运算放大器的好坏判别方法,电路板电容损坏的故障特点及维修
要彻底弄懂一些典型电路的原理,烂熟于心。图纸是死的,脑袋里的思想是活的,可以类比,可以推理,可以举一反三,一通百通。比如开关电源,总离不开振荡电路、开关管、开关变压器这些,检查时要检查电路有没有起振,电容有没有损坏,各三极管、二极管有没有损坏,不管碰到什么开关电源,操作起来都差不多,不必强求有电路图﹔比如单片机系统,包括晶振、三总线(地址线、数据线、控制线)、输入输出接口芯片等,检修起来也都离不开这些范围﹔又如各种运算放大器组成的模拟电路,纵它变化万千,在“虚短”和“虚断”的基础上去推理,亦可有头有绪,条分缕析,弄个明明白白。练就了分析和推理的好功夫后,即使遇到从未见过的设备,也只要从原理上搞明白就可以了。
2.要讲究检修先后顺序讲究检修顺序才可找到解决问题的最短路径,避免乱捅乱拆,维修不成,反致故障扩大。维修就象医生给人看病,也讲究个“望闻问切”。“望”即检查故障板的外观,看上面有没有明显损坏的痕迹,有没有元件烧黑、炸裂,电路板有无受腐蚀引起的断线、漏电,电容有没有漏液,顶部有没有鼓起等;“闻”用鼻子嗅一嗅有没有东西烧焦的气味,这气味是从哪里发出的;“问”很重要,要详细地询问当事人,设备出故障当时的情况,从情况推理可能的故障部位或元件;“切”即动用一定的检测仪器和手段,分通电和不通电两种情况,检查电路部位或元件的阻值、电压、波形等,将好坏电路板对比测试,观察参数的差异等。
其实有很多故障你连万用表都没用上就解决了,电路图自然免了。
3.要善于总结规律
一般有一定的维修经验积累后,要善于总节分析每一次元件损坏的原因,是操作不当?欠缺维护?设计不合理?元件质量欠佳?自然老化?有了这些分析,下次再碰到同类故障,尽管不是相同的电路板,心里也就有了一点底。例如本人曾经碰到一台辛辛那提加工中心时好时坏的故障,供应商采取将软件重装,减少谐波干扰,乃致将所有的板拆下在其它好的机器上重现故障等手段,拆腾了一个月最后也没有解决问题。因为本人维修过不少电脑主板的故障,发现时好时坏有不少是上了年份的主板上的电容有问题,我想这对加工中心的控制板也是一样的,于是将板上的电容全部换掉,结果只用一个小时问题就解决了。
4.要善于寻找资料
自从互联网出现以来,寻找资料变得非常容易。不明白的设备原理,不明白的电路原理,几乎都可以从网上找得到,什么IC资料都可以从网上找得到。以前讲师傅带徒弟,徒弟学不学得好要看师傅有没有心带。现在不必了,有了互联网,你的师傅遍及全世界,什么样的高手都有。当然,学历不高的话,英语是一道横在我们面前的沟坎,很多东西都是要有英语基础才能理解的,例如很多IC资料都是英文的。但有了金山词霸,你有这个专业基础,很多东西连猜带蒙,也可理解个八九不离十。有了有用的资料,没图也就和有图一样,没啥大不了的。
5.要有必要的检测设备
如果你将维修当成自己的一番事业,那么一定的设备投资是必要的。电烙铁、万用表、常用的拆装工具,牌子不要太差。有条件的话再弄一个100M的双踪示波器,再有条件的话,置个在线维修测试仪。
二、工控电路板电容损坏的故障特点及维修
电容损坏引发的故障在电子设备中是最高的,其中尤其以电解电容的损坏最为常见。
电容损坏表现为:
1.容量变小;
2.完全失去容量;
3.漏电;
4.短路。
电容在电路中所起的作用不同,引起的故障也各有特点。在工控电路板中,数字电路占绝大多数,电容多用做电源滤波,用做信号耦合和振荡电路的电容较少。用在开关电源中的电解电容如果损坏,则开关电源可能不起振,没有电压输出;或者输出电压滤波不好,电路因电压不稳而发生逻辑混乱,表现为机器工作时好时坏或开不了机,如果电容并在数字电路的电源正负极之间,故障表现同上。这在电脑主板上表现尤其明显,很多电脑用了几年就出现有时开不了机,有时又可以开机的现象,打开机箱,往往可以看见有电解电容鼓包的现象,如果将电容拆下来量一下容量,发现比实际值要低很多。
