Проверка транзисторов с помощью осциллографа
advertisement
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР) Кафедра телевидения и управления (ТУ) УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой ТУ, профессор _________________И.Н. Пустынский «______»___________________2012 г. РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ Учебное пособие РАЗРАБОТАЛ _________ В.А. Шалимов «______»_________2012 г. 2012 2 Шалимов В.А. Радиоэлектронные средства бытового назначения: Учебное пособие. – Томск: кафедра ТУ, ТУСУР, 2012. – 186 с. © Шалимов В.А., 2012 © Кафедра Телевидения и управления, ТУСУР, 2012 3 СОДЕРЖАНИЕ Введение............................................................................................................ 7 Список условных обозначений ..................................................................... 12 Глава 1. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЗВУКОВОЙ АППАРАТУРЕ 13 Первый шаг: общий осмотр ....................................................................... 13 Второй шаг ................................................................................................... 14 Вольт-ампер-ваттметр ................................................................................ 15 Звуковой пробник........................................................................................ 15 Оценка температур ...................................................................................... 17 Температура трансформаторов, резисторов, конденсаторов и диодов . 21 Высокоскоростной измеритель разности температур ............................. 22 Замечания о предварительных усилителях на интегральных схемах ...... 23 Последовательность измерений постоянного напряжения .................... 24 Проверка пальцем ....................................................................................... 26 Полевые транзисторы ................................................................................. 27 Порядок нумерации узлов .......................................................................... 28 Прибор для проверки транзисторов без удаления их из схемы ............. 29 Функциональный обзор микросхем для бытовой радиоэлектронной аппаратуры ................................................................................................... 30 Возможности осциллографа....................................................................... 34 Глава 2. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЗВУКОВОЙ АППАРАТУРЕ ........................... 37 Звуковой пробник........................................................................................ 37 Двухтональный звуковой пробник ............................................................ 42 Записывающий звуковой пробник ............................................................ 43 Звуковой пробник высоких звуковых частот ........................................... 44 Звуковой пробник низких звуковых частот ............................................. 45 Звуковой пробник с записывающим вольтметром .................................. 46 Контроль постоянного напряжения со звуковой индикацией................ 46 Измерительное устройство постоянного напряжения с записью .......... 47 Эмиттерный повторитель для устройства контроля постоянного напряжения .................................................................................................. 48 Прибор для контроля переменного напряжения с записью ................... 50 Основная классификация усилителей ....................................................... 51 Поиск неисправностей в маломощных усилителях на интегральных схемах ........................................................................................................... 52 Функциональный обзор микросхем .......................................................... 53 Проверка транзисторов с помощью осциллографа ................................. 56 Глава 3. ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЗВУКОВОЙ АППАРАТУРЕ ........................... 58 4 Сравнительная проверка стереоаппаратуры ............................................ 58 Проверка с помощью омметра ................................................................... 59 Сравнительный омметр для быстрых измерений .................................... 60 Омметр с автоматическим измерением внутреннего сопротивления ... 61 Предварительные усилители на интегральных схемах ........................... 62 Некоторые способы поиска неисправностей в предварительных усилителях на дискретных элементах....................................................... 64 Звуковой пробник для проверки полного сопротивления ...................... 65 Наиболее важные измерения постоянного напряжения ......................... 66 Возможные причины искажений ............................................................... 68 Быстрая проверка конденсатора на утечку .............................................. 68 Быстрая проверка на емкостные потери ................................................... 70 Предварительный усилитель для вольтметров постоянного напряжения и переменного напряжения звуковой частоты ................... 71 Быстрая проверка на сдвиг фаз .................................................................. 74 Функциональный обзор микросхем .......................................................... 75 Глава 4. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗОРАХ, НЕ ИМЕЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ................................. 78 Типичные причины отказов с общими признаками ................................ 80 Элементы сигнального канала, рабочие частоты и предварительные проверки ....................................................................................................... 81 Маленькие хитрости ................................................................................... 81 Генерация в каскаде ПЧ.............................................................................. 82 Быстрая проверка высокого напряжения ................................................. 82 Быстрые проверки постоянного высокого напряжения .......................... 84 Быстрая проверка УПЧ для локализации каскада выделения сигнала звукового сопровождения .......................................................................... 85 Интегральные схемы ................................................................................... 87 Функциональный обзор микросхем .......................................................... 88 Методика настройки с использованием ГКЧ ........................................... 89 Телевизионный диапазон частот ............................................................... 92 Глава 5. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗОРАХ................................................ 94 Пробник-подавитель сигналов для быстрой проверки ........................... 94 Опознание микросхем................................................................................. 96 Проверка непрерывности цепей на печатной плате ................................ 97 Маркированные перемычки ....................................................................... 98 Нумерация деталей подсекций .................................................................. 99 Типичная топология печатной платы ....................................................... 99 Горячо или не горячо? .............................................................................. 100 Разделение изображения и звукового сопровождения ......................... 101 Поиск неисправностей в источниках питания ....................................... 101 Функциональный обзор микросхем ........................................................ 104 Глава 6. ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА 5 НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗОРАХ.............................................. 106 Прозванивание цепей со стороны монтажа печатной платы ............... 106 «Мусор» в шине питания.......................................................................... 108 Синхронизация, генератор и отклоняющая система кадровой развертки .................................................................................................... 110 Минимизация шума .................................................................................. 112 Немного о работе транзисторных цепей ................................................. 113 Пробник на неоновой лампочке со смещением ..................................... 115 Опыт с постоянным напряжением, генерируемым неоновой лампочкой .................................................................................................. 117 Глава 7. ПОСЛЕДНЯЯ ГРУППА МЕТОДОВ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗОРАХ.............................................. 118 Быстрая проверка синхронизирующих импульсов строк ..................... 118 Интегральные схемы ................................................................................. 120 Микросхема кадровой и строчной развертки......................................... 122 Каскад АПЧ строчной развертки ............................................................. 123 Измеритель напряженности поля ............................................................ 125 Измеритель напряженности поля на цифровом вольтметре и перестраиваемой катушке ........................................................................ 126 Общие признаки неисправностей ............................................................ 127 Глава 8. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЦВЕТНЫХ ТЕЛЕВИЗОРАХ ........................................................................................ 131 Выводы на основе признаков неисправности ........................................ 131 Общие соображения .................................................................................. 132 Интегральные схемы ................................................................................. 135 Уровни сигнала цветности ....................................................................... 136 Реакция коротковолнового приемника на сигналы каскада цветности ................................................................................................... 137 Усовершенствование коротковолнового радиоприемника для проверки телевизоров при помощи резистивного щупа ....................... 139 Проверка незатухающей гармонической волны с частотой 4,25 МГц .................................................................................. 140 Проверка прохождения незатухающего немодулированного сигнала по уровню шума .......................................................................... 141 Демодуляция и матрицирование сигнала цветности............................. 142 Функциональный обзор микросхем ........................................................ 147 Качающаяся видеомодуляция .................................................................. 153 Глава 9. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В МАГНИТОФОНАХ ............ 155 Основные затруднения, связанные с механикой ................................... 155 Обзор .......................................................................................................... 158 Микрокассетные магнитофоны (диктофоны) ........................................ 158 Цикличная быстрая проверка магнитофона ........................................... 160 Соображения о напряжении подмагничивания ..................................... 161 Автоматическая регулировка уровня записи ......................................... 162 6 Немного о типах лент и записи................................................................ 163 Проверка колебаниями ............................................................................. 164 Частотные искажения ............................................................................... 165 Гудение (фон переменного тока) ............................................................. 166 Замена деталей........................................................................................... 167 Глава 13. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В КАМЕРАХ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ............................................................ 167 Предварительный анализ неисправности ............................................... 169 Связь выхода видеосигнала по переменному току................................ 170 Точное определение неисправных частей .............................................. 172 Стимулированные синхроимпульсы кадровой развертки .................... 173 Дифференцирование и интегрирование основных форм сигнала ....... 177 Схема синхронизации ............................................................................... 179 Опознание нелинейных (амплитудных) искажений.............................. 181 Схема гашения ........................................................................................... 181 Видеоусилитель ......................................................................................... 182 УКВ-модулятор ......................................................................................... 183 Искажение формы сигнала и отрицательная обратная связь ............... 184 Каскад видикона ........................................................................................ 186 7 Введение При ремонте звуковоспроизводящей бытовой радиоэлектронной аппаратуры, радиоприемников, телевизоров и т.п. иногда возникают затруднения из-за отсутствия технического описания некоторых экземпляров. Опытные наладчики радиоэлектронной аппаратуры знают, что техническое описание может быть недоступно по целому ряду причин: 1. Иногда выпускается новая модель прибора, которую планируется снабдить описанием позднее, а в это время фирма терпит крах. 2. Затруднительно найти адрес иностранного производителя радиоэлектронной аппаратуры бытового назначения. 3. Техническое описание к прибору всегда публикуется с некоторой задержкой. 4. Техническое описание может вообще не выпускаться для отдельных серий электронных устройств. 5. Иногда производимые в отдельных выпусках продукции многочисленные усовершенствования приводят к тому, что первоначальное техническое описание только вводит в заблуждение. 6. Даже если техническое описание доступно, наладчик может посчитать, что не стоит тратить на него деньги из-за пустячной неисправности. 7. Иногда доступное техническое описание может быть настолько поверхностным, что оно не может оказать никакой помощи. 8. После того как электронное устройство побывало в нескольких мастерских, там могут появиться нестандартные замены. 9. Производители иной раз выпускают описание с ошибками или неполное. Профессионалам следует уметь обнаруживать подобные недостатки. 10. Составителям технических описаний иной раз кажется, что у наладчиков имеется сложная (и дорогая) контрольно-измерительная аппаратура, которой в действительности они не имеют. Так что наладчикам приходится рассчитывать только на свои силы, хотя они и имеют на руках техническое описание. В настоящем учебном пособии приведены технологии поиска неисправностей, а также рассмотрены отдельные примеры их использования. Среди этих технологий следующие: Звучание неисправностей. Быстрая проверка работы ЧМ-конвертера при помощи радиоприемника. Быстрая проверка при помощи пробника – подавителя сигнала. Оценка напряженности электромагнитного поля при помощи генератора на неоновой лампочке. Быстрая проверка цепей постоянного и переменного тока. Проверка фаз при поиске неисправностей в звуковой аппаратуре. 8 Звучание сдвига фаз. «Охотник» за детекторами (устройство для быстрого нахождения на печатной плате АМ- и (или) ЧМ-детектора). Проверка паразитной амплитудной модуляции. Устройство контроля постоянного напряжения с записью. Звучание двухполупериодного выпрямления. Звучание перемодуляции. Идентификация фона сети. Проверка высокого постоянного напряжения (при ремонте телевизоров) при помощи нити. Проверка прохождения сигнала цветности при помощи радиоприемника. Быстрая проверка для локализации самовозбудившегося каскада ПЧ. Важной особенностью настоящей книги является описание микросхем с точки зрения наладчика. Транзистор выполняет одну функцию, тогда как микросхема является устройством, выполняющим одновременно несколько задач. Это следует учитывать при рассмотрении цепи с интегральными схемами. Проверки фаз, приведенные в настоящем издании, являются новшеством, так как обычно из-за фактической невосприимчивости человеческого уха к сдвигу фаз в звуковом сигнале им пренебрегают. Однако при предварительном поиске неисправностей такие измерения могут дать полезную информацию и потому заслуживают рассмотрения. Искажения возникают в результате неравномерного воспроизведения различных фазовых соотношений в сигнале. В идеале практически все напряжения сигнала в звуковой системе либо находятся строго в фазе, либо развернуты точно на 180° по отношению друг к другу. При неисправности это нарушается. Например, если разделительный или развязывающий конденсатор выходит из строя, то почти сразу возникает сдвиг фаз, заметный даже на средних частотах. При этом простой пробник для проверки сдвига фаз может локализовать неисправность без всякого анализа деталей цепи или разбора работы схемы. Конечно же, нет правил без исключений, и это касается и нашего случая. При работе со схемами регулировки тембра необходимо помнить то обстоятельство, что сдвиг фаз является неотъемлемым свойством работы таких схем. К счастью, каскады регулировки тембра легко различимы в звуковых системах и быстро находятся при поиске неисправностей в устройстве, не имеющем технического описания. Часть разделов настоящего учебного пособия посвящены поиску неисправностей в телевизорах, не имеющих технического описания. Рассмотрены предварительные подходы, и уделено внимание быстрым проверкам (таким, например, как проверка температуры), не требующим знания ни устройства, ни принципа работы проверяемой схемы. Уделено внимание маркировке на печатных платах. Наряду с описанием методик первичного поиска неисправностей рассмотрены типичные причины 9 наиболее часто встречающихся неисправностей. Рассмотрена «коварная» неисправность, вызванная «засорением» шины питания. Принцип поиска неисправностей в аппаратуре без технического описания основан на том, что «вы не можете знать очень много о работе схемы». В книге имеются разделы, дающие основные понятия о работе важнейших каскадов телевизора. Подчеркнута роль цифрового вольтметра в ремонтной практике. Также уделено значительное внимание промышленным тестерам и их применению, так как многие не имеют в своем распоряжении осциллографа, а те, кто имеет, чувствуют себя несколько неуверенно при работе с этим сравнительно сложным прибором. В книге рассказано, как максимально использовать возможности простых и недорогих контрольно-измерительных приборов, а также изложены маленькие хитрости. Сейчас широко распространены магнитофоны, и соответственно отдельная глава посвящена основным неполадкам в лентопротяжном механизме, быстрым проверкам работоспособности и тому, как справиться с помехами. Приведена методика проверки перезаписью и способ оценки ее результатов. Поиск неисправностей в аппаратуре, не имеющей технического описания, является одновременно и искусством и наукой. Воображение и чутье наладчика не менее важны, чем его техническое образование. Даже имея сравнительно большой опыт в традиционном ремонте и наладке аппаратуры, можно попасть впросак при столкновении со странным блоком электронного устройства – без всякого описания. Такое происходит из-за того, что фундаментальные подходы к оценке признаков неисправности и измерительным процедурам существенно отличаются при наличии описания. Довольно много моделей бытовой аппаратуры имеют небольшую схему на внутренней стороне корпуса. (Инструкция по эксплуатации также может иметь схему.) Иногда различные функциональные каскады идентифицируются со стороны расположения деталей на печатной плате. Если функциональные каскады трудно узнать, то, возможно, сориентироваться в схеме поможет последовательная нумерация деталей. В любом случае номиналы резисторов имеют цветовую кодировку, а номиналы конденсаторов нанесены на их корпуса. Большинство мастерских имеют библиотеки технических описаний, и основным правилом для техников является чтение руководств. Однако многие старые мастера редко этим занимаются. После многих лет работы они убедились, что все электронное оборудование одного типа работает по одному и тому же принципу и неисправности каждого каскада имеют свои специфические особенности. К тому же аппаратура, выпускаемая одним производителем, имеет свой стиль, и ее можно отличить от продукции других фабрик. Тем самым облегчается работа для опытного наладчика по поиску неисправностей без описания. Это не означает, что техническое описание (если таковое имеется) полностью игнорируется, но опытный наладчик в основном обходится без него. 10 Очевидно, что в наиболее выгодном положении при поиске неисправностей в аппаратуре без технического описания находится инженер, разработавший данное устройство, а также тот, кто составлял описание к нему. Другими словами, инженер полностью знаком со схемой и принципом ее работы, а также с промышленной методикой определения причины выхода из строя. В этом учебном пособии описаны различные маленькие хитрости. Многие из этих хитростей требуют основательного понимания принципа работы схемы и наличия достаточного опыта для понимания того, когда можно верить показаниям контрольно-измерительных приборов. Пожалуй, только в мастерской можно подобрать похожее заведомо исправное устройство для проведения сравнительной проверки. В домашних условиях сравнительная проверка в основном ограничивается стереофоническими системами, различными переговорными устройствами и переносной радиостанцией. Так что приходится обращаться к более общим подходам, не требующим проверки сравнением. Насколько желательно достаточное понимание принципа работы схемы, настолько же ценен опыт в тестировании схемы. Легче и быстрее всего можно приобрести опыт, собрав и наладив какое-нибудь маленькое, но достаточно важное устройство, например карманный АМ-радиоприемник. Такой опыт нельзя заменить ничем. Те же соображения приложимы и к некоторой контрольноизмерительной аппаратуре, и это учебное пособие может быть в большей степени полезна для профессионалов, нежели для любителей и экспериментаторов. Многие обстоятельства, принимаемые на веру при обычной методике поиска неисправностей, могут не быть очевидными, когда нет описания. Например, при отсутствии описания, взглянув на схему размещения деталей, невозможно сразу указать на каскад РЧ, каскад ПЧ, видеокаскад, каскад синхронизации, каскад звукового сопровождения и т.д. Невозможно также немедленно указать транзистор одноканальной системы выделения сигнала звукового сопровождения, транзистор системы АРУ или даже эмиттер, коллектор и базу какого-нибудь транзистора. Вместо этого наладчик должен осмотреть печатную плату и выполнить некоторые предварительные ориентировочные действия, прежде чем сказать, для чего предназначен отдельный транзистор, диод или микросхема. Этот подход существенно отличается от простого рассматривания руководства по эксплуатации, в котором каждая деталь, устройство, функциональный каскад или соединение снабжено указанием рабочего напряжения, сопротивления цепи и изображением характерных осциллограмм. Чтобы почувствовать себя увереннее при поиске неисправностей без описания, начните с представления себе всей схемы в виде «черного ящика». Таким образом, элементарные вопросы, которые обычно имеют очевидный ответ, должны быть разрешены специфичными проверками и измерениями, многие из которых достаточно новы и неожиданны. На страницах учебного 11 пособия встречаются объяснения того, как вы можете сами изготовить специализированные тестеры для поиска неисправностей без технического описания. Фактически все наладчики радиоэлектронной аппаратуры сходятся в том, что время – деньги и что знание – сила. Успех в ремонте и наладке радиоэлектронной аппаратуры определяется только вашим кругозором. Неизвестные маленькие хитрости, новые технологии и подходы к поиску неисправностей послужат началом пути к вашей цели. 12 СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ АМ АПЧ АРУ АРУЗ АЧХ ГКЧ ГУН ЗЧ ИС КВЧ ЛАТР МДП МОП ОБ ОБП ОЗ ОИ ОК ОС ОУ ОЭ ПЧ РЧ ТПЧ УВЧ УЗЧ УКВ УПЧ УРЧ ФАПЧ ФВЧ ФНЧ ЦВ ЧМ – амплитудная модуляция – автоматическая подстройка частоты – автоматическая регулировка усиления – автоматическая регулировка уровня записи – амплитудно-частотная характеристика – генератор качающейся частоты – генератор, управляемый напряжением – звуковая частота – интегральная схема – крайне высокая частота – лабораторный автотрансформатор – металл-диэлектрик-полупроводник – металл-окисел-полупроводник – общая база – одна боковая полоса (SSB) – общий затвор – общий исток – общий коллектор – общий сток – операционный усилитель – общий эмиттер – промежуточная частота – радиочастота – трансформатор промежуточной частоты – ультравысокая частота – усилитель звуковой частоты – ультракороткие волны – усилитель промежуточной частоты – усилитель радиочастоты – фазовая автоматическая подстройка частоты – фильтр высокой частоты – фильтр низкой частоты – цифровой вольтметр – частотная модуляция 13 ГЛАВА 1. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЗВУКОВОЙ АППАРАТУРЕ Первый шаг: общий осмотр Отыскание и устранение повреждений в электронной аппаратуре без технических данных требует одного из основных подходов, зависящих от того, работоспособно оборудование (если даже и неправильно, но функционирующее) или же оно неработоспособно. Когда устройство хоть как-то, но работает, предварительный анализ состоит из «определения размера» неисправности для подбора ключа к характеру повреждения. Например, у предварительного усилителя выходной сигнал должен быть проанализирован по отношению к каждому входу – магнитофонному, проигрывателя, тюнера и микрофонному (табл. 1.1). Таблица 1.1 Предварительный анализ неисправности в предусилителе Блок работоспособен, но работает со сбоями Какие входы (магнитофонный, проигрывателя, тюнера, микрофонный) работают нормально? Стереоблок: нормальна ли работа по одному из каналов (правому или левому)? Характер неисправности: одиночные признаки, как например, низкий уровень выходного сигнала, искажения, гул, шум, подвывания, либо их сочетания типа слабого сигнала с шумом или искажений с сильным гудением? Признаки неисправности стабильны или прерывисты? Есть ли явные признаки, такие как перегретые детали или устройства, запах гари, расплавившаяся изоляция, слышимый механический гул, странно функционирующие органы управления? Имеются ли на печатной плате очевидные следы постороннего Блок не работает Блок не работает лишь по отношению к выходу или полностью (отсутствие всякого шума и гудения при максимальном уровне громкости)? Есть ли какой-нибудь щелчок на выходе при включении и выключении питания? После полного прогрева работа блока прерывистая (например, наблюдаются ли мгновенные всплески выходного сигнала)? Если имеется шум, гул или потрескивания, меняются ли характеристики этих помех во время прогревания или же «подогрева» в течение нескольких минут? Блок работает несколько секунд после прогрева, а затем неожиданно замирает? Другая аппаратура, например, всеволновый приемник, вблизи неисправного блока обнаруживает помехи (излучаемые «заглохшим» 14 Продолжение табл. 1.1 но работает Блок работоспособен, со сбоями вмешательства? Имеются ли заметные механические повреждения, например, сломанная печатная плата? Имеются ли на печатной плате признаки эксплуатации в сыром месте? Ремонтировали ли блок явно неправильно? Как реагирует блок на умеренное изгибание печатных плат? Меняются ли признаки неисправности после полного прогрева блока? Блок не работает предусилителем)? Начинает ли блок неожиданно работать при небольшом снижении напряжения блока питания? Реагирует ли блок на посторонние поля (появляется ли на выходе какой-нибудь сигнал при поднесении его к передатчику или телевизору)? Показывает ли пробник (прибор для каскадной проверки прохождения сигнала), что какаянибудь часть усилителя работоспособна? Нормален ли уровень потребляемой мощности? С другой стороны, когда блок неработоспособен, регулятор громкости предусилителя необходимо установить на максимум и проанализировать уровень шума на выходе (если он имеется) для сравнения уровня, характеристик, реакции на контрольные колебания. Например, можно обнаружить, что уровень шума слишком высок или шум почти не слышен. Его характеристики могут состоять из сплошного шипения или шипения, прерываемого треском. Иногда шум представляет собой преимущественно громкое гудение. В любом случае эти особенности дают ключи к определению характера неисправности. Второй шаг В большинстве случаев второй шаг заключается в выборочных измерениях и быстрых проверках с целью сузить круг поиска. Транзисторы и микросхемы являются полезными «вехами» в подготовке к ремонту. Как будет подробно рассмотрено в дальнейшем, измерения постоянного напряжения на электродах транзистора или на зажимах микросхемы в случае некоторой работоспособности блока зачастую дают полезную предварительную информацию. Однако, если блок не работает и на выходе слышен шум, целесообразно пройти от выхода с подключенным источником сигнала ко входу, чтобы прийти к отказавшему участку. Этот процесс требует соблюдения определенной последовательности проверки каскадов, как детально показано ниже. 15 Вольт-ампер-ваттметр Вы можете найти номинальное паспортное значение потребляемой мощности для данного блока отпечатанным на задней стенке корпуса. В таком случае можно быстро произвести проверку вольт-ампер-ваттметром. Это измерительный прибор, соединяемый последовательно с сетевым шнуром. Например: номинальная потребляемая мощность стереоусилителя составляет 25 Вт. Если же обнаружено, что прибор показывает 15 или 35 Вт, то необходимо быстро произвести измерения термопробником и цифровым вольтметром, чтобы определить, где может происходить перегрев или понижается рабочая температура. Предварительный анализ неисправности направлен на сужение района поиска и точное определение дефекта во избежание потерь времени на «метод научного тыка». Звуковой пробник Одним из наиболее полезных устройств, позволяющих сэкономить время, является компактный звуковой пробник, показанный на рис. 1.1, а–г. Это наиболее простое приспособление, которое может быть использовано для обнаружения тока звуковой частоты и для прослеживания его по системе проводки. Пробник весьма чувствителен и точно укажет на присутствие сравнительно небольших переменных токов. Он наиболее эффективен при частоте около 500 Гц, хотя работает и при более низких, и при более высоких звуковых частотах. При предварительной проверке звуковой системы мы зачастую желаем быстро определить, где протекает постоянный ток, а где он может сопровождаться током звуковой частоты. Это легко сделать, воспользовавшись пробником, представляющим собой миниусилитель с динамиком. Входные зажимы подключаются к проводнику в произвольных точках (рис. 1.1, а). Если из динамика раздается щелчок, значит, по проводнику протекает постоянный ток, если нет – значит, тока нет, либо он слишком мал. Далее, если из динамика раздается звук, следовательно, ток переменный. Пробник такого типа обеспечивает коэффициент усиления более 1700 и реагирует на изменение напряжения в 1 мВ. Когда регулятор громкости находится в максимальном положении, даже сравнительно маленький переменный ток, протекающий по проводу, вызовет достаточное активное падение напряжения вдоль проводника, чтобы можно было услышать звук из динамика. В пробниках такого типа у регулятора громкости можно расположить шкалу, проградуированную в единицах усиления по напряжению, что значительно увеличивает полезность прибора. Эта шкала позволяет оценить коэффициент усиления пробника при произвольном положении ручки регулировки громкости. Шкала градуируется с помощью генератора звуковой частоты и цифрового вольтметра переменного тока (рис. 1.1, б). 16 Рис. 1.1 Полезный пробник для проверки прохождения звукового сигнала: а – способ подключения; б – быстрая проверка при градуировке регулятора громкости в коэффициентах усиления по напряжению; в – схема для исследования прохождения частотного сигнала; г – звуковой пробник со сверхвысоким коэффициентом усиления для работы с маломощными схемами На рис. 1.1, в показано размещение приборов для исследования прохождения частотного сигнала. Можно видеть разделительный конденсатор на одном из щупов, который пропускает переменную составляющую сигнала и препятствует прохождению постоянной составляющей сигнала при исследовании схемы. Заметим, что необходимо использовать неполяризованный электролитический конденсатор, так как полярность постоянного напряжения обычно неизвестна. Если в вашем распоряжении нет неполяризованного конденсатора емкостью около 10 мкФ, можно использовать два поляризованных конденсатора по 20 мкФ, соединенных последовательно, одноименными полюсами вместе. Конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение по крайней мере 15 В. Зачастую, при отсутствии технического описания, приходится рассматривать поврежденное устройство как «черный ящик». В таких 17 случаях полезно иметь под рукой второй такой же «черный ящик» для сравнения и оценки значений постоянного напряжения и сопротивления. В любом случае пробник служит для локализации повреждения, а неисправная деталь или блок могут быть уточнены при последующих измерениях напряжений и сопротивлений. На рис. 1.1, г приведен пример использования пробников для получения сверхвысокого коэффициента усиления при прослеживании пути сигнала звуковой частоты, что в ряде случаев может оказаться полезным. Например, при прослеживании слишком слабого или с очень низким уровнем сигнала один пробник может издать едва слышимый сигнал. С другой стороны, два последовательно соединенных пробника делают едва слышимый сигнал отлично различимым. Заметим, что входное гнездо второго пробника соединено с гнездом головного телефона первого. В свою очередь, звук будет издавать лишь второй пробник. Неизбежный шум пробника со значительным коэффициентом усиления сравнительно высок, чего и следовало ожидать. Тем не менее насколько уровень выходного сигнала первого пробника будет больше, чем уровень его собственных шумов, настолько уровень сигнала на звуковом выходе второго будет больше общего уровня шума. В большинстве случаев ручка громкости первого пробника должна находиться на максимуме, а регулятор громкости второго устанавливается как требуется. Оценка температур1 Измерение температур узлов и деталей обеспечивает быстрый и информативный контроль за состоянием УЗЧ. Замеры проводятся с помощью термозонда или разностнотемпературного контрольно-измерительного прибора. Такая проверка наиболее полезна, если вы имеете похожий усилитель в нормальном рабочем состоянии для проведения сравнения. Несмотря на это, даже если у вас нет в наличии блока для сравнения, такими измерениями можно получить много полезных данных. Например, рассмотрим типичные нормальные температуры для транзистора предоконечного каскада (рис. 1.2, а) и для небольшого мощного транзистора. Пусть при температуре окружающей среды 18°С корпус транзистора предоконечного каскада работает при 27°С. Выводы транзистора обычно на 1°С теплее корпуса, т.е. их температура 28°С. В стереоусилителе транзисторы из предоконечных каскадов левого и правого каналов должны иметь температуры, отличающиеся на 2-3°С друг от друга. Существенная разность температур вызвана дефектами схемы. Мощные транзисторы работают при больших температурах, нежели маломощные. Например, мощный транзистор, изображенный на рис. 1.2, б, работает при температуре радиатора 29°С. Транзисторы в оконечных (выходных) каскадах правого и левого каскадов стереоусилителя в 1 Осторожно! Мощные транзисторы выделяют тепла достаточно, чтобы обжечь пальцы! 18 исправном состоянии работают при температурах, отличающихся друг от друга на 3-4°С, – существующая разница температур вызвана дефектами схемы. Рис. 1.2 Примеры нормальных рабочих температур транзисторов: а – транзистора предоконечного каскада усилителя мощности; б – небольшого мощного транзистора; в – типичной конструкции радиатора Самая горячая точка в транзисторе находится внутри него – это коллекторный переход. Измерения температуры снаружи транзистора показывают, что выводы нагреваются сильнее, чем корпус транзистора. Если транзистор эксплуатируется с радиатором, то перегрев может быть вызван плохим термоконтактом либо между транзистором и радиатором, либо между радиатором и монтажной панелью. Для улучшения отвода тепла между контактными поверхностями можно залить немного силиконовой смазки. Зачастую на скорую руку добиваются увеличения выходного уровня транзистора, используя повышенное напряжение питания. Такие действия ведут к быстрому выходу транзистора из строя. При нормальной работе без сигнала на входе и при температуре окружающей среды 20°С температура корпуса транзистора составляет 28°С, температура радиатора 28°С и температура выводов 33°С. Затем, при нормальной работе при подаче сигнала на вход и мощности на выходе 2,5 Вт температура корпуса составляет 44°С, температура радиатора 44°С и температура выводов 46°С. Выходная мощность равна Е2/ R, где Е – среднеквадратическое напряжение синусоидального сигнала на нагрузке, а R – сопротивление нагрузки. Например, среднеквадратические 4,47 В на нагрузке 8 Ом дают 2,5 Вт. Помните: как повышенная, так и пониженная рабочая 19 температура свидетельствуют о нарушении работы схемы! Заметим, что нормальная рабочая температура выходного транзистора (в частности) зависит в значительной степени от того, измерялась ли она при наличии или отсутствии сигнала. В рассмотренном на рис. 1.3 примере при отсутствии сигнала температура радиатора выходного транзистора составляет 28°С, тогда как при наличии сигнала на входе, имеющего на выходе мощность 2,5 Вт, нормальная температура теплоотвода составляет 44 °С. (Температуру можно измерять на корпусе или на выводе транзистора или на теплоотводе.) Цифровой вольтметр Рис. 1.3 Быстрая проверка выходного транзистора: а – проверка рабочей температуры транзистора выходного каскада УМ с выходной мощностью 2,5 Вт; б – проверка мощного транзистора с помощью омметра На рис. 1.4 приведен другой практический пример. Здесь выходным устройством является мощная интегральная схема. При измерении без сигнала нормальная температура радиатора составляет 25 °С. С другой стороны, при подаче сигнала и мощности на выходе 10 Вт нормальная температура теплоотвода составляет 61°С (см. табл. 1.1). Теплоотвод не прогреется сразу до рабочей температуры – в разных точках теплоотвода температура будет различаться. Микросхема с номинальной выходной мощностью 10 Вт при отсутствии входного сигнала и окружающей температуре 19°С имеет температуру корпуса 24°С и температуру радиатора 25°С. При подаче на вход сигнала и мощности на выходе 10 Вт температура корпуса возрастает до 62°С, а температура радиатора – до 61°С. 20 Цифровой вольтметр Рис. 1.4 Проверка температуры усилителя мощности на микросхеме (а), назначение выводов типичного усилителя – микросхемы с выходной мощностью 20 Вт (б) Несмотря на то что сравнительные измерения температуры дают больше всего информации при сравнении температур двух одинаковых ИС, полезные данные могут быть получены при сравнительном измерении температур неодинаковых микросхем, паспортная выходная мощность которых одинакова. Интегральные усилители мощности могут развивать на выходе мощность до 20 Вт и выпускаются в одиночном или сдвоенном исполнении. Большинство из них имеют внешний радиатор для отвода излишнего тепла и работает в классе В. Многие усилители мощности имеют автоматическую защиту ИС от перегрева. В них также включаются цепь защиты от перегрузок по напряжению и цепь короткого замыкания. Интегральные микросхемы. Большинство современного электронного оборудования разработано на специализированных интегральных микросхемах, которые обеспечивают работу многих отдельных устройств и элементов. Если вы имеете дело с отказавшей микросхемой без описания, то помните, что в общем используется 24 вида интегральных схем предварительных усилителей. Большинство встречающихся микросхем имеет плоский корпус с планарными выводами. Однако существуют микросхемы и с круглыми корпусами. Заметим, что такие микросхемы могут иметь от 7 до 16 выводов. Как показано ниже, в основном применяются микросхемы с плоскими корпусами двух главных типов. В большинстве случаев условное обозначение микросхемы отпечатано на корпусе. Если ремонтирующий имеет возможность заглянуть в справочник для идентификации каждого контакта микросхемы, то эта информация может оказаться очень полезной. В таком случае можно быстро «составить мнение» о схеме предусилителя и измерениями напряжений завершить решение задачи. Но может оказаться, что на корпусе не напечатано условное обозначение или же оно неразборчиво. Соответственно, к исследованию схемы предусилителя надо подойти более тщательно. Заметим, что в случае стереофонического предусилителя часто используются два одинаковых корпуса 21 ИС (один в правом, другой в левом канале). В таком случае сравнительные измерения напряжений часто точно определяют повреждение и помогают локализовать его. В случае микросхем SK3924/942 (типа К174УН15) предварительные усилители и правого и левого каналов содержатся в одном корпусе. Тем не менее описанный выше предварительный подход применяется отдельно к правому и левому каналам. Итак, встречаются ситуации, когда условное обозначение микросхемы не напечатано на корпусе или неразличимо. В аварийном состоянии может оказаться как работоспособный усилитель, так и неисправный. Основные подходы к решению этих проблем обсуждаются в гл. 2. Температура трансформаторов, резисторов, конденсаторов и диодов В некоторых случаях измерение температуры резисторов, конденсаторов, диодов и трансформаторов дает много информации. Как показано на рис. 1.5, каждая деталь имеет свою нормальную рабочую температуру. Эта температура либо может быть одной и той же как при наличии сигнала, так и без него, либо она изменяется при увеличении сигнала от нуля до полной паспортной мощности. Рис. 1.5 Оценка рабочих температур резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов, а также небольших диодов Предварительная проверка схем, содержащих резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, может быть проведена с помощью термопробника, когда электронный блок находится в состоянии покоя, т.