет о неисправности платы. Это когда-нибудь работало правильно? Они просто запустили обновление программного обеспечения, и это убило его? Видите ли вы какие-либо очевидные признаки неисправности, такие как оборванные провода или дорожки?
Обычно разумно сначала воздержаться от включения поврежденной печатной платы. Если, например, подозревается простой перегоревший предохранитель, необходимо определить причину проблемы, а не просто заменить предохранитель (на более мощный!). Короткие замыкания или перегрузки обычно оставляют контрольные знаки.
Если на печатную плату нанесено конформное покрытие для защиты от влаги и пыли, этот слой необходимо удалить (по крайней мере, в нескольких критических контрольных точках), прежде чем можно будет приступить к диагностике неисправностей.
Конформные покрытия, возможно, потребуется удалить с помощью растворителей, отслаивания или пескоструйной обработки, но разрабатывается новый метод, при котором покрытие можно проткнуть очень острыми испытательными иглами (см. , рис. 1 ).
РИСУНОК 1. Прокалывающие зонды проникают в конформное покрытие.
Перед началом ремонта соберите вместе все соответствующие электрические схемы, заведомо исправные платы и соответствующее испытательное оборудование, такое как цифровой мультиметр, ручной инструмент для пайки/отпайки, осциллограф, источники питания и т. д. ( рис. 2 ), желательно на скамья без статического электричества. Наиболее полезным «инструментом» для начала является пользовательский отчет о том, как произошел сбой или какая неисправность была обнаружена.
РИСУНОК 2. Типичные настольные приборы: LCR-метр, осциллограф, цифровой мультиметр и анализатор спектра.
Наиболее универсальным инструментом является мультиметр, но в зависимости от сложности печатной платы для исследования работы схемы могут также понадобиться LCR-метр, осциллограф, блок питания и логический анализатор.
Для радиочастотных цепей могут потребоваться более сложные инструменты, такие как анализатор спектра, для проверки частот и уровней сигнала.
Ниже приведены некоторые стратегии оптимизации процесса доработки и ремонта печатных плат. Устранение неполадок также намного проще, если доступна заведомо исправная плата, чтобы можно было провести визуальное сравнение и сравнение сигналов. Отсутствие сравнительной доски или документации усложняет задачу.
Визуальный осмотр
Проверьте, не ослаблены ли разъемы или компоненты в разъемах, которые часто могут сместиться при транспортировке. Ищите сгоревшие или поврежденные детали или паяные перемычки, вызывающие короткое замыкание сигнальных линий или линий электропередач. Вот где действительно полезен мощный цифровой микроскоп (см. Рисунок 3 ). Визуальный осмотр является важным первым шагом в устранении неполадок.
РИСУНОК 3. Короткое замыкание паяного моста, обнаруженное под микроскопом.
Осмотрите конденсаторы. Если утечки, трещины, выпуклости или другие признаки износа очевидны, замените конденсатор эквивалентным типом и номинальным напряжением. Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.
Ищите оборванные выводы на компонентах. Некоторые устройства имеют крошечные выводы, которые могут легко сломаться на печатной плате. Ножки микросхемы могут погнуться во время сборки. Ищите трещины на печатной плате, ведущие к сломанным следам цепи или сломанным компонентам.
Компоненты или детали, такие как трансформаторы, силовые выходные транзисторы, резисторы и конденсаторы, имеющие следы ожога, могут быть легко обнаружены путем наблюдения. Явные ожоги и коричневые пятна (и ужасный запах) могут выявить перегретые компоненты, но нужно выяснить, почему они перегрелись.
Плохая пайка или перемычка — еще один часто встречающийся элемент, обнаруживаемый при визуальном осмотре. Хорошие паяные соединения всегда выглядят гладкими, блестящими и равномерными.
Тусклая поверхность может свидетельствовать о дефекте сустава. Есть ли паяные перемычки между дорожками? Перевернутые или неправильные компоненты?
Короткие замыкания могут быть очень сложными для устранения неполадок. Мгновенная проверка включения питания может указывать на наличие короткого замыкания, но часто место короткого замыкания неуловимо. Вы можете потратить много времени, пытаясь найти одиночный шорт, особенно промежуточный шорт. Кратковременное включение платы после распыления морозильным спреем — это способ бедняка найти короткие замыкания, которые нагревают область низкого сопротивления в линиях электропередач.