电容的寿命与环境温度直接有关,环境温度越高,电容寿命越短。这个规律不但适用电解电容,也适用其它电容。所以在寻找故障电容时应重点检查和热源靠得比较近的电容,如散热片旁及大功率元器件旁的电容,离其越近,损坏的可能性就越大。曾经修过一台X光探伤仪的电源,用户反映有烟从电源里冒出来,拆开机箱后发现有一只1000uF/350V的大电容有油质一样的东西流出来,拆下来一量容量只有几十uF,还发现只有这只电容与整流桥的散热片离得最近,其它离得远的就完好无损,容量正常。另外有瓷片电容出现短路的情况,也发现电容离发热部件比较近。所以在检修查找时应有所侧重。
有些电容漏电比较严重,用手指触摸时甚至会烫手,这种电容必须更换。
在检修时好时坏的故障时,排除了接触不良的可能性以外,一般大部分就是电容损坏引起的故障了。所以在碰到此类故障时,可以将电容重点检查一下,换掉电容后往往令人惊喜(当然也要注意电容的品质,要选择好一点的牌子,如红宝石、黑金刚之类)。
三、电阻损坏的特点与判别
常看见许多初学者在检修电路时在电阻上折腾,又是拆又是焊的,其实修得多了,你只要了解了电阻的损坏特点,就不必大费周章。
电阻是电器设备中数量最多的元件,但不是损坏率最高的元件。电阻损坏以开路最常见,阻值变大较少见,阻值变小十分少见。常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和保险电阻几种。前两种电阻应用最广,其损坏的特点一是低阻值(100Ω以下)和高阻值(100kΩ以上)的损坏率较高,中间阻值(如几百欧到几十千欧)的极少损坏;二是低阻值电阻损坏时往往是烧焦发黑,很容易发现,而高阻值电阻损坏时很少有痕迹。线绕电阻一般用作大电流限流,阻值不大。圆柱形线绕电阻烧坏时有的会发黑或表面爆皮、裂纹,有的没有痕迹。水泥电阻是线绕电阻的一种,烧坏时可能会断裂,否则也没有可见痕迹。保险电阻烧坏时有的表面会炸掉一块皮,有的也没有什么痕迹,但绝不会烧焦发黑。根据以上特点,在检查电阻时可有所侧重,快速找出损坏的电阻。
根据以上列出的特点,我们先可以观察一下电路板上低阻值电阻有没有烧黑的痕迹,再根据电阻损坏时绝大多数开路或阻值变大以及高阻值电阻容易损坏的特点,我们就可以用万用表在电路板上先直接量高阻值的电阻两端的阻值,如果量得阻值比标称阻值大,则这个电阻肯定损坏(要注意等阻值显示稳定后才下结论,因为电路中有可能并联电容元件,有一个充放电过程),如果量得阻值比标称阻值小,则一般不用理会它。这样在电路板上每一个电阻都量一遍,即使“错杀”一千,也不会放过一个了。
四、运算放大器的好坏判别方法
运算放大器好坏的判别对相当多的电子维修者有一定的难度,不只文化程度的关系(手下有许多本科生,不教的话肯定不会,教了也要好久才领会,还有个专门跟导师学变频控制的研究生,居然也是如此!),在此与大家共同探讨一下,希望对大家有所帮助。
理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性,这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为了保证线性运用,运放必须在闭环(负反馈)下工作。如果没有负反馈,开环放大下的运放成为一个比较器。如果要判断器件的好坏,先应分清楚器件在电路中是做放大器用还是做比较器用。
从图上我们可以看出,不论是何类型的放大器,都有一个反馈电阻Rf,则我们在维修时可从电路上检查这个反馈电阻,用万用表检查输出端和反向输入端之间的阻值,如果大的离谱,如几MΩ以上,则我们大概可以肯定器件是做比较器用,如果此阻值较小0Ω至几十kΩ,则再查查有无电阻接在输出端和反向输入端之间,有的话定是做放大器用。
根据放大器虚短的原理,就是说如果这个运算放大器工作正常的话,其同向输入端和反向输入端电压必然相等,即使有差别也是mv级的,当然在某些高输入阻抗电路中,万用表的内阻会对电压测试有点影响,但一般也不会超过0.2V,如果有0.5V以上的差别,则放大器必坏无疑!