е. сигнал на входе отсутствует. Термощуп может быть прикреплен к любой детали при помощи капли силиконовой смазки. Как правило, эти детали нормально функционируют примерно при одной и той же температуре в любом блоке электронной аппаратуры. Возьмем для примера 20-ваттный усилитель системы звукоусиления. При температуре окружающей среды 20°С температура мощного трансформатора составляет 24°С; конденсатора сглаживающего фильтра источника питания 23°С; оксидного развязывающего конденсатора 22°С; резисторов от 22 до 26°С; выпрямительных диодов 25°С. 22 Существенно повышенная температура указывает на нарушение, которое вызывает чрезмерное потребление тока. Пониженная температура указывает на повреждение, которое вызывает недостаток или отсутствие электрического тока. Нормальная рабочая температура диода зависит от тока, протекающего через него. Например, на германиевом диоде при протекании через него тока 1 мА происходит падение напряжения 277 мВ, и он имеет температуру 23°С (окружающая температура 21°С). Если же ток увеличить до 2 мА, то падение напряжения возрастает до 317 мВ, а температура – до 24°С. И далее, ток возрастает до 3 мА, падение напряжения достигает 337 мВ, температура повышается до 25°С. Отметим, что если диод разомкнут или короткозамкнут, его температура не будет отличаться от окружающей. При ремонте стереофонического усилителя можно получить дополнительные опытные данные, так как соответствующие детали в правом и левом каналах обычно работают практически при одной и той же температуре. Поэтому если сравнительное измерение температуры показывает, что данный элемент из левого канала работает при существенно большей или меньшей температуре, чем соответствующий элемент из правого канала, то ремонтник может сделать вывод, что произошла поломка. Связана поломка с правым или левым каналом, можно определить, руководствуясь следующими признаками. 1. Если ранее было установлено, что признаки неисправности относятся, например, к левому каналу, резонно сделать вывод, что элемент в левом канале с температурой, не соответствующей норме, и связан с отказом в цепи. 2. Слишком повышенная температура сама по себе является прямым указанием на отказ в схеме, например, небольшое сопротивление при работе имеет температуру около 60°С (вместо 20°С), что указывает на повреждение в схеме как моно-, так и стереоусилителя. 3. Когда и правый и левый каналы проявляют симптомы повреждения и температура соответственных элементов различна, то необходимо провести дополнительные измерения. Высокоскоростной измеритель разности температур Прибор, изображенный на рис. 1.6, а, позволяет определить, какая из пар соответствующих элементов работает при одинаковой температуре, а где температуры различаются. Например, один диод можно поместить на эталонную микросхему, а второй – на подозрительную микросхему. Если обе микросхемы работают при одинаковой температуре, то цифровой вольтметр покажет нули. С другой стороны, если микросхемы работают при разной температуре, то цифровой вольтметр покажет либо положительное, либо отрицательное напряжение. Преимущество измерителя разности температуры – быстрота работы с ним (рис. 1.6, б). Ремонтирующий не измеряет температуру каждой детали, 23 но только замечает, где она одинаковая (цифровой вольтметр показывает нули) и где разная (вольтметр показывает положительное или отрицательное напряжение). Для обеспечения надежности термического контакта между диодом и корпусом ИС можно использовать каплю силиконовой смазки. Рис. 1.6 Измеритель разности температур: а – устройство измерительного моста; б – пользование щупом измерителя разности температур Заметим, что батарея подключена так, что оба диода пропускают прямой ток в температурном мосту. Прямое сопротивление диода меняется при изменении температуры окружающей среды: внутреннее сопротивление диода уменьшается с ростом температуры. При изменении температуры какого-либо из диодов мост становится разбалансированным и разность напряжений отображается цифровым вольтметром. Эти измерения могут быть облегчены заменой цифрового вольтметра на вольтомметр для контроля напряжения разбаланса моста. Другими словами, легче следить за движением стрелки по шкале, чем за изменением цифр на экране цифрового вольтметра. При проверке микросхемы со сравнительно большим числом выводов зачастую важно проверять температуру в различных частях микросхемы. Другими словами, многокаскадная микросхема может иметь значительно отличающиеся температуры на входе, в середине и на выходе. Предварительное измерение температур лучше всего производить, помещая диодные щупы в средние части образцовой и проверяемой микросхем. Замечания о предварительных усилителях на интегральных схемах Вряд ли можно найти микросхему, которая используется в качестве предусилителя сама по себе. Наоборот, перед микросхемой обычно находится биполярный транзистор. Причиной этого является высокий 24 собственный уровень шумов микросхемы, а биполярный транзистор имеет сравнительно низкий уровень шума, особенно при низком напряжении на коллекторе. Типичные предварительные усилители этой категории используют микросхему с восемью контактами и маломощный входной транзистор. Такое устройство обеспечивает максимальный коэффициент усиления по напряжению около 1700, при этом выходная мощность составляет 0,2 Вт при напряжении на входе 1 мВ. Большая часть шумов в таком усилителе связана с входным каскадом, так как шумы входного каскада усиливаются всеми последующими каскадами. Последовательность измерений постоянного напряжения Измерения постоянного напряжения последовательно от одного каскада к другому проводятся главным образом для уточнения режимов транзисторов в каскадах, имеющих сбои в работе (или подозреваемых в этом). Как следует из табл. 1.1, измеренные значения напряжения могут иметь, а могут и не иметь смысла. И зачастую непонятно, какие из этих напряжений обусловлены дефектами схемы, а какие дефектами транзисторов (или тем и другим). Процедура обычно состоит в отсоединении транзистора от схемы для его испытания. (Обычно это производится выпаиванием транзистора из печатной платы или перерезанием проводников печатной платы с помощью бритвы. После завершения измерений перерезанные проводники можно восстановить маленькой каплей припоя.) Для проверки транзистора можно использовать как специальный тестер, так и обычный омметр. И хотя методика таких измерений ненова, но имеет большое значение и должна внимательно соблюдаться. В соответствии с рис. 1.7 транзистор проверяется отсоединенным от схемы с помощью омметра, как описано ниже. 25 Рис. 1.7 Проверка транзисторов с помощью омметра: а – прямое сопротивление между выводом базы и двумя другими выводами мало; б – между коллектором и эмиттером наблюдается меньшее сопротивление, когда напряжение омметра приложено к транзистору в прямом направлении; в – отсюда видно, почему следует «прозвонить» транзистор с неизвестными параметрами для идентификации выводов базы, эмиттера и коллектора 1. Измерить сопротивление между каждой парой выводов транзистора. 2. Определить вывод базы, учитывая, что низкие прямые сопротивления – между базой и эмиттером и между базой и коллектором (т.е. при измерениях А и Б). Высокое сопротивление наблюдается при измерении В. Средний вывод идентифицируется как база (рис. 1.7, а). 3. По полярности подключения выводов омметра при измерении прямой проводимости определить принадлежность транзистора к типу р-п-р или п-р-п. 4. По значению прямого сопротивления, исходя из опыта ремонтирующего, определить, из какого материала изготовлен транзистор. 26 5. Определить коллекторный и эмиттерный выводы, исходя из правила, что между этими выводами сопротивление меньше, если испытательное напряжение приложено в нормальном рабочем направлении (рис. 1.7, б). Проверка пальцем Если омметр не имеет мегаомного поддиапазона, то для выполнения пятого пункта приведенной выше методики следует провести проверку с помощью пальца. Другими словами, многие омметры не могут измерить очень высокое сопротивление между коллектором и эмиттером кремниевого транзистора. Однако для измерения сопротивления можно воспользоваться проверкой пальцем, невзирая на тип применяемого омметра. Для проведения такой проверки действуйте следующим образом. 1. Подсоедините выводы омметра к коллекторному и эмиттерному выводам транзистора (какой из них какой – пока неизвестно). 2. Зажмите вывод базы и какой-нибудь другой вывод между большим и указательным пальцами, создав тем самым вспомогательное нагрузочное сопротивление. Запишите значение сопротивления, показываемое прибором. 3. Теперь зажмите вывод базы и оставшийся вывод. Запишите показания прибора. 4. Поменяйте местами выводы омметра и повторите пп. 2 и 3. 5. Коллектором будет тот вывод, относительно которого прибор показывает наименьшее значение сопротивления при подаче части напряжения от источника прибора через делитель (палец) на вывод базы. Маленькая хитрость. Если ваша кожа очень сухая, а входное сопротивление вольтметра 1000 Ом, слегка смочите ваши пальцы для подачи достаточного напряжения на вывод базы. Цоколевка транзистора требует внимания. Проверяемый транзистор может иметь иную цоколевку, чем тот, с которым его сравнивают, хотя по внешнему виду они одинаковы. Забавный случай. Проверка показала, что у замененного транзистора выводы коллектора и эмиттера перепутаны. Более того, и цоколевка замененного транзистора была неправильной. Поэтому ремонтирующий должен иметь в виду, что цоколевка транзистора будет не такой, как ожидается. Всегда проверяйте цоколевку с помощью омметра! Описанная выше процедура относится к традиционным биполярным транзисторам. Иногда можно столкнуться с парой Дарлингтона, которая выглядит как обычные транзисторы. Однако пара Дарлингтона представляет собой составной транзистор. (Два транзистора изготавливаются на одном кристалле, у них общий коллектор, а эмиттер одного соединен с базой другого.) Следует также помнить, что биполярные транзисторы могут быть симметричными и несимметричными. Несимметричный транзистор имеет прямое сопротивление эмиттера более низкое, чем прямое сопротивление коллектора. С другой стороны, у симметричного транзистора прямое 27 сопротивление эмиттера равно прямому сопротивлению коллектора. Коэффициент усиления несимметричного транзистора резко уменьшается, если поменять местами вывод коллектора с выводом эмиттера. Напротив, коэффициент усиления симметричного транзистора при перемене выводов коллектора и эмиттера не изменяется. Некоторые типы электронных приборов используют фототранзисторы. С практической точки зрения, фототранзистор – обычный транзистор, за тем исключением, что сверху у него находится линза, служащая для освещения перехода база–эмиттер. В большинстве случаев используются выводы коллектора и эмиттера, а базовый вывод остается свободным. При работе фототранзистора типа п-р-п на коллекторе находится плюс, а на эмиттере минус. Если подключить к фототранзистору омметр, соблюдая полярность, то при попадании на фототранзистор света сопротивление коллектор– эмиттер сильно уменьшается. Учтите, что при проверке печатной платы, снятой с монтажной панели, следует предусмотреть изоляцию выводов монтажной панели и выступающих металлических частей изолентой. Такая изоляция предохранит от неожиданных коротких замыканий на металлизированной стороне печатной платы при ее вынимании. Печатная плата обычно соединена с различными ручками регулировки и переключателями с передней панелью, а также с общим проводом монтажной панели сравнительно короткими проводами. Случайные короткие замыкания представляют собой профессиональную опасность. Например, случайное короткое замыкание между монтажной панелью и проводниками печатной платы вывело из строя регулирующий транзистор в источнике питания, который пришлось заменять, чтобы продолжить ремонт. Полевые транзисторы В звуковой аппаратуре часто встречаются полевые транзисторы, и поэтому следует знать, как они применяются. Полевые транзисторы еще называют униполярными, в отличие от широко используемых биполярных (плоскостных) транзисторов. Если в схеме используется полевой транзистор, то скорее всего это полевой транзистор с изолированным затвором; он также еще называется МДП-транзистором исходя из его конструкции (металл-диэлектрикполупроводник). Обозначение МОП- или МДП-транзисторов на схеме показано на рис. 1.8. Помните об опасности статического электричества и перегрева. Для облегчения работы при замене дефектных полупроводниковых приборов желательно иметь под рукой соответствующий справочник. 28 Рис. 1.8 Стандартные полевые транзисторы: а – полевой транзистор с управляющим р-n-переходом; б – полевой МОП-транзистор, работающий в режиме обеднения; в – полевой МОПтранзистор, работающий в режиме обогащения; г – двухзатворный полевой транзистор; д – полевой транзистор с несимметричным каналом n-типа; е – другой вариант изображения; ж – двухзатворный полевой транзистор, работающий в режиме обеднения Полевые транзисторы с управляющим р-n-переходом являются сравнительно стойкими, и их можно испытывать почти так же, как и биполярные транзисторы. С другой стороны, полевой МОП-транзистор (полевой транзистор с изолированным затвором) подвержен влиянию статического электричества, где бы оно ни появлялось в цепи. Заземлите ваше запястье прежде, чем брать МОП-транзистор, заземлите жало вашего паяльника прежде, чем припаивать МОП-транзистор к плате. Используйте радиаторы как на биполярных, так и на полевых транзисторах для предотвращения перегрева. Порядок нумерации узлов На печатных платах усилителей под элементами и приборами часто пишут номера узлов. При ремонте без технического описания полезно помнить, что практически во всех случаях номера узлов начинаются с «1» для входных элементов и приборов, а затем последовательно увеличиваются 29 по схеме, самый большой номер соответствует узлу, к которому подсоединены выходные элементы. Прибор для проверки транзисторов без удаления их из схемы Такой прибор весьма полезен при ремонте без технического описания. Обеспечивает индикацию состояния (хорошо-плохо) проверяемого транзистора при весьма малом сопротивлении шунтирующей цепи (до 10 Ом) и довольно большой ее емкости (до 15 мкФ). Прибор еще и потому удобен в обращении, что его пружинные зажимы можно подсоединять к выводам транзистора в любом порядке (рис. 1.9). На практике если прибор индицирует неисправность, то проверяемый транзистор следует отделить от схемы и проверить его еще раз. Это может предохранить от браковки исправных транзисторов из-за незамеченной неисправности цепи, которая дала знать о себе при «внутрисхемной» проверке транзистора. Прибор выполняет следующие функции в процессе проверки транзисторов. 1. Определяет исправность биполярных и полевых транзисторов и тиристоров. 2. Определяет исправность диодов. Рис. 1.9 Лабораторный прибор для проверки транзисторов с удалением и без удаления из печатной платы 3. Идентифицирует базу, эмиттер и коллектор биполярного транзистора. 4. Идентифицирует затвор полевого транзистора. 5. Определяет полярность исправных устройств (п-р-п или р-п-р; п- или р-канал). 6. Идентифицирует катод-затвор-анод тиристора. 30 7. Определяет материал устройств (германий или кремний). 8. Измеряет IКнас или IБнас транзистора. 9. Измеряет ток стока насыщения и ток утечки затвора полевого транзистора. 10. Измеряет обратный ток утечки диодов, 11. Определяет, чем является устройство: биполярным или полевым транзистором или тиристором. Функциональный обзор микросхем для бытовой радиоэлектронной аппаратуры В электронной аппаратуре применяется множество интегральных микросхем, и полезно знать их основные функциональные типы. Некоторые интегральные схемы содержат всего несколько транзисторов, резисторов и диодов. В то же время микросхемы повышенной степени интеграции содержат десятки тысяч транзисторов в корпусе размером меньше почтовой марки. Желательно знать принципы работы интегральных схем и их использования в электронной аппаратуре. Микросхемы делятся на четыре больших класса: аналоговые, для бытовой аппаратуры, цифровые и схемы сопряжения. Например, в кассетном видеомагнитофоне содержатся все четыре класса интегральных схем. Можно выделить несколько подклассов: усилители, компараторы, преобразователи, демодуляторы и т.д. Можно провести и дальнейшее деление по специфичному назначению, как например, усилители класса А, дифференциальные или операционные, указывающее на способ применения в электронной аппаратуре. Аналоговые интегральные схемы (их еще называют линейными) на выходе обеспечивают сигнал, «похожий» на входной (подобный или аналогичный выходной сигнал). Другими словами, усилитель класса А является аналоговым устройством, и операционный усилитель – тоже аналоговое устройство. С другой стороны, несмотря на то что усилитель класса А является как аналоговым, так и линейным устройством, операционный усилитель (ОУ) может и не быть линейным устройством. Таким образом, если операционный усилитель используется в качестве усилителя звуковой частоты класса А, он является линейным и, конечно же, аналоговым прибором. Несмотря на это, если ОУ используется, например, как интегратор, то он будет лишь аналоговым, но никак не линейным прибором (в строгом смысле этого слова). Интеграл от входного напряжения не является линейной математической функцией. Цифровые интегральные схемы, конечно же, все являются нелинейными приборами. Теперь полезно рассмотреть основные параметры микросхем – усилителей класса А. 31 1. Коэффициент усиления. В зависимости от применения и типа исследуемого усилителя под коэффициентом усиления может подразумеваться одно из следующих понятий: коэффициент усиления по напряжению, коэффициент усиления по току, коэффициент усиления по мощности. Во многих усилителях класса А коэффициентом усиления можно управлять, изменяя постоянное управляющее напряжение. Обеспечить контроль коэффициента усиления можно с помощью потенциометра, соединенного с управляющим контактом микросхемы усилителя. 2. Частота (диапазон рабочих частот). Интегральные усилители класса А обычно имеют амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), начинающуюся с нуля. Однако верхняя граничная частота вместе с максимально допустимым коэффициентом усиления является важным функциональным параметром. Заметим, что ограничение номинальной рабочей частоты интегральной схемы не связано с ограничениями, налагаемыми внешней схемой, которые могут значительно видоизменить номинальный максимально допустимый коэффициент усиления всего устройства в целом. 3. Линейные искажения. Номинальное линейное искажение для интегральных схем класса А, как правило, определяется как максимально допустимая удвоенная амплитуда входного напряжения для данного устройства. В большинстве случаев коэффициент искажения выходного сигнала в рабочем режиме устанавливается изготовителем. Обычно это значение суммарного искажения гармонических составляющих. 4. Выходная мощность. Максимально допустимая выходная мощность интегральных усилителей класса А выражается либо в децибелах на точно определенной нагрузке, либо как удвоенная амплитуда напряжения на полном сопротивлении нагрузки. Начинающие могут заметить, что полное сопротивление нагрузки связано с тремя видами мощности. Произведение среднеквадратического (действующего) значения напряжения на полном сопротивлении нагрузки на среднеквадратическое значение переменного тока, протекающего через эту нагрузку, называется полной, вольт-амперной или кажущейся мощностью. Произведение кажущейся мощности на коэффициент мощности импеданса называется активной мощностью или резистивной, или синфазной. Заметим, что коэффициент мощности равен косинусу угла разности фаз напряжения, приложенного к импедансу, и тока, протекающего через него. И наконец, произведение кажущейся мощности на синус угла разности фаз напряжения и тока называется мнимой, реактивной мощностью, или квадратурной мощностью импеданса. Максимальная номинальная выходная мощность определяется по реальной (активной) мощности, развиваемой на полном сопротивлении нагрузки. 5. Шумы. Шум, производимый микросхемой, оценивается отношением сигнал-шум или коэффициентом шума. Этот параметр определяет 32 напряжение шума, генерируемое микросхемой при работе с определенным сопротивлением на входе. 6. Рассеиваемая мощность. Максимальная паспортная рассеиваемая мощность для микросхем-усилителей класса А измеряется милливаттами или ваттами и связана с повышением тепературы корпуса интегральной схемы при нормальной работе. Значение рассеиваемой мощности равно произведению напряжения питания на потребляемый ток. (Это рассеиваемая мощность в состоянии покоя, без приложенного сигнала.) Рассмотрим, как устроена микросхема. На рис. 1.10 показано устройство такой микросхемы – усилителя класса А. На эквивалентной схеме видно, что микросхема имеет два входа. Эти входы носят названия инвертирующего и неинвертирующего входов. Если звуковой сигнал подается на инвертирующий вход, то фаза выходного сигнала будет развернута на 180° по отношению ко входному. С другой стороны, если подать звуковой сигнал на неинвертирующий вход, то выходной сигнал будет синфазным по отношению ко входному. Эквивалентная схема также показывает, что входы микросхемы симметричны относительно общего провода. Далее видно, что микросхема обладает некоторым входным сопротивлением и некоторым выходным. Заметим, что микросхема питается от двухполярного источника. Из рисунка видно, что интегральная схема построена на дифференциальных усилительных каскадах (такое решение обеспечивает малый температурный дрейф нуля). Коэффициент усиления по напряжению очень большой на нулевой частоте, а затем уменьшается с ростом частоты. На практике такая микросхема обычно охватывается отрицательной обратной связью (через резистор часть сигнала с выхода микросхемы подается на ее инвертирующий вход). Отрицательная обратная связь снижает коэффициент усиления, но значительно расширяет частотный диапазон усилителя и существенно выравнивает его частотную характеристику. 33 Рис. 1.10 Устройство микросхемы, широко используемой в усилителях звуковой частоты: а – эквивалентная схема; б – принципиальная схема С ростом рабочей частоты паразитные емкости внутри микросхемы вызывают временной сдвиг (задержку) выходного сигнала по отношению ко входному. Хотя этот временной сдвиг не имеет значения для слушателя (фазовыми искажениями при звуковоспроизведении обычно пренебрегают), сдвиг по фазе становится проблемой при использовании обратной связи. Другими словами, если сдвиг по фазе становится достаточно большим, отрицательная обратная связь становится положительной, схема переходит в режим самовозбуждения и начинает генерировать. По этой причине для компенсации фазовой задержки предусматривают определенные меры. Как показано на эквивалентной схеме, в микросхеме предусмотрены выводы для подсоединения задерживающего конденсатора и выводы для опережающего конденсатора. Полезно заметить, что в бытовой электронике применяются микросхемы специального назначения. Эти микросхемы, по существу, представляют собой подсистему, предназначенную для замены нескольких типичных блоков в различной аппаратуре (обычно такой блок состоит из отдельных транзисторов, диодов и резисторов). Соответственно специальные микросхемы выпускаются для выполнения самых различных задач. В качестве примера можно назвать: 34 усилитель промежуточной частоты телевизионных и радиоприемников, систему автоподстройки частоты, усилитель звуковой частоты, стабилизатор напряжения, схему регулировки мощности. Усилитель промежуточной частоты содержит три дифференциальных усилительных каскада и встроенный стабилизатор напряжения. Микросхема работает с внешними компонентами и блоками, составляющими ЧМ-тюнер, настраиваемым входным преобразователем промежуточной частоты и частотным детектором, сопровождаемым усилителем звуковой частоты и громкоговорителем. Система автоподстройки частоты обычно состоит из четырех функциональных блоков: усилителя-ограничителя, балансного детектора, дифференциального усилителя и стабилизатора. Блок автоматической регулировки усиления не всегда входит в тюнер, а лишь в сложные модели. Балансный детектор состоит из четырех диодов. Такие микросхемы входят в состав и телевизионных приемников, фазодетекторных преобразователей и настраиваемых режекторных фильтров ПЧ. Усилитель звуковой частоты специального назначения обычно содержит четыре одинаковых независимых усилителя и используется в двухканальных предварительных усилителях в высококачественных устройствах. При таком использовании на каждый из каналов приходятся по две микросхемы усилителя. В современной электронной аппаратуре применяется много других специальных микросхем. О некоторых из них будет рассказано в следующих главах. Не имея описания аппаратуры, необходимо знать, для чего в данном блоке может служить данная микросхема. Возможности осциллографа В принципе, осциллограф – это вольтметр, показывающий меняющееся во времени напряжение. В свою очередь, с его помощью можно измерять частоту, фазу, длительность фронта импульса, помехи, период сигнала, длительность импульса, коэффициент заполнения, пиковые напряжения, среднее напряжение, коэффициент модуляции, время затухания, входные и выходные соотношения. Осциллографы бывают с автоматической и ждущей разверткой. Осциллографы с автоматической разверткой отвечают требованиям, предъявляемым к прибору при ремонте аналоговых схем. С другой стороны, осциллографы со ждущей и калиброванной разверткой необходимы при ремонте цифровой аппаратуры. Начинающему было бы полезно ознакомиться с устройством осциллографа со ждущей разверткой и широким частотным диапазоном (рис. 1.11). 35 Рис. 1.11 Современный полупроводниковый осциллограф: а – общий вид; б – выполняемые функции До подсоединения осциллографа полезно отключать питание 36 испытываемой печатной платы (особенно при проверке микросхем и плат с ними). Вызвано это тем, что почти невозможно избежать случайных замыканий; если питание будет подано, то результатом будет выведенная из строя микросхема. Понимание того, что отражается на экране осциллографа, очень полезно при ремонте аппаратуры без описания. Всякое искажение формы колебаний указывает на природу сбоя в работе схемы и может помочь определить неисправную деталь. Заметим также, что сигнал в электронной схеме имеет как переменную, так и постоянную составляющие. Если переключить осциллограф в режим одновременного измерения как переменного, так и постоянного напряжения, то сдвиг осциллограммы по вертикали покажет напряжение постоянной составляющей. 37 ГЛАВА 2. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЗВУКОВОЙ АППАРАТУРЕ Звуковой пробник Поиск неисправностей в электронной аппаратуре, не имеющей описания, значительно облегчается при наличии специализированных пробников2. К этой группе принадлежат как простейшие (но часто применяемые), так и сложные приборы получения качественной и количественной информации. Хотя для применения в лабораториях выпускаются сложные звуковые анализаторы, очень немногие звуковые пробники или пробники общего назначения доступны по цене техникам, любителям и экспериментаторам. Поэтому непрофессионалам приходится рассчитывать на свои возможности. К счастью, можно изготовить пробник с приемлемыми возможностями и самому, причем это не будет чрезмерно сложно. Простейшие типы таких приборов (рис. 2.1) можно сделать за считанные минуты, затратив время лишь на изготовление щупов. Как отмечено в табл. 2.1, главный блок пробника, включающий в себя усилитель с громкоговорителем, может быть дополнен децибелметром (вольтомметром), как показано на рис. 2.1. Такое устройство позволяет сравнивать уровни сигналов в контрольных точках. Заметим, что когда к миниусилителю подключен децибелметр, громкоговоритель не нужен. Иными словами, относительный уровень сигнала нельзя измерить с помощью громкоговорителя, и наоборот. Несмотря на то, что большинство вольтомметров имеет шкалу децибел для измерений при переменных токах, для такого применения они необязательно имеют диапазон измерения достаточно малых переменных напряжений. Иначе говоря, если наименьший диапазон измеряемых напряжений составляет 10 В (напомним, что практически все приборы измеряют среднеквадратическое, т.е. действующее, значение переменного сигнала, будь то ток или напряжение), менее половины шкалы будет задействовано при использовании вольтметра в комплексе с миниусилителем-индикатором. Поэтому при таких измерениях следует применять приборы, у которых наименьший поддиапазон составляет 2,5–3 В. Если требуется получить высокое входное сопротивление, между измеряемой схемой и миниусилителем включают эмиттерный повторитель Дарлингтона (составной транзистор, включенный по схеме с общим коллектором), схема приведена на рис. 2.1, а. Эмиттерный повторитель предпочтительнее размещать как можно ближе к щупу (обычно его монтируют в одном корпусе со щупом), чтобы расстояние от щупа до него было как можно меньше. Другими словами, получим проводник большого Под пробником подразумевается прибор для покаскадной проверки прохождения сигнала, который может быть весьма сложным. 2 38 сопротивления; суммарная емкость должна быть по возможности малой, чтобы избежать ослабления на высоких частотах. Не следует применять коаксиальные кабели, так как их емкость может создать дополнительную емкостную нагрузку, нежелательную для высокоимпедансной схемы. Рис. 2.1. Прибор для проверки путей прохождения сигнала со звуковой индикацией и устройством контроля уровня: а – конструкция устройства и схема эмиттерного повторителя Дарлингтона с высоким входным сопротивлением (резисторы делителя в цепи базы подбираются исходя из характеристик конкретных транзисторов); б – практический способ повышения чувствительности дБ-метра (вольтметр работает в режиме измерения переменного напряжения) Таблица 2.1 Пробники со звуковой индикацией (звуковые пробники) 39 Для качественной оценки частоты Для количественной оценки частоты * Усилитель с динамиком (рис. 2.1) * Усилитель с динамиком, дополненный дБ-метром (рис. 2.1) * «Тембровый» тестер (рис. 2.2) * Осциллограф * «Тембровый» тестер с анализатором искажений (рис. 2.3) * Двухтональный генераторпробник для поиска источника частотных искажений (рис. 2.4) * Записывающий пробник (базовый пробник и магнитофон для контроля работы неисправного прибора в течение определенного времени) * Базовый пробник со щупом на транзисторе Дарлингтона для проверки особо высокоомных цепей * Пробник сигналов ЗЧ с расширенным диапазоном (имеет гетеродин, чтобы сделать высокие звуковые частоты хорошо слышимыми) * Пробник сигналов низкой звуковой частоты (включает в себя модулятор) * Пробник со встроенным измерителем линейности для определения, производит ли схема значительные искажения *Пробник, дополненный записывающим вольтметром * Звуковой пробник со встроенным измерителем гармонических искажений для индикации коэффициента искажений в точке измерения Примечание. Записывающее оборудование очень полезно при поиске неисправностей в аппаратуре, работающей лишь временами. Возможность регистрации данных измерений позволяет контролировать аппаратуру сколь угодно долго без вмешательства обслуживающего персонала. В свою очередь, каждое появление сигнала на выходе будет зафиксировано в любое время. Полезно знать возможные причины прерывистой работы аппаратуры: 1) плохая пайка выводов; 2) сломанные, треснувшие или перегоревшие печатные проводники; 3) плохая металлизация отверстий или разъемов; 4) коррозия или усталость в местах пайки или повреждение защиты от *Программируемый звуковой проб- влаги; ник с возможностью проведения 5) неполадки внутри микросхем и ряда транзисторов, а также в последовательных измерений конденсаторах и резисторах Если искажения очень малы, можно увеличить громкость усилителя до тех пор, пока сигнал не будет отчетливо слышен. В практических конструкциях нередко используется двойной Тобразный мост, чья избирательность (он работает в качестве фильтра) 40 зависит от значений резисторов и емкостей. Если использовать детали с большими допусками на номинальные значения, то избирательность будет плохой. Одним из простых приемов достижения высокой избирательности при использовании деталей с большими допусками на номинальное значение является применение переменных или подстроечных резисторов вместо постоянных, что позволяет настроить фильтр. Когда фильтр тщательно собран и отлажен, основная гармоника практически полностью подавляется, вторая гармоника будет ослаблена примерно на 8 дБ, а третья – примерно на 6 дБ. Несмотря на то что эти остаточные гармоники отчасти ослаблены, регулятором громкости усилителя можно добиться компенсации потерь в монтаже RC-фильтра. Большинство тестеров имеют шкалу в децибелах для измерения относительных уровней переменных напряжений. ДБ-метр подсоединяется к выходу головного телефона миниусилителя. Заметим, что входное сопротивление 5 кОм не будет нежелательной нагрузкой для большинства схем, которые мы будем рассматривать. Однако при работе со схемой, содержащей МОП- (или МДП-) элементы, в качестве щупа следует применять эмиттерный повторитель, в результате чего входное сопротивление щупа возрастет по крайней мере до 500 кОм. Для повышения чувствительности дБ-метра служит пара миниатюрных трансформаторов звуковой частоты для согласования сопротивлений и повышения выходного напряжения миниусилителя с громкоговорителем (рис. 2.1, б). Заметим, что если бы мы не использовали трансформаторы, то миниусилитель не обеспечил бы полного отклонения стрелки тестера, даже если бы миниусилитель работал на полную мощность. С другой стороны, при введении в цепь трансформаторов полное отклонение стрелки тестера достигается и при сравнительно низком уровне выходного напряжения миниусилителя. Миниусилитель рассчитан на работу с нагрузкой 16 Ом, и каждый из трансформаторов имеет входное сопротивление 8 Ом (если вторичная обмотка нагружена на нагрузку 1 кОм). Таким образом, две последовательно соединенные первичные обмотки дают общее входное сопротивление 16 Ом (при условии, что последовательно соединенные вторичные обмотки нагружены сопротивлением 2 кОм). Входное сопротивление тестера в нашем примере составляет 2,5 кОм/В. Поэтому согласование сопротивлений весьма приблизительное. Однако улучшение чувствительности достаточно для того, чтобы применять этот способ. Если вы используете тестер с другими характеристиками и неудовлетворительной чувствительностью при измерении децибел, то лучше всего поэкспериментировать с различными типами трансформаторов звуковой частоты для определения наилучшего коэффициента трансформации. Эффективный прибор для поиска источника нелинейных искажений, выполняющий одновременно функции пробника с высоким быстродействием, можно получить, используя двойной Т-образный мост 41 (полосовой RC-фильтр). На практике используют образцовый сигнал частотой 1 кГц, и первоначально напряжение из проверяемой точки прикладывается ко входу высококачественного усилителя с громкоговорителем, что вызывает тональный сигнал в громкоговорителе. Затем между усилителем и проверяемой точкой схемы включают двойной Тобразный фильтр. При этом мы либо услышим звук из динамика, либо не услышим. Другими словами, если в схеме не возникают искажения, то применяемый RC-фильтр практически полностью ослабит контрольный сигнал частотой 1 кГц, и мы практически ничего не услышим. С другой стороны, если в схеме где-то возникают искажения, то мы услышим посторонний звук в динамике, и этот звуковой сигнал будет содержать все составляющие, вызванные искажением, такие как вторая, третья гармоники и т.д. Когда проверяется достаточно высокоомная цепь, сравнительно низкое входное сопротивление двойного Т-образного моста может создать нежелательную дополнительную нагрузку для проверяемой схемы. В таком случае следует включить перед фильтром эмиттерный повторитель, например, изображенный на рис. 2.1. Двойной Т-образный мост может быть изготовлен для подавления любой частоты. В стандартной конструкции R1-R2-2R0, С1-С2-С0 /2, R1=fC1/2 и подавляемая частота (частота режекции) fреж=R1C1/2 (pиc. 2.3, a). При расчете сначала желательно выбрать C1, а затем рассчитать соответствующее значение для R1. Далее рассчитывается значение частоты режекции, или же сначала задается значение R1С1 по известной частоте режекции и затем находится отношение R1C1. В практике поиска неисправностей двойной Т-образный мост применяется для устранения из цепей фильтров катушек индуктивности, особенно на низких частотах. Катушки индуктивности нежелательно применять в таких схемах из-за их размера и восприимчивости к внешним полям. Когда одновременно с двухтональным источником сигналов применяется пробник с достаточным усилением сигналов с частотами 100 Гц и 10 кГц, то такой комплект очень полезен для поиска источника частотных искажений в цепях и схемах звуковой частоты. Проверяющий может на слух оценить искажения сигналов низкой и высокой звуковой частоты. Большинство людей слышат звук частотой 10 кГц, хотя некоторые могут испытывать трудности. В таком случае контрольная частота может быть понижена до 8 или 9 кГц. Можно также применить более сложную аппаратуру, чтобы сделать слышимыми более высокие и более низкие контрольные частоты. 42 Рис. 2.2 «Тембровый» тестер для проверки прохождения сигнала f Рис. 2.3 Двойной Т-мост для быстрой проверки схемы, работающей с искажениями: а – соотношение между параметрами деталей и принципиальная схема; б – амплитудно-частотная характеристика (сигнал на выходе моста подавляется на резонансной частоте положительной обратной связи; частота режекции зависит от значений R и С; ширина провала в АЧХ зависит от соотношения между R1, R2 и R0) Двухтональный звуковой пробник Часто приходится сталкиваться с двумя типами искажений. 43 Амплитудные искажения оцениваются с помощью проверки тембра. Частотные искажения также выявляются при такой проверке, хотя можно произвести более информативные и быстрые измерения с помощью двухтонального звукового пробника. Такое устройство включает в себя пробник (рис. 2.2) и источник сигнала (рис. 2.4). Эффективность двухтональной проверки существенна при потере (зачастую значительной) баланса высоких/низких частот, что, как правило, связано с неисправностями в схеме, вызывающими частотные искажения. Рис. 2.4 Двухтональный источник сигнала звуковой частоты для использования совместно с двухтональным звуковым пробником Соотношение выходных уровней генераторов регулируется до необходимого баланса между высокими и низкими частотами при прямом подключении к звуковому пробнику. В выходную цепь можно включить потенциометр в 100 Ом, тем самым можно регулировать уровень сигнала без нарушения баланса между высокими и низкими частотами. Если при оценке контрольного сигнала с частотой 10 кГц также возникнут трудности, то в качестве образцового можно, например, выбрать сигнал с частотой 8 кГц. Такое изменение не внесет существенных ошибок и не повлияет на полезность метода баланса высоких/низких частот. Быстрая проверка по такой методике не может служить основанием для количественных выводов, она может только дать ответ на вопрос: «В данной контрольной точке искажения больше или меньше, чем в предыдущей точке?» Записывающий звуковой пробник Поиск неисправностей в аппаратуре с перемежающимися отказами отнимает очень много времени. Поэтому полезно использовать оборудование, экономящее как можно больше времени. Например, если 44 предварительный усилитель большую часть времени работает удовлетворительно, но иногда отказывает, а проверяющий после ремонта не совсем уверен, что он заменил нужный блок, то такой усилитель следует подвергнуть длительному испытанию, чтобы быть уверенным, что неисправность в самом деле устранена. Например, можно всю ночь просидеть над отремонтированным усилителем и прождать, не сломается ли он снова. Хорошую службу может сослужить записывающий звуковой пробник. Если сигнал вдруг пропадает, то включается запись, которая потом может быть проанализирована, когда вам будет удобнее. Магнитофон подключается к выходу на наушники миниусилителя звукового пробника так же, как и дБметр, изображенный на рис. 2.1. Если в последовательных точках усилителя, не работающего время от времени, включить два-три записывающих пробника, то можно легко найти неисправность. На практике, если контрольное устройство оставляется на длительное время без присмотра, желательно использовать катушечный магнитофон с большой катушкой. Также полезно установить на магнитофоне минимальную скорость, чтобы сделать ленту «как можно длиннее». Если предварительный усилитель большую часть времени не работает, но иногда вдруг начинает работать, используется несколько другая методика. В таком случае требуется наблюдение в течение длительного времени, предпочтительнее с использованием двух-трех записывающих пробников, чтобы сузить район поиска неисправности (каждый пробник подключается к отдельной точке). На практике желательно использовать магнитофон, включающийся от звука голоса, так как сигнал на выходе неисправного усилителя появляется лишь время от времени. В таком случае запись начнется лишь при появлении сигнала. Звуковой пробник высоких звуковых частот Как уже ранее отмечалось, подавляющее большинство людей не может слышать звук частотой много более 10 кГц. Очень немногие могут услышать звук частотой 15 кГц, а очень громкий звук частотой 20 кГц воспринимается главным образом как «ощущение давления». Так как большинство высококачественных усилителей рассчитаны на усиление сигналов частотой по крайней мере до 20 кГц, то требуется звуковой пробник, способный помочь обнаружить источник высокочастотных искажений в диапазоне от 10 до 20 кГц. Для этого подходит двухтональный звуковой пробник, обладающий гетеродинным эффектом. Можно использовать двухтональный пробник, изображенный на рис. 2.4: один генератор настраивается на частоту 20 кГц, а на другом устанавливается частота, к примеру, 19,5 кГц. Разностная частота 500 Гц может быть сделана хорошо слышимой с помощью подходящего нелинейного щупа, используемого вместе с обычным звуковым пробником (рис. 2.5). Относительная громкость резонансной частоты в разных точках схемы достаточно точно покажет, где происходят высокочастотные потери, и выведет на неисправность. 