Неисправности в усилителях звуковой частоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Неисправности в усилителях звуковой частоты

Введение

Данная работа представляет собой описание алгоритма поиска неисправностей в усилителях звуковой частоты. Актуальность этой темы заключается в том, что для того чтобы провести ремонт усилителя нужно знать, как это делается, т.к. без определённых знаний ремонт невозможен.

В настоящее время существует множество различных алгоритмов по ремонту усилителей и цель данной курсовой работы разобрать один из таких алгоритмов, его сущность и последовательность.

Основными задачами являются:

1. Предоставление информации об усилителе, на котором будем проводиться данный алгоритм;

2. Описание алгоритма поиска неисправностей в усилителях звуковой частоты.

Главной задачей ремонта любого усилителя звуковой частоты является локализация вышедшего из строя элемента, повлекшего за собой неработоспособность как всей схемы, так и выход из строя других каскадов. В электротехнике бывает всего 2 типа дефектов:

1. Наличие контакта там, где его быть не должно;

2. Отсутствие контакта там, где он должен быть,

Задачей ремонта является нахождение пробитого или оборванного элемента. А для этого - отыскать тот каскад, где он находится. А дальше "вылечить" либо заменить его.

Принципиальная электрическая схема блоков усилителя

Рассмотрим данный алгоритм на примере ремонта усилителя Одиссей-010 стерео с модифицированным усилителем мощности. Функционально он состоит из следующих блоков:

1. Коммутатор - предназначен для оперативной коммутации источников входного сигнала, переключения режима работы МОНО-СТЕРЕО, предварительного усиления входного сигнала, коммутации фильтров высоких и низких частот (см. Рис.1.1);

Рис.1.1 Коммутатор усилителя

2. Усилитель корректирующий - предназначен для усиления и выравнивания частотной характеристики магнитного звукоснимателя (см. Рис.1.2);

Рис.1.2 Усилитель корректирующий

3. Усилитель предварительный - предназначен для восполнения недостающего усиления в аудиосистеме и обеспечения нужного уровня согласования источника с оконечным усилителем. Также он производит нужный уровень гармонизации, согласно ресурса своей комплектации и схемотехники (см. Рис.1.3);

Рис.1.3 Усилитель предварительный

4. Блок питания-предназначен для двухполярного питания усилителя. (см. Рис.1.4);

Рис.1.4 Блок питания

5. Усилитель мощности - предназначен для усиления мощности звуковых сигналов до такого уровня, чтобы они могли возбуждать громкоговорители. (см. Рис. 1.5);

Рис. 1.5 Усилитель мощности

Алгоритм поиска неисправностей

Предварительная проверка

1. Первым пунктом любого ремонта является внешний осмотр устройства. Во время осмотра следует обратить на разрушенные корпуса полупроводниковых приборов, потемневшие, обуглившиеся или разрушенные резисторы, вздутые электролитические конденсаторы или потеки электролита из них, оборванные проводники, дорожки печатной платы, холодная пайка и т.п.

2. Если не обнаружено внешних повреждений, то втыкаем "вилку" к питанию и включаем усилитель.

2.1 Усилитель не включился, то это может быть: перегорел сетевой предохранитель, разболталось крепление проводов сетевого шнура в вилке, обрыв в сетевом шнуре, неисправности в блоке питания и т.п.

2.2 Усилитель включился, но это не значит, что он нормально работает. Например, у него отсутствует звук или звук есть, но он искажён. Элемент(ы) из-за которого(ых) возникла эта проблема может быть почти в любой части усилителя, поэтому дальше дело будет заключаться в нахождении этого элемента.

Блок питания

После внешнего осмотра переходим к блоку питания. Он может быть причиной неправильной работы усилителя, т.к. питает всю его схему.

1. Проверяем блок питания (БП). Отпаиваем провода, идущие от БП к схеме (или отсоединяем разъем, если он есть). Вынимаем сетевой предохранитель и к контактам его держателя подпаиваем лампу на 220 В (60…100 Вт). Она ограничит ток первичной обмотки трансформатора, равно как и токи во вторичных обмотках. Включаем блок питания.

1.1. Лампа мигнула (на время зарядки конденсаторов фильтра) и погасла (допускается слабое свечение нити). Это значит, что короткое замыкание (К.З.) по первичной обмотке сетевого трансформатора нет, как нет явного К.З. в его вторичных обмотках.