如果器件是做比较器用,则允许同向输入端和反向输入端不等,
同向电压>反向电压,则输出电压接近正的最大值;
同向电压<反向电压,则输出电压接近0V或负的最大值(视乎双电源或单电源)。
如果检测到电压不符合这个规则,则器件必坏无疑!
这样你不必使用代换法,不必拆下电路板上的芯片就可以判断运算放大器的好坏了。
五、万用表测试SMT元件的一个小窍门
有些贴片元件非常细小,用普通万用表表笔测试检修时很不方便,一是容易造成短路,二是对涂有绝缘涂层的电路板不便接触到元件管脚的金属部分。这里告诉大家一个简便方法,会给检测带来不少方便。
取两枚最小号的缝衣针,(深度工控维修技术专栏)将之与万用表笔靠紧,然后取一根多股电缆里的细铜线,用细铜线将表笔和缝衣针绑在一起,再用焊锡焊牢。这样用带有细小针尖的表笔去测那些SMT元件的时候就再无短路之虞,而且针尖可以刺破绝缘涂层,直捣关键部位,再也不必费神去刮那些膜膜了。
六、电路板公共电源短路故障的检修方法
电路板维修中,如果碰到公共电源短路的故障往往头大,因为很多器件都共用同一电源,每一个用此电源的器件都有短路的嫌疑,如果板上元件不多,采用“锄大地”的方式终归可以找到短路点,如果元件太多,“锄大地”能不能锄到状况就要靠运气了。在此推荐一比较管用的方法,采用此法,事半功倍,往往能很快找到故障点。
要有一个电压电流皆可调的电源,电压0-30V,电流0-3A,此电源不贵,300元左右。将开路电压调到器件电源电压水平,先将电流调至最小,将此电压加在电路的电源电压点如74系列芯片的5V和0V端,视乎短路程度,慢慢将电流增大,用手摸器件,当摸到某个器件发热明显,这个往往就是损坏的元件,可将之取下进一步测量确认。当然操作时电压一定不能超过器件的工作电压,并且不能接反,否则会烧坏其它好的器件。
七、一块小橡皮,解决大问题
工业控制用到的板卡越来越多,很多板卡采用金手指插入插槽的方式.由于工业现场环境恶劣,多尘、潮湿、多腐蚀气体的环境易使板卡产生接触不良故障,很多朋友可能通过更换板卡的方式解决了问题,但购买板卡的费用非常可观,尤其某些进口设备的板卡。其实大家不妨使用橡皮擦在金手指上反复擦几下,将金手指上的污物清理干净后,再试机,没准就解决了问题!方法简单又实用。
八、时好时坏电气故障的分析
各种时好时坏电气故障从概率大小来讲大概包括以下几种情况:
1.接触不良
板卡与插槽接触不良、缆线内部折断时通时不通、线插头及接线端子接触不好、元器件虚焊等皆属此类;
2.信号受干扰
对数字电路而言,在特定的情况条件下,故障才会呈现,有可能确实是干扰太大影响了控制系统使其出错,也有电路板个别元件参数或整体表现参数出现了变化,使抗干扰能力趋向临界点,从而出现故障;
3.元器件热稳定性不好
从大量的维修实践来看,其中首推电解电容的热稳定性不好,其次是其它电容、三极管、二极管、IC、电阻等;
4.电路板上有湿气、积尘等
湿气和积尘会导电,具有电阻效应,而且在热胀冷缩的过程中阻值还会变化,这个电阻值会同其它元件有并联效果,这个效果比较强时就会改变电路参数,使故障发生;
5.软件也是考虑因素之一
电路中许多参数使用软件来调整,某些参数的裕量调得太低,处于临界范围,当机器运行工况符合软件判定故障的理由时,那么报警就会出现。
攻破功放维修,功放维修方法+功放维修常见故障
功放维修问题屡见不鲜,存在于生活点滴之中。对于功放维修方法,很多朋友满怀好奇之心。本文,将介绍几种功放维修方法,并展示多种功放维修相关的故障问题及解决方案。通过本文,希望为功放维修爱好者提供零星帮助。
功放机在我们生活中的用途非常的广泛,人们对功放机的关注也越来越多。在功放机的使用过程中出现一些小故障是在所难免的, HI-FI功放机与AV功放机的常见故障有整机不工作、无声音输出、音轻、噪声大、失真、啸叫等。