45 Рис. 2.5 Основная схема демодулирующего щупа для использования совместно с традиционным пробником при работе с очень высокими звуковыми частотами На рис. 2.5 приведена конкретная схема (см. также рис. 2.10) демодулирующего щупа для высокочастотного звукового пробника. Заметим, что частоты 20 и 19,5 кГц, используемые для проверки, неслышимы, но их разностная частота 500 Гц выделяется демодулирующим щупом и становится хорошо слышимой. Относительная громкость разностной частоты между двумя проверяемыми точками показывает реакцию схемы на сигнал частотой 20 кГц. Диод, примененный в схеме, – любой маломощный, но обязательно германиевый, так как он имеет преимущество перед кремниевым при малосигнальных измерениях, поскольку его потенциальный барьер почти в 2 раза меньше, чем у кремниевого. Заметим, что не следует использовать демодулирующий щуп при однотональных испытаниях. Применение демодулирующего щупа при обычных проверках прохождения сигнала невыгодно главным образом из-за внесения серьезных искажений. Более того, могут существенно возрасти внесенные потери. Другими словами, если производятся однотональные проверки работоспособности, следует использовать «прямой» (металлический стержень) или резистивный (или на эмиттерном повторителе Дарлингтона) щуп. Звуковой пробник низких звуковых частот Человеческое ухо плохо слышит (или совсем не слышит) как очень низкие, так и очень высокие звуковые частоты. Ввиду того, что высококачественные усилители имеют нижний частотный предел 20 Гц, необходим специализированный пробник, позволяющий проконтролировать прохождение сигналов частотой от 20 до 100 Гц. И, несмотря на то, что не каждое ухо может расслышать сигнал частотой 20 Гц, прибор все равно необходим, так как если такой сигнал относительно невелик, то очень трудно будет оценить его изменения между проверяемыми узлами. 46 Рис. 2.6 Простой и эффективный модулятор для использования при работе с очень низкими звуковыми частотами В качестве такого прибора используется конструкция, обладающая способностью модулировать колебания. Конкретная схема изображена на рис. 2.6. Два генератора звуковой частоты соединены параллельно, и с их общих выходов сигнал подается на маломощный германиевый диод. В итоге мы получаем сигнал частотой 500 Гц, амплитудно-модулированный сигналом частотой 20 Гц. Таким образом, амплитуда сигнала частотой 500 Гц возрастает и падает с частотой 20 Гц. На выходах генераторов звуковой частоты следует установить примерно одинаковый уровень, причем такой, чтобы избежать выхода диода и строя. Так что радиолюбитель будет оценивать уровень сигнала частотой 20 Гц в проверяемом узле по громкости сигнала частотой 500 Гц. Эффективность данного метода заключается в том, что восприимчивость человеческого уха к сигналу частотой 500 Гц очень высокая, а к сигналу частотой 20 Гц очень низкая. Такая конструкция используется вместе с одиночным звуковым пробником. Звуковой пробник с записывающим вольтметром Наблюдение за прерывистым сигналом в течение длительного периода времени становится более информативным, когда регистрируются подходящие данные, такие как, например, напряжение. Если подключить к звуковому пробнику соответствующую аппаратуру, можно регистрировать уровни постоянного или переменного напряжения (или и то и другое). В свою очередь, радиолюбитель может оставить временами работающий усилитель без присмотра на необходимое время и затем оценить записи. Контроль постоянного напряжения со звуковой индикацией Прибор для контроля постоянного напряжения показан на рис. 2.7. Такой тестер освобождает пользователя от необходимости контроля измерительного устройства при проверке работоспособности схемы и от экспериментальной замены компонентов или блоков устройства. Такой прибор очень полезен при проверке временами работающего устройства, когда наблюдение растягивается на неопределенный период времени. Можно 47 подключить прибор к ключевой точке схемы неисправного устройства и затем заняться другим делом. Позднее, когда устройство внезапно «оживет», об этом сообщит прерывистый звуковой сигнал. В схеме этого прибора в качестве генератора, контролируемого напряжением, выступает мультивибратор. Его выходные колебания становятся слышимыми с помощью миниусилителя. Период колебаний изменяется в широком диапазоне в зависимости от напряжения, приложенного к измерительным выводам относительно земли. При увеличении отрицательного напряжения растет высота тона. Таким образом, данное устройство служит почти вольтметром, который избавляет специалиста по сервису от необходимости визуального наблюдения в течение длительного времени. Рис. 2.7 Прибор для проверки постоянного напряжения (генератор, управляемый напряжением) со звуковой индикацией В данном устройстве можно применить любые подходящие по мощности (желательно маломощные с большим коэффициентом передачи) n-р-n-транзисторы, обеспечивающие необходимое сопротивление схемы. Так, резисторы в цепи баз транзисторов можно изменить для достижения необходимого отношения вход/выход. Отметим, что входное сопротивление этой схемы сравнительно мало и может повлиять на схему с высоким сопротивлением. Во избежание этого для повышения входного сопротивления устройства применяется эмиттерный повторитель Дарлингтона (или просто эмиттерный повторитель). Измерительное устройство постоянного напряжения с записью Устройство, изображенное на рис. 2.7, может работать как записывающий вольтметр, если дополнить его магнитофоном. При длительном наблюдении напряжения магнитофон располагают вблизи устройства. Это весьма полезно при проверке блока, работающего временами. Таким образом, проверяющему нет необходимости находиться вблизи контролирующего устройства, так как запись всегда можно проанализировать и позднее. 48 Если соединить выход миниусилителя не с громкоговорителем, а с входом магнитофона, то запись будет «бесшумной». Ну, а если использовать стереофонический магнитофон, то можно контролировать напряжение сразу в двух точках, присоединив выводы одного контролирующего устройства к входам правого канала, а выводы другого – к входам левого. Это очень полезная операция при сравнительных испытаниях работы сломавшегося и исправного блоков. Позже, при прослушивании записи, любое различие в тоне будет очень заметным. Эмиттерный повторитель для устройства контроля постоянного напряжения Как отмечалось ранее, входное сопротивление базового устройства контроля постоянного напряжения сравнительно мало. Соответственно при проверке схемы, обладающей высоким сопротивлением, может быть желательным повысить входное сопротивление по переменному току устройства контроля с помощью эмиттерного повторителя, схема которого приведена на рис. 2.8. Такая схема пригодна при работе с отрицательными напряжениями. С другой стороны, для контроля положительных напряжений следует применять эмиттерный повторитель, схема которого изображена на рис. 2.9, а. Рис. 2.8 Классический эмиттерный повторитель Дарлингтона с непосредственной связью: а – обеспечение очень высокого входного и очень маленького выходного сопротивления; б – распределение постоянного напряжения в цепи эмиттерного повторителя Дарлингтона Заметим, что земляная шина эмиттерного повторителя должна иметь тот же потенциал, что и земляная шина проверяемого устройства. Тем не менее земляная шина контролирующего прибора должна иметь тот же потенциал, что и эмиттер нижнего транзистора эмиттерного повторителя. Основное отличие данной схемы от схемы, изображенной на рис. 2.1, а, состоит в том, что та схема имеет связь по переменному току, тогда как данная схема имеет непосредственную связь. Эмиттерный повторитель работает как усилитель тока, его выходное напряжение немного меньше входного (на сумму падений напряжения на двух переходах база-эмиттер, т.е. примерно на 1,2 –1,4 В). Такая связь в 49 эмиттерном повторителе (соединенные таким образом транзисторы называют парой Дарлингтона или составным транзистором Дарлингтона, или просто составным транзистором) обеспечивает очень большой коэффициент усиления по току (порядка произведения коэффициентов передачи тока h21Э отдельных транзисторов, входящих в эту схему). Входное сопротивление эмиттерного повторителя очень велико. Поэтому, когда перед прибором для контроля постоянного напряжения стоит блок эмиттерного повторителя, можно производить измерения в схемах с очень высоким внутренним сопротивлением без опасения внести нежелательную нагрузку. Напомним еще раз, что данная схема пригодна для работы лишь с отрицательными постоянными напряжениями. Выходное сопротивление пары Дарлингтона очень мало (гораздо меньше, чем сопротивление в цепи эмиттера) за счет присутствующей отрицательной обратной связи. Хотя эмиттерный повторитель и является усилителем, но лишь по току, а вот напряжение он понижает. В данном примере (см. рис. 2.8, б) входное напряжение составляет 5,8 В, и оно снижается на выходе первого транзистора до 5,2 В. В свою очередь, 5,2 В на входе второго транзистора снижаются до 4,6 В на его выходе. Заметим, что эти падения напряжений не зависят от потенциалов на коллекторах транзисторов. Напряжение источника питания влияет только на верхний предел входного напряжения, при котором схема еще сохраняет работоспособность. Чтобы понять, почему входное сопротивление эмиттерного повторителя столь велико, рассмотрим следующие схемные соотношения. 1. Входное напряжение приложено между базой верхнего транзистора и землей. 2. Входной ток базы увеличивается в (h21Э) раз. 3. Увеличившийся входной ток вызывает сравнительно большое выходное напряжение, которое почти полностью компенсирует входное напряжение. 4. Таким образом, в схеме может протекать лишь весьма незначительный входной ток, и входное сопротивление, определяемое соотношением Uвх/Iвх, становится очень большим. Рис. 2.9 Схема эмиттерного повторителя Дарлингтона для контроля уровней положительного постоянного напряжения: а – принципиальная схема; б – схема с источником дополнительного смещения 50 На рис. 2.9, а представлена схема, очень похожая на ту, которая изображена на рис. 2.8, за тем исключением, что здесь применены n-р-nтранзисторы. В свою очередь, этот эмиттерный повторитель обеспечивает работу прибора для контроля положительного постоянного напряжения. Входное сопротивление очень велико. Заметим, что потенциал эмиттера нижнего транзистора становится более положительным при увеличении положительного входного напряжения. Соответственно земляная шина эмиттерного повторителя становится более отрицательной, когда входное напряжение становится более положительным. Практическое значение этого соотношения заключается в том, что этот эмиттерный повторитель должен иметь отдельный источник питания и его земля должна быть подсоединена к резистору 47 кОм (см. рис. 2.7). Следовательно, потенциал земляной шины в таком приборе контроля постоянного напряжения должен «плавать» (не должна быть использована общая земля между этим эмиттерным повторителем и прибором контроля постоянного напряжения). На выходе любого эмиттерного повторителя не будет никакого напряжения, пока переходы база-эмиттер не будут смещены прямо. Таким образом, существует нижний предел входного напряжения, который еще можно контролировать с помощью данной конструкции. Если, к примеру, требуется проконтролировать напряжение менее одного вольта, то необходимо в цепь базы включить дополнительный источник смещения EБ, как показано на рис. 2.9, б. Если EБ равно 1,5 В, то 1,2 В будет достаточно для прямого смещения переходов при нулевом выходном напряжении база-эмиттер и короткого замыкания входных проводников. При перемене полярности EБ такой подход справедлив и для схемы, изображенной на рис. 2.8. Прибор для контроля переменного напряжения с записью Если с перерывами начинает работать звуковой предварительный усилитель, то сигнал может и не исчезнуть полностью, он может стать ниже, составив, к примеру, одну вторую, одну десятую, одну пятидесятую своего нормального уровня. Зная, каково ослабление, проявившееся во время прерывания нормальной работы усилителя, можно сделать правильные выводы о причине и месте неисправности. Прибор для контроля переменного напряжения очень похож на аналогичный для постоянного напряжения, но содержит при этом дополнительную деталь – выпрямляющий щуп, схема которого приведена на рис. 2.10. Рис. 2.10 Выпрямляющий щуп для работы с прибором контроля 51 переменного тока с устройством записи Выпрямляющий щуп преобразует переменный сигнал в проверяемой точке в эквивалентный отрицательный постоянный пиковый сигнал для последующей подачи на эмиттерный повторитель. Прибор для контроля переменного напряжения может быть отградуирован тем же способом, что и прибор для контроля постоянного напряжения. Необходимо отметить, что тон при контроле переменного напряжения не будет возрастать прямо пропорционально с ростом уровня напряжения, в отличие от нарастания тона при контроле постоянного напряжения, так как выпрямительный диод является нелинейным устройством. Выпрямительный щуп, изображенный на рис. 2.10, обеспечивает выделение отрицательных полуволн напряжения звукового сигнала. Далее, выпрямленный сигнал с выхода щупа может быть подан на эмиттерный повторитель (см. рис. 2.8). Таким образом, прибор для контроля постоянного напряжения преобразуется в прибор для контроля переменного напряжения. Щуп без внешнего смещения пригоден для контроля напряжений больших, чем потенциальный барьер германиевого диода, по крайней мере, на 0,25В. Если необходимо проконтролировать низкие уровни переменного напряжения, то можно увеличить чувствительность щупа введением внешнего смещения через дополнительный резистор, изображенный на рис. 2.10 штриховой линией. Резистор смещения имеет большое сопротивление и подсоединен к любому подходящему источнику положительного постоянного напряжения. Конкретное значение этого резистора подбирается опытным путем по оптимальной чувствительности щупа к малым переменным сигналам. Основная классификация усилителей Усилители делятся на малосигнальные и большого сигнала, на маломощные и мощные. С точки зрения электрических измерений, это деление определяется, как показано на рис. 2.11. Почти все предварительные усилители имеют малосигнальный входной каскад и выходной каскад большого сигнала. Почти все усилители мощности имеют маломощный входной каскад и мощный выходной. Рис. 2.11 Основная классификация усилителей 52 Высококачественные усилители (так называемые HI-FI) отличаются от массовых усилителей тем, что коэффициент искажений у них не более одного процента в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. С другой стороны, массовые усилители имеют значительно больший коэффициент искажений и более узкий диапазон частот. Высококачественные усилители обладают малой неравномерностью частотной характеристики: ±1 дБ во всем частотном диапазоне. С другой стороны, массовые усилители имеют значительную неравномерность частотных характеристик. Отдельные «умельцы» проводят предварительную проверку аппаратуры с помощью отвертки, тыкая ею в трансформатор, чтобы убедиться в наличии напряжения. Это очень пагубный, а в случае мощного усилителя и опасный подход. Вы можете пострадать и сами, и вывести из строя усилитель уже окончательно, особенно его выходные каскады. Поиск неисправностей в маломощных усилителях на интегральных схемах Маломощные усилители звуковой частоты общего назначения на микросхемах имеют входной каскад на транзисторах и выходной на микросхемах. Таким образом, если нет технического описания, то мы видим просто комбинацию транзисторов и микросхем. Однако в том случае, когда в усилителе звуковой частоты можно пренебречь уровнем шума, обходятся без входного транзисторного каскада. Так например, на вход усилителя, работающего на наушники, поступает сравнительно большой сигнал, и по сравнению с ним можно пренебречь собственными шумами микросхемы. Если вышел из строя усилитель для наушников, то причиной этого обычно является неисправность в части микросхемы, работающей либо на левый, либо на правый канал. Дублирование усилителей позволяет выявить неисправность путем сравнительных испытаний (рис. 2.12). В схемах такого типа наибольшее подозрение вызывают электролитические конденсаторы, которые не так уж редко выходят из строя. Следующим наиболее вероятным виновником выхода из строя являются изношенные и разболтанные регуляторы громкости. Если, тем не менее, все навесные элементы выдержали проверку, логичным действием будет замена микросхемы. 53 Рис. 2.12 Схема типичного усилителя на интегральных схемах И в моно- и в стереоусилителях часто встречающейся неисправностью является недостаточная развязка различных каскадов. Результат этого – звучание с более или менее серьезными искажениями. В простых системах главной причиной недостаточной развязки являются конденсаторы фильтра источника питания. Когда искажения сопровождаются неприятным фоном переменного тока, наибольшее подозрение вызывают конденсаторы фильтра блока питания. В заключение несколько слов об усилителе, изображенном на рис. 2.12. Такой тип усилителей рассчитан в общем случае на обеспечение на выходе мощности порядка 1 Вт и снабжен устройством коммутации с АМ/ЧМприемником и наушниками. Шнуры наушников обычно снабжены сопротивлениями порядка единиц мегаом для стандартной частотной коррекции. Функциональный обзор микросхем Усилители на интегральных микросхемах класса АВ находятся в нормальном режиме, когда рабочая точка расположена ниже середины линейной части вольт-амперной характеристики микросхемы. Таким образом, половина выходного сигнала является линейным воспроизведением половины входного сигнала, но вторая половина выходного сигнала будет частично отсутствовать. Можно различать два подкласса класса АВ: АВ1 и АВ2. Для подкласса АВ2 характерно расположение рабочей точки микросхемы вблизи точки отсечки. А при работе микросхемы в режиме АВ1 рабочая точка располагается на 20-30% выше точки отсечки. Схемы классов АВ1 и АВ2 строятся по двухтактной схеме; искажения переходной области минимизируются в результате поочередной работы плеч двухтактной схемы. Для снижения искажений в схемы классов АВ1 и АВ2 вводят глубокую отрицательную обратную связь. Заметим также, что хотя 54 работа в классе АВ2 несколько более эффективна, нежели в классе АВ1, но ни один из этих классов по эффективности работы не может сравниться с работой микросхемы в классе В. Классы АВ1 и АВ2 широко используются в звуковых выходных каскадах, а также в специализированных микросхемах, предназначенных для работы с сервомоторами (к примеру, в видеомагнитофонах). Когда микросхема работает в классе В, то ее рабочая точка совпадает с точкой отсечки, в результате чего лишь половина периода входного напряжения преобразуется в напряжение на выходе. За исключением некоторых специализированных способов применения, схемы класса В строятся по двухтактному способу. В классической двухтактной схеме класса В переходные искажения всегда имеют место (так называемые искажения типа ступеньки) из-за того, что транзисторы входного каскада микросхемы имеют потенциальный барьер, и пока входное напряжение не достигнет 0,5– 0,7 В, входной ток протекать не будет, и соответственно ничего не будет на выходе. Другими словами, получаются как бы пробелы в токе коллектора. Следует запомнить, что искажения такого типа не поддаются исправлению путем введения отрицательной обратной связи, так как при отсечке ток коллектора равен нулю, выходное напряжение отсутствует и, следовательно, напряжение обратной связи равно нулю. (Хорошим способом избежать искажений типа ступеньки является задание начального смещения между базами выходных транзисторов путем введения источника стабильного напряжения необходимой величины, в результате чего суммарная передаточная характеристика выходных транзисторов станет практически линейной). Тем не менее при работе микросхемы в режимах АВ1 или АВ2 через коллекторы протекает больший или меньший ток, так что существует некоторое напряжение обратной связи. Соответственно искажения типа ступеньки при работе усилителя в классах АВ1 или АВ2 могут быть минимизированы путем введения глубокой отрицательной обратной связи, тогда как аналогичные искажения при работе в классе В не поддаются уменьшению путем введения отрицательной обратной связи, какой бы глубокой она ни была. Усилителями тока (эмиттерными или линейными повторителями) являются в основном усилители класса А с коэффициентом усиления по напряжению, который может достигать, но не может превосходить единицы. Интегральные схемы используются в линейных повторителях в качестве согласующих трансформаторов (имеют большое входное и малое выходное сопротивление). С технической точки зрения, повторитель является усилителем тока и на выходе обеспечивает почти такое же напряжение, что и на входе. Заметим, что, строго говоря, повторитель на микросхеме не является эмиттерным повторителем – только одиночный транзистор может работать как классический эмиттерный повторитель. Основные параметры: 1. Выходной ток. Номинальный выходной ток микросхемы определяет область ее применения и динамический диапазон. 55 2. Максимальная скорость нарастания выходного напряжения. Этот параметр важен при использовании микросхемы в сервосистемах, например, в кассетных видеомагнитофонах. Скорость нарастания выходного напряжения в современных микросхемах достигает сотен вольт в микросекунду. 3. Диапазон рабочих частот. Номинальный диапазон рабочих частот при работе микросхемы в линейном повторителе тот же, что и при работе ее в классе А. 4. Полный номинальный диапазон воспроизводимых частот. Этот параметр микросхемы в линейном повторителе определяет диапазон частот, в котором возможен максимальный рабочий ток. 5. Входное сопротивление. Входное сопротивление линейного повторителя на микросхеме обычно составляет мегаомы. 6. Выходное сопротивление. Выходное сопротивление линейного повторителя на микросхеме обычно менее 50 Ом. Следует помнить, что номинальное выходное сопротивление это выходное сопротивление самой микросхемы, а выходное сопротивление по переменному току равно параллельному соединению номинального сопротивления и сопротивления подключенной нагрузки. Дифференциальные усилители (типичным примером служит операционный усилитель) – это микросхемы, имеющие два входа. Один называется инвертирующим, а другой – неинвертирующим входом. Оба входа изолированы от земли одинаковым сопротивлением. Дифференциальный усилитель обычно является усилителем напряжения класса А. Микросхема усиливает разность напряжений между двумя входами (она подавляет синфазный сигнал). Основные параметры: 1. Коэффициент ослабления синфазного сигнала. Одна из основных входных характеристик. Достигает 100 дБ и более. 2. Диапазон входного синфазного сигнала. Этот параметр микросхемы определяет максимальные положительное и отрицательное синфазные напряжения, которые могут быть подавлены на входе микросхемы. 3. Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению. Характеризует усиление разности входных напряжений. 4. Диапазон рабочих частот. Номинальный диапазон частот, в котором устройство работает соответственно описанию. 5. Входное сопротивление. Номинальное сопротивление между двумя дифференциальными входами. 6. Входное напряжение смещения нуля. Обычно измеряется в милливольтах; показывает степень разбаланса между входами микросхемы. Диапазон рабочих частот усилителя на микросхеме представляет собой основную заботу для радиолюбителя. Когда присутствует глубокая обратная связь, то ширина диапазона часто является функцией глубины обратной связи. Например, максимально возможный коэффициент усиления микросхемы 100 дБ. Введение глубокой отрицательной обратной связи (в данном примере на рис. 2.13 – 85 дБ при нулевой частоте) снижает общий 56 коэффициент усиления до 15 дБ. Но зато значительно повышается верхняя рабочая частота, а введение обратной связи обеспечивает большую равномерность амплитудно-частотной характеристики. Рис. 2.13 Основная схема включения и типичная амплитудно-частотная характеристика операционного усилителя, используемого в звуковых системах Заметим также, что равномерность АЧХ зависит от соответствующего дополнительного условия в петле ОС. Так, петлевое усиление при нулевой частоте составляет 85 дБ, но при больших частотах стремится к нулю. Мы видим, что пока коэффициент петлевого усиления убывает, равномерность амплитудно-частотной характеристики сохраняется, и АЧХ стремится к нулю лишь при верхней граничной частоте. С практической точки зрения усилитель на микросхеме работоспособен вплоть до частоты, при которой коэффициент петлевого усиления начинает заметно убывать. Принципиальная схема и АЧХ усилителя на микросхеме обратной связью приведены на рис. 2.13. Видно влияние обратной связи (резистор R ОС) на формулу АЧХ. Проверка транзисторов с помощью осциллографа Некоторые специалисты предпочитают проверять транзисторы с помощью осциллографа. Существует много методов такой проверки, и выбор метода зависит от конкретных условий. Основным является метод, при котором с осциллографом используется транзисторный пробник, в котором тестовое напряжение нарастает ступенчато и, кроме того, имеется генератор напряжения развертки. В результате работы с таким пробником на экране осциллографа можно наблюдать семейство коллекторных характеристик (рис. 2.14, а). Наиболее распространенной причиной выхода транзистора из строя является пробой коллекторного перехода. В этом случае семейство коллекторных характеристик будет иметь вид, как на рис. 2.14, б. 57 2.14 Типичные семейства коллекторных характеристик: а – транзистор в нормальном рабочем состоянии; б – при чрезмерной утечке коллекторного перехода; в – схема подключения транзистора для проверки При поиске неисправностей в оборудовании без технического описания, конечно, невозможно знать все о его работе. Не все ясно в осциллограммах. Но знание схемы и ее работы, хотя бы приблизительное, а также умение разобраться в линиях на экране осциллографа дают ключ к нахождению неисправности, могут сэкономить вам много времени. Знание работы схем включает в себя знание эквивалентной схемы. Например, цепь, состоящая из резистора, соединенного последовательно с емкостью, имеет эквивалентную схему, состоящую из резистора, соединенного последовательно с индуктивностью. Если обе цепи имеют одинаковую постоянную времени, то их реакции на меандр или гармонический сигнал будут неразличимы. Так как RC-цепь имеет эквивалентную RL-цепь, то различные двух-, трехкаскадные RC-цепи обязательно содержат «скрытую индуктивность», и если значение добротности этой эквивалентной индуктивности более единицы, то RC-цепь будет «звенеть» и вырабатывать либо положительные, либо отрицательные выбросы на фронте импульса при подаче на вход схемы сигнала в виде меандра. Человек, хорошо знакомый с работой осциллографа, уже «имеет в виду» эти выбросы, и они не помешают ему разобраться в осциллограмме. Искаженные импульсы иногда будут «звенеть» слишком сильно, иногда – слишком слабо, а иногда вообще не будут «звенеть». 58 ГЛАВА 3. ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЗВУКОВОЙ АППАРАТУРЕ Сравнительная проверка стереоаппаратуры При поиске неисправностей в аппаратуре, не имеющей технического описания, детали этой аппаратуры обычно неизвестны. Полезно начинать проверку методом, не требующим знания ни номинальных напряжений, ни назначения данной схемы. К этой категории относятся сравнительные испытания. На рис. 3.1 показано, к примеру, каким образом с помощью цифрового вольтметра постоянного или переменного напряжения, играющего роль «мостика» между правым и левым каналами усилителя, можно очень быстро определить, между какими двумя точками существует хотя бы незначительная разница. 59 Рис. 3.1 Метод быстрой проверки для локализации неисправности в стереофонической системе На правый и левый каналы усилителя одновременно подается один и тот же моносигнал. В соответствующих точках каналов усилителя должны появиться одни и те же постоянные или переменные напряжения. В таком случае цифровой вольтметр при условии исправности схемы будет показывать нуль или почти нуль. Если схема неисправна, вольтметр покажет существенное напряжение между этими точками, и следовательно, в этом месте и находится неисправность. Если предварительный усилитель, проигрыватель и прочие части представляют собой отдельные блоки, убедитесь, что они выключены, несмотря на то, соединены ли они или нет. Иначе на выходном блоке может оказаться опасное высокое напряжение. Сравнительная проверка иногда возможна и с моноблоками. Попробуйте отыскать похожий работоспособный блок, который можно было бы использовать при сравнительной проверке. Если не удается подобрать похожий блок, то приходится обращаться к количественным измерениям, о чем будет рассказано в конце этой главы. Проверка с помощью омметра Целый ряд вольтметров пригоден для измерения различных категорий сопротивлений. Так, простой традиционный омметр измеряет омическое сопротивление резисторов или их комбинации, сопротивление прямо или обратно смещенного р-п-перехода, сопротивление утечки конденсатора и т.д. При измерениях значение приложенного контрольного напряжения может быть неизвестно, его и не надо знать. Такой класс вольтметров относят к разновидности мощных тестеров. Маломощные омметры обычно прикладывают между проверяемыми точками напряжение менее 0,1 В. Когда такой вольтметр используется, к примеру, для измерения сопротивления резистора, то он покажет то же значение, что и мощный омметр. С другой стороны, если попытаться измерить маломощным омметром сопротивление р-п-перехода какого-нибудь полупроводникового прибора, то он будет показывать режим холостого хода (конечно, если р-п-переход не пробит). Многие современные цифровые 60 вольтметры обеспечивают выбор мощного или маломощного режимов измерения сопротивлений. Сравнительный омметр для быстрых измерений Несмотря на то, что сравнительных омметров для быстрых измерений практически не бывает в продаже, радиолюбитель может легко «изобрести» свой собственный сравнительный вольтметр для быстрых измерений и сэкономить тем самым много времени при предварительном поиске неисправностей в аппаратуре, не имеющей технического описания. На рис. 3.2 изображен дополнительный резистивный мост, используемый при поиске разности значений сопротивлений в проверяемых блоках. Хотя нормальные детали имеют некоторый разброс параметров и, следовательно, омметр будет показывать ненулевое значение, но это значение будет очень мало, и, когда мы приблизимся к месту поломки, омметр покажет существенно отличное от нуля значение. Рис. 3.2 Способ быстрой сравнительной проверки сопротивлений при предварительном поиске неисправностей в аппаратуре без описания В большинстве случаев предпочтительно устанавливать контрольное напряжение омметра около 0,1 В. При этом обеспечивается маломощный режим измерений, и исправные р-п-переходы не смещаются. Поэтому такие предварительные измерения проводятся для лучшей ориентации в схеме, они помогают лучше судить, в каком месте схемы произошел сбой. Прибор, изображенный на рис. 3.2, позволяет производить сравнительные измерения сопротивлений в схемах с отключенными источниками питания. Он работает по принципу разбалансированного моста. Если контрольное напряжение Е составляет 1,5 В, то тестер работает в режиме мощного омметра, р-п-переходы полупроводниковых приборов открываются. С другой стороны, если выбрать значение Е порядка 0,1 В, то тестер будет работать в режиме маломощного омметра, и исправные р-п-переходы будут представляться разрывами цепи. Отметим, что блоки правого и левого каналов должны иметь общую шину земли. Хотя данный тестер может быть использован для получения цифровых значений сопротивлений и их последующего перевода в напряжения, первичное его назначение заключается только в качественной индикации: есть/нет сопротивления. 61 Омметр с автоматическим измерением внутреннего сопротивления Другой, не встречающийся в продаже полезный тип омметра изображен на рис. 3.3. Он работает с активной (с включенным питанием) схемой и является инструментом, позволяющим измерять динамическое внутреннее сопротивление, р-п-переходы полупроводниковых приборов смещены нормально, и их сопротивления входят в измеренное динамическое внутреннее сопротивление, хотя при нормальной работе у полупроводниковых переходов значения сопротивлений находятся в жесткой зависимости от смещения. Рис. 3.3 Схема измерения внутреннего сопротивления по переменному току (а); практическая схема источника постоянного тока 1 мА для транзисторных схем с малым сопротивлением (б) Можно сэкономить много времени, особенно в ситуации «черного ящика», измеряя динамическое внутреннее сопротивление подозрительной схемы в различных точках. Этот метод особенно полезен, когда подозрительный блок сравнивается с исправным аналогом. Под динамическим внутренним сопротивлением подразумевается сопротивление между какой-нибудь проверяемой точкой схемы с включенным питанием и землей. Такие измерения очень информативны, так как при них учитываются не только обычные сопротивления, но и сопротивления переходов проверяемой схемы. Динамическое внутреннее сопротивление не может быть измерено с помощью обычного омметра. Однако его можно измерить омметром с автоматическим измерением внутреннего сопротивления, схема которого изображена на рис. 3.3, а. Он работает следующим образом. 1. Когда щупы приложены в любой точке к исправной схеме, напряжение между этими точками заряжает конденсатор в 22 мкФ через сопротивление 100 кОм. 2. После переключения ключа от стабильного источника постоянного тока в проверяемую точку течет ток 1 мА. 3. Теперь цифровой вольтметр показывает разность между напряжением, существовавшим в данной точке схемы (и сохраненным на 62 заряженном конденсаторе) и изменившимся в результате протекания тока 1 мА в той же точке. 4. Когда цифровой вольтметр работает в диапазоне милливольт, то считанное с экрана значение (в омах) есть динамическое внутреннее сопротивление включенной схемы между проверяемой точкой и землей. Постоянный ток 1 мА для использования при тестировании полупроводниковых схем может быть получен, как показано на рис. 3.3, б, последовательным подсоединением к источнику напряжения 100 В резистора 100 кОм. Это очень практичная конструкция, так как подавляющее большинство схем на биполярных транзисторах имеет внутреннее сопротивление значительно меньше 100 кОм. Заметим, что компоновка, изображенная на рис. 3.3, имеет полярность, пригодную для проведения измерения в контрольных точках с отрицательным потенциалом. Если вам требуется измерить динамическое внутреннее сопротивление в точке с положительным потенциалом, следует изменить полярность источника постоянного тока. Необходимо отметить, что конденсатор емкостью 22 мкФ после переключения ключа будет продолжать медленно заряжаться от источника постоянного тока. Поэтому следует считывать цифры с вольтметра, как только ключ будет переключен. Неполярный электролитический конденсатор емкостью 22 мкФ можно изготовить из двух последовательно соединенных полярных электролитических конденсаторов емкостью 44 мкФ. Теперь чуть подробнее о принципе работы данного приспособления. Конденсатор играет роль устройства запоминания заряда, существовавшего в узле. Затем, после переключения контакта, через динамическое внутреннее сопротивление начинает протекать постоянный ток 1 мА. Это ведет к возрастанию напряжения на величину IкRвн, или на 0,001 Rвн, В, таким образом цифровой вольтметр показывает разность между накопленным на конденсаторе напряжением и его возросшим значением. Так как Iк = 1 мА, то цифровой вольтметр при работе в поддиапазоне милливольт укажет динамическое внутреннее сопротивление в омах. Переключатель представляет собой двухполюсную группу переключающих контактов. Предварительные усилители на интегральных схемах Прежде чем браться за ремонт предварительных усилителей на интегральных схемах без технического описания, полезно знать общие принципы их построения и работы. Простейшая компоновка была рассмотрена ранее, а на рис. 3.4 приведена схема более сложного предварительного усилителя. Эта схема включает в себя регуляторы тембра высоких и низких частот и регулятор баланса в дополнение к регулятору громкости. Путь сигнала начинается с входных разъемов через микросхему на регуляторы тембра. Далее сигнал проходит через регуляторы громкости и баланса и снова возвращается в микросхему. После этого сигнал подается на выходные разъемы устройства. 63 Рис. 3.4 Схема типичного предварительного усилителя на микросхеме Соответственно при нормальной работе уровень сигнала выше на регуляторах тембра, чем на входе. Естественно, на выходе уровень сигнала выше, чем на регуляторах тембра. Если же усилитель неисправен и на выходе слабый сигнал, то необходимо определить, что является причиной выхода из строя: микросхема или внешние элементы. Не вдаваясь в подробности, укажем, что в первую очередь следует проверить электролитические конденсаторы. Изношенные и (или) разболтанные регуляторы громкости также должны быть проверены. Если же навесные элементы схемы выдержали проверку, то, по логике, причиной выхода из строя является микросхема. Как показано на рис. 3.5, максимально возможный коэффициент усиления по напряжению стандартного предварительного усилителя составляет 2500 раз и более, или, что то же самое, 69 дБ (без учета входного и выходного сопротивлений). Предварительные усилители и на микросхемах, и на дискретных элементах в общем случае состоят из трех каскадов (входного, предоконечного и выходного). В высококачественных предварительных усилителях для снижения искажений до 1 % и менее применяют значительное количество отрицательных обратных связей. Если на выходе усилителя искажения чрезмерно велики, то причину следует искать среди конденсаторов и резисторов в цепях обратных связей. 64 Рис. 3.5 Высококачественный предварительный усилитель Как видно из рис. 3.5, первый каскад предварительного усилителя работает со сравнительно низкими коллекторными напряжениями для уменьшения шумов схемы (низкое напряжение на коллекторе не является признаком выхода из строя). Третий каскад предварительного усилителя часто выполнен по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель); коэффициент усиления по напряжению третьего каскада меньше единицы, но обеспечивается усиление по мощности и согласование сопротивлений. В случае схемы с непосредственными связями такая структура является ярким примером схемы с обманчивыми свойствами, особенно при измерениях по постоянному напряжению. Малое изменение напряжения смещения в первом каскаде проявится как большое изменение во втором каскаде и еще большее – в третьем, т.е. если в подозреваемом каскаде не найдено никаких нарушений, то необходимо проверить предыдущий каскад. Некоторые способы поиска неисправностей в предварительных усилителях на дискретных элементах В предварительном усилителе обычно перед каскадом на интегральных схемах находится каскад на дискретных элементах, либо весь предварительный усилитель может быть построен на дискретных элементах. Почти у всех дискретных каскадов при нормальной работе выводы транзисторов имеют либо положительный, либо отрицательный потенциал относительно земли. Большинство каскадов работает по схеме с общим эмиттером. Если каскад собран по схеме эмиттерного повторителя, то потенциалы выводов транзисторов в такой схеме также будут либо положительными, либо отрицательными относительно земли. Исключением из вышеизложенного правила является каскад по схеме «общая база». В этом случае при нормальном функционировании потенциал эмиттера будет противоположен потенциалу коллектора. Однако каскады по схеме «общая база» редко используются в схемотехнике предварительных усилителей. В усилителях мощности каскады «общая база» встречаются довольно часто. При поиске неисправности в цепях смещения предварительного 65 усилителя важно помнить, что, как показано на рис. 3.6, транзисторы имеют потенциальный барьер если напряжение база-эмиттер меньше этого потенциального барьера, то ток коллектора при нормальных условиях равен нулю. Для исправного германиевого транзистора этот потенциал составляет 0,2-0,3 В, а для исправного кремниевого 0,6-0,7 В. Рис. 3.6 Ток через р-п-переход в полупроводниковом приборе не будет протекать до тех пор, пока прямое напряжение смещения не превысит потенциальный барьер Из-за существования в цепи база-эмиттер потенциального барьера транзистор в нормальном состоянии обратно смещен на доли вольта. Это присущее транзистору обратное напряжение смещения препятствует протеканию коллекторного тока и является основой для быстрых измерений с выключением. Значения потенциального барьера разных конструкций транзисторов различны; потенциальный барьер также является функцией температуры и определяется для комнатной температуры (25 °С). Звуковой пробник для проверки полного сопротивления Чрезвычайно полезный звуковой прибор для быстрых измерений показан на рис. 3.7, а. Это звуковой пробник для первичной проверки полного сопротивления. Он не измеряет полное сопротивление по переменному току в омах, а сравнивает полные сопротивления по переменному току в идентичных узлах в проверяемом и в аналогичном работоспособном усилителях. Пример практического применения звукового пробника сопротивлений приведен на рис. 3.7, б. Такой пробник полезен для выявления пробитых конденсаторов. Заметим, что конденсатор не обязательно должен быть полностью пробит, чтобы быть выявленным звуковым пробником сопротивлений. К примеру, если электролитический конденсатор потерял половину своей емкости или на нем рассеивается ненормально высокая мощность, полное сопротивление цепи изменится, и звуковой пробник сопротивлений при быстрых сравнительных измерениях укажет на это изменение. 