Г-образный четырехполюсник, метод поиска неисправностей в радиоэлектронных схемах

Г-образный четырехполюсник - зарубежной литературе по радиоэлектроники используется выражение - L-network.

Дефект в схемах радиоэлектроники, бытовой техники, автоэлектроники сопровождается существенными изменениями режима работы его элементов, которые и используются радиолюбителями, сервис-инженерами и мастерами по ремонту радиоэлектроники при поиске неисправности.

Эти изменения могут быть обнаружены одним из методов измерений. Наиболее удобно рассматривать процесс нахождения неисправностей в схемах автоэлектроники, радиоэлектронной аппаратуры и бытовой техники на примере метода измерений, когда в схемах отыскиваются точки, значение и форма напряжений в которых существенно отличается от ожидаемой. Такую точку будем называть точкой дефекта.

Схему большинства радиоэлектронных устройств, в том числе бытовой техники и автоэлектроники, можно представить состоящей из каскадного соединения большого числа Г-образных четырехполюсников.

В каждом таком Г-образном четырехполюснике можно выделить сопротивление Z1 в последовательной ветви и сопротивление Z2 в параллельной ветви.

Наибольший интерес при поиске неисправности представляет такой Г-образный четырехполюсник, у которого входное напряжение U1 соответствует номинальному, а выходное напряжение U2 в точке дефекта существенно отличается от номинального.

Если рассматривать только изменение выходного напряжения, то при наличии дефекта в электронной схеме возможны следующие варианты:

1) U2 = 0, если Z1 — ∞ (обрыв в последовательной ветви) или Z2=0 (короткое замыкание в параллельной ветви);
2) U2 = U1, если Z1=0 или Z2=∞ ;
3) U2 меньше нормы, если Z1 увеличилось или Z2 уменьшилось.
4) U2 больше нормы, если Z1 уменьшилось или Z2 увеличилось.

В работе радиоэлектронных схем возможен и такой случай, когда U2 становится больше U1. Это говорит о том, что появился не очевидный источник напряжения (например, вследствие межэлектродного замыкания в кинескопе телевизора).

Рассмотренные соотношения верны как для линейных, так и нелинейных четырехполюсников, как для частотно-зависимых, так и для частотно-независимых.

Отметим, что нас мало интересует точное значение напряжения U2 — при ремонте достаточно обнаружить его качественное изменение как следствие неисправности элементов Z1 и Z2.

Одновременно дефектными оба элемента четырехполюсника бывают крайне редко; чаще из строя выходит один элемент, а уже вследствие этого — другой (например, пробивается транзистор Z2, из-за чего выходит из строя резистор Z1 в его коллекторной цепи). Необходимо иметь четкое представление о возможных причинах изменения параметров радиоэлементов, используемых в ремонтируемом устройстве.

Параметры радиоэлементов могут изменяться во времени вплоть до выхода за пределы допустимых отклонений.

При поиске неисправности следует учитывать закономерности изменения параметров элементов - например, сопротивление резисторов не может уменьшиться, а емкость конденсаторов возрасти по сравнению с первоначальной.

Радиоэлементы имеют паразитные параметры, которые учитываются при проектировании схем радиоэлектронных устройств, бытовой техники и автоэлектроники (сопротивление потерь и индуктивность конденсатора, собственная емкость катушек индуктивности, индуктивность резистора и т. п.). Это накладывает определенные ограничения на возможность замены радиоэлементов одного типа на радиоэлементы другого типа.

У радиоэлементов в результате выхода их из строя могут появиться новые нежелательные параметры (например, проводимость у конденсаторов). Знание характера отказов элементов позволяет быстрее осуществлять поиск неисправностей.

Радиоэлементы имеют определенные геометрические размеры, расположение в пространстве, длину и конфигурацию выводов и другие данные, которые могут иметь значение при установке на монтажную плату.

Радиоэлементы соединяются между собой с помощью паек, печатных и объемных проводников, перемычек; изолируются друг от друга прокладками, шайбами, трубками; разделяются электромагнитными экранами и т. п. - все это может выходить из строя, а потому должно рассматриваться как не отраженные на принципиальной схеме элементы.

В схему дефектного Г-образного четырехполюсника входят, как правило, не два элемента, а значительно больше.

Поэтому в качестве Z1 следует рассматривать все последовательно включенные элементы от точки, где напряжение U1 соответствует норме, до точки дефекта; в качестве Z2 должны рассматриваться все элементы, включенные параллельно выходу четырехполюсника.

Таким образом, поиск дефекта в ограниченной области можно разделить на следующие этапы:

1. Одним из методов находим точку дефекта (например, методом измерений).
2. Рассматривая эту точку как выход Г-образного четырехполюсника, находим все элементы схемы, относящиеся к Z1 и к Z2.
3. Дефектный элемент находим одним из известных методов: анализа монтажа; воздействия (замыканием Z1); исключения (отсоединением Z2); измерений (прозвонкой Z1 и Z2); замены элементов Z1 или Z2.

В статьях по ремонту бытовой техники, автоэлектроники и цифровой техники, мы неоднократно будем возвращаться к Г-образному четырехполюснику и методу поиска неисправностей описанного в данной статье.