Более сложный метод заключается в наблюдении с помощью тепловизионной (ИК) камеры, чтобы показать место, которое нагревается больше, чем окружающие компоненты (см. Рисунок 4 ).
РИСУНОК 4. Горячие точки и короткие замыкания, показанные тепловизионной камерой.
Подайте на шину напряжение меньше требуемого напряжения 3,3 В или 5,0 В, а также ограничьте ток источника питания.
Начните с низких вольт/ампер и медленно увеличивайте оба значения. Срок службы печатных плат может самопроизвольно ограничиваться из-за плохой конструкции чрезмерного нагрева компонентов, неадекватных радиаторов или радиаторов с высохшим компаундом радиатора.
Быстрый способ найти неисправность — сравнить тепловые изображения заведомо исправной платы с тестируемым устройством (ИУ). Значительные перепады температур могут выявить место неисправности. Используя этот подход, целые сложные платы могут быть проверены бесконтактным способом.
С помощью этого метода можно быстро обнаружить распространенные дефекты, такие как короткое замыкание на землю и неисправные компоненты. Изменяющееся или отличающееся цветовое представление изображения может указывать на перегрев в месте пайки, на дорожке цепи или на части платы, которая неисправна.
Тщательное тестирование каждого резистора, конденсатора, диода, транзистора, катушки индуктивности, МОП-транзистора, светодиода и дискретного активного компонента можно выполнить с помощью мультиметра или LCR-метра, но это неэффективный способ отладки.
Простые тесты
Если на плату можно подать питание, цифровой мультиметр можно использовать для проверки напряжения шины на микросхемах, выходах регуляторов напряжения и очевидных сигналов, таких как часы, правильная/ожидаемая логика и уровни ввода/вывода. Осциллограф можно использовать для проверки формы сигналов напряжения и связи платы с питанием. Для проверки наличия на печатной плате выхода сигнала Wi-Fi может пригодиться даже мобильный телефон.
Негерметичные конденсаторы можно определить с помощью настройки сопротивления цифрового мультиметра. Установите мультиметр для чтения в диапазоне высоких сопротивлений и прикоснитесь проводами счетчика к соответствующим выводам на конденсаторе; красный к плюсу и черный к минусу. Счетчик должен начинаться с нуля, а затем медленно двигаться к бесконечности. При больших значениях емкости линейное изменение будет очень медленным.
Примечание: Хороший конденсатор накапливает электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания.
Перед измерением электролитов отключите питание и осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к проводам. При установке счетчика в омах некоторый постоянный ток будет передаваться от положительного к отрицательному проводу. Открытая крышка покажет открытую; закороченный покажет близкое к нулю сопротивление.
Проверка работы элементов интерфейса HMI, таких как сенсорные панели и переключатели, может выявить функциональные проблемы из-за проблем с подключением или компонентами.
Проверка сигнала с помощью цифрового мультиметра или осциллографа требует некоторого понимания схемы для интерпретации результата, но это становится намного проще, если у вас есть заведомо исправная плата для сравнения результатов точка-точка. Испытания постоянного напряжения начинаются с измерения относительно земли. При проверке микросхемы начните с проверки контакта подачи напряжения.
Большинство интегральных схем можно идентифицировать по их маркировке, и многие из них могут быть протестированы в соответствии с их опубликованными спецификациями с использованием осциллографов и логических анализаторов.
Сравнение поведения IC с заведомо исправным — это быстрый способ определить аномальное поведение.
Любимая привычка инженера прикасаться к низковольтным частям цепи может изменить импеданс, что, в свою очередь, может изменить поведение системы (или же непреднамеренно обнаружить перегрев!). При использовании в сочетании с осциллографом этот метод может помочь определить места, где требуется дополнительная емкость, например, для устранения нежелательных колебаний.
Периодические сбои являются наиболее сложным и трудоемким аспектом процесса устранения неполадок. Распространенные нерегулярные неисправности могут быть вызваны перегревом или износом компонентов, плохой пайкой и ослаблением контактов. Длинная память в осциллографе может быть полезна для увеличения записи сигнала для поиска редких событий. Применение морозильного спрея в нужном месте иногда может усугубить и выявить непостоянные проблемы.
Как это делают большие мальчики?
Профессиональные ремонтные мастерские и ремонтные центры, которые постоянно ремонтируют платы, нуждаются в решениях получше, чем осциллограф и цифровой мультиметр.