66 Рис. 3.7 Звуковой пробник полного сопротивления: а – схема устройства; б – пример использования Цифровой вольтметр при данном включении работает в диапазоне измерения переменных напряжений. На выходе генератора звуковой частоты установлен сигнал частотой 1 кГц, а его уровень задается в пределах 2-3 В при разомкнутых выводах. Амплитуда переменного напряжения между проверяемым узлом и землей не должна превышать 500 мВ во избежание включения переходов и искажения результатов измерения. В интегральной схеме (рис. 3.7, б) сигнал звуковой частоты подается на громкоговоритель через электролитический конденсатор и резистор. (Звуковой пробник сопротивлений пригоден также для проверки и других типов электронных схем.) В данном примере громкоговоритель не издает звук. Все постоянные напряжения на выводах микросхемы имеют смысл при сравнительных измерениях. Несмотря на это, при подключении звукового пробника сопротивлений к точке Х цифровой вольтметр показывает, что в «плохом» усилителе сопротивление гораздо выше, чем в «хорошем»: в «плохом» 56 мВ, в «хорошем» 5 мВ (при разомкнутой цепи цифровой вольтметр показывает 2,75 В). Сравнительно высокое переменное напряжение в «плохом» усилителе указывает на то, что сопротивление между точкой Х и землей ненормально велико. В таких схемах главное подозрение должен вызвать электролитический конденсатор. При подаче напряжения сигнала на входы микросхемы DA1 с помощью вольтметра переменного напряжения убеждаемся, что сигнал имеется слева от конденсатора С и отсутствует справа от него. Поэтому радиолюбитель может сделать вывод, что конденсатор является причиной разрыва цепи. После замены конденсатора динамик возобновит звучание. Наиболее важные измерения постоянного напряжения Из всех напряжений в схеме наиболее значительным при предварительной проверке является напряжение между коллектором и землей. Практический пример приведен на рис. 3.8. Это классическая схема «общий эмиттер» с обратной связью по напряжению и току и с 67 коллекторным смещением. В данном примере рассматриваются две общие причины выхода из строя: значительная утечка через коллекторный переход и обрыв цепи коллекторного перехода. Можно измерить постоянные напряжения между базой и землей, между эмиттером и землей и между коллектором и землей. Как отмечено на рис. 3.8, напряжение база-земля во всех трех случаях (нормальное функционирование, утечка, обрыв) меняется незначительно: 0,55 - 0,556 - 0,522 В. Подобная ситуация наблюдается и при измерении напряжения эмиттер-земля: 0,01 - 0,006 - 0,001 В. С другой стороны, напряжение между коллектором и землей меняется весьма существенно по сравнению с нормальным значением: 3,75 – 1,02 – 9,22 В. Каждый радиолюбитель рано или поздно сталкивается с необходимостью разорвать цепь в каком-нибудь месте для проведения измерений. Знакомым примером является шунтирующее сопротивление эмиттера, когда напряжение эмиттера далеко от нормы и измеренное сопротивление составляет доли нормального значения. В таком случае невозможно Рис. 3.8 Пример изменений уровней постоянного напряжения, вызванных наиболее общими причинами выхода транзистора из строя решить, что является причиной поломки: сопротивление эмиттера или шунтирующий конденсатор. Наиболее простым способом разорвать цепь является аккуратное разрезание проводника печатной платы, соединяющего резистор с конденсатором, с помощью обыкновенного бритвенного лезвия. После этого проводятся заключительные измерения для определения неисправной детали. Затем неисправный элемент заменяется, а печатный проводник восстанавливается с помощью небольшой капли припоя, нанесенной на место разреза. Рассмотрим утечку через выходной разделительный конденсатор (рис. 3.8), которая может вызвать либо ненормально высокое, либо ненормально низкое напряжение смещения транзистора в зависимости от уровня напряжения на предыдущем каскаде. При этом может очень существенно понизиться напряжение на коллекторе. В общем случае нелегко заключить, 68 является ли нестандартное напряжение результатом утечки через разделительные конденсаторы или же оно вызвано другими причинами, например вышедшими из строя сопротивлениями или неисправными транзисторами. И опять здесь наиболее разумным будет разрезать печатный проводник лезвием в месте подсоединения конденсатора к остальной схеме. Возможные причины искажений Рассмотрим каскад на паре транзисторов, представленный на рис. 3.9. Это маломощный усилитель, так как он обеспечивает мощность в нагрузке менее 1 Вт. Признаком неисправности являлись искажения – наиболее неприятные при малых уровнях громкости и менее сильные при больших уровнях громкости. Измерения постоянного напряжения на выводах транзисторов выявили следующие факты. 1. Напряжение между базой и эмиттером транзистора VT2, которое должно быть порядка 0,6 В, при измерении составило лишь малые доли вольта. (Очевидно, искажения были вызваны смещением.) 2. Во время контроля напряжения смещения при подаче на входы усилителя сигнала, изменяющегося по заданной программе, наблюдалась зависимость напряжения смещения от уровня сигнала. Вероятно, напряжение смещения меняет свою полярность. Рис. 3.9 Пример поиска причины искажений (пробитый диод) 3. Проверка показала отсутствие напряжения на диоде VD1. Очевидно, что диод пробит. После замены диода работоспособность схемы восстановлена. Быстрая проверка конденсатора на утечку При поиске неисправностей без технического описания предпочтение 69 следует отдавать таким методам быстрых измерений, которые не заставляют вдаваться в подробности устройства схемы, а не тем, которые требуют дополнительных расчетов. К примеру, желательно владеть методом, позволяющим определить, развязывающий или разделительный конденсатор является причиной утечки. Приведенный ниже способ быстрой проверки подозреваемых конденсаторов на утечку не требует ни знания значений сопротивлений или емкости, ни схемы, в которую входит данный конденсатор. Этот способ основывается на следующих принципах. 1. Если конденсатор исправен, то приложенное к нему постоянное напряжение не вызывает тока в проводнике, соединяющем конденсатор с остальной схемой. 2. Если конденсатор имеет утечку, то под воздействием приложенного к нему постоянного напряжения в проводнике, соединяющем конденсатор с остальной схемой, появится больший или меньший постоянный ток. 3. Когда через конденсатор протекает постоянный ток, то существует, по крайней мере, небольшое падение напряжения между его выводами, обусловленное наличием внутреннего сопротивления. 4. Достаточно чувствительный вольтметр постоянного напряжения покажет, протекает или не протекает постоянный ток через конденсатор. На рис. 3.10 показан способ проверки разделительного конденсатора на наличие падения напряжения IR путем подключения выводов миниусилителя к различным точкам вдоль проводника, соединяющего конденсатор с остальной схемой. На практике желательно из двух проводников выбирать более длинный, чтобы точки подключения миниусилителя были разнесены на возможно большее расстояние – в результате этого будет обеспечена большая чувствительность индикатора. Такая методика пригодна для любых конденсаторов в звуковых системах, так как исправный конденсатор не проводит постоянный ток. Рис. 3.10 Способ быстрой проверки электролитического конденсатора на утечку Из рис. 3.10 видно, как подключаются выводы миниусилителя к проводнику, соединяющему конденсатор с последующей схемой. Исправный разделительный конденсатор представляет собой разрыв для постоянного тока, так что в проводнике тока нет, хотя постоянное напряжение 70 присутствует. Если в конденсаторе нет утечки, то при прикосновении выводами миниусилителя к проводнику, ведущему к конденсатору, динамик миниусилителя не издаст щелчка. С другой стороны, если в конденсаторе имеется утечка, динамик миниусилителя издаст хорошо слышимый щелчок. При испытаниях регулятор громкости миниусилителя должен находиться в положении максимума. Хотя в данном примере проверялся правый проводник, к тем же результатам приведет проверка левого проводника. Необходимо отметить, что разделительный конденсатор миниусилителя должен быть в рабочем состоянии. Иначе утечка через этот конденсатор сведет на нет результаты всех проверок. Быстрая проверка на емкостные потери У электролитических конденсаторов, используемых для развязки или разделения каскадов, со временем появляются емкостные потери (растет коэффициент потерь). Поврежденный конденсатор уже не представляет собой фактического короткого замыкания для переменного тока, но является существенным реактивным или полным сопротивлением для проходящего переменного сигнала со сравнительно большим ослаблением на низких частотах. Если предполагается неисправность такого рода, то можно легко произвести быструю проверку, как это показано на рис. 3.11. К выводам конденсатора подключают цифровой вольтметр переменного напряжения и подают на усилитель сигнал частотой 20 Гц. Если цифровой вольтметр покажет значительное напряжение, то радиолюбитель может сделать вывод, что конденсатор вышел из строя. (Частота 20 Гц выбрана потому, что номинальный частотный диапазон высококачественного усилителя лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц.) Рис. 3.11 Значительная часть напряжения сигнала падает на разделительном конденсаторе, если его емкость недостаточна или он имеет высокий коэффициент мощности Измерения по такому методу позволяют определить, существует ли значительное падение напряжения на разделительном конденсаторе при прохождении через него сигнала с низшей номинальной частотой для данного усилителя. Если конденсатор в исправном состоянии, то падение напряжения будет практически незаметно. Если цифровой вольтметр 71 переменного напряжения не имеет встроенного разделительного конденсатора, то следует использовать, как это показано на рис. 3.11, навесной разделительный конденсатор во избежание появления ложных показаний изза наличия на проверяемом конденсаторе падения постоянного напряжения. Предварительный усилитель для вольтметров постоянного напряжения и переменного напряжения звуковой частоты Хотя современные вольтметры обладают сравнительно хорошей чувствительностью, иногда требуется более чувствительный прибор, особенно при проверке маломощных схем. Ниже рассказано, как можно легко и быстро собрать такой усилительный прибор, который позволяет повысить чувствительность измерений в 100 раз. Например, когда используется вольтомметр со входным сопротивлением 20 кОм/В, такой предварительный усилитель обеспечивает чувствительность 50 мкВ. При использовании вольтомметра с сопротивлением 50 кОм/В обеспечивается чувствительность 25 мкВ. Рис. 3.12 Операционный усилитель: а – назначение выводов; б – условное обозначение Предварительный усилитель общего назначения, который может быть использован вместе с вольтметром, можно собрать из радиоконструктора. Назначение выводов микросхемы, входящей в состав такого усилителя, показано на рис. 3.12, а. Предварительный усилитель, собранный на данном операционном усилителе по схеме, приведенной на рис. 3.13, имеет коэффициент усиления по напряжению, равный 100. Питается микросхема от источника питания ± 9 В. Рекомендуем обратить внимание на следующее. 1. Коэффициент усиления по напряжению данного усилителя равен отношению сопротивления обратной связи ко входному сопротивлению (1 МОм/10 кОм). Для получения точно 100-кратного усиления рекомендуется использовать сопротивления с допуском на номинальное значение не более 1%. 72 2. Вывод 2 микросхемы (рис. 3.13, а) является «фактической землей» из-за значительной глубины обратной связи. В свою очередь, входное сопротивление усилителя составляет 10 кОм. 3. Выходное сопротивление операционного усилителя приблизительно 75 Ом. Соответственно операционный усилитель может работать на любой вольтметр. Операционный усилитель имеет максимальный коэффициент усиления в 200 000 раз. Однако он всегда работает с отрицательной обратной связью достаточно большой глубины, так что коэффициент усиления по напряжению всего устройства гораздо ниже, например 100, как в нашем случае. Операционный усилитель запитывается от двухполярного источника постоянного напряжения со средней точкой. В большинстве случаев входное напряжение прикладывается между инвертирующим входом (вывод 2) и землей. Выходное напряжение снимается между выводом 6 и землей. Рис. 3.13 Типичный операционный усилитель: а – одна из схем включения; б – принципиальная схема операционного усилителя Если не принимать соответствующих мер, то выходное напряжение операционного усилителя не будет оставаться постоянно равным нулю. Такое явление называется дрейфом нуля. Напряжение смещения нуля сокращается при помощи корректирующих резисторов сопротивлением 10 и 15 кОм. 73 На рис. 3.13, б приведена типовая схема операционного усилителя. Видно, что во входном каскаде применены параллельно-балансные каскады. Имеются два входа: инвертирующий и неинвертирующий, такой каскад называют еще дифференциальным. Промежуточный каскад называется иногда преобразовательным усилителем. Выходной каскад называется выходным усилителем. Отметим, что операционный усилитель имеет чрезвычайно высокое входное сопротивление и очень низкое выходное. Почти всегда операционный усилитель используют с большим количеством отрицательных обратных связей, и общее входное сопротивление существенно снижается. Этот пример из области микросхемотехники указывает на одно важное обстоятельство: проследить за работой интегральной схемы гораздо сложнее, нежели разобраться в работе схемы на дискретных элементах. Таким образом, при работе с устройством, содержащим микросхемы, проще заботиться об относительных значениях напряжений и сопротивлений, не задумываясь о принципе работы микросхемы. Вернемся к проблеме дрейфа нуля. Для установки на выходе предварительного усилителя нуля соедините между собой входы и произведите следующие незначительные регулировки. 1. Начните с установки на подстроечном резисторе в 15 кОм значения 10 кОм или чуть больше. 2. Отрегулируйте резистор в 10 кОм так, чтобы на выходе было нулевое напряжение. 3. Если не удается точно выставить на выходе нуль, то подрегулируйте подстроечным резистором в 15кОм. Такая точная настройка достаточно критична, и вам может показаться желательным обеспечить и верньерную регулировку. Например, можно последовательно к подстроечному резистору в 15 кОм добавить переменный резистор в 1 кОм. Такую же операцию можно проделать и с подстроечным резистором в 10 кОм. Для окончательного обнуления напряжения смещения нуля можно использовать блок милливольтового смещения, который включается последовательно с земляным выводом вольтметра. Схема блока милливольтового смещения приведена на рис. 3.14. Хотя этот блок добавляет почти 250 Ом к сопротивлению земляного проводника вольтметра, это никак не скажется на точности измерений ввиду того, что входное сопротивление цифрового вольтметра составляет 10 МОм. Рис. 3.14 Способ обеспечения смещения в несколько милливольт для 74 окончательной установки нуля на выходе предварительного усилителя Рассмотрим измерение напряжения в том случае, когда операционный усилитель подсоединен к обычному цифровому вольтметру. Операционный усилитель увеличивает чувствительность в 100 раз, таким образом, цифровой вольтметр может измерять напряжения вплоть до 10 мкВ. Другими словами, показания 1 мВ соответствуют напряжению 10 мкВ. Радиолюбитель не должен ожидать от цифрового вольтметра с операционным усилителем на входе нулевых показаний при короткозамкнутых выводах на всех поддиапазонах. Например, прецизионный цифровой вольтметр может показывать при замкнутых выводах 0,1 мВ (вместо 000,0), а обычный цифровой вольтметр может показывать 1 или даже 2 мВ (вместо 000) при короткозамкнутых выводах. Другими словами, совершенно исправный цифровой вольтметр может показывать небольшое напряжение смещения при короткозамкнутых выводах. Тем не менее в любом случае показания цифрового вольтметра при короткозамкнутых выводах могут быть легко установлены на нуль с помощью предварительного усилителя, как было описано выше. Процедура обнуления сводит на нет любое остаточное напряжение смещения не только в предварительном усилителе, но также и в цифровом вольтметре. Быстрая проверка на сдвиг фаз В ряде случаев полезно знать, имеется ли между двумя точками схемы сдвиг фаз. Схема такого портативного прибора для быстрой проверки приведена на рис. 3.15. Он состоит из пары уже знакомых нам миниусилителей. Проверка фаз производится между правым и левым наушниками, так что правое ухо слышит звук с левых выводов, а левое – с правых выводов. Проверка отношения фаз может быть произведена для одинаковых или разных схем в моно- или стереосистемах. Рис. 3.15 Способ быстрого определения сдвига двух сигналов Рис. 3.16 Сигнал, проходящий к слушателю слева, имеет опережение по фазе для левого уха и запаздывание по фазе для правого Процесс стереофонического прослушивания вызывает ощущение 75 направленности на основе отношения фаз для любой данной звуковой частоты. Таким образом, если сигнал, поступающий на левый миниусилитель, имеет некоторую фазу, а фаза сигнала, поступающего на правый миниусилитель, постепенно перемещается, наблюдающий может заключить, что источник сигнала движется вокруг него (или нее) по кругу. Этот прибор не дает возможности точно судить о разности фаз. Он работает, как уже говорилось, на основе появления ощущения направленности при стереофоническом прослушивании. Если сигналы в правом и левом миниусилителях имеют одинаковую фазу, слушателю кажется, что источник сигнала находится прямо перед ним. С другой стороны, если между фазами сигнала существует сдвиг, то слушателю будет казаться, что источник сигнала находится справа или слева от него, в зависимости от соотношения между фазами. Регуляторы громкости миниусилителей следует установить в положение, удобное для прослушивания, и сделать одинаковыми. Необходимо отметить, что промышленные миниусилители обладают входным сопротивлением 5 кОм и не имеют встроенного разделительного конденсатора. Если в процессе проверки возможно протекание постоянного тока, то последовательно с измерительными выводами следует подключить разделительные конденсаторы. Если желательно довести до конца измерение угла сдвига фаз, то можно использовать цифровой вольтметр. Как показано на рис. 3.16, радиолюбитель может определить, опережает или запаздывает правый сигнал по отношению к левому, основываясь на кажущемся направлении источника звука. Если кажется, что звук приходит слева, то сигнал из левого миниусилителя опережает сигнал из правого миниусилителя. Или, что то же самое, сигнал из правого миниусилителя запаздывает по отношению к сигналу из левого миниусилителя. Если вы интересуетесь работой схем, то полезно будет запомнить, что в последовательной RС-цепи напряжение на резисторе опережает напряжение источника, а напряжение на конденсаторе отстает от напряжения источника. Вернемся к рис. 3.16. Как видно из него, звук, который приходит с левой от слушателя стороны, имеет фазу, опережающую для левого уха и запаздывающую для правого уха. В процессе прослушивания такое фазовое опережение автоматически интерпретируется как звук слева. Соответственно звук, пришедший справа, имеет фазу, запаздывающую для левого уха и опережающую для правого. В процессе прослушивания такой звук (с опережением по фазе для правого уха) будет расцениваться как звук, пришедший справа. Отсюда следует, что действие пробника, изображенного на рис. 3.15, основано на том же принципе. Другими словами, если кажется, будто звук раздается слева, значит, сигнал слева опережает сигнал справа, и наоборот. Функциональный обзор микросхем Операционный усилитель (ОУ) является, по существу, дифференциальным усилителем. Он практически всегда используется с большим 76 количеством внешних отрицательных обратных связей (рис. 3.17). Как уже отмечалось, при разомкнутой цепи обратной связи ОУ имеет чрезвычайно высокий коэффициент усиления, очень высокое входное и очень низкое выходное сопротивление. Его частотный диапазон обычно ограничивается звуковым диапазоном. Когда микросхема охвачена глубокой отрицательной обратной связью, операционный усилитель обеспечивает коэффициент усиления, который почти точно определяется отношением последовательно соединенных сопротивлений на входе к сопротивлению обратной связи. При такой работе входное сопротивление почти нулевое (фактически земля) по отношению к сводящему на нет уровню напряжения обратной связи. Частотный диапазон усилителя значительно расширяется под действием отрицательной обратной связи. Рис. 3.17 Усилитель на микросхеме с отрицательной обратной связью большой глубины Время от времени мы обнаруживаем, что ОУ работает с нулевым сопротивлением обратной связи (инвертирующий вход соединен накоротко с выходами микросхемы). В этом случае коэффициент усиления равен единице. Микросхема также может работать при большом сопротивлении обратной связи. В этом случае коэффициент усиления возрастает. Частотный диапазон, как и ожидалось, сужается. При нулевой частоте ОУ с разомкнутой цепью обратной связи обеспечивает максимальный коэффициент усиления, и его амплитудно-частотная характеристика постепенно убывает с ростом частоты. В некоторой точке коэффициент усиления операционного усилителя будет равен единице. При использовании отрицательной обратной связи разность между коэффициентами усиления при замкнутой и разомкнутой цепи обратной связи при заданной частоте называется дополнительным коэффициентом петлевого усиления. Он максимален при нулевой частоте и постепенно убывает с ростом рабочей частоты. С точки зрения применимости, вышеупомянутое изменение дополнительного коэффициента петлевого усиления ограничивает полезный рабочий диапазон частот микросхемы. Другими словами, результатом малого коэффициента петлевого усиления является рост сдвига фаз и заметных искажений в диапазоне частот, связанном с малым дополнительным коэффициентом петлевого усиления. Если из-за низкого коэффициента петлевого усиления появляется чрезмерный сдвиг фаз, то отрицательная 77 обратная связь становится положительной и ОУ начинает генерировать. Для значительного расширения частотного диапазона и исключения возможности генерирования многие операционные усилители имеют выводы для подключения внешнего дополнительного фазосдвигающего конденсатора. Это уменьшает рост сдвига фаз в диапазоне частот с малым дополнительным коэффициентом петлевого усиления. Конечно, если этот конденсатор выходит из строя, микросхема начинает генерировать. Основными параметрами операционного усилителя являются: 1. Коэффициент усиления при разомкнутой цепи обратной связи. Обычно этот коэффициент определяется на постоянном токе; график зависимости коэффициента усиления от частоты при разомкнутой цепи обратной связи может иметь важное значение во многих случаях. 2. Полное входное сопротивление. Расчетное входное сопротивление точно представляется в виде эквивалентной параллельной RС-цепи, включенной между входными выводами микросхемы. Когда рассматривается работа только на низкой частоте, полное входное сопротивление может быть выражено просто входным сопротивлением. 3. Входное напряжение смещения нуля. Это напряжение измеряется при использовании в цепи обратной связи такого сопротивления, при котором обеспечивается большой коэффициент усиления. Значение ошибки, полученное на выходе, затем делится на значение коэффициента усиления. Входное напряжение смещения нуля является результатом остаточной разбалансировки в дифференциальных каскадах внутри микросхемы. В большинстве случаев напряжение смещения может быть сведено к нулю при помощи подстроечных резисторов. 4. Шум, отнесенный ко входу. Оценка входного шума часто приводится как отношение сигнал/шум, коэффициент шума (в децибелах) или как входной ток шума. Низкочастотный шум и широкополосный шум определяются отдельно друг от друга. Шум точечных дефектов кристалла проявляется на определенных частотах и относится к особенностям производства и исходных материалов. 5. Коэффициент ослабления синфазного сигнала. Смысл этого параметра тот же, что и у обсуждавшегося ранее дифференциального усилителя. 6. Максимальное синфазное напряжение (см. п. 5). 7. Температурный дрейф. Изменения в зависимости от температуры входного напряжения смещения нуля, тока смещения, дифференциальных токов и других параметров либо выражаются в виде температурного коэффициента для каждого параметра, либо представляются в виде таблиц или графиков. 8. Ток смещения. Это такой ток источника, при подаче которого на любой из двух входов на выходе операционного усилителя устанавливается нуль. 9. Дифференциальный ток. Дифференциальный ток для микросхемы – это разность между входными токами инвертирующего и неинвертирующего входов, необходимая для установления на выходе ОУ нуля. 78 10. Полная выходная мощность. Определенная амплитуда гармонического выходного сигнала на максимальной частоте, обеспечивающая при замкнутой цепи обратной связи единичный коэффициент усиления при точно установленном коэффициенте искажений для данного сопротивления нагрузки. 11. Диапазон частот. Определяет полосу частот, в пределах которой выполняются технические условия. 12. Номинальное выходное напряжение. Минимальная амплитуда номинального выходного напряжения при номинальном токе для совершенно линейного режима. 13. Номинальный выходной ток. Минимальный выходной ток при номинальном выходном напряжении. 14. Перегрузочная способность. Номинальное время, требуемое для выхода из насыщения и восстановления номинального выходного напряжения при 50%-ной перегрузке. 15. Время установления выходного напряжения. Период времени от момента подачи на вход операционного усилителя прямоугольного импульса до момента достижения выходным напряжением с точно определенной погрешностью своего конечного значения. Это время определяется обычно при единичном коэффициенте усиления и при отсутствии емкостной нагрузки. 16. Максимальная скорость нарастания выходного напряжения ОУ. Обычно выражается в вольтах в микросекунду. Указывает максимальную скорость изменения выходного напряжения, являющегося реакцией на прямоугольный сигнал некоторой длительности на входе. Реакция на прямоугольный импульс может быть успешно оценена только с помощью осциллографа. Отметим, что радиолюбителю часто приходится при поиске неисправности в аппаратуре без технического описания в дополнение к проверке амплитудных искажений проверять и фазовые искажения. Когда разделительный или развязывающий конденсатор находится на грани выхода из строя, недостаточность его емкости проявляется в виде сдвига фазы сигнала прежде, чем его свойства ухудшатся до такой степени, что его негодность проявится уже в виде амплитудных искажений. Опережение или отставание по фазе при реакции на прямоугольный импульс проявится в виде спада вершины импульса. ГЛАВА 4. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗОРАХ, НЕ ИМЕЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ Некоторые модели телевизоров осматривать проще, чем другие. Их монтажные панели имеют модульную компоновку, т.е. каждый каскад собран на отдельной печатной плате и устанавливается на общей плате при помощи разъемов. Такие типы приемников сравнительно легко поддаются проверке на уровне модулей. Например, если наблюдаются неполадки с синхронизацией, следует просто заменить модуль синхронизации на новый. 79 Конечно, необходимо знать, где на монтажной плате находится этот блок, либо провести необходимые быстрые измерения для идентификации модуля синхронизации. Если достать новый модуль не представляется возможным, то остается только ремонтировать неисправный блок. Это сравнительно тяжелое занятие, требующее обычно хорошего знания принципа работы схемы и соответствующих приборов для точного обнаружения неисправности. В некоторых случаях, таких, например, когда транзисторы то «знобит», то «бросает в жар», местонахождение неисправности очевидно. (Для ускорения поиска желательно проверить температуру деталей.) Перегревшиеся резисторы также «видны невооруженным глазом», и это может сделать ненужным проверку всей схемы. Большинство телевизоров не имеет модульной компоновки, однако, существуют различные «вехи», ориентируясь на которые можно ускорить предварительный анализ каскадов схемы. Входные каскады (или тюнер) представляют собой достаточно легкоузнаваемую часть приемника. Далее, сигнал с выхода входного устройства (тюнера) подается на вход усилителя ПЧ-изображения. Следующей хорошо видимой «вехой» является громкоговоритель, всегда подсоединенный к выходу УЗЧ. Полезно также обратить внимание на регулятор громкости, так как он подсоединен к выходу звукового детектора. Детали на печатной плате могут быть пронумерованы, причем пронумерованы последовательно. Как видно из рис. 4.1, нумерация деталей обычно начинается с усилителя промежуточной частоты изображения и возрастает по различным каскадам. Нумерация идет по группам, так, первая последовательность цифр будет относиться к каскаду видео-ПЧ, вторая последовательность цифр будет относиться к видеодетектору и видеоусилителю и т.д. В дополнение к номерам деталей на некоторых печатных платах условно указывают их назначение, например: мощн., гор., верт., синхр., видео-ПЧ, звуковая ПЧ и т.д. На эти пометки при ремонте без технического описания следует обратить пристальное внимание. При ремонте телевизоров утешает одно – по сравнению со схемами карманных радиоприемников, схемы телевизоров имеют более свободную компоновку. 80 Рис. 4.1 Нумерация деталей на печатной плате Вместо отдельных транзисторов и сопротивлений в телевизорах широко используются микросхемы; даже если у вас очень маленький телевизор, там все равно найдется несколько интегральных схем. На микросхемах может быть выполнен каскад УЗЧ, а также имеются функциональные микросхемы, такие как видеодетектор ПЧ, процессор строчной развертки (который содержит генератор строчной развертки, схему синхронизации и цепь предварительного усиления напряжения строчной развертки) и микросхему обработки сигнала цветности (цветоразностного сигнала). Микросхемы являются заметными элементами печатной платы, и их назначение может быть определено при помощи соответствующих быстрых измерений. Типичные причины отказов с общими признаками «Звуковое жалюзи» чередующиеся темные и светлые горизонтальные полосы от канала звукового сигнала. Появление такого «жалюзи» указывает на неисправность во входных каскадах. Если путем настройки не удается от него избавиться и нормальное изображение достигается лишь при точной настройке, попробуйте поменять канал. Если на других каналах прием нормальный, то, возможно, следует подрегулировать сердечник катушки гетеродина в неисправном канале. С другой стороны, при появлении звукового «жалюзи» и (или) других примеров ненормального изображения на всех каналах обычно приходится менять целиком весь тюнер. Фон переменного тока на выходе. Когда на экране появляются черные и белые (серые и белые) горизонтальные фоновые полосы, то причину этого следует искать в блоке питания. Обычно после замены фильтрующих конденсаторов фоновые полосы исчезают. Неисправные конденсаторы 81 сглаживающего фильтра могут быть причиной также и нестабильности синхронизирующих импульсов, гудения в динамике и рокота (напоминает звук двигателя моторной лодки). Слабое и «серебристое» изображение. Возможно, придется менять кинескоп. Искаженный и шумный звук. Возможно, отказал детектор отношений; проверьте электролитический конденсатор задержки. Вертикальная белая линия от верхнего до нижнего края экрана. Наиболее вероятно, неисправен каскад горизонтального отклонения; причиной также может являться высохший конденсатор. Чрезмерно громкое звучание, невозможность регулировки громкости. Похоже, что потенциометр регулятора громкости проявляет свойства неисправного резистора. ТВ-приемник не работает. Проверьте блок питания. Свист в звуковом канале. Может сопровождаться изображением «под елочку». Первое подозрение должно пасть на видеоусилитель ПЧ – высохший развязывающий конденсатор в цепи АРУ благоприятствует передаче гармоник детектора по цепи обратной связи в каналы ПЧ. Автоматический выключатель включается несколько раз. Слишком большой потребляемый ток; проверьте при помощи ваттметра потребляемую мощность и сравните с паспортной мощностью, указанной на задней стенке приемника. Чрезмерное потребление тока может быть вызвано поврежденным конденсатором сглаживающего фильтра или неисправностью в цепи с мощными транзисторами. Проверьте рабочую температуру мощных транзисторов при помощи термозонда и цифрового вольтметра. Элементы сигнального канала, рабочие частоты и предварительные проверки Когда каскад или участок сигнального канала отказал, хотя другие каскады работоспособны, можно проверить рабочую частоту неработающего каскада при помощи резонансного пробника. (Исключение составляет случай, когда в обмотке катушки индуктивности произошел разрыв или короткое замыкание.) При проверке резонансных цепей в отказавших каскадах ТВприемников требуемая частота генератора может быть как выше, так и ниже, чем необходимо для различных цепей радиоприемников. Высокие контрольные частоты для проверки цепей телевизора могут быть получены при помощи генератора временных меток. Низкие контрольные частоты можно получить при помощи генератора АМ-сигналов. Маленькие хитрости При «прозванивании» цепей ТВ-приемника при помощи миниусилителя с динамиком возникает вопрос, является ли сигнал частотой 50 82 Гц видеосигналом или же это напряжение кадровой развертки. На этот вопрос легко ответить, просто повращав ручку регулировки частоты кадров. При ее вращении частота генератора кадровой развертки становится выше или ниже 50 Гц. Так, можно познакомиться со «звучанием кадровой развертки». Слышимой составляющей видеосигнала является кадровый синхронизирующий сигнал с частотой 50 Гц; при вращении ручки регулировки частоты кадров его период остается неизменным. Отметим, что при проверке схемы обычного телевизора при помощи миниусилителя звук на его выходе состоит из смеси сигнала кадровой синхронизации и кадрового гасящего импульса (если приемник настроен на какую-нибудь ТВ-станцию). Так, при вращении ручки регулировки частоты кадров будут слышны оба источника звука с их различными периодами. Генерация в каскаде ПЧ При предварительной проверке работоспособности телевизора иногда бывает так, что при настройке на какой-нибудь ТВ-канал экран остается чистым и не появляется никакого изображения. При подключении миниусилителя к диоду детектора изображения видеосигнал не слышен. Однако измерение постоянного напряжения на этом диоде показывает, что оно на нем сравнительно велико. В этом случае можно предположить, что в каскаде видео-ПЧ происходит генерация из-за какого-нибудь дефекта или расстройки. Быстрая проверка высокого напряжения Если экран темный, то необходимо чем-нибудь проверить высоковольтный каскад. Такую проверку легко произвести при помощи неоновой лампочки. Если поместить ее вблизи выходного трансформатора строчной развертки, то, при наличии переменного поля частотой 15 625 Гц, лампочка начнет светиться. Если же она не горит, то, следовательно, высоковольтный каскад отказал. Неоновая лампочка состоит из маленького стеклянного баллона обычно цилиндрической формы с парой гибких выводов или миниатюрным цоколем. В любом случае в баллоне лампы находится неон под низким давлением и пара длинных электродов на расстоянии 1,5-2 мм друг от друга. При напряжении между проводниками более 90 В неон начинает светиться оранжевым светом. Отметим, что если подсоединить неоновую лампочку напрямую к источнику питания, то из-за протекания чрезмерного тока (так как газ ионизован) она взорвется. Поэтому неоновая лампочка включается в цепь всегда последовательно с резистором сопротивлением около 100 кОм. Если запитать неоновую лампочку от источника постоянного напряжения, то светиться будет лишь один электрод. Так можно определить полярность постоянного напряжения. Если же лампочка работает от сети 83 переменного тока, то светиться будут оба электрода (это способ проверки наличия переменного напряжения). Если же применяется импульсный источник питания, то будет светиться один электрод. Хотя импульсное напряжение и является переменным, оно имеет несимметричную форму. (Напряжение обратного хода луча имеет импульсную форму.) Отметим, что при помещении неоновой лампочки вблизи высоковольтного трансформатора она фактически не присоединена ни к одному узлу высоковольтной схемы. Несмотря на это, из-за сильного градиента напряженности электрического поля неоновая лампочка светится. Другими словами, потенциал электрического поля очень велик на обмотках трансформатора, но с увеличением расстояния быстро уменьшается. Разность потенциалов поля в разных точках называется градиентом поля, поэтому между электродами лампочки, находящейся в поле трансформатора, возникает разность потенциалов, достаточная для ионизации неона. Вы можете попробовать разместить лампочку так, чтобы на обоих электродах были одинаковые потенциалы, и в этом случае она не будет светиться, как бы ни была велика напряженность поля. Рис. 4.2 Миниатюрная неоновая лампочка, помещенная в поле высоковольтного трансформатора, служит отличным индикатором Обычно лампочку держат на расстоянии около 5 см от проверяемого трансформатора (рис. 4.2). Отметим, что поле трансформатора обладает очень неравномерной структурой, и в этом можно убедиться, пронеся лампочку вокруг трансформатора. Если на трансформаторе присутствует высокое напряжение, то неоновая лампочка загорится. Напряжение пробоя лампочки составляет примерно 90 В, а напряжение прекращения разряда – около 60 В. Поле с высокой напряженностью меняется 15 625 раз в секунду. Как только разность потенциалов между электродами достигнет 90 В, лампочка загорается на малую долю секунды, пока разность потенциалов не снизится до 60 В. Так, хотя лампочка загорается с перерывами, но питается она, по сути, от источника коротких импульсов, поступающих 15 625 раз в секунду. Горящую в поле высокой напряженности неоновую лампочку можно безбоязненно взять за ее выводы, так как она генерирует напряжение всего 0 В и менее и может обеспечить лишь очень маленький ток. 84 Быстрые проверки постоянного высокого напряжения Быстро убедиться в наличии высокого переменного напряжения можно при помощи неоновой лампочки. Однако этот метод неприменим для обнаружения высокого постоянного напряжения. Например, если неоновая лампочка показывает, что высоковольтный трансформатор работает, но при этом не светится экран, то у радиолюбителя возникает вопрос, преобразуется ли высокое переменное напряжение в высокое постоянное. Это можно быстро определить при помощи нити из полиэстера, как показано на рис. 4.3. Рис. 4.3 Быстрая проверка наличия постоянного высокого напряжения на кинескопе: 1 – исходное положение нити; 2 – телевизор включают – нить притягивается; 3 – телевизор выключают – нить отталкивается После того как телевизор был некоторое время выключен, на экране не останется статического заряда. Если вблизи экрана поместить нить из полиэстера, то она будет висеть вертикально. Далее, если высокое постоянное напряжение вырабатывается, то при включении телевизора возникнет сильное электростатическое поле. Это поле притянет нить, и она приблизится к экрану. Таким образом, нить приобретет больший или меньший электрический заряд. Далее, при выключении телевизора высокое постоянное напряжение внезапно исчезает, но нить при этом сохраняет свой заряд и теперь отходит от экрана. (Шпули с полиэстером на концах маркируются.) При нормальной работе кинескопа перед экраном существует сравнительно сильное электростатическое поле и движения нити основаны на свойстве одноименных зарядов отталкиваться, а разноименных притягиваться. Далее, если в схеме управления кинескопом имеется неисправность, например неправильное напряжение смещения, то экран будет темным. Однако если высокое постоянное напряжение все еще присутствует, то при включении и выключении телевизора нить из полиэстера укажет на его наличие. После того как специалист наберется опыта в таких проверках, он сможет даже приблизительно оценивать величину высокого постоянного напряжения. 85 Быстрая проверка УПЧ для локализации каскада выделения сигнала звукового сопровождения При «составлении мнения» о печатной плате ТВ-приемника иногда требуется пробник для быстрого обнаружения каскада выделения звукового сопровождения. На рис. 4.4 приведена принципиальная схема ручного пробника для этих целей. Он включает в себя полевой транзистор с управляющим р-nпереходом, за которым находится выпрямитель на импульсном диоде для подачи сигнала на цифровой вольтметр. Полевой транзистор усиливает слабые сигналы и обеспечивает высокое сопротивление. Если нагрузка стока имеет резонансную частоту 6,5 МГц, то максимальный отклик будет получен для каскада звукового сопровождения, тогда как для каскадов, работающих с другими частотами, отклик либо вообще не будет получен, либо он будет очень слабым. В дополнение укажем, что телевизор должен быть так настроен на сигнал станции, чтобы присутствовал сигнал промежуточной частоты звукового сопровождения. 6,5 Рис. 4.4 Активный пробник для быстрого обнаружения и проверки каскада разностной несущей Схема на рис. 4.4 позволяет быстро опознать каскад выделения сигнала звукового сопровождения из-за избирательности по частоте (6,5 МГц). Она имеет сравнительно высокую чувствительность и обеспечивает показания даже при слабых сигналах. Влияние и (или) расстройка проверяемой схемы данным пробником минимизированы из-за его большого входного сопротивления. Отметим, что в случае высокой добротности схемы возможно появление нестабильности (при отсутствии сигнала на входе пробника на его выходе сигнал существует). В таком случае последовательно с щупом следует включить резистор в несколько килоом для стабилизации работы. Отметим, что если бы в цепь стока была включена резистивная нагрузка, то было бы невозможно среди прочих найти каскад, работающий на частоте именно 6,5 МГц. Более того, сопротивление нагрузки стока было бы сравнительно низким. Между затвором и истоком транзистора задается постоянное 86 напряжение смещения 3 В. Этого достаточно для обеспечения работы полевых транзисторов с управляющим р-n-переходом в классе А. (Отметим, однако, что многие транзисторы могут требовать и другого напряжения для работы в классе А.) Желательно использовать полевые транзисторы с управляющим р-n-переходом, нежели МОП-транзисторы, так как первые из них лучше выдерживают случайные перегрузки. Заметьте, что когда такой пробник просто лежит на монтажном столике и не присоединен к проверяемой схеме, он все равно воспринимает поле рассеяния, что, в свою очередь, вызывает ненулевые показания цифрового вольтметра, и эти показания сильно меняются при удалении пробника от проверяемой схемы. Пробник откликается на поле рассеяния из-за своего высокого входного сопротивления, и это не должно смущать. Если коснуться какого-нибудь узла проверяемой схемы щупом пробника, то полное входное сопротивление по переменному току значительно уменьшится и примет значение, примерно равное полному внутреннему сопротивлению схемы. Если у вас нет желания потратить время на конструирование такого пробника, то с помощью одной маленькой хитрости можно быстро определить примерное местонахождение каскада одноканального выделения сигнала звукового сопровождения на печатной плате. Локализация производится при помощи коротковолнового АМ-радиоприемника, который настраивается на промежуточную частоту одноканального звукового сопровождения (6,5 МГц). Конец штыревой антенны приемника служит зондом для нахождения той области, где поле с частотой 6,5 МГц максимально. При этом телевизор должен быть настроен на какую-нибудь станцию и его регулятор громкости должен находиться в минимальном положении. Когда конец антенны AM-радиоприемника помещается вблизи платы одноканальной системы выделения сигнала звукового сопровождения, то звучание радиоприемника становится громким и совсем чистым. С другой стороны, вблизи видеоусилителя или других каскадов телевизора звучание приемника будет сравнительно слабым, шумным и зачастую искаженным. При нормальной работе отношение сигнал/шум будет вполне различимо возле каскада выделения сигналов звукового сопровождения. Такая проверка основана на том, что хотя сигнал промежуточной частоты звукового сопровождения частотно-модулирован, имеется существенная доля побочной амплитудной модуляции, возникающей из-за частотного детектирования на расстроенном резонансном контуре в каскаде одноканального выделения звукового сопровождения. Например, несущая звукового сопровождения в каскаде промежуточной частоты изображения падает на малый наклон амплитудно-ПЧ-характеристики. Обычно побочная амплитудная модуляция считается лишь паразитной составляющей полезного сигнала, которая должна быть подавлена ограничителем и детектором отношений. Однако, как видно из вышеизложенного, при предварительном осмотре побочная AM может сослужить полезную службу. 