如果大家是首次面对这样一种复杂的机器估计有点晕,其实功放机在我们日常生活中并不常见到,但是在演出等场合见到功放机就多了。但是在使用的过程中功放机也会出各种各样的问题,有些问题是自己调一下就能调好的,而有些问题呢必须需要维修才性,如果你也遇到功放机的故障那么就需要好好排查一下了。
功放机维修常用检修方法
功放机维修——直观检查法
直观检查法是本着先简后繁的原则,通过眼看、耳听、鼻闻、手摸等手段,对故障机进行大体的检查,以发现产生故障的部位和原因。这种方法在功放机维修中对处理一些简单而明显的故障十分有效。
用直观检查法检修时,可先查看外部旋钮、开关及各信号线连接是否正确,机内电路中有无明显烧毁、变色、断裂和接触不良的元件与线路。若未见异常,可通电试机。若发现机内有冒烟、跳火,或闻到元器件烧焦的糊味、听到异常的响声时,应立即切断电源,并检查其原因所在,以免扩大故障。
在检修电子管放大器时,通过观察电子管灯丝是否发亮,可判断灯丝或其供电是否正常。另外,断电后手摸可疑元件,根据该元件是否发烫可判断它是否损坏。
功放机维修——万用表测量法
检修时,在确定了故障发生的大致部位后,可用万用表对故障电路与元器件进行电压、电流或电阻值的测量,再通过与正常工作时的数值相比较,从而判断出故障所在。
其中,电压测量法用来检查电源各输入输出电压及晶体管、电子管、集成电路等元器件的工作电压,根据电压的有无及高低变化,来判断故障是在被测元件本身,还是在其外围元件或供电电路。
电阻测量法用来测量各种电子元件的直流电阻值,看其有无开路、短路或性能变差,还可测量某一线路是否断路。
电流测量法用来测量某—部分电路或电子元件的电流值,推断该电路或元件本身有无故障。通常是把万用表置于适当电流挡,将两表笔串接在电路中,根据表针指示或数字显示值读出电流的大小,也可用电压法测某电阻两端的电压降,然后根据欧姆定律计算出通过该电阻的电流。
功放机维修——信号干扰法
信号干扰法主要用于音频模拟电路的检修。将人体感应信号、直流断续信号或信号发生器的输出信号从放大器某级电路的输入端加入,根据扬声器发声的强弱来判断故障发生的大致部位。
信号干扰法适用于查找各单元(或各级)电路直流工作状态正常但无声或声小的故障,一般是从后级逐级向前检查。应该注意的是:在检修后级功率放大器(尤其是分立元件放大器)时,应将音量电位器关小,然后在音量电位器前加入干扰信号。若用信号干扰法检查音量电位器以后的放大电路,应将扬声器换成合适的假负载,然后用直流断续信号(如利用万用表的R×1挡,将红表笔接地,黑表笔点触各信号输入端)去检查。最好不要用人体感应信号,以免损坏功率管或扬声器。用人体感应法检查电子管放大器时,应串入适当电容器,注意安全,以免触电。
功放机维修——短路/断路法
短路检查法是将某元件、某电路直接短路或用电容短接,以快速判断故障部位。如将静噪控制管的基极对地短路,看静噪电路是否误动作;将卡拉OK或音响效果处理电路的输入端与输出端短接,以判断此电路有无故障;用一只电容将某一级放大电路的输入端与地(或输出端)之间短路,可以判断出自激啸叫、交流声等故障是发生在本级电路,还是前级电路。
开路检查法在功放机维修中检查电源电路时尤为实用,如测量出某直流输出电压偏低时,可将其负载电路断开,若电压恢复正常,说明负载电路中存在短路故障。在怀疑某旁路、退耦电容漏电或稳压二极管性能不良而造成某点电压偏低时,可将可疑元件的引脚与电路断开,看该点电压是否恢复正常。
功放机维修——加热/冷却法
有的机器在热机后(即工作一段时间)才出现故障,检修时可用电烙铁或电吹风等热源对可疑元件加温,使故障很快出现。在故障出现后,再用酒精棉球对可疑元件降温,若故障又消失,即可判断是该元件热稳定性不良。