1.2. Лампа горит постоянно в полный накал - значит, имеем К.З. в первичной цепи: проверяем целостность изоляции проводов, идущих от сетевого разъема, тумблер питания, держатель предохранителя. Отпаиваем один из проводов, идущих на первичную обмотку трансформатора. Лампа погасла - скорее всего, вышла из строя первичная обмотка (или межвитковое замыкание).

1.3. Лампа горит постоянно в неполный накал - скорее всего, дефект во вторичных обмотках или в подключенных к ним цепях. Отпаиваем по одному проводу, идущему от вторичных обмоток к выпрямителю. Лампа погасла - значит, с трансформатором все в порядке. Горит - значит либо ищем ему замену, либо перематываем.

2. Определились, что трансформатор в порядке, а дефект в выпрямителях или других элементах схемы. Прозваниваем диоды (желательно отпаять по одному проводу, идущему к их выводам, либо выпаять, если это интегральный мост) мультиметром. Диоды (мост) пробиты или оборваны - меняем. Целые - замеряем напряжение на элементах схемы, которые идут после выпрямителей, поочередно по направлению к выходам схемы и сравниваем с номинальным. Если не совпадает, то проверяем близлежащие элементы. Выпаиваем, звоним, повреждённые заменяем.

Коммутатор

В коммутаторе особых проблем не должно возникнуть. Достаточно проверить исправность всех переключателей, отсутствие повреждений или обрывов соединений и целостность резисторов R1, R2. Неисправные переключатели заменить, повреждённые соединения восстановить, резисторы заменить.

Усилитель корректирующий

1. Переходим к корректирующему усилителю. Включаем усилитель и смотрим напряжение на выходе обоих каналов, не соответствует номинальному на двух каналах - ремонтируем оба, на одном - один.

2. Первым делом стоит проверить транзисторы VT15 и VT16. Выпаиваем, звоним, повреждённые заменяем.

3. Напряжение не нормализовалось - значит дальше постепенно замеряем напряжение на контрольных точках прохождения основного сигнала (см. Рис.1.2 толстым черным) и проверяем элементы, которые могут воздействовать на изменение напряжения, повреждённые заменяем.

4. Также стоит замерить напряжение на выходах 3 и 4 ХS2 (см. Рис.1.2) и сравнить с номинальным.

4.1 Если "перекос" напряжения на выходе 3, то сначала стоит проверить транзисторы VT5 и VT8, выпаиваем, звоним. Заодно проверяем пассивные элементы. Если не помогло, то далее звоним VT6 и на всякий случай транзисторы поблизости.

4.2 Если "перекос" напряжения на выходе 4, то первым делом проверяем транзистор VT4, а также диоды VD1, VD2. Затем прозваниваем VT12 и VD7, VD8. И заодно проверяем пассивные элементы.

5. Ну и остаётся проверить оставшиеся диоды VD9-VD11, VD5, VD6 и оставшиеся пассивные элементы. Смотрим нет ли у нас холодной пайки, разрушенных дорожек и т.п. звуковой алгоритм электрический

6. Разобрались с напряжением, на выходах всё нормально. Подаём сигнал от генератора и замеряем осциллографом сигнал на выходе. На выходе должна быть синусоида, с симметричными верхней и нижней полуволнами. Если они не симметричны, значит скорее всего повреждён какой-то из транзисторов. Поочередно проверяем транзисторы по пути прохождения основного сигнала, по направлению ко входу, если повреждён заменяем и после каждой замены смотрим не нормализовался ли сигнал на выходе. Нередки случаи, когда при проверке транзистор оказался цел, но при подаче нагрузки он может "протекать", в этом случае остаётся только попробовать заменять поочередно транзисторы и после каждой замены проверять не устранилась ли проблема.

7. Добившись симметричной синусоиды на выходе ремонт этого блока можно считать оконченным.

Усилитель предварительный

1. Переходим с следующему блоку. Включаем усилитель и проверяем напряжение на выходе ХР 3 и сравниваем его значение со схемным:

1.1. На выходе обоих каналов 1В переменного напряжения, значит с напряжением все в порядке.