87 Интегральные схемы Как уже отмечалось, микросхемы можно обнаружить в очень многих моделях телевизоров. Микросхемы-усилители звуковой частоты уже ранее обсуждались в гл. 3. Кроме этих микросхем, можно встретить видеоусилитель в интегральном исполнении, микросхему для звукового канала, включающую в себя ЧМ-усилитель-ограничитель, ЧМ-демодулятор, каскад предварительного усиления и предоконечный каскад усилителя ЗЧ, микросхему-усилитель ПЧ и др. На рис. 4.5 приведена в качестве примера микросхема, содержащая каскад ПЧ, детектор, видеоусилитель, цепь АРУ, каскад точной автоматической настройки и некоторые вспомогательные цепи. В этом интегральном модуле содержится большое количество транзисторов, диодов и резисторов. Однако не имеет смысла в ремонтной практике изучать конкретную принципиальную схему ИС. Если конструкция не работает, но все внешние детали работоспособны, то просто следует заменить микросхему. Однако следует проверить напряжение питания микросхемы и уровень входного напряжения, прежде чем делать вывод о негодности микросхемы. Их уровни (если отсутствует техописание) можно проверить при помощи сравнительных измерений. В любом случае микросхема заключает в себе только активные элементы и лишь некоторые из резисторов, используемые в функционально завершенных цепях. Так, индуктивности, постоянные и переменные конденсаторы и потенциометры входят в цепь с микросхемой лишь в качестве внешних элементов. При каком-либо сбое прежде всего определяется, вышла ли из строя микросхема или какой-нибудь навесной элемент. Соответственно сперва следует проверить внешние элементы, которые могли бы быть причиной отказа, и лишь затем браться за микросхему. Рис. 4.5 Пример микросхемы, обеспечивающей выполнение нескольких операций с телевизионным сигналом Заметьте, что поиск неисправностей в более сложных моделях черно- 88 белых телевизоров, не имеющих технического описания, может оказаться сложным, если только причина неисправности не очевидна. Поэтому целесообразно искать неисправность при неопределенных признаках не методом сравнения с аналогичным телевизором, а каким-либо иным способом. На рис. 4.6 приведен пример микросхемы, объединяющей в себе детектор и звуковой каскад. Она содержит управляемый постоянным током регулятор громкости. Практически это означает, что не стоит и пытаться обнаружить на регуляторе громкости сигнал звуковой частоты. В данном примере регулятор громкости, по сути, является регулятором постоянного напряжения смещения. Он меняет смещение одного из каскадов дифференциального усилителя внутри микросхемы и тем самым определяет уровень проходящего звукового сигнала. Отметим, что внешний резонансный контур настроен на частоту 6,5 МГц. Рис. 4.6 Пример микросхемы канала звукового сопровождения с регулятором громкости, управляемым постоянным напряжением Функциональный обзор микросхем На рис. 4.7 приведена схема включения широко используемой интегральной схемы для точной автоматической настройки. Эта микросхема работает от входа промежуточной частоты изображения; она содержит встроенный параллельный стабилизатор и формирователь смещения. В дополнение к напряжению точной настройки микросхема также вырабатывает усиленный сигнал частотой 6,5 МГц одноканального звукового сопровождения. Также микросхема содержит дифференциальный пиковый детектор с усилителем и вырабатывает положительные и отрицательные напряжения рассогласования, которые затем подаются на приемник телевизора. Постоянные времени задаются внешними (рис. 4.7) конденсаторами C1 и C2. Для достижения лучших результатов при поиске неисправностей в цепи автоматической точной настройки применяется метод сравнения с похожим исправным телевизором. Первым делом следует определить полосу захвата частоты, а также проверить изменения в характеристике настройки при выключении АПЧ. Сравнительные измерения постоянного напряжения и сопротивлений часто позволяют локализовать неисправность, если только не поврежден элемент. 89 Рис. 4.7 Схема включения микросхемы, выполняющей операцию автоматической точной настройки Основными параметрами микросхемы являются: 1. Напряжение входного сигнала. Определяет амплитуду входного ПЧсигнала. Типичное действующее (среднеквадратическое) значение – 15 мВ. 2. Амплитуда сигнала рассогласования. Эта величина зависит от отклонения промежуточной частоты от своего требуемого значения. Когда ПЧ-частота составляет 38 МГц, напряжение рассогласования будет обычно 2,2-4,7 В. Когда ПЧ-частота будет 44 МГц, напряжение рассогласования будет меняться от 9,1 до 12,1 В. Расстройке относительно частоты сигнала ПЧ соответствует напряжение рассогласования противоположной полярности. 3. Выходное напряжение сигнала с частотой 6,5 МГц. При входном ПЧ-сигнале, состоящем из несущих в 38 и 44,5 МГц, выходное напряжение сигнала частотой 6,5 МГц будет иметь действующее значение 11 мВ. В обычном применении сигнал рассогласования проходит через ряд последовательно соединенных резисторов и развязывающие конденсаторы, и его напряжение прикладывается к варактору. Емкость р-n-перехода варактора меняется в зависимости от изменений напряжения между его выводами. В свою очередь, варактор является функциональной частью резонансной цепи гетеродина селектора каналов и тем самым определяет точность рабочей частоты гетеродина. Методика настройки с использованием ГКЧ Когда требуется частая настройка резонансных цепей телевизора, многие радиолюбители предпочитают пользоваться генератором качающейся частоты. Основные принципы и практические положения показаны на рис. 4.8. С выхода генератора качающихся колебаний ЧМ-сигнал с изменяющейся в широких пределах частотой подается на резонансную цепь для наблюдения ее амплитудно-частотной характеристики. Свип-сигнал (сигнал с качающейся частотой) повторяется с частотой 50 Гц. Осциллограф подсоединяется к выходу детектора, стоящего за настраиваемой резонансной цепью. Это может быть гетеродинный смеситель или преобразователь, амплитудный детектор или детектор отношений. В 90 любом случае детектор демодулирует свип-сигнал и демодулированная АЧХ отображается на экране осциллографа. Большинство ГКЧ, предназначенных для регулировки, имеет встроенные генераторы временных меток. Маркирующее напряжение может быть также подано в схему развертки от отдельного генератора временных меток. Рис. 4.8. Настройка при помощи генератора качающейся частоты: а – настройка каскада ПЧ; б – настройка входного каскада; в – нормальная АЧХ на очень высоких частотах; г – типичная искаженная АЧХ на ОВЧ; д – оценка АЧХ в децибелах; е – допустимое отклонение от идеальной формы; ж – идеальная форма 91 Рис. 4.8 (б, в, г) 92 Рис. 4.8 (д, е, ж) Телевизионный диапазон частот Телевизионное вещание в России осуществляется в основном на 12 каналах. Ширина каждого канала 8 МГц. Разнос между несущими частотами изображения и звука 6,5 МГц. 93 Таблица 4.1 Частотные каналы телевизионного вещания метрового диапазона Полоса частот, МГц № канала 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 от 48,5 58,0 76,0 84,0 92,0 174,4 182,0 190,0 198,0 206,0 214,0 222,0 до 56,5 66,0 84,0 92,0 100,0 182,0 190,0 198,0 206,0 214,0 222,0 230,0 Несущая частота изображения f, МГц , м 49,75 6,03 59,25 5,06 77,25 3,88 85,25 3,52 93,25 3,22 175,25 1,71 183,25 1,64 191,25 1,57 199,25 1,51 207,25 1,45 215,25 1,40 223,25 1,35 Несущая частота звука f, МГц , м 56,25 5,33 65,75 4,56 83,75 3,58 91,75 3,27 99,75 3,01 181,75 1,65 189,75 1,58 197,75 1,52 205,75 1,46 213,75 1,41 221,75 1,36 229,75 1,31 В настоящее время освоено большое количество каналов в диапазоне частот свыше 470 МГц. Несущая частота звука, МГц Длина волны звука, дм Продолжение 4.2 от табл. до 21 470 478 22 478 486 Длина волны изображе ния, дм Полоса частот, МГц Несущая частота изображе ния, МГц № канала Таблица 4.2 Частотные каналы телевизионного вещания дециметрового диапазона 471,25 479,25 6,36 6,26 477,75 485,75 6,27 6,16 23 24 25 486 494 502 494 502 510 487,25 495,25 503,25 6,15 6,05 5,96 493,75 501,75 509,75 6,07 5,97 5,88 26 27 510 518 518 526 511,25 519,25 5,86 5,77 517,75 525,75 5,79 5,70 28 29 526 534 534 542 527,25 535,25 5,69 5,60 533,75 541,75 5,62 5,53 30 542 550 543,25 5,52 549,75 5,50 94 Длина волны изображе ния, дм Несущая частота звука, МГц Длина волны звука, дм 31 от 550 до 558 551,25 5,44 557,75 5,37 32 33 34 558 566 574 566 574 582 559,25 567,25 575,25 5,36 5,28 5,21 565,75 573,75 581,75 5,35 5,22 5,15 35 36 582 590 590 598 583,25 591,25 5,14 5,07 589,75 597,75 5,08 5,01 37 38 39 598 606 614 606 614 622 599,25 607,25 615,25 5,00 4,94 4,87 605,75 613,75 621,75 4,95 4,88 4,82 № канала Несущая частота изображе ния, МГц Полоса частот, МГц Средняя частота, на которую рассчитываются вибраторы телевизионных антенн, определяется как полусумма крайних частот соответствующего канала. ГЛАВА 5. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗОРАХ Пробник-подавитель сигналов для быстрой проверки При поиске неисправностей в телевизорах, не имеющих технического описания, часто возникает вопрос о нахождении различных функциональных каскадов на печатной плате. Если телевизор работоспособен, но иногда дает 95 сбой, можно ускорить локализацию функциональных каскадов при помощи пробника-подавителя сигналов (рис. 5.1). Подавитель сигналов представляет собой конденсатор емкостью 0,1 мкФ с припаянными проводниками с зажимами. Он используется для закорачивания сигналов в любом узле схемы на землю; в качестве индикаторов используются каналы изображения и звукового сопровождения проверяемого телевизора. Например, если требуется определить местонахождение на печатной плате каскада синхронизации, то нужно закоротить подозреваемый узел на землю. Когда конденсатор пробника «попадет» в узел, принадлежащий каскаду синхронизации строчной развертки, изображение потеряет строчную синхронизацию. (Если каскад строчной развертки уже до этого плохо работал, то станет работать еще хуже.) Специфические изменения, имеющие место при такой проверке, будут зависеть от того, какая конкретно ветвь каскада заземлена. Тем не менее существенно, что на основании реакции изображения можно догадаться, что он находится в каскаде синхронизации строчной развертки. Очевидно, что поиск при помощи пробника-подавителя каскада видеоусилителя приведет (при «точном попадании») к «вытиранию» изображения, хотя звук при этом не будет затронут. Если сигнал подавлен в каскаде кадровой развертки, то на экране кинескопа будет наблюдаться только белая горизонтальная полоса. Если сигнал будет подавлен в каскаде генератора строчной развертки, то экран станет темным, так как пропадет высокое напряжение. Отметим, что если сигнал будет подавлен в схеме выделения сигналов синхронизации, то будут потеряны и кадровая и строчная синхронизация. Если сигнал подавлен в каскаде гашения обратного хода луча кадровой развертки, то появятся линии обратного хода луча по полю. При «попадании» в схему АРУ и заземлении управляющего сигнала чрезмерно возрастет контрастность изображения. Рис.5.1 Пример локализации функциональных каскадов при помощи пробника-подавителя сигналов [Избегайте закорачивания выводов в высоковольтном каскаде и в выходном каскаде строчной развертки на землю во избежание возникновения опасной перегрузк.] 96 Опознание микросхем Вопрос об идентификации интегральных схем часто возникает при осмотре незнакомой печатной платы. Это можно легко реализовать при помощи пробника-подавителя, как показано на рис. 5.2. Можно просто дотрагивается поочередно до выводов микросхемы пробником-подавителем 97 и наблюдает реакцию изображения и звука. На этом рисунке рассматривается микросхема для видео-ПЧ-канала, пробник соединен с выходом изображения. Очевидно, что когда будет подавлен видеосигнал вместе с сигналом одноканального звукового сопровождения, то экран кинескопа очистится, и громкоговоритель будет молчать. Рис. 5.2 Пример идентификации интегральной схемы Конечно, если случилось так, что каналы сигнала телеприемника не работают, то здесь уже при идентификации микросхемы подавляющий пробник не поможет. Как уже отмечалось ранее, в данной ситуации лучше всего использовать резонансный пробник ТВ ПЧ. На рис. 5.2 видно, что для проверки с помощью такого пробника пригодны трансформаторы Т1 и Т2. Хотя цепи сигнала отказали, можно установить назначение микросхемы. Правда, необходимо отметить, что если даже микросхема для видео-ПЧканала или ее внешние элементы и работают со сбоями, но при этом обеспечивается хоть какое-нибудь изображение и (или) звук, то лучше всего все-таки воспользоваться пробником-подавителем для идентификации микросхемы. Проверка непрерывности цепей на печатной плате При «составлении мнения» или «прозванивании» печатной платы часто бывает полезно проверить непрерывность цепи между какими-нибудь узлами иначе, чем идя по сравнительно длинному «следу» лишь визуально. Для проведения эффективно быстрой проверки непрерывности цепей не следует применять традиционный тестер ввиду того, что показания могут быть 98 ложными. Другими словами, надо узнать, существует ли между двумя проверяемыми узлами проводящее соединение. Сопротивление участка цепи между узлами может быть даже и нулевым (в случае печатного проводника, например), тогда как промышленный тестер индицирует непрерывность для сопротивлений до 600 Ом или для р-n-переходов. Поэтому для проведения проверки непрерывности на печатной плате всегда следует использовать маломощный омметр. Он всегда покажет, равно ли сопротивление цепи между проверяемыми узлами нулю или же цепь имеет некоторое конечное значение сопротивления. Более того, маломощный омметр не может «включить» р-n-переходы полупроводниковых приборов. Единственное неудобство при использовании омметра для таких целей заключается в том, что приходится каждый раз бросать взгляд на шкалу прибора, вместо того чтобы ожидать звука «биип». Маркированные перемычки На печатных платах со стороны проводников можно обнаружить парудругую перемычек, соединяющих какие-нибудь узлы схемы. Перемычка слегка напоминает шпильку для волос; она вставляется в плату со стороны монтажа и припаивается к ней со стороны проводников. Как детали и устройства, перемычки тоже нумеруются. Перемычки также иногда маркируются – указывается номинальное напряжение и иногда номинальный ток. Это может быть очень полезным. Например, в блоке питания типичного телевизора имеется перемычка, под которой написано: «106 В, 4 мА». Соответственно, если с блоком питания вдруг случится неполадка, то можно будет быстро проверить напряжение и (или) ток, чтобы подтвердить или отвергнуть подозрение. Рассмотрим рис. 5.3. Здесь изображена типичнейшая перемычка из уже упоминавшегося блока питания. Если под перемычкой указано номинальное значение напряжения, то подразумевается напряжение перемычки относительно земли (общей шины). Если аккуратно разрезать перемычку и в разрыв включить миллиамперметр, то можно измерить ток, протекающий через перемычку. По завершении измерений разрыв устраняется при помощи капли припоя. Если на печатной плате пронумерованы перемычки, то и монтажные отверстия для транзисторов могут иметь метки Б, К и Э, что при предварительной проверке может сэкономить много времени при измерении напряжения смещения и напряжения на коллекторе. 99 Рис. 5.3 Перемычка с маркировкой, включающей значение постоянного напряжения и (или) тока В некоторых случаях можно заметить, что отдельные пронумерованные позиции на печатной плате остаются незанятыми. Это происходит из-за того, что одни и те же печатные платы используются в разных модификациях одной основной модели телевизора. При «знакомстве» и «прозванивании» печатной платы на пустые места не обращают внимания. Нумерация деталей подсекций Иногда функциональная секция на печатной плате может быть разделена на две подсекции. Как показано на рис. 5.4, подсекции могут находиться довольно далеко друг от друга, однако их легко опознать как часть одной и той же секции по нумерации деталей: в обеих подсекциях используется одна группа цифр. При ознакомлении с печатной платой это полезно держать в уме. Отметим также, что проводник, соединяющий подсекцию звуковой ПЧ со звуковой подсекцией (изображен штриховой линией), не является печатным проводником, более того, он представляет собой коаксиальный кабель, идущий сперва на регулятор громкости и лишь затем на звуковую подсекцию. Рис. 5.4 Подсекции одного каскада могут быть разделены на печатной плате Типичная топология печатной платы При «ознакомлении» и «прозванивании» телевизора полезно помнить типичные способы расположения каскадов и секций на печатной плате. В качестве примера рассмотрим изображенную на рис. 5.5 схему расположения 100 каскадов, секций и подсекций на печатной плате портативного телевизора. Отметим, что каскады видео-ПЧ, АРУ и видео-усилитель охватывают три подсекции, в которых используются сотые номера деталей. В нашем примере применена общая практика размещения регуляторов задержки и уровня АРУ в подсекции АРУ. (Регуляторы яркости и контраста расположены на обратной стороне печатной платы.) Регуляторы синхронизации также смонтированы на обратной стороне платы, а регулятор громкости размещается над громкоговорителем. Также общим является размещение регуляторов линейности и размера по вертикали в каскаде вертикального отклонения. В бестрансформаторном блоке питания использован плавкий предохранитель на 0,8 А, а в каскаде горизонтального отклонения применяется в данном случае плавкий предохранитель, срабатывающий при достижении температуры 145 °С. Во избежание поражения током и повреждения измерительной аппаратуры следует пользоваться трансформатором, обмотки которого изолированы от сердечника. Рис. 5.5 Типичное размещение секций и подсекций на печатной плате портативного черно-белого телевизора В подобной схеме также много мощных и маломощных транзисторов и интегральных схем, размещенных в разных секциях и подсекциях. Мощные транзисторы легко находятся по их радиаторам (ребристым металлическим пластинам, напоминающим в вертикальном сечении перевернутую букву Г). Горячо или не горячо? При поиске неисправностей в телевизорах, не имеющих технического 101 описания, полезно представлять себе, какой может быть температура деталей и устройств мощных каскадов. Приведем ряд основных температур: окружающая среда 21°С, выходной транзистор строчной развертки 30°С, интегральная микросхема на выходе каскада кадровой развертки 42°С, транзистор в УЗЧ 57°С, транзистор блока питания 47°С, плавкий предохранитель 90°С (перегорает при 145°С), плавкий предохранитель на входе от сети 26°С, резистор с допустимой мощностью 10 Вт 150°С. В этом примере выходной транзистор видеоусилителя нагревается больше, чем маломощные транзисторы, но он не установлен на радиатор. Его нормальная рабочая температура 33°С. Отметим, что это все весьма примерные значения и температура одних и тех же деталей в одинаковых телевизорах может быть различной. Однако эти температуры могут помочь при поиске деталей или устройств мощных каскадов, которые либо «знобит», либо «лихорадит». Разделение изображения и звукового сопровождения Когда при одном положении ручки точной настройки достигнуто лучшее воспроизведение звука, но при этом изображение плохое или его нет, а при другом положении ручки – сносное изображение, но плохой звук, то такие признаки описываются как «разделение звука и изображения». В такой ситуации изображение имеет нежелательные искажения даже при оптимальном положении ручки точной настройки. При появлении таких признаков почти с уверенностью можно сказать, что они связаны с сужением частотного диапазона в каскаде ПЧ из-за паразитной положительной обратной связи. Наиболее вероятной причиной может быть высохший развязывающий или разделительный конденсатор. Разделение звука в изображении часто сопровождается нестабильной синхронизацией. При некоторых положениях ручки точной настройки может произойти и полная потеря синхронизации. Существует маленькая хитрость, полезная при предварительном анализе и заключающаяся в помещении отвертки вблизи трансформатора ПЧ. Если в схеме возможна и время от времени проявляется паразитная положительная обратная связь, то изображение будет сильно зависеть от движения отвертки. Отметим, что в исключительных случаях разделение изображения и звука может быть вызвано паразитной обратной связью в тюнере телевизора. Поиск неисправностей в источниках питания Источники питания телевизоров в подавляющем большинстве стабилизированы, поэтому полезно уметь узнавать два основных типа стабилизаторов и понимать принцип их работы. Последовательный стабилизатор напряжения, принципиальная схема которого приведена на рис. 5.6, включает в себя два непосредственно связанных усилителя для увеличения напряжения рассогласования (разности части выходного и стабильного напряжений). Обычно в качестве источника 102 стабильного напряжения используется стабилитрон. Обратите внимание, что стабилитрон включен в цепь эмиттера транзистора VT1, так что напряжение рассогласования (напряжение ошибки, разница напряжений), т.е. разность между напряжением на стабилитроне UСТ и некоторой частью выходного напряжения U0, приложена между базой и эмиттером и, в свою очередь, усиливается. Усиленная разница напряжений является входным напряжением регулирующего элемента, состоящего из транзисторов VT2 и VT3, а выходное напряжение регулирующего элемента является управляющим напряжением, которое появляется на резисторе R1. Отметим, что ток, протекающий через транзистор VT3, вызывает падение напряжения на резисторах R2 и R3, которое и является стабилизируемым выходным напряжением U0. Таким образом, транзистор VT3 соединен последовательно со входным и стабилизируемым выходным напряжениями. Отметим, что если входное напряжение возрастает, то возрастает и напряжение ошибки. Соответственно через VT1 протекает больший ток, и напряжение смещения база-эмиттер транзистора VT2 уменьшается. Через VT2 протекает меньший ток, и соответственно через VT3 тоже протекает меньший ток. Таким образом, теперь через резисторы R2 и R3 протекает меньший ток и напряжение нагрузки U0 поддерживается тем самым на заданном уровне. Рис. 5.6 Схема типичного последовательного стабилизатора напряжения Теперь предположим, что потребление тока нагрузкой возросло. Тогда, если бы источник питания не был стабилизирован, напряжение нагрузки уменьшилось бы. Однако, как только напряжение нагрузки U0 начнет уменьшаться, будет уменьшаться и напряжение рассогласования. Соответственно через VT1 потечет меньший ток, напряжение база-эмиттер VT2 увеличится и через него потечет больший ток, а следовательно, и через VT3 тоже потечет больший ток. Таким образом, через сопротивления R2 и R3 будет протекать больший ток, и напряжение нагрузки U0 будет поддерживаться на заданном уровне. Обратите внимание, что транзисторы VT2 и VT3 по отношению к резисторам R2 и R3 в действительности составляют эмиттерный повторитель 103 Дарлингтона (составной транзистор по схеме общий коллектор). Вспомним, что выходное сопротивление эмиттерного повторителя Дарлингтона очень мало. Также отметим, что стабилизатор может быстро «следить» за изменениями входного напряжения. По этой причине цепь стабилизатора напряжения также обладает существенным фильтрующим действием и значительно сглаживает любые пульсации входного напряжения. Для схемы стабилизатора напряжения «серьезным испытанием» является проверка на способность поддерживать постоянное выходное напряжение при изменении напряжения на входе на ± 10% и тока нагрузки тоже на ± 10%. Итак, этот широко используемый стабилизатор напряжения называется последовательным потому, что транзистор VT3 включен последовательно входному напряжению и напряжению нагрузки. Выходное напряжение U0 всегда меньше входной ЭДС UВХ. Разность между входным и выходным напряжениями падает от коллектора VT3 к его эмиттеру. По принципу работы VT3 «выглядит» как переменный резистор, чье сопротивление возрастает при увеличении входного напряжения UВХ или уменьшается, когда UВХ начинает падать. Также VT3 уменьшает свое сопротивление, когда в результате установки большей нагрузки (возрастает потребление тока) U0 начинает падать, или же когда из-за меньшей нагрузки (уменьшенное потребление тока) напряжение U0 начинает расти, VT3 увеличивает свое сопротивление. Отметим, что часть U0, падающая на резисторе R3, служит напряжением смещения, контролирующим сопротивление транзистора VT3. Параллельный стабилизатор напряжения, схема которого приведена на рис. 5.7, тоже включает в себя два усилителя с непосредственными связями, увеличивающие напряжение рассогласования, получаемое при сравнении части выходного напряжения с напряжением на стабилитроне. Отметим, что напряжение ошибки задает смещение между базой VT2 и землей. В свою очередь, токи баз VT2 и VT1 усиливаются, в результате чего изменяется сопротивление от коллектора к эмиттеру транзисторов VT2 и VT1. Если ток, потребляемый нагрузкой, уменьшается, то U0 стремится возрасти. Однако при этом возрастают токи коллекторов VT2 и VT1, в результате чего выходное напряжение поддерживается на заданном уровне. 104 Рис. 5.7 Схема типичного параллельного стабилизатора напряжения Вообще, стабилизатор такого типа потому и называется параллельным, что любой ток, не прошедший в нагрузку, пойдет на землю по параллельной цепи через транзисторы VT2 и VT1. Отметим, что если напряжение источника ЭДС UВХ начинает расти, то выходное напряжение тоже начнет увеличиваться. Однако при этом ток через стабилитрон VD и резистор R2 тоже возрастет, в результате чего напряжение смещения на базе возрастет. Соответственно сопротивление коллектор-земля транзисторов VT2 и VT1 уменьшается, и через VT2 и VT1 на земле пойдет больший ток. В свою очередь, падение напряжения на R1 возрастет, и напряжение нагрузки U0 будет поддерживаться на заданном уровне. Параллельный стабилизатор напряжения сравнительно неэффективен, так как в дополнение к мощности, потребляемой нагрузкой, на транзисторах VT1 и VT2 и на резисторе R1 также рассеивается мощность. Как и последовательный стабилизатор напряжения, параллельный стабилизатор может быстро реагировать на изменения входного напряжения. Соответственно пульсации входного напряжения будут сильно сглаживаться, т.е. стабилизатор работает еще и как эффективный фильтр. Главным для стабилизатора является его способность поддерживать постоянное выходное напряжение при изменении входного напряжения на ± 10% и тока, потребляемого нагрузкой, тоже на ± 10%. Функциональный обзор микросхем На рис. 5.8 изображена микросхема, включающая в себя каскад ПЧ звукового сопровождения и выходной звуковой каскад. Эта микросхема получает сигнал поднесущей звукового сопровождения частотой 6,5 МГц с трансформатора или другой резонансной цепи; она обеспечивает ограничение, ЧМ-детектирование, усиление. Как видно из рисунка, ЧМ-детектор включает в себя параллельный контур, настроенный на резонансную частоту 4,5 МГц. Регулятор громкости представляет собой переменный резистор с линейной функциональной характеристикой, при помощи которого изменяется постоянный ток внутреннего электронного регулятора усиления. 105 Рис. 5.8 Пример микросхемы, обрабатывающей сигнал звуковой ПЧ и выходной звуковой сигнал Эта микросхема обеспечивает улучшенную регулировку громкости и управляет усилителем мощности звуковой частоты вместе со схемой корректировки предыскажений. Так как эта микросхема имеет существенную мощность на выходе, в ней предусмотрена термо- и токовая защита. Отметим, что эта микросхема имеет медный теплоотвод в виде полоски, выполненный как часть корпуса микросхемы. Основными параметрами являются: 1. Максимальная рассеиваемая мощность. Без внешнего радиатора при температуре до 25°С – максимум 1,4 Вт. С медным полосковым теплоотводом, припаянным к плате микросхемы, при температуре окружающей среды до 25°С максимальная рассеиваемая мощность будет составлять 3,9 Вт. 2. Амплитуда входного ПЧ-сигнала для ограничения. Амплитуда ПЧсигнала с частотой 6,5 МГц, которая вызовет ограничение на 3 дБ, обычно составляет 200 мкВ. 3. Ослабление АМ-составляющей. Определяет способность ЧМдетектора ослабить амплитудную модуляцию. Обычно минус 50 дБ. 4. Полный коэффициент гармоник. От входа ПЧ до выхода звукового сигнала обычно составляет 1,5% на 1 Вт мощности выходного звукового сигнала. 5. Выходная мощность. Определяет максимальную мощность выходного сигнала ЗЧ при полном коэффициенте гармоник 10%. При использовании соответствующих радиаторов номинальный диапазон составляет от 1 до 5 Вт. Отметим, что превышение предельной температуры или уровня максимальной рассеиваемой мощности приведет к автоматическому отключению звукового каскада микросхемы. Когда температура снизится до нормы, работа микросхемы восстановится. (Иногда отключение из-за повышенной температуры принимают за признак прерывистой работы.) Для облегчения работы предварительная проверка может быть проведена при наличии сигнала на основе сравнительных измерений с применением осциллографа (предпочтительнее двухканального). Такая проверка прохождения сигнала обычно достаточна для локализации неисправной части рабочей схемы, после нее обычно проводятся измерения постоянного напряжения и сопротивлений для точного нахождения неисправной детали и устройства. 106 ГЛАВА 6. ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗОРАХ Прозванивание цепей со стороны монтажа печатной платы При прозванивании цепей со стороны монтажа печатной платы в различных ситуациях можно сэкономить значительное количество времени. Чтобы выяснить, соединяет ли печатный проводник какую-нибудь пару выбранных для проверки узлов, применяют (рис. 6.1) маломощный омметр. Таким способом без всякого затруднения можно найти печатные проводники между транзисторами, резисторами, конденсаторами и микросхемами. Единственное исключение составляет резонансный трансформатор Т1. Трансформатор обычно размещается прямо на поверхности печатной платы и не имеет никаких зазоров для щупа. В таком случае надо перевернуть плату и продолжать «идти по следу» уже визуально. 107 Рис. 6.1 Прозванивание схемы со стороны размещения деталей Иногда необходимо найти только одно-два соединения. Конечно, при этом нет необходимости вести постоянные записи результатов измерений. Совсем другое дело, когда необходимо прозвонить полностью какой-нибудь каскад или цепь. В таком случае очень трудно, а чаще и невозможно запомнить все тонкости соединений. Существуют два практических способа вести записи проверок для последующих справок. Наиболее легким и самым прямолинейным является использование фломастера для прорисовки соединений сразу по их обнаружении прямо на печатной плате. Таким образом можно быстро получит рисунок принципиальной схемы прямо на плате. Другой способ ведения записей заключается в изготовлении наброска интересующих деталей на листке бумаги с использованием условных обозначений. Затем по мере прозванивания на листок можно добавить соединения. Более желателен первый способ. Если на плате не отмечены выводы транзистора, то полезно будет при прозванивании пометить их для облегчения последующей идентификации. 108 Рис. 6.2 Пример эскиза печатной платы (а) и соответствующая принципиальная схема в условных обозначениях (б) Преимущество второго способа состоит в том, что законченная схема гораздо легче поддается анализу, чем линии, нарисованные на печатной плате. А анализ требуется тогда, когда причина выхода из строя неочевидна (что случается довольно часто). На рис. 6.2 приведены для сравнения оба способа ведения записей. Мы видим конкретную схему с прорисованными соединениями (рис. 6.2, а) и принципиальную схему той же самой цепи (рис. 6.2, б). Можно легко убедиться, насколько труднее ориентироваться в схеме, прорисованной на печатной плате, чем читать принципиальную схему. Даже если пометить все детали и устройства, оценка устройства схемы может оказаться беспорядочной. Однако если набросать на листке бумаги принципиальную схему с использованием условных обозначений, то оценка и анализ схемы становятся легче. «Мусор» в шине питания Как видно из рис. 6.3, в шине питания иногда могут появляться чрезмерные пульсации и помехи, обусловленные старением электролитических конденсаторов. Эти помехи из шины питания могут проникнуть в каскад синхронизации через шину коллектора и шину смещения. В результате будет нарушена работа каскада, а о причине можно будет не подозревать до тех пор, пока не будет проверено питание при помощи цифрового вольтметра переменного напряжения или осциллографа. Рис. 6.3 Неисправности в каскаде синхронизации могут быть вызваны источником питания и влиянием каскада развертки на напряжение шины питания Выходное напряжение источника питания фильтруется большими электролитическими конденсаторами. В дополнение к этому шины источника питания, ведущие к каскадам кадровой и строчной разверток, 109 часто содержат дополнительные развязывающие электролитические конденсаторы. При длительном сроке службы конденсаторов «засорение» шины питания увеличивается. Пульсации, вызванные блоком питания, имеют частоты от 50 до 100 Гц и пилообразную форму. «Мусор» в каскаде вертикального отклонения часто имеет искаженную импульсную форму, а «мусор» в каскаде горизонтального отклонения – частоту около 15625 Гц и полупилообразную форму. Периодический контроль Самым «крепким орешком» во время поиска неисправностей в каскаде синхронизации является проверка при перемежающихся отказах. Прежде чем «проявятся» симптомы, можно довольно долго просидеть у телевизора и не успеть произвести необходимые измерения. В таких случаях следует использовать уже описанную ранее методику периодического контроля приемников. Самые существенные вопросы одинаковы и для радиоприемников, и для телевизоров: какова реакция постоянных напряжений при неожиданном проявлении периодических симптомов неисправности, как поведут себя при этом напряжения звуковой частоты или, в некоторых случаях, как среагируют токи. Отметим, что неправильная синхронизация горизонтальной развертки может быть также вызвана дефектами и других каскадов. Как видно из рис. 6.4, на каскад АПЧ строчной развертки поступает сигнал с выхода усилителя сигналов синхронизации. Синхронизация зависит от нормальной работы цепи АПЧ, которая, в свою очередь, зависит от нормальной работы каскада генератора строчной развертки. Неправильная синхронизация также может являться следствием дефекта в цепи опорных импульсов. Из всего вышесказанного основным является то, что при неправильной синхронизации «собака может быть зарыта» и в каком-нибудь другом каскаде. генератору Рис. 6.4 Взаимоотношения между каскадом АПЧ строчной развертки и каскадом строчной синхронизации Рассмотрим подробнее, почему такое происходит. На выходе схемы выделения сигналов синхронизации имеются синхронизирующие импульсы и строчной, и кадровой развертки (рис. 6.4). В свою очередь, усилитель сигналов синхронизации имеет два выхода, сигнал с одного выхода через фильтр нижних частот поступает на усилитель сигналов синхронизации 110 кадровой развертки, а сигнал с другого выхода – через ФВЧ на каскад АПЧ строчной развертки. Здесь импульсы синхронизации строчной развертки сравниваются с генерируемыми импульсами строчной развертки. Окончательно на выходе каскада АПЧ строчной развертки получим постоянное управляющее напряжение, прикладываемое к каскаду генератора строчной развертки. Это постоянное управляющее напряжение является напряжением рассогласования, которое служит для приведения в точное соответствие частоты генератора строчной развертки с импульсами синхронизации. Поиск неисправностей в каскаде синхронизации, как правило, начинается с проверки формы сигнала при помощи осциллографа (предпочтительнее со сравнительной проверки при помощи двухканального осциллографа). После локализации неисправной подсекции при помощи специального тестера следует проверить транзисторы, не выпаивая их из платы. Измерения постоянных напряжений и сопротивлений окончательно определят причину выхода из строя. Синхронизация, генератор и отклоняющая система кадровой развертки На рис. 6.5 приведена принципиальная схема широко используемой системы синхронизации и кадровой развертки. Отметим, что выходной сигнал ограничителя синхронизирующих импульсов разветвляется между интегрирующей цепью каскада кадровой развертки и каскадом АПЧ системы строчной развертки. Регулятором кадровой синхронизации устанавливают такую частоту свободной генерации кадровой развертки, чтобы она совпадала с частотой синхроимпульсов кадровой развертки на выходе интегратора. Для этого необходимо, чтобы частота свободной генерации мультивибратора была немного меньше 50 Гц. Рис. 6.5 Принципиальная схема синхронизации и кадровой развертки 111 на дискретных элементах Не в каждом телеприемнике можно найти усилитель обратной связи кадровой развертки – этот транзистор часто не включают в отклоняющую систему черно-белых телевизоров. Заметьте, что смещение (и усиление) и напряжение коллектора транзисторов генератора устанавливается при помощи регулятора размера по вертикали. Выходному сигналу генератора при помощи RС-цепи, включающей в себя регулятор линейности по вертикали, придается пилообразная форма. При нормальной работе между регуляторами размера и линейности по вертикали существует значительная взаимосвязь. Итак, на этом примере мы рассмотрели, как в каскаде кадровой развертки на дискретных элементах сигнал с выхода ограничителя синхроимпульсов управляет интегрирующим RС-каскадом, чтобы появились импульсы синхронизации кадров для тактирования генератора кадровой развертки. В своей основе генератор кадровой развертки представляет собой несинхронизированный мультивибратор с усилителем в цепи обратной связи (для ускорения обратного хода). В свою очередь, пилообразный сигнал с выхода генератора кадровой развертки управляет буферным усилителем кадровой развертки с его выходным трансформатором и схемой высокочастотной коррекции. Окончательно выходной сигнал поступает на катушки вертикального отклонения в отклоняющей системе. На рис. 6.6 изображена типичная интегральная схема вертикального отклонения. В принципе, она выполняет те же функции, что и рассмотренная ранее дискретная схема. Заметьте, что гасящий кадровый импульс прикладывается к цепи сетки или катода кинескопа и служит для гашения линий обратного хода луча, которые иногда могут появиться в растре (особенно при максимальном положении регулятора яркости). Рис. 6.6 Каскад кадровой развертки в интегральном исполнении В случае сбоя в кадровой развертке следует первоначально проверить внешние элементы. Если с ними все в порядке, то, следовательно, причина неисправности заключается в микросхеме. Отметим также, что микросхема, изображенная на рис. 6.6, предназначена для телевизоров с небольшим экраном. Для телевизоров с большими экранами микросхемы кадровой 112 развертки имеют встроенный теплоотвод, который, в свою очередь, крепится к большому радиатору, укрепленному на печатной плате. Минимизация шума Уровень шума на входе схемы генератора развертки связан с диапазоном рабочих частот канала синхронизации. Ширина полосы пропускания устанавливается при помощи RC-НЧ- и RC-ВЧ-фильтров на выходе схемы выделения сигналов синхронизации. В общем случае импульсы шума очень узкие. В свою очередь, эти импульсы обладают широким спектром частот – от очень низких до очень высоких. Соответственно если сузить полосу пропускания канала синхронизации, то амплитуда импульсов шума, прошедших канал синхронизации, также уменьшится. Однако существует объективный предел уменьшению полосы пропускания ввиду того, что при этом также будет уменьшаться амплитуда синхроимпульсов. В первом приближении во избежание нежелательного ослабления импульсов канал синхронизации должен пропускать примерно десять гармоник частоты повторения импульсов. Принципиальная схема канала синхронизации с ограниченной полосой пропускания приведена на рис. 6.7. Заметьте, что транзистор VT1 работает как ограничитель синхроимпульсов и включен по схеме «общий коллектор», а его смещение зависит от уровня сигнала и задается резистивно-емкостным делителем R2C1. Резистор R1 служит для снижения нагрузки, вносимой схемой выделения сигналов синхронизации в детектор изображения. В свою очередь, ограниченные синхроимпульсы проходят на базу VT2, включенного по схеме «общий эмиттер» и представляющего собой, по существу, усилитель синхроимпульсов. Резистор R3, являющийся для VT1 нагрузкой, в то же время вместе с R4 задает смещение VT2. Так как VT2 непосредственно связан с VT1, его сопротивление базы также работает и в цепи смещения VT1. При поступлении импульса транзистор VT2 оказывается в насыщении, так как напряжение на его коллекторе мало, а сопротивление нагрузки R5 велико. Таким образом, синхронизирующие импульсы, прошедшие через VT1 и VT2, ограничены по амплитуде. 