В ситуациях, когда неисправные печатные платы поступают стабильным потоком, а также с повышенным вниманием к эффективности и снижению затрат, универсальные автоматизированные системы тестирования заменили отдельные контрольно-измерительные приборы. Внутрисхемные тестеры на базе ПК выполняют как внутрисхемное логическое тестирование цифровых и многих аналоговых ИС, так и анализ V-I сигнатуры микросхем с использованием различных тестовых зажимов.
Системы автоматизированного испытательного оборудования (ATE), которые содержат библиотеки выводов цифровых микросхем, могут помочь техническому специалисту в поиске и устранении неисправностей, а также определить схему подключения цепей, если она неизвестна. ATE могут проверять цифровую функциональность ИС, а также проводить анализ сигнатур как активных, так и пассивных компонентов. Неизвестные чипы можно идентифицировать по их логическим выводам.
Приобретение автоматического испытательного оборудования означает, что частые ремонтные работы могут выполняться на месте более эффективно, чем отправка элементов в стороннюю службу.
Некоторые ATE могут быть очень дорогими, и для них может потребоваться крутая кривая обучения; это означает, что после покупки они лежат без дела в кладовой. ATE могут выполнять автоматизированные или компьютеризированные процедуры тестирования ИУ, включая функциональное тестирование интегральных схем, аналоговых и цифровых компонентов, полных плат и т. д.
Эти продукты различаются по сложности в зависимости от различных уровней возможностей тестирования, необходимых для различных потребностей платы. Процедуры автоматизированного тестирования на базе компьютера могут выполняться надежно и стабильно, при этом результаты тестирования регистрируются автоматически, с высокой точностью, при высокой скорости тестирования и с исключительной гибкостью.
Типичные ATE включают: внутрисхемные тестеры, выполняющие тесты на уровне устройств на компонентах, установленных на печатных платах; функциональные тестеры, используемые для проверки полной функциональности плат и модулей через краевые разъемы; и тестеры периферийного сканирования для продуктов, совместимых с JTAG, таких как BGA, FPGA, CPLD, или даже готовых плат с разъемом JTAG.
Примером системы ремонта печатных плат ATE является система ABI Electronics System 8: система тестирования плат, в которой используются выбранные модули размера дисковода компакт-дисков для создания специализированной станции тестирования печатных плат с управлением от ПК ( рис. 5 ).
РИСУНОК 5. Автоматизированное испытательное оборудование ABI System 8.
Выполненный в корпусе для ПК или в 19-дюймовой стойке, System 8 представляет собой набор различных измерительных приборов, отвечающих большинству потребностей тестирования и поиска неисправностей. Сравнивая результаты заведомо исправной платы с процедурами автоматической последовательности поиска неисправностей, диагностика неисправностей становится возможной при минимальном обучении персонала.
Программное обеспечение System 8 может быть настроено для пошагового руководства менее подготовленными пользователями по процедуре тестирования с пользовательскими аннотированными изображениями, инструкциями и прикрепленными таблицами данных для получения быстрых результатов Pass/Fail.
Это намного быстрее и экономичнее, чем использование традиционных осциллографов, измерителей и других методов стендовых испытаний. Модули системы 8 включают:
- Обнаружение неисправностей платы: 64 тестовых канала для нескольких методов тестирования для диагностики неисправностей и функционального тестирования цифровых ИС (внутрисхемных/внесхемных), состояния соединений ИС и сбора данных о напряжении, а также V-I тестирование кривых компонентов на платах без питания.
- Аналоговый тестер интегральных схем: для внутрисхемного функционального тестирования аналоговых интегральных схем и дискретных компонентов (программирование или схема не требуются). Имеется полностью настраиваемый тестер V-I для обнаружения неисправностей на платах без питания.
- Многофункциональная измерительная станция: Включает в себя восемь контрольно-измерительных приборов с высокими техническими характеристиками в одном модуле (частотомер, цифровой запоминающий осциллограф, генератор функций, цифровой мультиметр с плавающей запятой, вспомогательный блок питания и универсальный ввод-вывод).
Усовершенствованный тестовый модуль - : Предлагает мощные комбинации тестов для гибкой комплексной диагностики неисправностей, включая функциональные тесты, тесты соединений, напряжения, температуры и характеристик V-I.
- Advanced Matrix Scanner: 64 канала для быстрого сбора данных для тестирования устройств с большим количеством выводов, а также полных печатных плат; частоту свип-сигнала для наблюдения за откликом тестируемого устройства в диапазоне частот.