1.2. На выходе двух каналов напряжение не совпадает со схемным- неисправны оба канала, одного - неисправен один.

2. Проверяем напряжение на микросхеме DA1, сравниваем выходное напряжение микросхемы с табличным. Не совпадает, значит микросхема скорее всего неисправна, заменяем на аналогичную или (если нет) аналогом, заодно проверяем пассивные элементы, поврежденные заменяем.

3. Напряжение на выходе усилителя не нормализовалось, переходим к следующей микросхеме DA3, аналогично, как и с первой, замеряем и сравниваем напряжение, повреждённую заменяем, совпадает- проверяем пассивные элементы вблизи микросхемы.

4. Опять не нормализовалось, идём к транзистору VT1. Звоним, повреждён-заменяем.

5. Если напряжение на выходе до сих пор не соответствует номинальному, то проверяем все пассивные элементы по пути прохождения сигнала (см. Рис.1.3 выделено черным), поврежденные заменяем.

6. Аналогично проделываем со вторым каналом (если он неисправен).

7. Добились того, что выходное напряжение соответствует номинальному. Подаём сигнал от генератора и замеряем осциллографом, что имеем на выходе. На выходе должна быть синусоида, верхняя и нижняя полуволны которой симметричны. Если они не симметричны - значит, повреждены какие-то из микросхем или транзисторы. Выпаиваем, звоним. Также в схеме присутствует большое количество пассивных элементов их также стоит проверить, повреждённые заменить.

8. Ещё раз проверяем целостность всех контактов, исправность переключателей и регуляторов, не повесили ли при ремонте капли припоя из-за которых образовался контакт там, где его быть не должно и т.п.

9. Иногда бывает, что в исправном усилителе при изменении сигнала (громкости) происходит искажение, пропадание звука. Для починки этого, достаточно тщательно промыть все регуляторы техническим спиртом.

Усилитель мощности

1. С блоком питания все в порядке (напряжения на его выходе симметричные и номинальные). Переходим к следующему узлу. Подбираем лампу на суммарное напряжение, не ниже номинального с выхода блока питания и через нее подключаем плату усилителя. Причем, желательно к каждому из каналов по отдельности. Включаем. Загорелись обе лампы - пробиты оба плеча выходных каскадов. Только одна - одно из плеч. (Не обязательно.)

2. Лампы не горят или горит только одна из них. Значит, выходные каскады, скорее всего, целые. К выходу подключаем резистор на 10…20 Ом. Включаем. Лампы должны мигнуть (на плате обычно есть еще конденсаторы по питанию). Подаем на вход сигнал от генератора (регулятор усиления - на максимум). Обе лампы зажглись. Значит, дальнейший ремонт заключается в поиске элемента, выводящего усилитель из режима нормальной работы.

3. Перво-наперво надо локализовать каскад с пробитым/оборванным компонентом. Для этого понадобится иметь осциллограф. Почти все измерения производятся без нагрузки. Допустим, что на выходе у нас "перекос" выходного напряжения от нескольких вольт до полного напряжения питания.

4. Для начала отключаем узел защиты, для чего выпаиваем из платы правые выводы диодов VD6 и VD7(см. Рис.2.1). Смотрим напряжение на выходе. Если нормализовалось (может быть остаточный "перекос" в несколько милливольт - это норма), прозваниваем VD6, VD7 и VT10, VT11. Могут быть обрывы и пробои пассивных элементов. Нашли пробитый элемент - меняем и восстанавливаем подключение диодов.

4.1. На выходе ноль. Выходной сигнал (при подаче на вход сигнала от генератора) присутствует. Ремонт закончен.

4.2. Сигнал на выходе не изменился. Оставляем диоды отключенными и идем дальше.

Рис. 2.1 Разъединение схемы на два самостоятельных узла

5. Выпаиваем из платы правый вывод резистора отрицательной обратной связи (R12 вместе с правым выводом C6), а также левые выводы R23 и R24, которые соединяем проволочной перемычкой (см. Рис. 2.1 красным) и через дополнительный резистор (без нумерации, порядка 10 кОм) соединяем с общим проводом. Перемыкаем проволочной перемычкой (красный цвет) коллекторы VT8 и VT7, исключая конденсатор С 8 и узел термостабилизации тока покоя. В итоге усилитель разъединяется на два самостоятельных узла (входной каскад с усилителем напряжения и каскад выходных повторителей), которые должны работать самостоятельно

5.1. Смотрим, что имеем на выходе. "Перекос" напряжения остался. Значит, пробит(ы) транзистор(ы) "перекошенного" плеча. Выпаиваем, звоним, заменяем. Заодно проверяем и пассивные компоненты.