113 Рис. 6.7 Принципиальная схема канала синхронизации, ФНЧ и ФВЧ с ограниченной полосой пропускания Ограниченные синхроимпульсы с транзистора VT2 подаются на каналы строчной и кадровой развертки. Канал строчной развертки, по существу, представляет собой дифференцирующую цепь, состоящую из С3, R7, R8. Однако этой дифференцирующей цепи предшествует интегрирующий каскад из R6 и С2. Эта интегрирующая цепь имеет постоянную времени приблизительно 0,5 мкс, в результате чего верхняя граница полосы пропускания приблизительно равна 150 кГц. При такой полосе пропускания импульсы синхронизации проходят через канал лишь с очень незначительным ослаблением, тогда как большинство импульсов шума в значительной степени подавляется. (Лишь очень узкие импульсы шума не подавляются, но они контролируются каскадом АПЧ, о чем будет подробнее рассказано ниже.) Канал кадровой синхронизации построен по похожему принципу (рис. 6.7), чтобы обеспечить необходимую полосу пропускания. На R9C4 и R10C5 построен интегратор из двух секций. Постоянная времени интегратора обеспечивает компромисс между минимальным ослаблением синхроимпульсов кадровой развертки и максимальным подавлением импульсов шума. Резистор R11 служит для разделения интегратора и последующей схемы, которая начинается с дифференцирующей цепи из С6 и R12. Дифференцирующая цепь имеет постоянную времени около 300 мкс и тем самым обеспечивает нижнюю частоту пропускания примерно 50 Гц. Другими словами, любой низкочастотный шум или напряжения нестационарных процессов с частотой менее 50 Гц подавляются. Итак, схема на рис. 6.7 представляет собой широко используемый вариант канала синхронизации, использующий RC-фильтры ВЧ и НЧ, ограничивающие полосу пропускания для подавления импульсов шума. Достоинства ограничения полосы пропускания очевидны при приеме слабых сигналов, когда обеспечивается очень стабильная синхронизация. Заметьте, что если будет неисправен конденсатор С4, то помехоустойчивость канала кадровой синхронизации станет плохой, а если в цепи конденсатора С2 произойдет разрыв, то ухудшится помехоустойчивость канала строчной синхронизации. Предварительную проверку данного устройства следует производить по сравнительной методике, используя двухканальный осциллограф. Немного о работе транзисторных цепей В идеале человек, занимающийся поиском и устранением неисправностей, должен быть способен полностью описать работу каждой подсекции любого каскада, с которым он столкнется. На практике же способности даже наиболее опытных ремонтников значительно ниже идеала. Тем не менее даже начинающий имеет общие представления о работе 114 простейших схем, особенно в режиме постоянного тока. С накоплением практического опыта углубляются и знания. Исчерпывающее описание работы схемы включает в себя и замечания, касающиеся изменений в работе схемы при отличающихся от номинальных параметрах деталей и при характерных только для данной схемы неисправностях. Обсудим три основных способа включения транзистора (рис. 6.8). Это схемы «общий эмиттер», «общая база» и «общий коллектор». В схеме «общий эмиттер» сигнал подается на базу, а снимается с коллектора. В схеме «общая база» сигнал подается на эмиттер, а снимается опять с коллектора. И наконец, в каскаде «общий коллектор» сигнал подается на базу, а снимается с эмиттера. Внимательно рассмотрев рис. 6.7, мы обнаружим, что транзистор VT1 включен по схеме «общий коллектор», а транзистор VT2 – по схеме «общий эмиттер». Иногда мы сталкиваемся и с разновидностью схемы «общий эмиттер» – когда на сопротивление эмиттера подан сигнал с коллектора и с эмиттера. Такая схема иногда называется парафазоинвертором; сигналы с коллектора и с эмиттера отличаются друг от друга по фазе на 180° (используется один вход, а получаем два выхода). Обратимся теперь к рис. 6.9. Мы видим, что каскады ОБ и ОЭ имеют коэффициент усиления по напряжению до 1000 и более, в зависимости от сопротивления нагрузки RН (рис. 6.9, а). Тем не менее, каскад ОК имеет коэффициент усиления по напряжению, достигающий, но никогда не превосходящий единицы, независимо от сопротивления нагрузки. Рис. 6.8 Примеры включения транзисторов по схеме с общим эмиттером, общей базой и общим коллектором Говоря об отклоняющей системе, мы оперируем уровнями мощности и коэффициентами усиления по мощности вместо коэффициентов усиления по напряжению. Коэффициент усиления транзистора по мощности численно равен произведению коэффициентов усиления по току и по напряжению. На рис. 6.9, б приведены графики, из которых видно, что каскады ОЭ и ОК имеют коэффициент усиления по току порядка коэффициента передачи по 115 току транзистора, тогда как каскад по схеме ОБ имеет коэффициент усиления по току, достигающий, но никогда не превосходящий единицы. Работа схемы может в значительной степени зависеть от входного и выходного сопротивления схемы в различных цепях с нагрузкой. По графику рис. 6.9, г видно, что схема включения с общим коллектором имеет самое высокое входное сопротивление. Каскад по схеме «общая база» имеет самое высокое выходное сопротивление, по крайней мере для наибольших значений сопротивления генератора (рис. 6.9, д). Из графиков на рис. 6.9 видно, как меняются коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности, а также входные и выходные сопротивления в зависимости от сопротивления нагрузки или генератора. Рис. 6.9 Зависимость коэффициентов усиления от сопротивления нагрузки для маломощного биполярного транзистора: а – коэффициента усиления по напряжению от сопротивления нагрузки (rК – внутреннее сопротивление коллектора транзистора, обычно 50 кОм); б – усиления по току от сопротивления нагрузки; в – усиления по мощности от сопротивления нагрузки; г – входного сопротивления от сопротивления нагрузки ( - коэффициент усиления по току, составляет 50 раз и более); д – выходного сопротивления от сопротивления генератора (RГ – сопротивление генератора; rБ – сопротивление базы, обычно 225 Ом) Пробник на неоновой лампочке со смещением 116 На рис. 6.10 изображен полезный пробник для быстрого обнаружения сравнительно слабых полей. Когда на неоновую лампочку подано смещение, чуть меньшее напряжения прекращения разряда, она становится гораздо более чувствительным индикатором электрических полей, чем неоновая лампочка без смещения. Этот пробник может быть использован для определения, протекает ли ток отклонения в катушках кадровой развертки отклоняющей системы. Если в катушке протекает нормальный ток, то при поднесении неоновой лампочки со смещением к катушкам она начнет светиться. С другой стороны, если ток отклонения недостаточен или отсутствует, лампочка не светится. Рис. 6.10 Схема пробника на неоновой лампочке со смещением Рис. 6.11 Включение кремниевого диода последовательно с неоновой лампочкой для повышения чувствительности к полям Конструктивно данный пробник представляет собой регулируемый источник переменного напряжения (на пример, сетевой трансформатор с регулируемым выходным напряжением, или ЛАТР) с подключенной к его выводам через резистор сопротивлением 33 кОм неоновой лампочки (типа NE-15). Напряжение повышают до тех пор, пока лампочка не загорится. Затем напряжение начинают снижать и останавливаются, как только она погаснет. Таким образом, лампочка будет находиться в наиболее чувствительном состоянии; лампочка загорится, даже если будет находиться лишь поблизости от источника сравнительно слабого поля. Соответственно если перемещать лампочку в разных направлениях над печатной платой или над кинескопом, то она будет загораться в различных местах. Для сравнения, если лампочка не имеет смещения, то она будет загораться только в сильных полях, таких, например, как поле высоковольтного трансформатора. Если напряжение прекращения разряда установлено точно, то можно наблюдать, что в лампочке остается гореть лишь один электрод. В таком состоянии неоновая лампочка становится гораздо более чувствительной, чем в предыдущем случае. Теперь даже довольно слабое поле вызовет свечение обоих электродов. Заметим, что если не удается установить такое напряжение, чтобы горел лишь один электрод, то последовательно неоновой лампочке вы можете включить диод, как это показано на рис. 6.11. При повышении приложенного напряжения один из электродов начнет светиться. Теперь если снизить приложенное напряжение до уровня, чуть меньшего напряжения прекращения разряда, то лампочка станет очень чувствительной к слабым полям. Иногда желательно снизить напряжение смещения чуть 117 больше, так чтобы лампочка стала бы чуть менее чувствительной. При использовании такого пробника следует учесть, что может оказаться необходимым сориентировать лампочку в поле таким образом, чтобы полярность между электродами соответствовала преимущественной полярности поля (в импульсных полях амплитуды положительных и отрицательных импульсов различны). Отметим, что если неоновая лампочка работает в очень чувствительном режиме, то она будет вспыхивать и на значительном расстоянии от источника поля. Поэтому нельзя будет пользоваться пробником до тех пор, пока его чувствительность не будет снижена до такой степени, что лампочка будет загораться лишь в непосредственной близости от источника поля. Отметим, что примерное нахождение источника поля можно определить даже и при большой чувствительности пробника, наблюдая за интенсивностью свечения лампочки при ее перемещении над проверяемым устройством. При поднесении лампочки ближе к источнику поля яркость ее свечения повысится. Опыт с постоянным напряжением, генерируемым неоновой лампочкой На рис. 6.12 показан полезный эксперимент, который можно провести с лампой с ионизованным газом. Таким способом можно определить полярность и значение напряжения, генерируемого неоновой лампочкой при ее перемещении в поле выходного трансформатора строчной развертки или высоковольтного трансформатора. Когда неон начинает светиться, он переходит в ионизованное состояние (когда атомы под действием силы поля лишаются электронов). Оторванные электроны имеют отрицательный заряд, а ионизованные атомы неона – положительный. Эксперимент показывает, что при помещении неоновой лампочки в соответствующую область поля и при соответствующей ориентации может быть достигнута разность потенциалов до 10 В. Отметим, что полярность напряжения зависит от ориентации лампочки в поле, а значение напряжения – и от ориентации, и от местонахождения. Рис. 6.12 Эксперимент по измерению постоянного напряжения, вырабатываемого неоновой лампочкой, помещенной в электромагнитное поле 118 ГЛАВА 7. ПОСЛЕДНЯЯ ГРУППА МЕТОДОВ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ТЕЛЕВИЗОРАХ Быстрая проверка синхронизирующих импульсов строк Когда изображение теряет строчную синхронизацию, но регулятором строчной развертки можно добиться мгновенной «фиксации» изображения, то можно заключить, что причина неисправности находится не в каскаде генератора строчной развертки, а либо в каскаде автоматической подстройки частоты, либо в цепи синхронизации строчной развертки. Из рис. 7.1 видно, что если неисправность находится в каскаде АПЧ, то импульсы строчной синхронизации имеются, но не контролируют частоту генератора. С другой стороны, если вышел из строя каскад строчной синхронизации, то синхроимпульсы строчной развертки будут остановлены и не будут присутствовать в каскадах генератора и АПЧ. При локализации места повреждения можно сэкономить много времени, проверив наличие (или отсутствие) синхроимпульсов строчной развертки в каскадах АПЧ и генератора строчной развертки. Как это сделать, показано на рис. 7.1. К выходу каскада АПЧ через резистор 50 кОм подключается миниусилитель с динамиком. Если при этом будет слышен тональный сигнал, значит, неисправность можно найти в каскаде АПЧ. С другой стороны, если из динамика миниусилителя не будет слышен никакой тон, то неисправность следует искать в каскаде строчной синхронизации. Рис. 7.1 Синхроимпульсы строчной развертки образуют биения с сигналом генератора и создают звуковой тон Таким образом можно быстро определить, где в каскаде строчной 119 синхронизации теряются синхроимпульсы. (Частота генератора развертки не совпадает с частотой синхроимпульсов.) Приходящий импульс синхронизации (если таковой имеется) будет образовывать с колебаниями генератора биения звуковой частоты, которые возникают из-за нелинейности характеристики цепи. Однако если на вход каскада АПЧ не приходит синхроимпульс строчной развертки, то на миниусилитель с динамиком будет поступать сигнал с частотой 15625Гц, и звуковой тон производиться не будет. Отметим, что для предотвращения изменений режима по постоянному току каскада АПЧ применен разделительный конденсатор емкостью 0,01 мкФ, а для минимизации нагрузки последовательно включен резистор сопротивлением 50 кОм. Также необходимо отметить, что если отсутствует кадровая синхронизация, то причину следует искать в схеме выделения сигналов синхронизации. Из рис. 7.1 также видно, что при этой проверке можно пропустить такие неполадки в каскаде АПЧ строчной синхронизации, как короткое замыкание или разрыв цепи для приходящего из каскада строчной синхронизации синхроимпульса. Соответственно для точной индикации присутствия или отсутствия сигнала на выходе каскада строчной синхронизации можно использовать усложненный пробник (рис. 7.2), который обеспечивает диагностику при условии, что вход каскада АПЧ строчной развертки не был короткозамкнут на землю. Рис. 7.2 Схема усложненного пробника для проверки синхроимпульсов Действие этого пробника заключается в смешивании части выходного сигнала каскада строчной синхронизации с частью выходного сигнала генератора строчной развертки. (При этом сигнал генератора несинхронизирован.) Заметьте, что при наличии импульсов строчной синхронизации на маломощном диоде будут генерироваться биения звуковой частоты, воспроизводимые миниусилителем с динамиком. В этом случае можно сделать вывод, что неисправность находится в каскаде АПЧ. С другой 120 стороны, если миниусилитель с динамиком молчит, то неисправность следует искать в каскаде синхронизации строчной развертки. Рассмотрим теперь рис. 7.3. Когда частота генератора строчной развертки несинхронизирована, то число темных диагональных полос на экране показывает, насколько велика разница частот, а наклон этих полос показывает, насколько велика или мала частота генератора. Например, на рис. 7.3 изображены четыре диагональные полосы. Таким образом, разница частот равна 4х50 = 200 Гц. Так как диагональные полосы имеют уклон вправо, частота генератора слишком велика (15 625 + 240 = 15 825 Гц). Если бы полосы поднимались вправо, из этого следовало бы, что частота генератора мала (15625 – 200 = 15 425 Гц). Рис. 7.3 Число диагональных полос на экране помогает оценить частоту генератора строчной развертки Также видно, что за каждым полукадром следует импульс кадровой синхронизации (диагональная полоса). Следующие один за другим полукадры для обеспечения максимальной линейной плотности элементов разложения изображения чередуются. Кадр заключает в себе два последовательных полукадра. Таким образом, полукадр есть половина телевизионного изображения. Каждый полукадр состоит из 3112,5 строк и развертывается за 1/50 с. Другими словами, каждую секунду формируются 25 кадров. Как подробнее рассмотрено позднее, когда телевизионное изображение «застывает», то выбранный кадр сканируется вновь и вновь. Кадр состоит из 825 перемежающихся строк. Интегральные схемы В каскадах синхронизации и развертки часто встречаются микросхемы, так что полезно представлять себе в общих чертах их работу. Например, на рис. 7.4 изображен сигнальный процессор, выполняющий функции АРУ и выделяющий сигналы синхронизации. Кроме того, процессор содержит схему шумоподавления. Он управляется полным телевизионным сигналом с видеоусилителя и импульсами с выходной цепи каскада строчной развертки. Сигнальный процессор выделяет синхроимпульсы из полного телевизионного сигнала, уменьшает импульсы шумовых помех и вырабатывает управляющие напряжения АРУ для каскадов тюнера и ПЧ. Синхроимпульсы на выходе процессора имеют или положительную, или 121 отрицательную полярность. Выход АРУ тюнера также может иметь или положительную, или отрицательную полярность. Рис. 7.4 Процессор сигнала на интегральной схеме На рис. 7.5 приведен пример микросхемы того же класса, но более сложной. В дополнение к свойствам описанного выше процессора эта микросхема включает в себя устройство АПЧ, генератор кадровой развертки и предварительный усилитель системы горизонтального отклонения, не считая разных резисторов. Отметим, что принципиальная схема такого процессора почти не отличается от схемы того же устройства на дискретных элементах. Рис. 7.5 Процессор строчной развертки на интегральной схеме В данном процессоре используется внешняя RС-цепь для каскада шумоподавления. Кроме того, применяется внешний фильтр для системы АРУ, а для АПЧ строчной развертки – внешний фазовый детектор, состоящий из двух диодов и нескольких конденсаторов с резисторами. Генератор строчной развертки также требует применения внешней RC-цепи, 122 и его частота определяется настройкой катушки. Микросхема кадровой и строчной развертки Пример микросхемы такого класса приведен на рис. 7.6. Она вырабатывает сигналы кадровой и строчной развертки для управления выходными каскадами. Необычной чертой такой схемы является отсутствие регуляторов частоты строк и частоты полукадров. Частота генератора строчной развертки стабилизирована керамическим резонатором с собственной частотой 500,0 кГц. При помощи делителя частоты эта частота уменьшается в 32 раза, т.е. становится равной 15 625 Гц. Внутри микросхемы тактовый каскад также обеспечивает автоматическую синхронизацию сигналов с частотами 15 625 и 50 Гц. Приходящие импульсы горизонтального обратного хода луча сравниваются со входными импульсами строчной синхронизации в обычном фазовом детекторе для выработки управляющего напряжения для ГУНа (генератора, управляемого напряжением). Внешний фильтр нижних частот сглаживает контролирующее напряжение до практически постоянного значения. Рис. 7.6 Каскад кадровой и строчной развертки в интегральном исполнении Тактирующая схема обрабатывает сигнал с частотой строк и приходящие синхроимпульсы кадровой развертки, а RС-контур кадровой развертки служит для пропуска кадровых импульсов и подавления строчных. Благодаря тактирующей схеме выходной сигнал кадровой развертки частотой 50 Гц точно синхронизирован с выходом строчной развертки, благодаря чему обеспечивается точная чересстрочная развертка. Из-за сложности таких схем для получения приемлемых результатов следует пользоваться методикой сравнения с похожим работоспособным телевизором. Измерения напряжений и сопротивлений на выводах микросхемы помогут найти неисправную цепь, а проверка соответствующих 123 внешних деталей укажет, исправна ли микросхема. Каскад АПЧ строчной развертки Для практиков полезно знать широко используемые схемы каскадов АПЧ. На рис. 7.7 изображен такой каскад, выполненный на транзисторе; он работает как фазовый детектор и сравнивает фазу приходящих синхроимпульсов с фазой опорного пилообразного сигнала с выхода каскада строчной развертки. Фазовый детектор строчной развертки вырабатывает постоянное управляющее напряжение, которое либо прибавляется, либо вычитается из фиксированного напряжения смещения транзистора генератора строчной развертки, тем самым корректируя любое стремление частоты генератора уйти от заданного значения. Это управляющее напряжение может быть как положительным, так и отрицательным. Рис. 7.7 Устройство широко используемой системы АПЧ строчной развертки Приложенные к базе транзистора фазового детектора отрицательные разностные импульсы выводят транзистор из области отсечки в область проводимости. Конденсатор на входе за это время заряжается протекающим током базы и удерживает транзистор в режиме отсечки в течение времени между синхроимпульсами. 124 Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора имеет пилообразную форму и подается туда с выхода каскада строчной развертки. Во время первой половины периода обратного хода луча это напряжение между коллектором и эмиттером отрицательно и транзистор проводит ток, как обычно. Однако во время второй половины периода обратного хода луча напряжение на коллекторе становится положительным, и коллектор работает как эмиттер. Если генератор строчной развертки фазирован нормально, то середина синхроимпульса точно совпадает по времени с точкой, в которой сигнал развертки проходит через нуль за период обратного хода луча. При таких обстоятельствах за то время, когда синхроимпульс поддерживает транзистор в проводящем состоянии, ток протекает от эмиттера к коллектору, а затем разворачивается и протекает от коллектора к эмиттеру. Так как в этом случае максимальная амплитуда тока одинакова для обоих направлений протекания, то результирующее выходное управляющее напряжение равно нулю. Однако если генератор строчной развертки начинает затягивать частоту, то синхроимпульсы будут прибывать либо чуть раньше, либо чуть позже по отношению к точке перехода сигнала развертки через нуль за время обратного хода луча. В свою очередь, ток, протекающий через фазовый детектор, в одном направлении больше, а в другом – меньше. Соответственно вырабатывается положительное или отрицательное управляющее напряжение, которое возвращает генератор строчной развертки на номинальную частоту. Другая система АПЧ фактически совершенно такая же, за исключением того, что вместо коллекторного и эмиттерного переходов транзистора здесь использованы два диода. Пример схемы, использующей для получения контролирующего напряжения для генератора вместо транзисторов пару диодов, приведен на рис. 7.8. Заметьте, что сравниваемый импульс обратного хода луча прикладывается к диодам и связанной с ними RC-цепи. В результате получаем сигнал полупилообразной формы, тактированный напряжением строчной развертки. Синхроимпульсы строчной развертки с усилителя сигналов синхронизации подаются в точку соединения двух диодов. Далее цепь АПЧ вырабатывает сигнал пилообразной формы с наложенными на него импульсами, амплитуда которых выше или ниже амплитуды пилы, в зависимости от относительной синхронности управляющих импульсов и пилы. 125 От селектора синхроимпульсов Рис. 7.8 Устройство широко используемой системы АПЧ на двух контролирующих диодах Когда синхроимпульс движется по «зубцу» пилообразного сигнала, амплитуда напряжения на одном из диодов увеличивается, а на другом уменьшается. Соответственно один из диодов теперь проводит больше, чем другой, и напряжение смещения базы транзистора генератора также меняется. Если напряжение на базе становится более положительным, то частота генерации уменьшается, и наоборот. Таким образом, соотношение между фазами синхроимпульсов строчной развертки и пилообразного сигнала служит для возвращения генератора обратно на заданную частоту, когда бы он ни стал увеличивать или уменьшать частоту генерации. При предварительном анализе следует проверить частоту генерации (см. также рис. 7.3). Схема рис. 7.8 используется довольно часто во многих телевизорах. Отметим, что среднее напряжение смещения между базой и эмиттером составляет 0,3 В. Если частота генератора стремится уйти, то диоды отреагируют постоянным управляющим напряжением, которое так изменит напряжение между базой и эмиттером, чтобы частота стала прежней. В случае неисправности первое подозрение должны вызвать электролитические конденсаторы. Отметим также, что диоды должны быть подобраны по электрическим свойствам, иначе синхронизация будет неудовлетворительной. Измеритель напряженности поля Как уже не раз отмечалось, неоновая лампочка служит портативным индикатором для проверки высоковольтных секций. Если поднести неоновую лампочку к выходному трансформатору строчной развертки или к высоковольтному трансформатору, то, если они исправны, лампочка начнет светиться. Можно даже по яркости свечения грубо оценить напряженность поля. Однако это только качественная оценка, не обеспечивающая точной индикации напряженности поля. При предварительном осмотре и иногда при 126 сравнительных проверках очень полезно иметь точный индикатор напряженности поля. Этого легко достигнуть, используя генератор на неоновой лампочке (рис. 7.9). Работа этого пробника основана на генерации. Например, если в отсутствие поля лампочка вспыхивала один раз в секунду, то при помещении лампочки в слабое поле частота вспышек возрастет до десяти раз в секунду. При усилении напряженности поля частота вспышек лампочки также будет возрастать, пока в конце концов не начнет казаться, что лампочка горит непрерывно. По этой причине максимальную пользу из такого пробника можно извлечь в относительно слабых полях. Рис. 7.9 Устройство генератора на неоновой лампочке для быстрой оценки напряженности поля Частота пилообразного сигнала может регулироваться резистором R с сопротивлением приблизительно от 1 МОм до 30 кОм, чтобы избежать выхода неоновой лампочки из строя. Цепь работает как генератор сигналов полупилообразной формы, и неоновая лампочка вспыхивает на каждый пик ионизации. Измеритель напряженности поля на цифровом вольтметре и перестраиваемой катушке Более точные измерения относительной напряженности поля можно произвести при помощи цифрового вольтметра и перестраиваемой катушки так, как это показано на рис. 7.10. Такое устройство работает на частоте 15 625 Гц и обладает высокой чувствительностью. Катушка может быть съемного типа для телевизора с генератором синусоидальных колебаний в строчной развертке или использована от старого телевизора. Такой тип пробника полезен при предварительном осмотре для быстрого определения причины отсутствия свечения экрана неисправность либо в цепи строчной развертки и высоковольтной цепи, либо в каскаде постоянного напряжения. 127 Рис. 7.10 Устройство для измерения напряженности поля на настраиваемой катушке индуктивности и цифровом вольтметре Такой пробник обеспечивает получение наиболее точных сравнительных данных при предварительной проверке системы строчной развертки. Для настройки катушки на частоту 15 625 Гц используется конденсатор С. Выходное напряжение катушки в значительной степени зависит от ее ориентации в поле. Например, если катушка расположена вблизи выходного трансформатора строчной развертки и соответствующим образом ориентирована, то цифровой вольтметр может показать 300 В. Если же повернуть катушку на 90°, то можно получить нулевые показания. При сравнительной проверке желательно при каждом измерении размещать катушку одинаково. Общие признаки неисправностей Как уже ранее отмечалось, неисправности могут являться результатом испорченных конденсаторов фильтра или дефектов в источнике питания, затрагивающих выпрямительные диоды или резисторы. В этом случае напряжение на выходе источника питания отличается от своего номинального значения, хотя фильтрация идет как положено. Проявляющиеся общие признаки неисправностей в некоторой степени различаются у конкретных моделей телевизоров. Однако следующие признаки являются типичными (рис. 7.11): 1. Воспроизведение изображения и звукового сопровождения нормально при выходном напряжении блока питания, соответствующем входному напряжению в диапазоне 230-210 В действующего значения (при номинале 220 В). 2. При 200 В появляется первый признак – заметное уменьшение высоты изображения в верхней части экрана. 128 Рис. 7.11 Примеры искажения изображения из-за снижения напряжения питания: 1 – напряжение питания уменьшено на 15 %, высота растра уменьшена, ширина нормальная; 2 – напряжение питания уменьшено на 35%, растр уменьшился и по высоте, и по ширине; 3 – напряжение питания уменьшено на 40%, растр сильно уменьшился и по высоте, и по ширине; звуковое сопровождение очень слабое и шумное; 4 – напряжение питания уменьшено на 45 %, изображение и звук пропадают, линии обратного хода луча по кадру видны в уменьшенном растре 3. При 180 В наблюдаются дополнительные признаки: уменьшение высоты изображения существенно и в верхней, и в нижней частях экрана. Также наблюдается заметное уменьшение ширины изображения с правой и левой сторон экрана. Воспроизведение звука становится слабее, хотя остается чистым. 4. При 170 В изображение серьезно уменьшено по высоте и ширине. Синхронизация (и строчная, и кадровая) становится неустойчивой. Яркость и контраст недостаточны. Звук становится совсем слабым и шумным. При помощи регуляторов синхронизации, яркости и контраста можно добиться удовлетворительного изображения. Однако добиться нормальной громкости звучания невозможно. 5. При 67 В изображение внезапно пропадает, хотя растр остается видимым. Также исчезает звук вместе с шумом. (Остающийся растр серьезно уменьшен по высоте и ширине, и линии обратного хода луча по кадру становятся заметными.) Следует отметить, что работа и кадровой, и строчной разверток связана с уменьшением напряжения блока питания ниже нормального уровня – при снижении его на 45% пропадают изображение и звук. Неработающий телевизор немедленно вызывает подозрение в катастрофическом сбое в блоке питания. 129 Рис. 7.12 Примеры отклонения напряжения на коллекторе от нормы из-за утечки через коллекторный переход Теперь рассмотрим классическую схему усилителя и ее неисправности. На рис. 7.12 приведены примеры типичных усилительных каскадов по схеме «общий эмиттер» с широко используемыми делителями напряжения в цепи базы. В первой cxeмe обратная связь отсутствует, а во второй имеется обратная связь через сопротивление в цепи эмиттера. Общей причиной снижения коэффициента усиления каскада ниже нормального уровня является появление утечки с коллектора на базу внутри транзистора. Такая неисправность немедленно отражается на постоянном напряжении коллектора, которое существенно снижается. В первой схеме напряжение на коллекторе уменьшается до +3 В при сопротивлении утечки коллекторного перехода 880 кОм, до +2 В при 350 кОм и до +1 В при 100 кОм. Во второй схеме напряжение на коллекторе уменьшается до +3 В при сопротивлении утечки коллекторного перехода 360 кОм, до +2 В при 150 кОм и до +1 В при 15 кОм. В обеих схемах нормальное напряжение на коллекторе +5,5 В. Отметим, что усилитель в меньшей степени реагирует на коллекторную утечку, если используется обратная связь через сопротивление эмиттера. Рис. 7.13 Типичное отклонение напряжения на коллекторе в усилителе класса А при изменении сопротивления нагрузки (при увеличении RН до 16 кОм напряжение на коллекторе падает до 0,6 В, при уменьшении RН до 4 кОм – возрастает до 6,8 В) Другой общей причиной выхода каскада из строя служит изменение сопротивления. В качестве примера на рис. 7.13 изображен типичный усилительный каскад класса А, в котором изменяют нагрузку коллектора. Если сопротивление нагрузки увеличивается или уменьшается в 2 раза от своего номинального значения, то это сильно воздействует на работу схемы. 130 Отметим, что когда сопротивление нагрузки увеличивается в 2 раза, то коэффициент усиления каскада также увеличивается. Однако поскольку теперь каскад работает уже не в классе А, то появляются искажения. И наоборот, при уменьшении сопротивления нагрузки коэффициент усиления каскада также уменьшается. Оптимальное напряжение смещения для работы в классе А возникает, когда постоянное напряжение коллектора равно половине напряжения питания (+4,5 В). Еще раз отметим, что напряжение на коллекторе зависит как от сопротивления нагрузки, так и от соотношения сопротивлений в цепи делителя напряжения. Например если сопротивление нагрузки увеличивается, то напряжение на коллекторе падает, и наоборот. При увеличении номинальной нагрузки в 2 раза (до 16 кОм) каскад больше не будет работать в режиме класса А; при 0,6 В на коллекторе каскад фактически будет работать в классе В. В заключение рассмотрим изображенный на рис. 7.14 генератор строчной развертки. Технически генератор представляет собой усилительный каскад, поддерживающий свой собственный вход с помощью положительной обратной связи через катушку индуктивности между базой, эмиттером и землей. При нормальном функционировании смещение транзистора соответствует классу В или С. В приведенном примере транзистор работает в классе С и между базой и эмиттером приложено обратное смещение – 1 В, которое является средним значением между положительным напряжением смещения, приложенным через RБ и напряжением самосмещения, зависящим от сигнала и вызываемым протеканием тока базы при приходе положительных полуволн синусоидального выходного напряжения. Рис. 7.14 Схема типичного генератора строчной развертки при обратном смещении база-эмиттер Отметим, что если уменьшить сопротивление RБ, то генератор перейдет в режим класса В (прямое смещение 0,5 В). Если уменьшить RБ, то генератор будет смещен прямо и должен работать в классе А. Однако из-за прямого смещения сопротивление база-эмиттер по переменному току становится очень маленьким, так что амплитуда колебаний генератора снижается столь значительно, что генерация не может возобновиться. С практической точки зрения, главным из всего вышесказанного является то, что наибольшую 131 информацию можно получить, измерив напряжение между базой и эмиттером транзистора проверяемого отказавшего генератора. Итак, в генераторе, использующем самосмещение, ток базы имеет импульсную форму и протекает при наличии на катушке положительных полуволн синусоидального напряжения. Протекание тока базы обусловливает заряд конденсатора 0,1 мкФ. На правой обкладке будет отрицательный потенциал. Этот отрицательный заряд в промежутке между пиками стекает через RБ, и среднее постоянное напряжение смещения на базе составляет – 1 В. Еще раз отметим, что если уменьшить сопротивление базы RБ до 60 кОм, то транзистор будет смещен прямо и выходной синусоидальный сигнал станет равен нулю. Генерация прекращается, так как база потребляет чрезмерный ток (входное сопротивление база-эмиттер становится столь мало, что катушка очень сильно демпфируется). Если же очень сильно сместить транзистор в прямом направлении, то он перегреется и выйдет из строя. ГЛАВА 8. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЦВЕТНЫХ ТЕЛЕВИЗОРАХ Выводы на основе признаков неисправности При поиске неисправностей в цветных телевизорах, не имеющих технического описания, полезно представлять себе признаки, не требующие для анализа глубокого знания схемы телевизора. Предыдущее обсуждение 132 выводов из признаков пониженного напряжения на выходе источника питания черно-белого телевизора было проведено в гл. 7. Как видно из рис. 8.1, такие же общие соображения приложимы и к цветным телевизорам. При пониженном выходном напряжении блока питания (на 28%) первым заметным симптомом является сужение растра по вертикали (рис. 8.1, а). Далее, при уменьшении напряжения питания на 37% растр уменьшается и по вертикали, и по горизонтали. Изображение и звук еще приемлемые (рис. 8.1, б). Затем, при уменьшении напряжения питания на 39%, значительно уменьшаются высота и ширина растра. Изображение становится тусклым, хотя цвета еще воспроизводятся и звук еще приемлемый (рис. 8.1, в). В конце концов, при уменьшении напряжения питания на 43% экран становится темным, а звук совсем слабым (рис. 8.1, г). Если растр сужен и по горизонтали, и по вертикали, то, вероятно, напряжение источника питания понижено. Однако если высота растра нормальная, но при этом он сужен по горизонтали, то наиболее вероятной причиной в этом случае будет неполадка в каскаде строчной развертки. И наоборот, если ширина растра нормальная, но высота при этом мала, то неисправность следует искать в каскаде кадровой развертки. Рис. 8.1 Примеры искажения цветного изображения из-за понижения напряжения блока питания Общие соображения Как видно из рис. 8.2, цветной телевизор – гораздо более сложное устройство, нежели черно-белый. Поэтому если признаки неисправности не простые, как в случае неполадок в блоке питания, то целесообразно найти похожий цветной телевизор в рабочем состоянии для проведения сравнительных измерений. Однако если вы ранее уже сталкивались с телевизорами такого же типа, то можете достаточно уверенно взяться за 133 загадочный признак без сравнительных измерений. Как отмечалось в гл. 7, отказавший телевизор сразу же вызывает подозрение, что сбой произошел в блоке питания. Устранение неисправности в блоке питания – обычно сравнительно простое дело. В таких случаях полезно начинать с проверки работоспособности телевизора от настольного блока питания для временной замены подозреваемого блока неисправного телевизора. Такая процедура может сберечь время, которое было бы зря потрачено, если бы, например, выяснилось, что телевизор не работает даже от заведомо исправного блока питания. В такой ситуации можно прекратить работу и не тратить время на решение этой задачи. Если телевизор, хотя и со сбоями, но работает, то следует проанализировать признаки неисправности более строго. Иногда сразу бывает ясно, в каком каскаде находится неисправность, например, когда изображение, вместо цветного, черно-белое. В этом случае следует обратить внимание на каскад цветности. При «прерывистости изображения» местонахождение неисправности недостаточно ясно, В любом случае можно считать, что повезло, если печатные платы промаркированы в соответствии со своим функциональным назначением. На рис. 8.2, а изображена схема одного из типичных цветных телевизоров, где черно-белый видеосигнал Y приложен к катодам цветного кинескопа, а цветоразностные сигналы R-Y, B-Y, G-Y приложены к сеткам кинескопа. Использованы X и Z-демодуляторы сигнала цветности; цветоразностный сигнал G-Y декодируется в усилителе G-Y сигнала. Схема рис. 8.2, б дает представление еще об одной стандартной схеме цветного телевизора. Здесь каждый, катод цветного кинескопа индивидуально управляется R-, G-, В-сигналами (сетки не управляются). Отметим, что черно-белый сигнал формируется из соответствующих частей R-, G- и В-сигналов, подаваемых на RGB-матрицу. Поиск неисправностей в таких телевизорах для большей пользы желательно проводить методом сравнения. Конечно, если вы чувствуете себя достаточно опытными в этой области, вполне осуществимо произвести проверку и локализацию неисправности при помощи вольтметра и различных пробников, о чем будет рассказано ниже. Рис. 8.2 Устройство цветного телевизора: а – схема, используемая в черно-белом телевизоре, с добавлением цепи обработки сигнала цветности; б – канал цветности представляет собой микросхему 134 Рис. 8.2 (б) 135 Интегральные схемы Практически во всех современных моделях цветных телевизоров в каскаде цветности можно найти интегральные схемы. В качестве примера на рис. 8.3 изображена микросхема цветовой синхронизации и выключателя 136 цветности. Таким образом, если «изображение черно-белое и нет никаких цветов», то необходимо обратить внимание на микросхему цветности и ее внешние элементы. Обычно первое действие – проверка внешних элементов и особенно электролитических конденсаторов. Если все внешние элементы «выдержали проверку», то необходимо менять микросхему. Желательно первый осмотр такой схемы производить методом сравнения при поданном сигнале и с использованием двухканального осциллографа. +Епит Рис. 8.3. Типовая микросхема, включающая в себе схему цветовой синхронизатор и выключатель цветности, используемая во многих цветных телевизорах Уровни сигнала цветности В современных цветных телевизорах цветоразностные сигналы с частотами 4,406, 4,25 МГц обрабатывается при сравнительно низких уровнях. По этой причине нецелесообразно использовать традиционные пиковые пробники и вольтметры для отслеживания пути прохождения 137 сигнала. Даже пиковые пробники имеют ограниченное применение при поиске неисправностей в каскадах цветности. Вместо этого обычно применяется метод подачи сигнала цветности в узлы схемы для «окружения» места повреждения. Цветной кинескоп обычно используется как индикатор. Однако если экран не светится, то можно в качестве индикаторов использовать пиковый пробник и цифровой вольтметр, подсоединив их к катоду или сетке. Реакция коротковолнового приемника на сигналы каскада цветности Для большей пользы или проверке прохождения сигнала цветности желательно использовать осциллограф. Однако если у вас нет осциллографа, то можно получить полезную информацию при помощи коротковолнового приемника, настроенного на частоту 4,40 МГц. Например, если кончик антенны, используемый в качестве щупа, поместить вблизи схемы, работающей с частотой 4,406 МГц, то сигнал цветности будет воспринят приемником и воспроизведен как характерный «рев». Таким образом, при предварительной проверке можно определить наличие или отсутствие сигнала цветности. Тестирование с использованием радиоприемника будет более информативным, если будет производиться на сравнительной основе с заведомо исправным аналогичным телевизором. Отметим, что сигнал цветности будет слышен на частоте не только 4,406 МГц, но также и в диапазоне от 3 до 5 МГц, а для некоторых телевизоров и в диапазоне от 2 до 5 МГц. Причина такого «размаха» частот сигнала цветности рассмотрена на рис. 8.4. Этот пример иллюстрирует внешний вид NTSC испытательного сигнала цветности до и после прохождения полосового усилителя так, как он будет выглядеть на экране осциллографа. Испытательный сигнал содержит основные и дополнительные цвета. Сигнал цветности на выходе полосового усилителя состоит из групп сигналов с частотой 3,58 МГц, но отличающихся фазой и амплитудой. Заметим, что в нашем примере частотный диапазон полосового усилителя простирается от 3,1 до 4,1 МГц. В этом диапазоне при помощи приемника можно поймать любую боковую полосу частот. 138 Рис. 8.4 Полосовой усилитель с частотным диапазоном сигнала цветности от 3,1 до 4,1 МГц В дополнение отметим, что телевизоры с высокими эксплуатационными данными обеспечивают диапазон частот полосового усилителя с 2,1 до 4,9 МГц. Соответственно при тестировании таких телевизоров следует ожидать «размаха» частот приблизительно от 2 до 5 МГц. При работе с генератором опорной частоты цветовой поднесущей сигнал с его выхода не может быть услышан с помощью коротковолнового радиоприемника, так как он является незатухающей гармонической волной с частотой 4,406 МГц. Другими словами, с помощью АМ-радиоприемника можно расслышать лишь модулированный сигнал цветности. Сигналы цветности являются видеочастотами, так что имеется возможность перепутать сигнал цветности с черно-белым сигналом при элементарной быстрой проверке. Чтобы избежать ошибки, необходимо осмотреть плату, чтобы убедиться, что конец антенны поднесен к каскаду полосового усилителя, а не к видеоусилителю. Более точную информацию о частоте можно получить, используя частотомер. 