Пример поиска неисправностей в усилителе

September 13, 2013 by admin Комментировать »

На примере комбинированного НЧ усилителя, содержащего дискретные элементы и интегральный ОУ, проводится поэтапная проверка, определение характера неисправности (элемента или проводного соединения) и ее локализация. Этот усилитель, принципиальная схема которого приведена на рис. 6.36, выбран в качестве примера именно по той причине, что в его состав входят и дискретные элементы, и интегральная микросхема. ИС CA3094B является программируемым усилителем (усиление на котором задается резистором на выводе 5) и аналогичен операционному усилителю, управляемому током.

Внешние симптомы неисправности значения не имеют, так как действительная причина может заключаться в одном или нескольких элементах схемы (транзисторы, ИС, диоды, конденсаторы и т.п.) или даже в неправильно выполненном соединении схемных элементов. Если это так, то последующая проверка формы сигналов, напряжений, сопротивлений поможет определить цепь схемы, содержащую неисправность.

При проверке схемы, входящей в состав какого-нибудь оборудования, лучше всего начать с изучения доступной литературы и определения работоспособности

Рис. 6.36. Принципиальная схема и эксплуатационные данные комбинированного НЧ усилителя (Harris Semiconductor. Linear&Telecom IS’s, 1994, р. 2-100)

схемы. В предложенном примере единственным «литературным источником» является принципиальная схема, приведенная на рис. 6.36. В прилагаемом описании технических характеристик говорится о выходной мощности 12 Вт на нагрузке сопротивлением 8 Ом. Хотя нагрузка на схеме изображена в виде RL, вы можете предположить, что схема будет использоваться с динамиком, имеющим сопротивление 8 Ом. На схеме не указаны контрольные точки и формы сигналов, не везде приведены значения напряжений и нет никаких данных о величинах сопротивлений относительно «земли» (карты сопротивлений). Тем не менее, имея даже такие Неполные сведения, можно осуществить проверку, наблюдая сигнал в различных точках схемы, и установить причину неисправности по результатам этой проверки.

Прежде всего необходимо подать сигнал на вход (на схеме это конденсатор C1) и проверить его наличие на выходе. Выходное напряжение измеряется на RL либо на динамике с сопротивлением 8 Ом, подключенном вместо RL. Во время проверок надо обязательно использовать либо резистор, либо динамик, но никогда не включайте эту схему без нагрузки, иначе элементы Q2, Q3 и, возможно, Q1 выйдут из строя.

Выходной сигнал (на соединенных эмиттерах Q2/Q3 и/или динамике) должен быть равен примерно 10 В для того, чтобы развить мощность 12 Вт на нагрузке 8 Ом (9,8[2] / 8 = 12 Вт). Если, как следует из спецификации, схема имеет усиление по напряжению 40 дБ, входного сигнала с напряжением 0,1 В (100 мВ) будет вполне достаточно, чтобы получить полную мощность на динамике, правда, в зависимости от положения движка переменного резистора R1.

Подключите на вход усилителя генератор звуковой частоты и установите на нем сигнал с напряжением 0,1 В частотой 1 кГц. Регуляторы настройки верхних и нижних частот тембра надо установить в средние положения, а регулятором R1 добиться неискаженного («хорошего») звучания сигнала в динамике и/или хорошо различимого сигнала на соединенных эмиттерах Q2/Q3.

Далее требуется установить R1 в положение, при котором напряжение сигнала на динамике (или соединенных эмиттерах) составит 10 В. Возможно, при этом звуковая нагрузка на уши будет слишком велика, тогда при помощи резистора Rl следует подобрать приемлемую силу звука и изменить положение ВЧ и НЧ регуляторов тембра. Оба они должны оказывать определенное влияние на высоту звукового тона, но воздействие регулятора нижних частот должно быть более заметным. Далее необходимо установить частоту сигнала генератора равной 10 кГц и повторить проверку регуляторов тембра. При этом влияние регулятора высоких частот должно быть больше.

Если схема усилителя работает так, как описано выше, предположение о ее работоспособности подтверждается. Если у вас имеются соответствующие приборы, то следует произвести измерения общих нелинейных и интермодуляционных искажений и сравнить полученные результаты с данными, приведенными в спецификации схемы (см. примечание к рис. 6.36). Нужно также проверить действительную величину сигнала на входе интегральной микросхемы (вывод 2), когда выходной сигнал равен 1 В, и определить действительное усиление по напряжению, которое должно составлять 40 дБ.

В случае, если работа схемы в ходе проверки отличается от описанной выше следует установить ручки управления громкостью и тембром (ВЧ и НЧ) в средние положения и проверить напряжения на выводах 2 и 8. Измерения в контрольных точках можно проводить вольтметром переменного тока, вольтметром постоянного тока с выпрямлением сигнала либо осциллографом. Осциллограф наиболее предпочтителен, поскольку любые искажения формы сигнала в контрольных точках сразу же отразятся на экране прибора (так же, как и отклонения напряжения).

Если на выводе 2 микросхемы есть сигнал, но он отсутствует на выводе 8, либо усиление сигнала на выводе 8 по сравнению с выводом 2 очень невелико, неисправность связана с ИС. Следует проверить напряжения на всех выводах микросхемы. Хотя точные значения напряжений неизвестны, есть определенные приемы их оценки.

Вторичная обмотка силового трансформатора рассчитана на напряжение 26,8 В и имеет отвод от середины обмотки. Поэтому значения напряжения питания +V и -V будут находиться в интервале от 12 до 15 В и иметь одинаковые значения. В любом случае напряжения на выводах 4 и 6 интегральной микросхемы будут равны примерно -12 В, а на выводе 7 – +12 В (хотя напряжение на выводе 7 должно быть чуть меньше по сравнению с выводами 4 и 6 из-за наличия подключенного к нему резистора 5,6 кОм).

Если напряжения на выводах ИС нормальные, а усиленный сигнал на выводе 8 мал, это может означать, что либо неисправна микросхема, либо величина резистора на выводе 5 подобрана неверно (как указывалось выше, этот резистор задает усиление операционных усилителей, управляемых током, и программируемых усилителей) Возможно также, что глубина обратной связи с выхода усилителя через C2 и регулятор тембра на инвертирующий вход ИС (вывод 3) слишком велика. Следует помнить, что основное усиление сигнала по напряжению в этой схеме обеспечивает микросхема, а транзисторы Q2 и Q3 являются усилителями мощности.

Если на выводе 8 ИС имеется нормальный сигнал, но на выходе усилителя (на динамике или RL) его нет, неисправна дискретная часть схемы (связанная с элементами Ql, Q2 и Q3). Необходимо проверить коллекторные напряжения транзисторов Q2 и Q3. Их значения должны составлять примерно 12 В и быть почти одинаковыми (за исключением разной полярности). Кроме того, эти напряжения должны практически совцадать с напряжениями на выводах 4, 6 и 7 ИС.

Проверки напряжений и формы сигналов вполне достаточно для обнаружения любых серьезных отклонений в работе схемы (включая неправильные соединения схемных элементов). Разумеется, если схема работоспособна, но ее рабочие характеристики отличаются от паспортных, то, вероятно, проблема заключается в некачественном монтаже, неправильном выборе номиналов отдельных элементов и т.п. В заключение необходимо отметить, что основные приемы по определению неисправностей, описанные в данном разделе, могут применяться ко всем схемам настоящей главы.

Источник: Ленк Д., 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, – 44 с.: ил. (Серия «Учебник»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты