4. Неисправность стабилизатора.

Потребуется: осциллограф, мультиметр, микросхема типа TL494.

Стабилизатор можно считать главным модулем. В нем применяются интегральные схемы, что говорит о его некоторой интеллектуальности. Стабилизатор состоит из каналов, каждый из которых обрабатывает конкретное напряжение и контролирует его.

П оскольку стабилизатор основан на схеме, работающей по принципу широтно-импульсного (ШИМ) генератора, то в идеале для диагностики микросхемы требуется наличие осциллографа. Кроме того, необходимо иметь дополнительное устройство, способное выдавать необходимое напряжение.

Если осциллографа нет, то можно воспользоваться способом, который безошибочно определяет неисправность микросхемы. Как правило, в роли стабилизатора выступает микросхема TL494 (ее аналоги), имеющая 14 выводов, каждый из которых представляет нужное напряжение определенной характеристики.

Суть способа заключается в проверке стабилизатора, который находится внутри микросхемы.

Для проверки на 12ю ножку подайте постоянное напряжение от +9 до +12 В, а на 7ю ножку от -9 до -12 В (при этом отключите блок питания от сети).

Напряжение на 14й ножке микросхемы должно быть +5 В. Если отклонение от этого значения достаточно сильное (более 0,5 В), то внутренний стабилизатор микросхемы неисправен. В этом случае придется заменить микросхему.

Порядок выполнения работы проверкА работы сетевого выпрямителя и фильтра.

1. Загрузить модель выпрямителя CetV.ewb.

2. Изучить основные компоненты и приборы схемы:

	точка соединения проводников (используется также для введения на схеме надписей)
	Резистор (сопротивление)
	переключатель, управляемый нажатием клавиши
	электролитический конденсатор (емкость)
	полупроводниковый диод
	вольтметр постоянного или переменного напряжения (внутреннее сопротивление, режим измерения постоянного или переменного тока); подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии
	амперметр постоянного или переменного тока (внутреннее сопротивление, режим измерения постоянного или переменного тока); включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют
	заземление (метка)
	источник переменного синусоидального напряжения (эффективное значение напряжения, частота, фаза)
	биполярные транзисторы n-p-n и p-n-р типа
	батарея как источник напряжения питания (напряжение)

О сциллограф - прибор, предназначенный для исследования электрических сигналов во временной области путем наблюдения графика сигнала; для измерения амплитудных и временных параметров сигнала по форме графика.

На экране отображаются графики входных сигналов.

Осциллограф имеет два канала – А и В с разделенной регулировкой чувствительности в диапазоне от 100 мкВ/дел (mVDiv) до 5 кВ/дел (kV/Div) и регулировкой смещения по вертикали Y POS.

Многоканальность позволяет сравнивать сигналы между собой (формы, амплитуды, частоты).

Выбор режима по входу осуществляется нажатием кнопок AC, D и DC. Эти кнопки располагаются внизу окна и имеются для каждого из входов осциллографа.

Режим АС предназначен для наблюдения сигналов переменного тока (режим закрытого входа, т.к. в этом режиме на входе усилителя включается разделительный конденсатор, не пропускающий постоянную составляющую).

В режиме D входной зажим замыкается на землю.

В режиме DC (по умолчанию) можно проводить осциллографические измерения постоянного и переменного тока (режим открытого входа, т.к. входной сигнал поступает на вход вертикального усилителя непосредственно). С правой стороны от кнопки DC расположен входной зажим. Зажим для заземления находится справа, вверху.

В группе параметров Time base (основное время) располагаются кнопки управления режимами развертки. В группе параметров Y/T (обычный режим, по умолчанию) реализуются режимы развертки:

• по вертикали - напряжение сигнала;

• по горизонтали – время.

В группе параметров В/А:

• по вертикали - сигнал канала А;

• по горизонтали - сигнал канала В.

В режиме развертки Y/T длительность развертки (Time base) может быть задана в диапазоне от 0,1 нс/дел до 1с/дел с возможностью установки смещения по горизонтали X.

Если запуск развертки не связан с наблюдаемым сигналом, то изображение на экране будет выглядеть размазанным (прибор отображает различные участки наблюдаемого сигнала на одном месте; для получения стабильного изображения осциллографы содержат триггер).

Триггер - устройство, которое задерживает запуск развертки до тех пор, пока не будут выполнены условия. Триггер запускает развертку с одного места сигнала, поэтому изображение сигнала на осциллограмме выглядит стабильным и неподвижным (при правильных настройках).

В режиме Y/T предусмотрен также ждущий режим (Trigger) с запуском развертки (Edge) по переднему или заднему фронту запускающего сигнала (выбирается нажатием кнопок, расположенных справа от надписи Edge) при регулируемом уровне (Level) запуска, а также в режиме Auto (от канала А или В), от канала А, от канала В или от внешнего источника (Ext), подключаемого к зажиму в блоке управления Trigger. Названные режимы запуска развертки выбираются кнопками Auto, А, В и Ext.

Заземление осциллографа осуществляется с помощью клеммы Ground (Земля) в правом верхнем углу прибора.

Е

Расширенный вид прибора осциллограф

сли нажать кнопку Expand (Расширить), расположенную в верхней части окна, то появляется возможность работать с окном увеличенного размера. При этом появляется возможность прокрутки изображения по горизонтали и его сканирования с помощью вертикальных визирных линий (синего и красного цвета), которые с помощью мыши могут быть установлены в любое место экрана.

При этом в информационных полях, расположенных под экраном, выводятся результаты измерения напряжения, временных интервалов и их приращений (между визирными линиями). Изображение можно инвертировать нажатием кнопки Reverse (Инверсия) и записать данные в файл нажатием кнопки Save (Сохранить). Возврат к исходному состоянию осциллографа - нажатием кнопки Reduce (Понижение).

НАБЛЮДЕНИЕ ФОРМЫ СИГНАЛОВ

• Произвести калибровку канала (ов) (выставить развертку, амплитуду, чувствительность).

• После калибровки прибор будет точно показывать сигнал, который можно наблюдать и измерять.

Допустим, есть устройство на выходе которого заведомо известный по напряжению сигнал. Устанавливаем чувствительность вертикального отклонения В\дел на удобную для наблюдения позицию так, чтобы сигнал не выходил за рамки экрана и касаемся щупом нужного места на плате. На экране отображается сигнал. При необходимости переключаем развертку на удобную для наблюдения позицию. Если сигнал более чем допускает прибор, то необходимо выставить коэффициент деления 1\10 или 1\100. Можно измерять амплитуду и частоту сигнала подсчитывая деления по вертикали и горизонтали.

3. Проверить исходное состояние переключателей К1 - вверх, К2 - вниз, что соответствует работе блока питания от источника ~220В.

Исправная работа БП при напряжении 220В

4. Ознакомится с критериями исправной работы сетевого выпрямителя при работе от источника ~220В, записав значение величины выходного напряжения U1, тока потребляемого выпрямителем I1 и величины пульсаций выпрямленного напряжения (измерив с помощью осциллографа).

Исправная работа БП при напряжении 127В

5. Изменив положение переключателей К1 - вниз, К2 - вверх, ознакомится с критериями исправной работы сетевого выпрямителя при работе от источника ~127В, записав значение величины выходного напряжения U1, тока потребляемого выпрямителем I1 и величины пульсаций выпрямленного напряжения (измерив с помощью осциллографа).

6. Изменить положение К1 - вверх, измерить значение U1. Сделать вывод к чему приведут такие действия на реальном блоке питания.

7. Восстановить исходное состояние переключателей К1 и К2.

Неисправная работа БП при выходе из строя диодов VD1–VD4.

8. Ознакомиться с основными признаками неисправности сетевого выпрямителя с неисправными диодами VD1 - VD4.

В

Окно свойств диода

ыполнив двойной щелчок по диоду VD1 в открывшимся окне, на закладке Fault, ввести неисправность Short (пробой). Включить процесс моделирования неисправного выпрямителя и ознакомится с признаком неисправной работы сетевого выпрямителя, записав значение величины выходного напряжения U1, тока потребляемого выпрямителем I1 и величины пульсаций выпрямленного напряжения (с помощью осциллографа).

Последовательно вводя неисправности диодов VD2 - VD4 ознакомится с признаками неисправности сетевого выпрямителя. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1

Неисправные элементы	Измеренные значения
	Напряжение U1, В	Потребляемый ток I1, А	Пульсация, выпрямленного напряжения, mВ
VD1
VD1, VD2
VD1, VD2, VD3
VD1, VD2, VD3, VD4

Восстановить исправность диодов VD1 - VD4, введя на закладке Fault значение None.

Неисправная работа БП при выходе из строя конденсаторов фильтра С1, С2.

9. Ознакомится с основными признаками неисправности конденсаторов фильтра CI, С2.