139 Усовершенствование коротковолнового радиоприемника проверки телевизоров при помощи резистивного щупа для Если телевизор находится в неисправном состоянии, то уровни сигнала цветности могут лежать в довольно широком диапазоне и уровень, высокий при нормальной работе, может стать низким из-за какой-нибудь неисправности. В результате быстрая проверка на наличие или отсутствие сигнала при помощи коротковолнового радиоприемника может оставить сомнения о состоянии работы каскада цветности. В такой ситуации полезно дополнить антенну приемника резистивным щупом так, как это показано на рис. 8.5. Резистор увеличивает уровень полезного сигнала в антенне, а также позволяет избежать чрезмерной нагрузки проверяемой схемы. Рис. 8.5 Резистивный щуп улучшает качество проверки при помощи коротковолнового радиоприемника Отметим, что многие коротковолновые АМ-радиоприемники имеют гнездо для подключения наружной антенны в дополнение к штыревой антенне. Это гнездо можно использовать для подключения пробника, но технически это не дает никаких преимуществ перед простейшим устройством, изображенный на рис. 8.5. Хотя может показаться выгодным подсоединить к гнезду внешней антенны щуп из изолированного резистора с коаксиальным кабелем – такое устройство непригодно для измерений из-за распределенной емкости коаксиального кабеля. Другими словами, если к емкости кабеля подсоединен резистор 50 кОм, то такая цепь работает как фильтр низких частот и сигнал с частотой 4,406 МГц практически полностью подавляется. Также может показаться выгодным использовать в качестве щупа непосредственно коаксиальный кабель. Однако и этот метод непригоден изза чрезмерного нагружения проверяемой схемы коаксиальным кабелем. Иначе говоря, когда коаксиальный кабель непосредственно подсоединен к узлу работающей цепи каскада цветности, распределенная емкость кабеля вносит шунтирующую емкость, которая нарушает работу схемы. Итак, приспособление, изображенное на рис. 8.5, является наиболее практичным для быстрой проверки. При использовании коротковолнового приемника для проверки наличия или отсутствия сигнала в каскаде цветности отклик будет получен при приближении кончика антенны к проверяемой цепи. Если уровень сигнала сравнительно слаб, полезно повысить чувствительность устройства 140 при помощи резистора 50 кОм, присоединенного к кончику антенны и используемого в качестве щупа. Когда резистивным щупом дотрагиваются до узла работающей схемы, звучание значительно усиливается. Использование резистивного щупа к тому же полезно при наличии сильных полей рассеяния от других каскадов телевизора, которые также улавливаются антенной и создают помехи интересующему нас сигналу. Другими словами, при использовании резистивного щупа значительно улучшается отношение сигнал/шум. Проверка незатухающей гармонической волны с частотой 4,25 МГц В некоторых случаях большая часть каскада цветности не работает, хотя генератор цветовой поднесущей работает и выдает сигнал с частотой 4,25 [4,406] МГц. Пока не будет подан дополнительный входной сигнал (рис. 8.6), вы не получите никакой информации о работе генератора при помощи коротковолнового радиоприемника. Незатухающие гармонические колебания с выхода генератора будут смешиваться с выходным сигналом генератора цветовой поднесущей, тем самым производя в динамике радиоприемника комбинационный тон. Таким образом можно быстро убедиться в работоспособности (или в отказе) генератора цветовой поднесущей. Рис. 8.6 Устройство для быстрого отслеживания незатухающего немодулированного сигнала с частотой 4,25 МГц Подача сигнала с генератора колебаний на штыревую антенну коротковолнового приемника осуществляется при помощи конденсатора малой емкости из скрученных изолированных проводов. Генератор обеспечивает немодулированные колебания частотой 4,25 МГц, приемник тоже настроен на частоту 4,25 МГц. Если незатухающие колебания приложены к концу пробника, то приходящий сигнал будет комбинироваться с сигналом генератора и обеспечивать воспроизведение звукового тона радиоприемником. (Звуковой тон появляется из-за несовпадения частот сигнала генератора и приходящего сигнала.) Локализация генератора цветовой поднесущей достигается 141 включением и выключением генератора сигналов. Если при отключении генератора сигналов пропадает звук радиоприемника, то можно сделать вывод, что кончик щупа находится в каскаде генератора цветовой поднесущей. Проверка прохождения незатухающего немодулированного сигнала по уровню шума Если у вас нет генератора сигналов, пригодного для проведения описанной выше гетеродинной проверки, то при помощи коротковолнового радиоприемника, используя эффект подавления шумов сильным незатухающим немодулированным сигналом в качестве индикатора наличия или отсутствия сигнала, можно провести быструю проверку по уровню шума. Таким образом, если радиоприемник настроен на частоту 4,25 МГц и кончик штыревой антенны находится в поле генератора сигналов этой же частоты, то вы не услышите из радиоприемника ни одного звука. Отметим, однако, что приходящий немодулированный сигнал обладает свойством подавления шумов и уровень шумов на выходе радиоприемника снижается. Этот эффект подавления шумов сильным сигналом подскажет, что имеется приходящий незатухающий немодулированный сигнал той частоты, на которую настроен радиоприемник. Как видно из рис. 8.7, для сравнения уровней шумов при нормальной работе радиоприемника и во время проверки подавлением полезно дополнить это приспособление обычной кнопкой. Рис. 8.7 Устройство для быстрого отслеживания незатухающего немодулированного сигнала с частотой 4,25 МГц, дополненное переключателем для сравнения Эффект подавления шумов сильным сигналом заключается в следующем. При отсутствии сигнала на входе радиоприемника на его выходе всегда имеется большее или меньшее количество шума. Затем если на штыревую антенну, используемую в качестве щупа, будет подан незатухающий немодулированный сигнал с частотой, на которую настроен радиоприемник (пусть это будет 4,25 МГц), то система АРУ уменьшит коэффициент усиления ПЧ-сигнала в приемнике. Соответственно понизится и уровень шумов на выходе. Это свойство и используется при трассировании сигнала генератора цветовой поднесущей. Кнопка служит для 142 кратковременного заземления антенны, при котором можно сравнить уровни шумов. Если в вашем распоряжении имеется приемник для коротковолновой радиосвязи, то с его помощью можно успешнее провести всестороннюю быструю проверку, нежели используя обычный приемник. Приемник для радиосвязи имеет, например, встроенный генератор незатухающих немодулированных колебаний и звуковое устройство контроля, показывающее относительные уровни приходящих сигналов. Демодуляция и матрицирование сигнала цветности Поиск неисправностей в каскаде цветности облегчается практическим пониманием принципов демодуляции и матрицирования (кодирования с помощью матричной схемы). Отметим, что для минимизации помех изображения перед передачей цветного телевизионного сигнала цветовая поднесущая частотой 3,58 МГц подавляется (NTSC). Соответственно демодулятор сигнала цветности восстанавливает сигнал цветности, вставляя в приходящий сигнал с подавленной несущей поднесущую с частотой 3,58 МГц. Восстановленный сигнал в дальнейшем подвергается разделению на составляющие в синхронных детекторах. Синхронный детектор представляет собой комбинацию фазового и амплитудного детекторов. Цветоразностный сигнал, такой как R-Y, B-Y или G-Y, имеет определенную фазу относительно сигнала цветовой синхронизации, цветоразностный сигнал также различается по амплитуде. Отметим, что фаза цветоразностного сигнала соответствует оттенку цвета, а амплитуда – его насыщенности. Цветоразностные сигналы R-Y и B-Y могут быть сформированы из демодулированных Х и Z цветоразностных сигналов, о чем будет подробнее рассказано ниже. На рис. 8.8 изображена схема R-Y/B-Y-детектора. Заметьте, что сигнал цветности с полосового усилителя приложен к обоим демодуляторам; сигнал с выхода генератора поднесущей приложен к B-Y-демодулятору с фазой B-Y, а к R-Y-демодулятору – с фазой R-Y, тем самым при создании R-Y- и B-Yсоставляющих восстанавливается сигнал цветности. (Фаза сигнала цветовой синхронизации равна 0°.) 143 Рис. 8.8 План каскада R-Y/B-Y-демодуляции Такая операция называется квадратурно-синхронным детектированием, так как фазы R-Y- и B-Y-сигналов различаются на 90°. Каждый демодулятор, как показано на рис. 8.9, проводит только в течение короткого интервала времени при максимуме напряжения подаваемого сигнала частотой 3,58 МГц. Другими словами, синхронное детектирование по существу заключается в дискретизации приходящего сигнала в точно определенные моменты времени. Из рис. 8.9 видно, что синхронный детектор, являющийся по существу фазовым детектором, при этом также является амплитудным детектором, так как уровень выходного сигнала «следует» за уровнем входного сигнала цветности. Когда R-Y-составляющая сигнала проходит через максимум, B-Yсоставляющая проходит через нуль. Соответственно на выходе R-Yдемодулятора будет присутствовать только R-Y-составляющая. Далее, когда через максимум проходит B-Y-составляющая сигнала цветности, R-Yсоставляющая проходит через нуль, так что на выходе B-Y-демодулятора присутствует только B-Y-составляющая. Отметим, что - (R-Y)- и - (B-Y)составляющие сигнала дискретизируются таким же образом (рис. 8.9). Как отмечалось ранее, вырабатывается также G-Y-составляющая сигнала цветности – это может быть результатом действия каскада демодулятора, когда сигнал цветовой поднесущей подается с G-Y-фазой или соответствующие части выходных сигналов R-Y- и B-Y-демодуляторов могут быть смешаны в G-Yматрице. 144 Рис. 8.9 Процесс разделения сигнала цветности и схема синхронного демодулятора (Угол между фазами сигнала цветности и сигналом гетеродина определяет полярность выходного видеосигнала.) Существует много конструктивных решений такой схемы, обеспечивающих тот же результат (формирование R-, G- и В-сигналов), например, R-Y и G-Y могут быть демодулированы, а за ними стоять B-Yматрица. Высококачественные цветные телевизоры демодулируют I- и Qсигналы, из которых матрицируются R-, G- и В-сигналы. В другой конструкции R-, G- и В-сигналы одновременно демодулируются и матрицируются с Y-сигналом. Матрицирование Х- и Z-сигналов в форму RY-, B-Y-, G-Y-сигналов показано на рис. 8.10. 145 Рис. 8.10 Устройство матрицирования для формирования R-Y-, B-Y-, G-Yцветоразностных сигналов из демодулированных Х- и Z-сигналов Из рисунка также видно, что когда небольшая часть Z-сигнала смешивается с Х-сигналом, то получаем R-Y-сигнал. Таким же образом при смешении небольшой части Х-сигнала с Z-сигналом получим B-Y-сигнал. Сигналы Х и Z падают в определенной пропорции на резисторе и формируют G-Y-сигнал. Такая же пропорция требуется для формирования R-Y- и B-Yсигналов. Матрица G-Y первоначально формирует –(G-Y)-сигнал, который затем для получения G-Y-сигнала проходит через инвертор. Как показано на рис. 8.11, R-, G- и В-оттенки имеют точно определенные фазы и могут быть непосредственно демодулированы – что и делается в телевизорах, в которых R-, G- и В-сигналы подаются непосредственно на катоды кинескопа. Векторы, изображенные на рис. 8.11,а, выражают неизменные значения полностью насыщенных основных и дополнительных цветов. Это величины, используемые для цветного отображения цветным кинескопом. С другой стороны, векторы, изображенные на рис. 8.11, б, называют исправленными значениями. Это значения, используемые для передачи и приема сигнала цветности во избежание перемодуляции. Исправленные цветовые значения вырабатываются демодуляторами сигналов цветности. В свою очередь, исправленные цветовые значения переводятся в неизменные значения при помощи последующей резистивной цепи. 146 Рис. 8.11 Фазовые соотношения между основными и дополнительными цветами Рис. 8.12 Шесть основных схем демодуляции и матрицирования сигнала цветности, применяемых в различных цветных телевизорах: а – R-Y и B-Y – демодулированы, G-Y – матрицирован; б – R-Y и G-Y – демодулированы, B-Y – матрицирован; в – матрицы и двойной демодулятор; г – неквадратурная демодуляция, G-Y-матрицирование; д – тройной демодулятор; е – демодулятор/RGB-матрица На рис. 8.12 приведены краткие структурные схемы шести основных способов демодуляции и матрицирования. 147 Функциональный обзор микросхем На рис. 8.13 изображена условная схема включения широко используемой микросхемы обработки видео-ПЧ-сигнала. Эта микросхема выполняет функции трехкаскадного широкополосного ТВ ПЧ-усилителя, детектора и видеопредусилителя. Данная микросхема также обеспечивает автоматическую регулировку усиления (АРУ) в каскадах ПЧ и тюнера. Ключевой импульс строк так используется в схеме выборки и хранения, что смещение, вырабатываемое системой АРУ, зависит от амплитуды импульса строчной синхронизации. Таким образом, величина сигнала системы АРУ не зависима от изменений сигнала передающей камеры и от шума в интервалах между синхроимпульсами. Рис. 8.13 Широко используемая интегральная схема обработки сигнала видео-ПЧ Предусмотрена независимая регулировка для установки величины задержки сигнала АРУ, подаваемого на тюнер РЧ. Фильтр АРУ, состоящий из резисторов, конденсаторов и диода, является частью внешней схемы. Одной из наиболее важных черт этой микросхемы является встроенный стабилизатор напряжения, который обеспечивает все каскады постоянным напряжением питания. Четыре резонансные цепи, которые мы видим на рисунке, характерны для цепи широкополосного усилителя видео-ПЧсигнала, но она не содержит режекторов соседнего канала и звуковой ПЧ. (В большинстве телевизоров эти режекторы являются частью фильтров, находящихся между выходом тюнера и входом каскада ПЧ.) Хотя эта микросхема является довольно простым примером интегральных схем, она достаточно сложна, чтобы детально проследить ее работу. (И вообще это будет пустой тратой времени – пытаться разобраться во всех тонкостях работы микросхемы.) Соответственно если неисправность локализована в каскаде видео-ПЧ, то предварительный осмотр в общем 148 случае состоит из сравнительных измерений постоянных напряжений и сопротивлений на выводах микросхемы независимо от того, что эта микросхема делает. В большинстве случаев этих измерений бывает достаточно, чтобы окончательно определить, где причина неисправности в микросхеме или во внешних элементах. Основными параметрами микросхемы являются: 1. Номинальное напряжение входного ПЧ-сигнала, определяющее амплитуду ПЧ-сигнала на всем плоском участке амплитудно-частотной характеристики, обеспечивающую уровень выходного видеосигнала в диапазоне от 1 до 5 В. Обычно составляет 400 мВ. 2. Искажения на частоте 50 кГц при 80%-ной амплитудной модуляции и амплитуде синхроимпульсов, равной 30 мВ действующего значения. Обычно составляют 10%. 3. Выходной уровень видеосигнала, зависящий от входного сигнала; при напряжении питания 12 В можно ожидать уровень выходного сигнала в диапазоне от 0,9 до 10 В. 4. Входной ключевой импульс строк, который формируется при помощи внешнего резистора 100 кОм; требуется размах в 25-35 В. 5. Максимальная рассеиваемая мощность, при температуре до 55 °С достигающая 750 мВт. Теперь рассмотрим функциональную схему устройства обработки сигнала яркости, изображенную на рис. 8.14. Эта микросхема обеспечивает выравнивание низко- и высокочастотных составляющих видеосигнала, фиксацию сигнала на необходимом уровне черного и смешение гасящих импульсов строк и кадров с видеосигналом. Для управления кинескопом обычно требуется включать в цепь предоконечный каскад видеоусилителя на мощных транзисторах. Рис. 8.14 Компоновка на входе и выходе микросхемы управления яркостью Так как для обработки цветового телевизионного сигнала требуется большее время, то в современных цветных телевизорах используется линия задержки с отводами с временем задержки приблизительно 750 нс. Три вывода линии задержки присоединены к процессору яркости. В этой 149 микросхеме имеются усилитель-корректор ВЧ и видеоусилитель мощности, предназначенные для регулировки контраста и коррекции на высоких видеочастотах. Для предотвращения фиксации видеосигнала на уровне синхроимпульсов, который более отрицателен, чем уровень черного, на специальную схему фиксации уровня черного на выводы запрещения фиксации уровня микросхемы требуется подать импульсы строчной развертки. Регулятор яркости устанавливает уровень на выходе видеоусилителя, который также отличается от гасящих импульсов строк и кадров. Основными параметрами этой микросхемы являются: 1. Максимальная рассеиваемая мощность. При 55 С – 750 мВт. 2. Широкополосный коэффициент усиления. Характеризует усиление в диапазоне частот от 100 Гц до 6,5 МГц. Обычно составляет 8 дБ. 3. Интермодуляционные искажения. Определяют искажение, получающееся в результате интермодуляции двух или более частот. Типичное «наихудшее» значение – 20%. Рис. 8.15 Компоновка на входе и выходе микросхемы обработки полного телевизионного сигнала Следующая функциональная схема, приведенная на рис. 8.15, относится к интегральной схеме обработки видеосигнала. Эта микросхема получает полный видеосигнал с первого видеоусилителя и преобразует его в синхронизирующие импульсы, генерирует напряжения АРУ тюнера и каскада ПЧ, снижает влияние шумовых импульсов. Изображенная на рисунке RС-цепь является комплексным фильтром, работающим между выходом инвертора шума и схемой выделения сигналов синхронизации. Ключевой импульс строчной развертки требуется и для этой схемы, как и для рассмотренной ранее схемы видео-ПЧ, которая также вырабатывает свое собственное напряжение АРУ. Если в приемнике телевизора используется именно такой каскад ПЧ, то возможности АРУ микросхемыпроцессора видеосигнала не потребуются. Разделенные синхроимпульсы имеются и положительной, и отрицательной полярности. Напряжение АРУ 150 тюнера также имеется и положительное, и отрицательное. Основными параметрами являются: 1. Максимальная рассеиваемая мощность. Рассмотренная микросхема может рассеять 750 мВт при температуре до 55 °С. 2. Амплитуда входного видеосигнала. Номинальная удвоенная амплитуда полного видеосигнала обычно равна 3 В. 3. Уровни выходных синхроимпульсов. Максимальная амплитуда равна напряжению питания, которое обычно составляет 24 В. Рис. 8.16 Компоновка на входе и выходе микросхемы обработки цветового телевизионного сигнала 4. Амплитуда импульсов строчной развертки. Обычно от 3 до 6 В. На рис. 8.16 изображена функциональная схема микросхемы для обработки видеосигнала. Это одна из микросхем, всесторонне обрабатывающих цветовой телевизионный сигнал; она получает полный видеосигнал с видеодетектора или с первого видеоусилителя микросхемы. Кроме того, цветовой процессор для выработки опорного сигнала цветовой поднесущей требует наличия только ключевого импульса строчной развертки, усиления цветовой поднесущей с частотой 3,58 МГц, демодуляции поднесущей и выработки трех цветоразностных сигналов. Эта микросхема также содержит каскад автоматической регулировки сигнала насыщенности цвета, цепь цветовой перегрузки и детектор с усилителем выключателя цветности. Как видно из рис. 8.16, один внешний фильтр требуется для каскада автоматической подстройки частоты и фазы, а второй – для подавления цветовой поднесущей. Генератор опорной частоты сигнала цветности стабилизирован внешним кварцем и RC-цепью. Непосредственно к микросхеме подключаются два основных регулятора цветности: коэффициента усиления сигнала цветности и смешения тонов. Внешний выключатель позволяет пользователю отключать систему автоматической коррекции цветности и каскад защиты от перегрузок. 151 Основными функциональными параметрами этой микросхемы являются: 1. Максимальная рассеиваемая мощность, составляющая при температуре до 55 °С 825 мВт. 2. Номинальная рассеиваемая мощность, определяющая полную рассеиваемую мощность при нормальных условиях работы. Обычно 500 мВт. 3. Минимальная полоса захвата частоты генератора, определяющая с помощью конденсатора максимальную расстройку частоты кварцевого резонатора, при которой сигнал генератора остается в фазе с опорным сигналом. Типичное значение ± 300 Гц. Теперь рассмотрим функциональную схему микросхемы обработки сигнала строчной развертки (рис. 8.17). Эта микросхема содержит простой процессор сигнала с устройством автоматической регулировки частоты (АРЧ) строчной развертки, генератор строчной развертки и предварительный усилитель для каскада строчной развертки. Эта микросхема выделяет синхроимпульсы из полного видеосигнала, обеспечивает частичное шумоподавление, а также вырабатывает сигнал АРУ. Изображенная на рисунке RС-цепь служит для подавления шумов. Рис. 8.17 Компоновка на входе и выходе микросхемы обработки сигнала строчной развертки Для работы микросхемы необходим также внешний отдельный фильтр для системы АРУ. Выходы строчных и кадровых синхроимпульсов соединены со входом строчной синхронизации и каскадом кадровой развертки (который может быть в другой микросхеме). Внешний фазовый детектор, включающий резисторы, конденсаторы и два диода, вырабатывает сигнал рассогласования для АПЧ строчной развертки. Генератор строчной развертки сам зависит от внешней RС-цепи; его частота регулируется при помощи подстроечной катушки. Встроенный усилитель обеспечивает достаточный импульс строчной развертки для управления строчной разверткой и высоковольтным каскадом. Основными функциональными параметрами для этой микросхемы являются: 152 1. Максимальная рассеиваемая мощность, при температуре до 55 °С обычно равная 750 мВт. 2. Амплитуда импульса строчной развертки, обычно составляющая 25 В. 3. Выходное напряжение синхронизирующего сигнала, определяющее размах синхросигналов кадровой и строчной развертки. Обычно 1,5 В. В заключение рассмотрим компоновку микросхемы, генерирующей напряжение кадровой и строчной развертки (рис. 8.18). Эта микросхема получает синхросигналы кадровой и строчной разверток с процессора сигналов, описанного ранее, и вырабатывает сигналы соответствующей формы для кадровой и строчной разверток. Для обеспечения точной синхронизации без использования регулировки частоты строк и кадров применяется необычная технология. Входной импульс обратного хода луча строчной развертки сравнивается со входным синхронизирующим импульсом строчной развертки в стандартном фазовом детекторе, который контролирует генератор, управляемый напряжением (ГУН). 500,0 Рис. 8.18 Компоновка на входе и выходе микросхемы генерации сигналов кадровой и строчной развертки Для сглаживания напряжения рассогласования требуется внешний фильтр нижних частот. Выходной сигнал частотой 500,0 кГц генератора, стабилизированного керамическим резонатором, делится на 32 для получения сигнала строчной развертки с частотой 15,625 кГц. Сигнал с частотой строчной развертки дважды подается на внешнюю синхронизирующую цепь, которая также получает сигналы кадровой синхронизации. Кадровая RС-цепь отделяет импульсы строчной синхронизации от импульсов синхронизации кадровой развертки. Для обеспечения точной чересстрочной развертки сигнал кадровой развертки частотой 50 Гц всегда синхронизируется со строчной разверткой. Импульсы строчной развертки также используются для выработки стробирующих импульсов сигнала цветовой синхронизации, которые подаются на микросхему – цветовой процессор для получения сигнала цветовой синхронизации. Для поддержания необходимого напряжения питания 153 имеется встроенный стабилизатор напряжения. Основными параметрами являются: 1. Максимальная рассеиваемая мощность, при 25 °С обычно составляющая 850 мВт. 2. Частота выходного сигнала строчной развертки, без приложенного напряжения рассогласования в среднем равная 15 625 Гц. 3. Полоса частот выходного сигнала строчной развертки – номинальный диапазон выходных частот, контролируемых резонансным контуром с резонансной частотой 500,0 кГц, при которых частота генератора может еще управляться напряжением рассогласования. Обычно этот диапазон лежит в пределах от 15 150 до 16 300 Гц. 4. Полоса затягивания частоты кадровой развертки – диапазон частот, при котором синхроимпульсы кадровой развертки могут быть синхронизированы. Обычно от 48,1 до 57,1 Гц. 5. Полоса затягивания частоты строчной развертки – диапазон частот, при котором генератор строчной развертки может быть синхронизирован. Обычно составляет ± 600 Гц. 6. Статическая фазовая погрешность строчной развертки, в диапазоне частот ± 600 Гц составляющая не более ± 0,5 мкс. Качающаяся видеомодуляция Оптимальная оценка амплитудно-частотной характеристики канала сигнала цветности может быть произведена по методике качающейся видеомодуляции (КВМ), как показано на рис. 8.19, а (NTSC). Это специализированный способ настройки, позволяющий увидеть, как различные каналы сигнала работают совместно. Используется кодированный сигнал с качающейся частотой; КВМ-сигнал состоит из сигнала с качающейся видеочастотой, который модулирует несущую частоту изображения. Если подать КВМ-сигнал на вход ТВ-тюнера, то сигнал проходит через усилитель промежуточной частоты и затем демодулируется детектором изображения. В свою очередь, на экране осциллографа, подключенного к выходу детектора изображения, мы увидим комбинированную амплитудно-РЧ-ПЧ-частотную характеристику приемника (рис. 8.19, б). 154 Рис. 8.19 Подключение приборов для проверки по методике качающейся видеомодуляции: а – схема соединений; б – картинка на экране осциллографа при подключении его к выходу детектора изображения; в – картинка на экране осциллографа при подключении его к выходу видеоусилителя; г – картинка на выходе полосового усилителя; д – так выглядит изображение б при использовании вместо пробника с малой емкостью демодулирующего пробника; е – форма качающегося видеомодулированного сигнала Это сигнал с качающейся видеочастотой, который варьируется по амплитуде в соответствии с амплитудно-частотными характеристиками входного 155 каскада и всего УПЧ. Он имеет пять меток вдоль огибающей, показывающих ключевые частоты. Если подключить осциллограф к выходу видеоусилителя, то мы увидим комбинированную АЧХ каскадов РЧ-, ПЧ- и видеоусилителя. Типичная структура показана на рис. 8.19, в. Если осциллограф подключить к выходу полосового усилителя, то увидим (рис. 8.19, г) комбинированную АЧХ каскадов РЧ- и ПЧ- и видео- и полосового усилителей. Эти изображения получаются при использовании щупа с малой емкостью; при использовании детектирующего щупа изображение б становится таким, как на рис. 8.19, д. На рис. 8.19, е изображен испытательный КВМ-сигнал. ГЛАВА 9. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В МАГНИТОФОНАХ Основные затруднения, связанные с механикой В большинстве случаев поиск неисправностей в магнитофонах 156 вызывается сбоями в механике. Назначение лентопротяжного механизма заключается в продвижении ленты вдоль головок магнитофона с постоянной скоростью. Во многих магнитофонах имеется обратная перемотка, которая позволяет изменить направление движения ленты и быстро перемотать ее. Отметим, что при записи или воспроизведении лента прижимается к ведущему валу прижимным роликом. К ведущему валу присоединен маховик, приводимый во вращение электромотором. Обратите внимание (рис. 9.1), что между мотором и ведущим валом имеется устройство понижения скорости (обычно это шкив с плоским приводным ремнем – пассиком). Дефекты лентопротяжного механизма могут проявиться в виде отсутствия движения, неправильной скорости движения ленты, плохого торможения, неустойчивой работы и перемещения ленты вверх и вниз между ведущим валом и прижимным роликом. Предварительный осмотр следует начинать с лентой в хорошем состоянии. Если лента была склеена, то она может «образовать зазор» между ведущим валом и прижимным роликом. Ведущий вал и прижимной ролик следует осмотреть и очистить, если на рабочих поверхностях видны следы жира, грязи, смазки или окислов. Иногда на ведущем валу и (или) ролике накапливаются пятна клея от небрежно склеенной ленты. Заметьте, что прижимной ролик оснащен пружиной. Если пружина ослабла или порвалась, то неизбежно нарушится транспортировка ленты. Изношенные или загрязненные пассики также вызывают непостоянство движения ленты. Неустойчивая транспортировка также может являться результатом заедания тормозной колодки, что мешает прямой транспортировке ленты. В таком случае отрегулируйте тормозное устройство до полного устранений торможения при транспортировке ленты. Также проверьте, нет ли утечки смазки и (или) загрязнения подшипников, что вместе и по отдельности ведет к нарушению нормальной транспортировки ленты. Рис. 9.1 Тракт ленты в магнитофоне Отметим также, что плохое торможение обычно вызывается ослабевшей или порванной тормозящей пружиной. Иногда тормозную колодку не удается отвести назад из-за разболтавшихся винтов. Торможение может не происходить, если смазка из подшипников попала на тормозящую поверхность. Заклинивание обычно обусловлено клейкими отложениями и 157 может привести к повреждению ленты. В некоторых моделях применяются тормозные прокладки; если они износились, то их следует заменить. Когда лента имеет склонность перемещаться вверх и вниз между ведущим валом и прижимным роликом, то возникает подозрение, что на поверхность прижимного ролика (или ведущего вала) протекло смазочное масло. Кроме того, проверьте установочный штифт прижимного ролика, чтобы убедиться, что он параллелен ведущему валу; если он не параллелен, его следует поменять. Другая причина таких «перемещений» кроется в поцарапанном или зазубренном ведущем валу, который в таком случае должен быть заменен. Виновником неполадки также может быть чрезмерный вращающий момент приемной катушки – проверьте на дефекты пассик и муфту сцепления. Иногда прижимной ролик становится эксцентричным или расплющивается и тоже заставляет ленту «плавать» вверх и вниз. Теперь сведем воедино самые распространенные признаки выхода из строя и их наиболее вероятные причины. 1. Совершенно неработающий аппарат. Перегорел предохранитель; обрыв общего провода блока питания; сгорели соединительные провода или проводники печатных плат. 2. Лента не транспортируется, контрольная лампочка светится. Пассик привода не натянут или соскочил со шкива; установочный винт шкива выскочил; привод ведущего вала затвердел; повреждены проводники цепи питания электродвигателя. 3. Нежелательная низкочастотная детонация или вибрация при воспроизведении. Лентопротяжный механизм нуждается в чистке и смазке; лента или кассета дефектна; ведущий вал дефектный или жирный; пассик не натянут или дефектный; двигатель иногда снижает обороты и перегревается; прижимной ролик дефектный или затвердел; «лысые» участки на прижимном ролике; пружины потеряли упругость, а резиновые части затвердели; смазка подшипника приводного вала высохла или затвердела; неисправен каскад регулировки скорости. 4. Ненормальный механический и (или) электрический шум. Проверьте головку воспроизведения, а также головку стирания и подмагничивания; проверьте, из какого канала доносится шум – из левого или из правого, или же из обоих; кассета имеет дефекты; подшипники электродвигателя чрезмерно изношены; ведущий вал иногда заедает; электродвигатель имеет дефекты. 5. Слабый или нулевой уровень звукового выхода с одной или со всех дорожек. Акустическая система или проводка неисправны; дефект ленты; испорченные детали в усилителе; дефектна или не отрегулирована магнитная головка; на головке отложения окислов; низкое напряжение батареек (если магнитофон работает от батареек); произведите проверку «слабого» каскада (каскадов) методом подачи сигнала. 6. Перекрестные искажения между дорожками ленты. Не отрегулирована высота установки головки; негодная лента; посторонние предметы в окошке кассеты; неисправный кулачковый механизм. 7. Плохая характеристика на высоких частотах. Проверьте головку на 158 отложения окислов на головке; головка чрезмерно изношена или плохо отрегулирована относительно ленты; неисправности деталей усилителя. 8. Иногда автоматически меняются дорожки. Цепь соленоида короткозамкнута или разорвана; многопозиционный переключатель короткозамкнут или разорван; возможно, неисправна собачка; испорчен кулачковый механизм; разрыв или короткое замыкание обмоток соленоида; клавиши кулачкового механизма иногда замерзают из-за смазки. 9. Не удается вручную поменять дорожки. Ручной переключатель испорчен; коррозия или раковины на контактах переключателя; провода, ведущие к переключателю, оборваны; заедает рычаг. 10. При смене дорожек перегорают предохранители. Неисправен диод, параллельный обмотке соленоида. 11. Искаженный звук. Поврежден динамик; плохая лента; неисправности деталей усилителя; отклонение постоянного напряжения питания; чрезмерное напряжение источника питания; неисправно соединение с громкоговорителем. 12. Звуковой сигнал разбалансирован. Регулятор баланса требует регулировки; неисправность магнитной головки; проверьте громкоговорители; не отрегулирована высота головки; проверьте звуковой каскад на наличие «слабой» цепи. 13. Транспортировка ленты замедляется. Заедает маховик, пассик проскальзывает; износ или недостаток смазки подшипника ведущего вала; на пассик или на привод ведущего вала просочилось масло; неисправен двигатель; шкив разболтан. Обзор Магнитофон, в прямом смысле слова, выполняет операции записи и воспроизведения. Плейер имеет только операцию воспроизведения. Магнитофонная дека (дека, магнитофон-приставка) – это любой магнитофон, не имеющий усилителя мощности или громкоговорителя; он обычно не имеет корпуса и предназначен для установки в системы высокого класса. Дека с системой записи-воспроизведения (так называемый «сквозной канал записи-воспроизведения») позволяет создавать записи, пригодные для воспроизведения при помощи высококачественной аппаратуры, а также в автомобильных и компактных плейерах. Воспроизводящая дека предназначена для установки в автомобильные комплексы, а также для вспомогательных звуковых систем. Магнитофон со сквозным каналом на данном этапе является наиболее высококачественным среди кассетных магнитофонов. Он оснащен тремя головками: стирания-подмагничивания, записи, воспроизведения. Это дает большое преимущество перед магнитофонами с обычной универсальной головкой записи-воспроизведения. Микрокассетные магнитофоны (диктофоны) 159 Мы также сталкиваемся с микрокассетными магнитофонами, которые разработаны как маленькие монофонические устройства. Они обычно имеют две скорости движения ленты: 2,4 и 1,2 см/с. Некоторые разработки имеют приспособление реакции на голос: диктофон автоматически начнет запись, как только на выходе микрофона появится сигнал, и так же автоматически прекратит ее, когда сигнал с микрофона закончится. Частотная характеристика ограничена – обычно верхняя граничная частота составляет до 4 кГц. Отдельные модели имеют режим ускоренного воспроизведения, при котором лента движется со скоростью на 25% больше обычной. Учтите, что ненатянутая лента в кассете может вызвать сбои в работе. Соответственно полезно перед установкой микрокассеты в диктофон убедиться в отсутствии провисания ленты. Это делается при помощи карандаша, который аккуратно вставляют в сердечник катушки и осторожно вращают до устранения слабины. Хотя обычно приходится сталкиваться с кассетными магнитофонами, но иногда встречаются и катушечные магнитофоны. Основные методы поиска неисправностей практически одинаковы для обоих типов. На рис. 9.2 изображена структурная схема с указанием характерных признаков. При предварительном осмотре следует проводить точное разграничение между сбоями в электронной и механической частях магнитофона. Например: Рис. 9.2 Структурная схема кассетного магнитофона; почти все магнитофоны являются стереофоническими (А – предусилитель, усилитель записи, усилитель воспроизведения, выходной усилитель, генератор 30 кГц, усилитель подмагничивания, усилитель стирания, индикатор, схема коммутации и схема автоматической регулировки уровня) 1. Слабый или нулевой уровень выхода по обоим каналам может быть вызван плохой лентой; может быть дефектной или неотрегулированной магнитная головка; следует также проверить головку на отложения окислов. 2. Плохая характеристика на высоких частотах может быть вызвана чрезмерно износившейся головкой; необходимо обследовать головку на отложения окислов; необходимо также проверить и отрегулировать положение головки относительно ленты. 3. Искаженный звук может быть вызван плохой лентой; динамик может быть дефектным или испорченным; могут разрядиться батарейки. В отсутствие неполадок с лентопротяжным механизмом эти три неисправности связаны с электронной частью магнитофона. 160 4. Перекрестные помехи между дорожками всегда обусловливаются неправильной регулировкой головки, плохой лентой или посторонними предметами в окне кассеты. 5. Шумы на выходе в основном вызываются намагниченной головкой воспроизведения или плохой лентой. Неустойчивая транспортировка ленты тоже может вызывать шум. Если отсутствуют механические неполадки, то неисправность находится в электронной части магнитофона. Например, транзистор или резистор предварительного усилителя могут быть источниками шума. Рассмотрим структурную схему кассетного магнитофона (рис. 9.2). При поиске неисправностей в магнитофонах, не имеющих технического описания, полезно разбираться в стандартных структурах и отчетливо различать их функциональные каскады. Это даст возможность быстро выбрать уместные для контроля узлы и необходимый способ быстрой проверки. Даже если вы не полностью представляете себе устройство и принцип работы конкретного магнитофона, то тот факт, что он является стереофоническим, позволяет быстро найти неисправность при помощи сравнительных измерений напряжений и сопротивлений резисторов. Портативные модели кассетных магнитофонов содержат упрощенную схему, усилитель воспроизведения функционирует также и как усилитель записи. И, конечно же, в них используется универсальная головка записи/воспроизведения, тогда как в наиболее сложных высококачественных системах используется сквозной канал записи/воспроизведения, в котором головки записи и воспроизведения раздельны. Цикличная быстрая проверка магнитофона Проблема искажений может стать для вас головной болью, сравнимой лишь с наиболее катастрофическими неполадками в лентопротяжном механизме, так как признаки искажения с трудом поддаются оценке. Когда на выходе имеются искажения, проверьте сперва ленту. Другими словами, если магнитофон рассчитан на работу только с ферромагнитными лентами, а используется лента на основе двуокиси хрома, то ухудшится и качество записи, и качество воспроизведения. Другой основной тип искажений вызывается перекрестными помехами между дорожками ленты. В такой ситуации следует проверить высоту головки, убедиться в отсутствии повреждений ленты и проверить, не попали ли посторонние предметы в окно кассеты. Если искажения затрагивают характеристику на высоких частотах, то следует проверить головку на наличие отложений окислов, на изношенность и на разъюстировку. Если не обнаружено никаких механических повреждений, необходимо проверить работоспособность усилителя (предпочтительнее на основе сравнения). Отметим, что если искаженный выходной сигнал сопровождается дребезжанием, шуршанием или 161 жужжанием, то неисправность может находиться или в усилителе, или в акустической системе. При громких хлопающих звуках вызывают подозрение соединения звуковой катушки. Цикличная быстрая проверка магнитофона (рис. 9.3) может оказаться полезной при поиске источника искажений. Эта проверка заключается просто в перезаписи и перевоспроизведении одной и той же музыкальной программы через высококачественный магнитофон. В свою очередь, количество таких циклов, при которых искажения еще не слишком невыносимы, служит мерилом качества проверяемого магнитофона. Обратите внимание, что при ухудшении состояния дорожки записи наиболее серьезная причина искажений становится более очевидной и тем самым ее легче идентифицировать. Например, после нескольких циклов перезаписиперевоспроизведения легко можно будет узнать «звучание класса В» или «звучание ограничения», или, наконец, «звучание уменьшенного частотного диапазона». Рис. 9.3. Проверка магнитофона при помощи перезаписи/перевоспроизведения Соображения о напряжении подмагничивания Так как оксидный рабочий слой магнитной ленты имеет нелинейную характеристику намагничивания, ее передаточная характеристика должна быть линеаризована при помощи смешивания переменного напряжения подмагничивания со звуковым сигналом. Это напряжение имеет частоту в диапазоне от 30 до 60 кГц. Поиск неисправности в системе подмагничивания основывается на следующих соображениях: 1. Оптимальная амплитуда. Напряжение подмагничивания должно быть отрегулировано до оптимального значения, хотя частота генератора подмагничивания не нуждается в тщательной установке. 2. Частотная характеристика. Обратите внимание, что амплитуда напряжения подмагничивания влияет на частотные свойства передаточной характеристики так же, как и на ее линейность. 3. Выходной уровень. Амплитуда напряжения подмагничивания влияет также на выходной уровень при воспроизведении. 4. Амплитуда подмагничивания. Амплитуда подмагничивания соответствует такой амплитуде тока подмагничивания, которая обеспечивает максимальный уровень выходного сигнала при воспроизведении. 5. Избыточное подмагничивание. Максимальная линеаризация достигается при избыточном – примерно на 2 дБ большем амплитуды 162 подмагничивания – подмагничивании (при этом обеспечивается минимум гармонических искажений). 6. Характеристика на низких частотах. Оптимальная низкочастотная характеристика обеспечивается при амплитуде, равной номинальной амплитуде подмагничивания. 7. Характеристика на высоких частотах. При избыточном подмагничивании высокочастотная часть характеристики снижается. 8. Результат недостаточного подмагничивания. При недостаточном подмагничивании на выходе появляются искажения, снижаются отношение сигнал/шум и уровень выходного сигнала. Таким образом, оптимальное значение напряжения подмагничивания является компромиссным решением нескольких противоречивых задач. Автоматическая регулировка уровня записи Кассетные магнитофоны и другая звукозаписывающая аппаратура часто оснащаются устройством автоматической регулировки уровня записи (АРУЗ), функциональная схема которой приведена на рис. 9.4. Действие АРУЗ предотвращает насыщение магнитного материала ленты и возникающих из-за насыщения искажений музыкальных программ, имеющих широкий динамический диапазон. У системы АРУЗ имеется преимущество, заключающееся в выравнивании до разумного постоянного уровня выходного сигнала микрофона, тогда как источники звука могут находиться на различных расстояниях от микрофона. Многие магнитофоны имеют выключатель для отключения системы АРУЗ, если это необходимо. Некоторые образцы звукозаписывающей аппаратуры снабжены системой АРУЗ с усилением, что позволяет производить обработку сигналов с очень широким динамическим диапазоном без насыщения ленты за счет пропорциональной компрессии пиков сигнала с большой амплитудой. Рис. 9.4 Устройство системы автоматической регулировки уровня записи Обратите внимание, что система АРУЗ с широким динамическим диапазоном обладает определенным недостатком. Например, в неопытных 163 руках АРУЗ с широким динамическим диапазоном может внести существенные искажения и шум. Другой проблемой является то, что сильно скомпрессированный музыкальный сигнал теряет «живое» звучание. Отметим, что системы АРУЗ с широким динамическим диапазоном, в частности, должны эксплуатироваться с заранее установленным уровнем, приспособленным к окружающей обстановке. Иначе шум в паузах будет неприятно возрастать и падать при увеличении и уменьшении напряжения АРУЗ. Связанный с этим эффект «придыхания» при воспроизведении музыкальных программ часто ошибочно принимается за неисправность в усилителе. Теперь рассмотрим принцип работы системы АРУЗ (рис. 9.4). Основной частью системы АРУЗ является цепь обратной связи, охватывающая усилитель и состоящая из выпрямителя и фильтра низких частот (ФНЧ – на микросхеме). В цепь обратной связи может быть включен усилитель. Система АРУЗ регулирует коэффициент усиления входного каскада таким же образом, как системы автоматической регулировки усиления или напряжения. С точки зрения радиолюбителя, главное различие между этими системами состоит в том, что система АРУЗ имеет гораздо большую постоянную времени, чем системы АРУ и автоматической регулировки напряжения. Немного о типах лент и записи Сложные магнитофоны-приставки имеют на передней панели переключатель типов лент, позволяющий регулировать подмагничивание, что дает оператору возможность оптимизировать режимы записи и воспроизведения для традиционных (Fe2O3), на двуокиси хрома (CrO2) и металлопорошковых лент (Me). Максимальное напряжение подмагничивания имеет действующее значение 0,7 В. Заметьте, что плохая характеристика на высоких частотах может быть вызвана как несоответствием типа ленты, так и чрезмерно высоким напряжением подмагничивания. Намагниченная головка записи, дефектный микрофон или даже некорректная установка регулятора тембра могут тоже вызвать ухудшение характеристики на высоких частотах. Хотя и в меньшей степени, чем неисправности в лентопротяжном механизме или дефекты в усилителе, искаженная форма сигнала подмагничивания также может вызывать шум или искажение при воспроизведении. Эти искажения являются следствием неисправности в каскаде генератора подмагничивания. Гудение при воспроизведении указывает на дефектное соединение с землей – проверьте оплетку кабеля микрофона. Для оборудования, работающего в линейном режиме, первое подозрение должно пасть на сглаживающий фильтр блока питания. Некоторые магнитофоны имеют полярную вилку блока питания – если широкий штырек имеет повреждение (например, укорочен), то из-за неправильного включения вилки в розетку может появиться слышимое гудение. 