- Переменный источник питания с тремя выходами: обеспечивает необходимое напряжение питания для тестируемого устройства.
Приложения ATE включают в себя: тестирование печатных плат и устранение неполадок, цифровое/аналоговое тестирование интегральных схем, цифровое/аналоговое тестирование V-I, визуальную идентификацию короткого замыкания со звуковой/визуальной индикацией расстояния датчика до короткого замыкания, сравнение плат в реальном времени, анализ производственных дефектов, электропитание.
тестирование при включении/выключении питания, отчеты о контроле качества, встроенное управление в режиме реального времени, расчеты и регистрация, тестирование компонентов и плат, цифровые и аналоговые функциональные тесты, автоматические последовательности тестов и т. д.
Тестирование V/I при отключении питания
Если питание платы не может быть безопасно включено, можно выполнить тестирование при отключении питания, такое как тестирование V/I и тестирование сигнатуры. Тестирование V/I (также известное как анализ аналоговых сигнатур) — это метод, который отлично подходит для поиска неисправностей на печатных платах и идеален, когда диаграммы и документация минимальны. Аналоговый анализ подписи можно выполнить с помощью таких инструментов, как расширенный тестовый модуль System 8 ATM компании ABI Electronics (см. снова , рис. 5, ).
Этот метод можно использовать для устранения неполадок электронных компонентов в сборках с печатными платами при выключенном питании.
Его можно считать жизненно важным диагностическим инструментом для задач по ремонту печатных плат, поскольку он подходит для «мертвых» плат, которые нельзя безопасно включить.
Подача сигнала переменного тока с ограничением по току на две точки цепи вызывает вертикальное отклонение трассы осциллографа, а приложенное напряжение вызывает горизонтальное отклонение. Это формирует характерную сигнатуру V/I, которая может показать, является ли компонент хорошим, плохим или маргинальным.
Чтобы использовать тестер V-I в полной мере в качестве инструмента диагностики неисправностей, важно сосредоточиться на различиях между кривыми для хороших и подозрительных плат, а не анализировать значение кривых в мельчайших деталях.
Большинство узлов на печатной плате содержат параллельные и последовательные комбинации компонентов, что затрудняет точный анализ. Большинство отказов на неисправных платах являются серьезными отказами, такими как короткие или обрывы цепи, которые легко обнаружить с помощью метода V-I без сложного анализа.
Напряжение на ИУ отложено по горизонтальной оси в зависимости от тока через него по вертикальной оси. Форма волны стимула обычно представляет собой синусоидальную волну. По закону Ома (Z = V/I) результирующая характеристика представляет собой импеданс ИУ. Для частотно-зависимых компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности, импеданс зависит от частоты, поэтому требуется стимул с переменной частотой.
В большинстве приложений используется сравнительное аналоговое тестирование V-I, поэтому понимание отображаемой характеристики не требуется. Сравнение кривых заведомо исправной платы и платы с подозрением часто позволяет выявить неисправности при минимальном уровне знаний. Различные устройства в разных конфигурациях создают разные сигнатуры в зависимости от тока, протекающего через устройство при изменении приложенного напряжения.
Короткое замыкание, например, будет отображаться вертикальной линией, потому что ток при любом приложенном напряжении будет теоретически бесконечным (см.
ниже), тогда как разомкнутая цепь будет отображаться горизонтальной линией, потому что ток всегда равен нулю, независимо от приложенное напряжение (см. ниже ).
Чистый резистор дал бы диагональную линию, наклон которой пропорционален сопротивлению, поскольку ток пропорционален приложенному напряжению. Более сложные кривые получаются с частотно-зависимыми компонентами, такими как конденсаторы и катушки индуктивности, а также для нелинейных устройств, таких как диодные и транзисторные переходы.
Подписи резисторов прямые. Значение тестируемого резистора влияет на наклон линии; чем выше значение, тем ближе линия подходит к горизонтали (разомкнутая цепь). Импеданс источника V-I тестера следует выбирать таким образом, чтобы наклон линии (для хорошего резистора) был как можно ближе к 45 градусам. Разница в наклоне кривой при сравнении хорошей и подозрительной платы будет указывать на разницу в номиналах резисторов на двух платах.
Конденсаторы с относительно низкими значениями имеют уплощенные, горизонтальные, эллиптические сигнатуры, а конденсаторы с относительно высокими значениями имеют уплощенные, вертикальные, эллиптические сигнатуры.