Выполнив двойной щелчок по конденсатору фильтра С1, в открывшемся окне, на закладке Fault, ввести неисправность Short (пробой), затем Open (обрыв). Последовательно изменяя неисправности конденсаторов фильтра CI, С2 ознакомится с признаками неисправности сетевого выпрямителя. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

Неисправные элементы	Измеренные значения
	Напряжение U1, В	Потребляемый ток I1, А	Пульсация, выпрямленного напряжения, mВ
С1 (пробой)
С1 (обрыв)
C1, С2 (пробой)
C1, С2 (обрыв)

Схема выработки сигнала PowerGood.

10. Ознакомится с признаками исправной работы 1 варианта схемы выработки сигнала PG, для этого загрузить модель схемы – PG1.ewb.

Схема выработки сигнала PG1

• Установить исходное состояние переключателя К1 - вверх.

• Включить схему, переключив К1 в нижнее положение, имитируя поступление на схему выработанного блока питания напряжения +5В, ознакомится с работой схемы, выполнить, с помощью осциллографа, измерение времени задержки времени появления сигнала PG - t_PG. Зарисовать полученные осциллограммы.

Время задержки появления сигнала PowerGood

11. Последовательно изменяя неисправность конденсатора С1 и транзистора - Short (пробой) и Open (обрыв) проанализировать поведение схемы и вид сигнала PG, зарисовать полученные осциллограммы.

12. Ознакомится с признаками исправной работы второго варианта схемы выработки сигнала PG, для этого загрузить модель схемы - PG2.ewb.

Схема выработки сигнала PG2

• Установить исходное состояние переключателей К1 - вниз, К2 - вверх.

• Выполнить подключение осциллографа к сигналу PG.

• Включить схему, переключив К2 в нижнее положение, имитируя поступление на схему выработанного блока питания напряжения +5В, ознакомится с работой схемы.

• Выполнить, с помощью осциллографа, измерение времени задержки времени появления сигнала PG - t_PG , переключив К1 в положение вверх, имитируя поступление на схему защиты большого по величине сигнала ошибки, что соответствует короткому замыканию на выходе блока питания.

• Зарисовать полученные осциллограммы, отметив момент замыкания переключателя К1.

VT1 - элемент схемы защиты от перенапряжений (защита по току).

VT2 - VT3 - элемент задержки ждущий - мультивибратор.

13. Последовательно изменяя неисправность конденсатора С1 и транзисторов VT2 - VT3 - Short (пробой), Open (обрыв) проанализировать поведение схемы, и характер вырабатываемого сигнала PG, зарисовать полученные осциллограммы для каждого случая.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

• Название работы.

• Цель работы.

• Перечень оборудования.

• Заполненные таблицы 1 и 2.

• Осциллограммы для пунктов 1.1 и 1.2.

• Алгоритм определения неисправности стабилизатора блока питания (микросхемы TL494) в виде блок-схемы.

• Вывод по работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие категории неисправностей блока питания существуют?

2. Какие методы ремонта блока питания существуют?

3. Какое оборудование используется при ремонте блока питания?

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

1. Используя мультиметр проверить исправность: диодов высоковольтного выпрямителя (сопротивление в прямом и обратном направлениях), емкость конденсаторов высоковольтного фильтра, стабилизатора микросхемы TL494.

2. Начертить общую электронную схему блока питания.

3. Ознакомиться с программой CircuitMaker.

Лабораторная работа №11

МЕТОДИКА ТЕСТИРОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ CD-ПРИВОДОВ

Цель: изучить методику тестирования и технического обслуживания накопителей на оптических дисках.

Оборудование: компьютер, привод CD-ROM, программа CD-ROM Drive Analyzer, вольтметр, usb-пылесос, чистящий диск (кисточка, ватные палочки), баллончик со сжатым воздухом (резиновая спринцовка), технический вазелин (ЦИАТИМ), мультиметр (вольтметр), отвертка.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

УСТРОЙСТВО НАКОПИТЕЛЯ НА ОПТИЧЕСКИХ ДИСКАХ

Н акопитель на оптических дисках состоит из:

• плата электроники;

• шпиндельный двигатель;

• оптическая система считывающей головки;

• система загрузки диска.

ПРИНЦИП РАБОТЫ НОД

Полупроводниковый лазер генерирует маломощный инфракрасный луч, который попадает на отражающее зеркало. Серводвигатель по командам, поступающим от встроенного микропроцессора, смещает подвижную каретку с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт-диске. Отраженный от диска луч фокусируется линзой, расположенной под диском, отражается от зеркала и попадает на разделительную призму. Разделительная призма направляет отраженный луч на другую фокусирующую линзу. Эта линза направляет отраженный луч на фотодатчик, который преобразует световую энергию в электрические импульсы. Сигналы с фотодатчика декодируются встроенным микропроцессором и передаются в компьютер в виде данных.