功放机维修——代换法
代换法是用正常的元器件或电路板替换可疑的元器件或电路板,以快速判断故障部位和元件。对于型号不同但性能参数相同的元器件,也可以互换使用。
功放故障原因及维修
1、整机不工作
通电后放大器无任何显示,各功能键均失效,也无任何声音,。首先应检查电源电路。接通电源,用万用表测量电源插头两端的直流电阻值,正常时几百欧的电阻值。如果差距太大,且电源变压器严重发热,说明电源变压器的初级回路有局部短路处;如果无穷大,应检查变压器初级绕组是不是开路、保险丝有没有熔断、插头和电源线间有没有断线。
2、无声音输出
无声故障表现为操作各功能键时,有相应的状态显示,但无信号输出。检修有保护电路的放大器时,应看开机后保护继电器能不能吸合。如果继电器无动作,应测量功放电路中点功放,过流检测电压是不是正常、输出电压有没有偏移。若中点输出电压偏移或过流检测电压异常,说明功率放大电路有故障,应检查正、负电源是否正常。如果正、负电压不对称,可断开正、负电源的负载电路,这样判断是功放电路有故障还是电源电路本身不正常。如果正、负电源正常,应检查功放电路中各放大管是不是损坏。
3、音轻
指音频信号在放大传输过程中,因某个放大级放大量变化或在某个环节被衰减,使放大器的输出功率变小或增益下降。可用替换的办法先检查音箱和信号源和是否正常。然后检查控制电位器和各类转换开关,看音量能不能变大。如果都正常,那就看故障是在前级还是后级电路。对于某一个声道音轻,可将其前级电路输出的信号交换输入到另一声道的后级电路,如果音箱的声音大小不变,则故障在后级电路。
4、噪声大
放大器的噪声有感应噪声、爆裂声、交流声和白噪声等。检修时,应先看噪声来自于前级还是后级电路。可取下前、后级的信号连接插头,如果噪声明显变小,说明故障在前级电路;相反,故障在后级电路。交流声是指听感低沉、单调而稳定的100Hz交流哼声,主要是电源部分滤波不良所致,应着重检查滤波、电源整流和稳压元件是不是损坏。前、后级放大电路电源端的退耦电容虚焊或失效,也会产生一种类似交流声的低频振荡噪声。
5、失真
失真故障是某放大级工作点偏移或功放推挽输出级工作不对称所致。检修时,可根据放大器输出功率与失真的变化情况,来判断具体的故障部位。
电子管放大器若失真的同时输出功率变小(音轻),应检查是否推挽功放中某一放大管衰老、工作点不对或输出变压器局部短路造成其工作不平衡;若失真的同时输出功率变大,多是负反馈电路中的电阻变值、电容失效或阴极自生偏压的旁路电容短路所致。
晶体管放大器若失真随着音量的增大而明显增大,应检查推动级某只晶体管的工作点是否偏移(通常发生在无保护电路的功放中)或反馈电路中的电容失真;若无论音量大小均有失真,则故障在前级放大电路,应检查各放大管的工作点有无偏移。
集成电路放大器的工作电压异常或功放集成电路内部损坏,也会造成失真(指无保护电路的机器)。
6、啸叫
啸叫故障是电路中存在自激所致,又分为低频啸叫和高频啸叫。
低频啸叫是指频率较低的“噗噗”或“嘟嘟”声,通常是由于电源滤波或退耦不良所致(在啸叫的同时往往还伴有交流声),应检查电源滤波电容、稳压器和退耦电容是否开路或失效,使电源内阻增大。功放集成电路性能不良,也会出现低频啸叫故障,此时集成电路的工作温度会很高。
高频啸叫的频率较高,通常是放大电路中高频消振电容失效或前级运放集成电路性能变差所致。可在后级放大电路的消振电容或退耦电容两端并接小电容来检查。另外,负反馈元件损坏、变值或脱焊时,也会引起高频正反馈而出现高频啸叫。
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