164 Проверка колебаниями Такая проверка предназначена для обнаружения (если имеются) искажений в звуковом каскаде. Ко входу каскада присоединяется генератор звуковой частоты, а к выходу – цифровой вольтметр постоянного напряжения. Для обнаружения искажений сигнал на выходе ГЗЧ увеличивают от нуля до максимально допустимого уровня входного напряжения проверяемого каскада. При изменении подаваемого сигнала следует наблюдать за показаниями вольтметра. При малейшем изменении его показаний можно делать вывод, что каскад работает в нелинейном режиме. Проверка колебаниями наличия искажений основана на том, что при прохождении сигнала через каскад с нелинейной передаточной характеристикой происходит частичное выпрямление. Компрессия сигнала проявляется в более-менее выпрямленном токе, протекающем через резистор нагрузки коллектора. В свою очередь, среднее постоянное напряжение в цепи коллектора изменяется, и появляется уход напряжения на коллекторе. Если каскад (рис. 9.5) работает в классе А и обеспечивает на нагрузке максимальную выходную мощность, то цифровой вольтметр постоянного напряжения не покажет никакого ухода постоянного напряжения при изменении сигнала генератора от минимума до максимума. Уход постоянного напряжения покажет, что транзистор частично работает как выпрямитель (в нелинейном режиме). Сразу предостережем, что такая проверка неидеальна. Если транзистор в одинаковой мере ограничивает или компрессирует и положительные, и отрицательные полуволны синусоидальных колебаний, то никакого сдвига не произойдет, хотя искажения все же будут иметь место. Также предупредим, что осциллограф имеет ограниченные возможности для обеспечения точной индикации малых коэффициентов искажения. Например, трудно обнаружить на воспроизводимой на экране осциллографа синусоидальной волне искажения менее 2%. Таким же образом можно проверять частотную характеристику усилителя звуковой частоты. Однако в этом случае цифровой вольтметр должен работать в режиме измерения переменного напряжения и подключаться к выходу проверяемого каскада через последовательно включенный разделительный конденсатор. 165 Рис. 9.5 Подключение приборов для проверки каскада на искажения колебаниями Частотные искажения Амплитудные (гармонические) искажения вызываются нелинейностью передаточной характеристики. С другой стороны, частотные искажения в основном вызываются дефектными конденсаторами. Например, рассмотрим случай, изображенный на рис. 9.6. Звучание имеет «жестяной» оттенок и недостаток низких частот. Постоянные напряжения в норме, а маломощный омметр показал, что значения сопротивлений находятся в пределах допустимых отклонений. Проверка напряжения смещения показала, что транзистор работоспособен. Конденсатор емкостью 1500 пФ в цепи отрицательной обратной связи с коллектора на базу служит как частотно-чувствительный элемент (обеспечивает углубление отрицательной обратной связи на высших звуковых частотах). Проверяем конденсатор обратной связи и обнаруживаем, что он разомкнут. Замена конденсатора восстанавливает нормальные частотные свойства усилителя. 166 Рис. 9.6 Пример каскада с частотной коррекцией. Причина неисправности заключается в пробитом конденсаторе: 1 – часть сигнала компенсируется; 2 – часть выходного сигнала по цепи обратной связи возвращается на вход Схема, изображенная на рис. 9.6, является одним из примеров схем с частотно-зависимой отрицательной обратной связью. Другими словами, реактивное сопротивление конденсатора обратной связи уменьшается с ростом частоты, тем самым вызывая уменьшение коэффициента усиления каскада на высоких частотах. Обратите внимание, что резистор R также обеспечивает отрицательную обратную связь с коллектора на базу. Однако этот элемент обратной связи не является частотно-зависимым, так как резистор имеет одно и то же сопротивление на всех звуковых частотах. Гудение (фон переменного тока) Маломощные схемы более чувствительны к фону переменного тока и к перекрестным помехам, нежели более мощные схемы. Как уже ранее отмечалось, системы звуковой частоты можно в общем случае подразделить на мощные и маломощные. Например, выходной каскад магнитофона является маломощной схемой, тогда как выходной каскад предварительного усилителя является уже сравнительно мощной цепью. Большинство соединений в звуковых системах выполнено низкочастотным кабелем. Это экранированный проводник; экранирующая 167 оплетка, окружающая центральный проводник, заземляется (соединяется с общим проводом). Тем самым перекрестные помехи, вызванные фоном переменного тока и другими полями рассеяния, практически устраняются. Иногда, несмотря на соблюдение всех полезных советов при установке аппаратуры, звуковая система может воспринимать нежелательные помехи. Это случается при эксплуатации аппаратуры вместе с высокой интенсивностью полей рассеяния. Поэтому маломощные системы должны быть очень хорошо экранированы, а оплетка кабелей соединений должна быть хорошо заземлена. В дополнение к этому полезно соединить общие шины проигрывателя и предварительного усилителя. Это должен быть толстый медный провод для обеспечения малого сопротивления соединения с землей и тем самым минимизации возможных перекрестных помех из этого источника. Замена деталей После обнаружения неисправной детали или устройства надо подобрать им замену. Приобретение заменяющих деталей может иногда вызвать головную боль. При работе с электронными деталями часто возникают затруднения в идентификации конкретной детали, а если удалось ее идентифицировать, то в нахождении ей соответствующего применения. Однако изобретательному радиолюбителю нет необходимости расстраиваться - если вы потратите некоторое время на поиски старенького похожего магнитофона, то наиболее вероятно, что необходимую деталь можно будет «спасти» из выброшенного блока. Например, в некоторых магазинах имеются ящики с вышедшими из строя магнитофонами, которые можно приобрести за символическую плату. ГЛАВА 13. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В КАМЕРАХ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ 168 Камера замкнутой телевизионной системы (в дальнейшем – просто камера), по существу, является миниатюрным телевизионным передающим устройством. Она вырабатывает телевизионные сигналы, которые передаются не в эфир, а по кабельной сети поступают только в подсоединенные приемники. Большинство камер вырабатывает модулированный РЧ-выходной сигнал по одному или двум УКВ-каналам плюс выход видеочастоты для воспроизведения на мониторе. Таким образом, если пропал УКВ-выходной сигнал, то следует проверить выходной видеокаскад; если он в порядке, то проверьте каскады генератора РЧ и модулятора. Когда камера работоспособна, но выдает плохое изображение, то его анализ часто может подсказать причину неисправности и ее вероятное местонахождение. Предпочтительно использовать стандартную испытательную таблицу (рис. 10.1), хотя полезную информацию можно получить, анализируя воспроизведение любой сцены, например интерьера вашей комнаты. Обычно беспокоят такие моменты, как отображение пропорций, линейность развертки, яркость, контраст, детальность изображения, искажения, шумы и помехи. Рис. 10.1 Стандартная испытательная таблица для анализа работы схемы и поиска неисправностей Поиск неисправностей в камерах такого типа, не имеющих технического описания, для достижения успеха желательно производить на основе сравнения с похожей заведомо исправной камерой. Однако если в вашем распоряжении не имеется подходящей камеры для сравнения, то придется использовать другие подходы. Отметим, что печатная плата в камере может быть промаркирована различными способами. Например, могут быть пронумерованы узлы. Во всяком случае, некоторые ключевые контрольные узлы могут иметь метки. Заметьте, что после цифрового вольтметра самым полезным прибором для прозванивания схемы камеры является осциллограф. 169 Если в вашем распоряжении не имеется осциллографа, то придется полагаться на цифровой вольтметр и различные быстрые проверки. Иногда проверка температуры выявляет перегревшийся транзистор в выходном каскаде. В заключение раскроем содержание испытательной таблицы, изображенной на рис. 10.1. А. Различные части испытательной таблицы имеют форму окружностей и служат для контроля линейности развертки, настройки регуляторов высоты и ширины изображения, а также для центрирования изображения. Б. Другие части испытательной таблицы имеют квадратную форму и служат для проверки формата изображения (отношение ширины изображения к его высоте при нормальной работе должно составлять 4 к 3). Если граница испытательной таблицы не является строгим прямоугольником, то это свидетельствует о трапецеидальных искажениях. Воспроизведение «решетки» испытательной таблицы также показывает, существует ли нелинейность кадровой или строчной развертки. В и Г. Горизонтальные клинья указывают на разрешающую способность по вертикали (т.е. воспроизводимость деталей). Отметьте цифру в таблице, при которой клинья начинают выглядеть «расплывчато», и добавьте к цифре нуль. Например, если клинья становятся нечеткими при цифре 30, то разрешающая способность по вертикали равна 300 линиям. Д. Разрешающая способность по горизонтали отражается вертикальными клиньями. Отметьте цифру в середине таблицы, при которой клинья начинают выглядеть расплывчато, и добавьте к ней нуль. Например, если клинья становятся нечеткими при 30, то разрешающая способность по горизонтали равна 300 линиям. Далее, чтобы найти ширину полосы частот, разделите значение разрешающей способности по горизонтали на 80 и для предыдущего примера будем приблизительно иметь: 300/80 = 3,75 МГц. Е. Линейность усиления в канале изображения можно проверить по воспроизведению диагональных клиньев. Имеется последовательность из четырех градаций серого, и эта последовательность должна воспроизводиться с определенным шагом. Ж. Фокус трубки видикона может быть проверен по воспроизведению концентрических кругов. Предварительный анализ неисправности Основные части камеры можно увидеть на рис. 10.2. Имеются: трубка видикона, отклоняющая система, видеоусилитель, каскад развертки, формирователи синхроимпульсов и источник питания. Трубка видикона 2,5 см формирует внутрикамерный сигнал, он, в свою очередь, управляет видеоусилителем, который формирует полный сигнал изображения размахом 1 В на нагрузке 75 Ом. 170 Рис. 10.2 Структурная схема камеры для замкнутой системы телевидения Отметим, что камерный сигнал, синхроимпульсы и гасящие импульсы суммируются в видеоусилителе; действие синхронизации основано на несинхронной скачковой развертке (в нашем случае). Видеоусилитель управляет генератором УКВ и моделирующим каскадом, который при нормальной работе обеспечивает уровень выходного напряжения 50 мВ на нагрузке 300 Ом на любом канале от 2 до 5. Предварительный поиск неисправности происходит следующим образом: 1. На выходе нет видеосигнала, а имеется только немодулированная гармоническая волна. Это довольно распространенный признак. Он указывает на возможность нахождения неисправности в видеоусилителе, каскаде развертки или в видиконе. Причина: в течение 10 мин после включения камеры видеосигнал отсутствовал, хотя на выходе немедленно появилась УКВ-несущая. Причина заключается в оксидном конденсаторе, соединенном последовательно с выходом видеоусилителя. 2. «Мертвая камера». Такой признак встречается несколько реже. Он указывает на сбой в блоке питания, о чем будет рассказано позднее. 3. Есть выходной видеосигнал, но нет выходного сигнала УКВ. Этот признак указывает на неисправность в генераторе УКВ и модулирующем каскаде. 4. Слабый внутрикамерный сигнал. Проверьте напряжение на выводах видикона, если оно в норме, то следует проверить трубку путем замены. Вернемся к структурной схеме камеры, для чего обратимся к рис. 10.2. Если отсутствует выходной УКВ-сигнал изображения и нет выходного сигнала видеочастоты, то можно подать на выход видикона контрольный сигнал звуковой частоты, чтобы определить, находится неисправность в цепях камеры или в трубке видикона. Следует также упомянуть, что если нет ни технического описания, ни похожей камеры для сравнения, то можно «прозвонить» транзисторы так, как это описано в табл. 1.1. При предварительном поиске неисправностей также будет очень полезен прибор для проверки транзисторов без выпаивания их из платы. Связь выхода видеосигнала по переменному току 171 В стандартных камерах замкнутой системы телевидения выходной видеосигнал имеет размах 1 В. Это напряжение может быть проверено при помощи осциллографа или специального пикового вольтметра. Следует помнить, что выход видеосигнала обычно связан по переменному току с его источником. Это означает, что среднее значение выходного видеосигнала всегда равно нулю и что вольтметр постоянного напряжения покажет нуль. Однако пиковый цифровой вольтметр позволит измерить амплитуду видеосигнала; следует помнить, что амплитуда какого-либо сигнала всегда меньше его размаха. С точки зрения проверяющего, важным является то, что показания пикового вольтметра при нормальной работе камеры меняются при переводе объектива камеры с темного объекта на светлый. Если показания не меняются, то следует искать неисправность в видеоканале. Отметим, что средние значения показаний цифрового вольтметра при такой проверке при нормальной работе камеры тоже меняются. Рис. 10.3 Основные характеристики импульсов постоянного и переменного тока и их форма Рассмотрим рис. 10.3. Здесь изображены формы импульсов постоянного и переменного тока. Форма сигнала на рис. 10.3, а является примером положительных импульсов постоянного тока; отклонений от среднего в отрицательную сторону нет. Форма сигнала на рис. 10.3, б соответствует отрицательным импульсам постоянного тока; отклонения в положительную сторону отсутствуют. Если импульсы постоянного тока имеют связь через конденсатор, то выход преобразуется в импульсы переменного тока. Форма сигнала на рис. 10.3, в является примером последовательности преимущественно положительных импульсов переменного тока, она имеет отклонения и в отрицательную, и в положительную сторону. Последовательность импульсов на рис. 10.3, г является примером преимущественно отрицательных импульсов переменного тока, она тоже имеет отклонения и в положительную, и в отрицательную сторону. На рис. 10.3, д показан преимущественно положительный импульс переменного тока, из которого видно, что его среднее значение равно нулю (площади выше и 172 ниже оси нулевого напряжения равны). Точное определение неисправных частей С точки зрения ремонтирующего, камера кабельной системы телевидения состоит из следующих каскадов: блока питания, регулятора тока катушки фокусировки, регулировки вертикального отклонения, генератора гасящих импульсов, видеоусилителя и генератора ОВЧ с модулятором. На рис. 10.4 изображена принципиальная схема блока питания. Сперва следует измерить постоянное напряжение в точке Г. В данном примере оно должно нормально составлять +18 В. При пониженном или повышенном напряжении можно сделать вывод о неисправности в цепи блока питания либо о чрезмерном потреблении тока цепями камеры. В случае неполадки с блоком питания следует проверить напряжение в сети. Если оно в пределах нормы, то проверьте, не сгорел ли предохранитель (F1 на рис. 10.4). Если предохранитель цел, следующим шагом будет удаление корпуса камеры, подключение ее к сети, включение питания и наблюдение за трубкой видикона – светится ли нагреватель. Рис. 10.4 Принципиальная схема блока питания Если нагреватель темный, проверьте переменное напряжение на нагревательных выводах блока питания, которое при нормальной работе должно составлять 6,3 В. Если оно в норме, то, скорее всего, перегорел нагреватель; если же оно мало или равно нулю, то наиболее вероятно, что вышел из строя сетевой трансформатор питания. Запомните, что даже если напряжение блока питания в норме, то отказы в работе могут быть вызваны чрезмерными пульсациями – проверьте их наличие и измерьте при помощи цифрового вольтметра переменного напряжения. Следует также отметить, что напряжение в точке Г слегка колеблется 173 при отклонениях от нормы напряжения сети. Стимулированные синхроимпульсы кадровой развертки Следует помнить, что сложные камеры системы замкнутого телевидения вырабатывают стандартные синхроимпульсы кадровой развертки, тогда как упрощенные камеры вырабатывают синхроимпульсы кадровой развертки, лишь имеющие вид стандартных (рис. 10.5). Рис. 10.5 Изображения полного видеосигнала: а – синхроимпульсы строчной развертки полного видеосигнала; б – синхроимпульс кадровой развертки полного видеосигнала (два полукадра составляют один кадр); в – стандартная кадровая синхронизация; г – имитирующая кадровая синхронизация Полные видеосигналы, имеющиеся на выходе камеры при нормальной работе при сканировании испытательной таблицы, представлены на рис. 10.5, а и б. Интервал кадровой синхронизации в полном видеосигнале наблюдается на экране осциллографа, как это показано на рис. 10.5, в. Обратите внимание, что эта стандартная форма сигнала содержит уравнивающие импульсы, следующие за синхроимпульсами строчной развертки, а синхроимпульс кадровой развертки, по существу, представляет собой зазубренный импульс. С другой стороны, имитирующий синхроимпульс кадровой развертки обходится без выравнивающих импульсов. Сформированный импульс представляет собой гасящий импульс полукадров. 174 С технической точки зрения, различие между стандартной и сформированной кадровой синхронизацией заключается в том, что формирователь предусматривает действие чересстрочной развертки, тогда как последняя связана с действием несинхронной развертки. Несинхронная чересстрочная развертка представляет собой компромисс между высокой четкостью изображения и сложностью схемы камеры. Другими словами, в течение интервала кадровой синхронизации, когда используется сформированная кадровая синхронизация, генератор строчной развертки работает без управления. Обратите внимание, что при использовании стандартной кадровой синхронизации (рис. 10.6) в течение интервала кадровой синхронизации формируется изображение в виде головки молотка. Такое изображение становится видимым на экране кинескопа, когда гасящий кадровый импульс блокирован, яркость усилена, а изображение скользит по полю. Отметим, что при использовании имитирующих синхроимпульсов кадровой развертки никакое «молоткоподобное» изображение не сформируется и интервал кадровой синхронизации будет иметь вид сплошной черной полосы. Рис. 10.6 Нормальное появление изображения в виде молотка на экране кинескопа Эти свойства можно использовать для проведения быстрой проверки стандартного кадрового синхроимпульса, по которой с первого взгляда можно определить, в норме ли форма генерируемых синхроимпульсов. Отметим, что «молоток» не виден или же очень слабо виден при нормальном положении регулятора яркости. При повышении яркости изображения уровень белого становится чрезвычайно светлым, уровень черного становится серым и «молоток» становится отчетливо видимым как черное изображение на сером фоне. Если появится нормальное изображение «молотка», то отпадает необходимость проверять форму генерируемых синхроимпульсов при помощи осциллографа. Поговорим о цепи сетевого трансформатора. Для проверки этой цепи выньте сетевой шнур камеры из розетки и измерьте сопротивление между штырьками вилки. При включенном тумблере питания в нашем примере при нормальной работе камеры мы получим 65 Ом. Если сопротивление равно бесконечности, то это может быть вызвано разрывом сетевого шнура, дефектным выключателем, перегоревшим предохранителем или сгоревшей 175 первичной обмоткой. Если показания значительно меньше 65 Ом, это указывает на частичное короткое замыкание, например на пробой изоляции в первичной обмотке. Если проверка цепи первичной обмотки прошла успешно, то следующим шагом будет измерение напряжений на вторичных обмотках трансформатора. Если одно или более напряжений вторичных обмоток ниже нормального, то надо подозревать закорачивание между витками вторичной обмотки (нулевые показания обычно свидетельствуют о разрыве обмотки). Если напряжения на вторичных обмотках в норме, то следует измерить постоянное напряжение на положительной обкладке конденсатора С40 (см. рис. 10.4). Нулевые показания указывают на то, что один из диодов диодного моста вышел из строя. Если же вольтметр показал нормальное значение (+26 В), то переходим к точке Г и измеряем ее потенциал относительно земли (в нашем случае при нормальной работе +18 В). Если напряжение в точке Г равно нулю, то, скорее всего, дефектен транзистор VT14, или же если потенциал точки Г такой же, как и потенциал положительной обкладки конденсатора С40, то вероятнее всего, что транзистор VT14 пробит. Если напряжение в точке Г не может быть установлено равным +18 В при помощи регулировки R81, то следует измерить остаточное напряжение в цепи регулятора. Точно определенные постоянные напряжения в вольтах для этой схемы указаны в табл. 10.1. Далее, если в результате описанной ранее проверки каскад стабилизированного напряжения блока питания освободился от подозрений, то теперь перенесем внимание на каскад напряжения 300 В. Отметим, что вольтметр постоянного тока не может показать, является ли напряжение чисто постоянным или пульсирующим (постоянным напряжением с переменной составляющей из всплесков напряжения). Напряжение на положительной обкладке конденсатора С37 (см. рис. 10.4) при нормальной работе составляет 340 В. Нулевые показания указывают на то, что диоды VD9 и VD10, вероятно, неисправны, возможно также короткое замыкание цепи. Таблица 10.1 Напряжения на зажимах Транзистор VT1 Эмиттер +3,7 База +3,35 Коллектор +15 VT2 0 +0,55 +4,6 VT3 +4,0 +4,6 +8,8 VT4 0 +0,65 +12,5 VT5 +0,75 +1,15 +11,0 VT6 +5,5 +6,2 +12,0 VT8 0 +0,3 +3,0 VT9 0 +0,65 +1,2 VT10, VT11 См. текст (с. 164-165) 176 VT12 0 -1,8 +8,4 VT13 +0,4 +1,1 +7,3 VT14 +18,0 +18,5 +26,0 VT15 +6,0 +6,6 +18,5 VT16 +5,4 +6,0 +13,0 С другой стороны, если все напряжения источника питания имеют необходимое значение, то приходим к выводу, что сбой произошел не в блоке питания, и переходим к следующей логической причине. Теперь обратимся к цепи горизонтального отклонения (рис. 10.7). Сбой в синхронизации возникает из-за того, что генератор в каскаде горизонтального отклонения генерирует либо «слишком быстро», либо «слишком медленно», чтобы засинхронизироваться с присоединенным телеприемником или видеомонитором. Следует отрегулировать резистор R56 как требуется, однако если это ничего не дает, то, в данном случае, вероятнее всего, дефектен транзистор VT10. Если измерения амплитуды импульсов указывают на несоответствие норме (размах импульса должен составлять 65 В, длительность 10 мкс, частота повторений 15 750 Гц), то производится регулировка сопротивлением R58. Однако если пределы регулировки исчерпаны, а нормальная работа не восстановлена, то, скорее всего, неисправен транзистор VT11. Номинальные постоянные напряжения на выводах транзисторов VT10 и VT11 составляют: VT10: эмиттер +7 В; база 1 +0,6 В; база 2 +16 В. VT11: эмиттер +8,8 В; база +8,8 В; коллектор +4,2 В. Рис. 10.7 Каскад горизонтального отклонения рассматриваемой камеры (желательно провести сравнительную проверку температур): частота строчной развертки 15 750 Гц; длительность строчного синхроимпульса 5 мкс; длительность гасящего импульса обратного хода луча по строке 10,5 мкс; длительность синхроимпульса кадровой развертки 350 мкс; длительность гасящего импульса обратного хода луча по кадру 1300 мкс 177 На эмиттере транзистора VT10 при нормальной работе имеется напряжение пилообразной формы с размахом приблизительно 7 В, оно может быть измерено, как описывалось ранее. Если такая форма волны отсутствует, то транзистор VT10 не будет генерировать. На базе 2 транзистора VT10 при нормальной работе имеются положительные импульсы длительностью 10 мкс и размахом амплитуды приблизительно 3 В. Если такая форма волны отсутствует, то, вероятнее всего, транзистор VT10 вышел из строя. Отклоняющая система и катушки L5 и L6 проверяются измерением сопротивления. Будьте осторожны при поиске неисправностей в каскаде горизонтального отклонения и не установите слишком малое значение резистора R58. Это может привести к развертке на площади, меньшей полезной площади экрана, и впоследствии к выгоранию люминофора. Также учтите, что значения напряжений указаны относительно напряжения +18 В стабилизированного блока питания. Так что перед проверкой измерьте напряжение питания и при необходимости подрегулируйте его до 18 В. Наиболее полезным прибором для идентификации различных каскадов схемы является осциллограф, так как он позволяет опознать основные формы колебаний, которые встречаются в схеме. Занимаясь поиском неисправностей, не имея подходящей телекамеры для сравнения, необходимо также идентифицировать формы колебаний, которые подверглись различным видам искажений. При достаточном понимании принципов работы схемы можно будет сделать обоснованное предположение о причине, вызвавшей искажение формы сигнала. Дифференцирование и интегрирование основных форм сигнала В цепи, работающей со сбоями, форма сигнала подвергается искажениям и черты искажения связаны с типом неисправности. Из рис. 10.8 видно, что когда постоянная времени RС-цепи связи мала, то пилообразный сигнал представляет собой кривую с наклоном. Степень вносимого искривления зависит от того, насколько уменьшена нормальная постоянная времени. Так как длительность интервала обратного хода в пилообразном сигнале гораздо меньше продолжительности прямого хода, то соответственно линия обратного хода претерпит существенно меньшее искривление. 178 Рис. 10.8 Дифференцирование и интегрирование основных сигналов Если сигнал пилообразной формы подается на интегрирующую цепь со сравнительно большой постоянной времени, линии и прямого и обратного хода искривлены. И опять степень искривления зависит от того, насколько увеличена постоянная времени по сравнению со своим нормальным значением. Обратите внимание, что искажения, представленные на рис. 10.8, являются частотными искажениями. Другими словами, дефектные каскады все еще остаются линейными цепями. В случае нелинейных искажений, сопутствующих частотным, определенные участки частотно-искаженного сигнала будут еще больше искажены (сжаты или растянуты). Теперь поговорим о каскаде вертикального отклонения. Сбой в синхронизации может произойти из-за того, что генератор в каскаде кадровой развертки генерирует либо «слишком быстро», либо «слишком медленно». Общая проверка каскада вертикального отклонения, схема которого изображена на рис, 10.9, может быть осуществлена измерением формы сигнала на коллекторе транзистора VT13. При нормальной работе там должен присутствовать преимущественно отрицательный пилообразный сигнал с частотой повторений 50 Гц. Его можно увидеть при помощи осциллографа. Если этот сигнал слабый, отсутствует или искажен, то следует проверить форму управляющего сигнала транзистора VT13. При нормальной работе это положительный пилообразный сигнал с размахом амплитуды 0,5 В. Так как его амплитуда сравнительно мала, то при проверке его формы следует использовать предварительный усилитель. Необходимо также проверить форму сигнала на коллекторе VT12. Это преимущественно отрицательные импульсы с размазом амплитуды приблизительно 7 В и длительностью около 1,3 мс. Если выход VT12 равен 179 нулю, то проверьте наличие сигнала и его форму на его базе если этот сигнал отсутствует, проверьте наличие переменного входного сигнала в точке Д и на первичной обмотке блокинг-трансформатора Т2. Е Рис. 10.9 Типичный каскад вертикального отклонения Для окончательного обнаружения неисправности проводят измерения постоянного напряжения, которые можно дополнить измерениями сопротивлений. Номинальные напряжения для нашей схемы приведены в табл. 10.1. Отметим, что амплитуда вертикальной развертки устанавливается при помощи резистора R49 такой, чтобы на экране подсоединенного телевизора или видеомонитора выдерживался необходимый формат изображения (4:3). Центрирование по вертикали осуществляется регулировкой резистора R55 до такого состояния, чтобы постоянные напряжения на обоих концах катушки вертикального отклонения относительно земли были бы одинаковы. Так же как и для каскада строчной развертки, при поиске неисправностей в каскаде кадровой развертки не допустите установкой слишком малого сопротивления R49 развертки на площади, меньшей полезной площади экрана, ибо это может привести к выгоранию люминофора. Если имеется возможность произвести сравнительные измерения с похожей камерой, то можно провести проверку температур по методике гл. 1. Вышедшие из строя конденсаторы могут быть обнаружены при помощи пробника полного сопротивления, описанного в гл. 2. Каскад вертикального отклонения можно также проверить при помощи звукового пробника (см. рис. 2.1). В этом случае отправной точкой служит трансформатор генератора кадровой развертки. Схема синхронизации 180 Потеря синхронизации также может быть вызвана сбоем в каскаде синхронизации. Рассмотрим каскад, схема которого изображена на рис. 10.10. Обычно сначала измеряют постоянные напряжения на выводах транзисторов (см. табл. 10.1). Затем при помощи маломощного омметра проверяют резисторы. Если необходимы дополнительные данные, то можно продолжить измерения проверкой формы комбинированного сигнала синхронизации на коллекторе VT9. При нормальной работе наблюдается смесь импульсов кадровой и строчной синхронизации. Проверить их наличие или отсутствие можно выделением методом биений частот 60 и 15 750 Гц с использованием генератора звуковой частоты, как рассказывалось ранее. 1. Если не обнаружена составляющая с частотой 50 Гц, то следует проверить наличие входного сигнала частоты кадров в месте соединения резистора R45 и конденсатора С21. 2. С другой стороны, если не обнаружена составляющая с частотой 15 750 Гц, то проверяем входной сигнал частоты строк в месте соединения резисторов R42 и R43. Проверку комбинированного синхросигнала можно также провести на базе транзистора VT9. Форма этого сигнала имеет размах амплитуды приблизительно 1,8 В (для данной схемы). Наиболее вероятной неисправностью может оказаться, во-первых, конденсатор с утечкой, а вовторых, разрыв в цепи конденсатора. Если вы заменяете диод, то обратите пристальное внимание на правильную полярность включения. Если полярность будет изменена, то это можно будет обнаружить очень не скоро. Транзисторы каскада синхронизации можно быстро проверить «выключением». Сделайте при помощи какой-нибудь перемычки короткое замыкание между базой и эмиттером проверяемого транзистора. Если при этом напряжение на коллекторе «подскочит» до ± 18 В, то транзистор исправен. Для быстрой проверки транзистора VT8 необходимо временно разорвать проводник, ведущий к видеоусилителю. Это делается при помощи разреза лезвием бритвы и последующим восстановлением проводника каплей припоя, аккуратно нанесенной на место разреза. 181 Рис. 10.10 Цепь синхронизации рассматриваемой камеры. Частота кадровой развертки синхронизирована с частотой сети 60 Гц (Это пример несинхронной скачковой развертки, когда нет четкой зависимости между соседними строками развертки и нечетными полями.) Опознание нелинейных (амплитудных) искажений Характерные черты нелинейных и частотных искажений отличаются друг от друга. Например, исходная синусоидальная волна изменяется совершенно по-разному при прохождении через дифференцирующую и нелинейную цепи. Так, когда синусоидальная волна проходит через дифференцирующую цепь, форма волны не изменяется; однако выходной сигнал опережает по фазе входной сигнал. (Дифференцирующая цепь для синусоидального сигнала вызывает опережение по фазе.) С другой стороны, когда синусоидальный сигнал проходит через каскад с нелинейной амплитудной характеристикой, форма сигнала меняется, тогда как фаза не затрагивается. Результат прохождения синусоидальной волны через схему ограничителя, которая пропорционально сокращает амплитуду выходного сигнала в области положительных пиков, можно увидеть на рис. 10.11. Результат нелинейных (амплитудных) искажений фактически не виден при низком проценте искажений. Однако при больших коэффициентах искажения изменения формы волны совершенно очевидны. При поиске неисправностей можно столкнуться с комбинацией нелинейных и частотных искажений. Анализ искаженных таким образом форм сигналов облегчается ясным пониманием основных характеристик искажений. Схема гашения Видимые линии обратного хода луча при воспроизведении изображения указывают на неисправность в схеме гашения. Первым шагом при проверке такой схемы является измерение постоянного напряжения на 182 выводах транзисторов VT8 и VT9 (см. рис. 10.10 и табл. 10.1). Следующим этапом можно произвести измерение сопротивлений при помощи маломощного омметра. Затем, если потребуются дополнительные данные, следует проверить форму комбинированного гасящего сигнала на коллекторе транзистора VT9 по описанной ранее методике. Если отсутствует импульс кадровой развертки (основная гармоника – 50 Гц), то следует проверить форму сигнала кадровой развертки в месте соединения R45 и С21. С другой стороны, если пропали импульсы строчной развертки (гармоника с частотой 15 620 Гц), то следует проверить форму сигнала строчной синхронизации в месте соединения R42 и R43. Другая проверка формы комбинированного сигнала может быть выполнена на базе транзистора VT3. В нашем примере при нормальной работе размах его амплитуды составляет приблизительно 1,8 В. Рис. 10.11 Основные формы сигнала, подвергшегося нелинейным (амплитудным) искажениям Видеоусилитель Слабый, искаженный или отсутствующий выходной сигнал видеоусилителя в первом приближении может быть исследован поднесением пальца к корпусу транзистора VT3 (рис. 10.12). Это довольно удобная быстрая проверка: если VT3 и последующие каскады работоспособны, то в воспроизводимом растре изображения будет наблюдаться значительная шумовая помеха. Поиск неисправности продолжается проверкой сигнала синхронизации на выходе схемы. В нашем случае его максимальное значение при разомкнутой выходной цепи будет достигать 1 В, а при работе на 183 нагрузку 75 Ом – 0,4 В. Неисправные детали или устройства обычно можно точно обнаружить посредством измерений постоянного напряжения (см. табл. 10.1). Полезны также последующие измерения сопротивлений при помощи маломощного омметра. Отметим, что стабилизированное напряжение питания +18 В должно быть точно отрегулировано, иначе измеренные напряжения введут вас в заблуждение. Если стабилизированное напряжение питания не соответствует норме, то установите его на нужное значение, как описано в разделе «блок питания». Труднее всего обнаружить конденсаторы, представляющие собой разрыв цепи, так как они не изменяют ни постоянные напряжения, ни значения сопротивлений. Если есть подозрение, что конденсатор оборван, то параллельно ему следует подключить исправный конденсатор и посмотреть, не восстановится ли работоспособность. Входной транзистор видеосигнала найти легко, так как он подсоединен к выходу трубки видикона. Выходной транзистор видеосигнала тоже легко находится, так как он соединен с выходным разъемом каскада. Рис. 10.12 Схема типичного видеоусилителя. Верхняя граничная частота достигает 10 МГц Видеоусилитель имеет высокий коэффициент усиления по напряжению. Выходной сигнал с размахом 1 В вырабатывается из сигнала с амплитудой 20 мВ на коллекторе транзистора VT2 (коэффициент усиления 50), а уровень сигнала на базе транзистора VT2 можно измерить лишь лабораторными приборами. В нашем примере в телекамере применен сетевой трансформатор питания с изолированными от его корпуса обмотками и опасность удара минимизирована. Однако если вы подсоедините штеккер выхода видеосигнала к телевизору или видеомонитору, в котором не используется такой сетевой трансформатор питания, то у вас появится шанс получить электрический удар. УКВ-модулятор 184 Когда имеется нормальный выходной видеосигнал, а выходной модулированный УКВ-сигнал либо слабый, либо отсутствует, то подозрение падает на каскад УКВ-модулятора (рис. 10.13). Поиск неисправностей начинается с проверки формы поступающего на модулятор входного видеосигнала. Размах его амплитуды при нормальной работе составляет приблизительно 1 В. Если он отсутствует, ослаблен или искажен, то следует проверить диоды VD1 и VD2. Для подтверждения предположения о том, что генератор не работает, измерьте постоянное напряжение в узле между VD1 и VD2. Если генератор функционирует нормально, то следует измерить вырабатываемое сигналом постоянное смещение приблизительно равное – 0,38 В. Наиболее вероятной причиной сбоя в работе генератора может быть дефектный транзистор. Загадочную неисправность представляют обрывы конденсаторов. Например, если оборван конденсатор С2, то частота генерации «подскочит» и экран подключенного телевизора погаснет. Как уже говорилось, подозреваемый на разрыв конденсатор лучше всего проверять подключением на время параллельно ему заведомо исправного конденсатора. Диоды УКВ-модулятора и транзистор УКВ-генератора легко узнаются, так как они соединены с выходным УКВ-разъемом. Рис. 10.13 Схема типичного модулятора ОВЧ. Генератор РЧ может быть отрегулирован для работы по выбранному каналу И еще полезный совет: если поместить за печатной платой яркую лампу, то печатные проводники будут хорошо просвечиваться сквозь плату. В заключение укажем, что рассмотренная в данном примере камера имеет амплитуду модулированного сигнала РЧ 50 мВ при работе на нагрузку 300 Ом, что достаточно для работы с коаксиальным кабелем длиной 100 м. Искажение формы сигнала и отрицательная обратная связь Два главных типа искажения формы сигнала появляются в результате ухудшения частотной характеристики (частотные искажения) и из-за нелинейности работы схемы (амплитудные искажения). Для поддержания частотных и линейных свойств широко используются различные типы отрицательной обратной связи. Соответственно если в цепи обратной связи возникает неисправность, то в результате появляются характерные иска- 185 жения формы сигнала. На рис. 10.14 приведены четыре основных типа отрицательной обратной связи, которые называются: эмиттерная, коллекторная, частотно-избирательная эмиттерная и частотно-избирательная коллекторная обратная связи. Некоторые производители называют эмиттерную обратную связь «обратной связью по току» или «параллельной обратной связью». Отдельные производители называют эмиттерную обратную связь «обратной связью по напряжению». Точно так же некоторые производители называют коллекторную обратную связь «обратной связью по напряжению» или «последовательной обратной связью», а отдельные – «обратной связью по току». При отсутствии установившейся терминологии желательно выбрать ту, которая для вас предпочтительнее, и на ее основе рассматривать работу схем, с которыми придется сталкиваться. Иногда можно встретить комбинацию эмиттерной и коллекторной обратной связи. (В нашей стране используют следующую классификацию обратных связей: по способу подключения цепи обратной связи ко входу устройства - последовательная или параллельная и по способу подключения к выходу устройства - по току или по напряжению.) Рис. 10.14 Типы отрицательной обратной связи и искажения сигнала: а – эмиттерная (параллельная) обратная связь; б – коллекторная (последовательная) обратная связь; в – частотно-избирательная эмиттерная обратная связь (конденсатор ослабляет низкие частоты); г – коллекторная частотноизбирательная обратная связь (конденсатор ослабляет высокие частоты) При проверке работы схемы полезно помнить следующее. 1. Эмиттерная обратная связь (разумеется, отрицательная) уменьшает коэффициент усиления каскада пропорционально сопротивлению эмиттера, а также в большей или меньшей степени линеаризирует работу каскада. Также отметим, что эмиттерная связь повышает полное входное сопротивление каскада и облегчает управление им. (Эмиттерная обратная связь также повышает и полное выходное сопротивление каскада.) 2. Коллекторная обратная связь уменьшает коэффициент усиления каскада пропорционально сопротивлению в цепи обратной связи и тоже в большей или меньшей степени линеаризирует работу каскада. Отметим также, что коллекторная обратная связь уменьшает входное сопротивление каскада и затрудняет управление им. (Коллекторная обратная связь также уменьшает и выходное сопротивление каскада.) 3. Частотно-избирательная эмиттерная обратная связь уменьшает коэффициент усиления каскада по отношению к составляющим с низкими 186 частотами и тоже линеаризирует в большей или меньшей степени работу каскада на низких частотах. (Коэффициент усиления каскада на низких частотах меньше, чем на высоких.) 4. Частотно-избирательная коллекторная обратная связь уменьшает коэффициент усиления каскада для высокочастотных составляющих сигнала и также в большей или меньшей степени линеаризирует работу каскада на высоких частотах. (Коэффициент усиления каскада на высоких частотах ниже, чем на низких.) Отметим, что все отрицательные обратные связи служат для расширения полного частотного диапазона каскада. Каскад видикона Показанная на рис. 10.15 однодюймовая (2,5 см) трубка видикона не может обеспечить воспроизведение хорошего изображения до тех пор, пока объектив камеры не будет точно сфокусирован и не будет выставлена соответствующая освещению диафрагма. Если в трубку видикона будет поступать слишком много света, то контраст будет чрезмерно большим, и детали изображения будут потеряны. С другой стороны, если в видикон будет поступать слишком мало света, то в результате контраст будет недостаточным, и появятся заметные шумовые помехи изображения. Отметим, что трубка видикона будет немедленно испорчена, если ее направить прямо на солнце или другой яркий источник света, если только не применяется соответствующий светофильтр и не выставлен соответствующий раскрыв диафрагмы. Запомните также, что после съемок некоторой сцены в течение некоторого времени и последующего направления камеры, к примеру, на чистую стену останется заметный негативный предыдущий образ. Однако при продолжении съемок он постепенно разрушится. Поиск неисправностей в схеме видикона начинается с проверки постоянного напряжения питания. Посмотрим, горит ли неоновая лампочка – это баллончик с газом стабилизирует потенциал мишени видикона. Затем измерим сопротивления при помощи маломощного омметра. Прежде чем делать заключение о неисправности трубки видикона, проверьте разделительные конденсаторы на утечку или разрыв. Если видикон заменяется, то учтите, что регулировка фокуса камеры достигается изменением положения всего комплекса – видикона, отклоняющей системы и катушки фокусировки. 187 Рис. 10.15 Типичная цепь видикона. Обеспечивается автоматическая электронная регулировка тока пучка (Ток луча регулируется при наблюдении за изображением на экране телевизора по оптимальному уровню серого.)