5.2. Перекоса нет. Значит, выходной каскад предположительно цел. На всякий случай подаем сигнал от генератора амплитудой 3…5 В в точку "Б" (соединения резисторов R23 и R24). На выходе должна быть синусоида с хорошо выраженной "ступенькой", верхняя и нижняя полуволны которой симметричны. Если они не симметричны - значит, "подгорел" (потерял параметры) какой-то из транзисторов плеча, где она ниже. Выпаиваем, звоним. Заодно проверяем и пассивные компоненты (резисторы).

5.3. Сигнала на выходе нет. Значит, "вылетели" силовые транзисторы обоих плеч "насквозь". Придется выпаивать все и прозванивать с последующей заменой.

5.4. Не исключены и обрывы компонентов.

6. Добились симметричного повторения на выходе (со ступенькой) входного сигнала? Выходной каскад отремонтирован. А теперь нужно проверить работоспособность узла термостабилизации тока покоя (транзистор VT9). Иногда наблюдается нарушение контакта движка переменного резистора R22 с резистивной дорожкой. Если он включен в эмиттерной цепи, как показано на приведенной схеме, ничего страшного с выходным каскадом при этом произойти не может, т.к. в точке подключения базы VT9 к делителю R20-R22 напряжение просто повышается, VT9 приоткрывается больше и, соответственно, снижается падение напряжения между его коллектором и эмиттером. В выходном сигнале просто появится ярко выраженная "ступенька".

6.1. Однако, подстроечный резистор ставится между коллектором и базой VT9. Тогда, при потере контакта движка с резистивной дорожкой напряжение на базе VT9 снижается, он призакрывается и, соответственно, повышается падение напряжения между его коллектором и эмиттером, что ведет к резкому возрастанию тока покоя выходных транзисторов, их перегреву и тепловому пробою.

6.2. Если есть возможность, стоит переставить R22 в базо-эмиттерную цепь. Можно просто заменить транзистор VT9 на другой, с обратным типом проводимости, если позволяет разводка дорожек на плате. На работу узла термостабилизации это никак не повлияет, т.к. он является двухполюсником и не зависит от типа проводимости транзистора.

6.3. Проверка этого каскада осложняется тем, что, как правило, соединения с коллекторами VT8 и VT7 сделаны печатными проводниками. Придется поднимать ножки резисторов и делать соединения проводами (на рис. 2 показаны разрывы проводников). Между шинами положительного и отрицательного напряжений питания и, соответственно, коллектором и эмиттером VT9 включаются резисторы примерно по 10 кОм (без нумерации, показаны красным) и замеряется падение напряжения на транзисторе VT9 при вращении движка подстроечного резистора R22. В зависимости от количества каскадов повторителей оно должно изменяться в пределах примерно 3…5 В.

7. Дифференцированный каскад с усилителем напряжения. Они работают только совместно и разделить их на отдельные узлы принципиально невозможно.

7.1. Перемыкаем правый вывод резистора отрицательной обратной связи(ООС) R12 с колекторами VT8 и VT7 (точка "А", являющаяся теперь его "выходом"). Получаем "урезанный" (без выходных каскадов) маломощный ОУ, вполне работоспособный на холостом ходу (без нагрузки). Подаем на вход сигнал амплитудой от 0,01 до 1 В и смотрим, что будет в точке А. Если наблюдаем усиленный сигнал симметричной относительно земли формы, без искажений, значит данный каскад цел.

8. Сигнал резко снижен по амплитуде (малое усиление) - в первую очередь проверить емкость конденсатора(ов) С 3 (С 4, т.к. производители для экономии очень часто ставят только один полярный конденсатор на напряжение 50 В и больше). При его "подсыхании" или пробое резко снижается коэффициент усиления. Если нет измерителя емкости - проверяем просто путем замены на заведомо исправный.

8.1. Сигнал перекошен - в первую очередь проверить емкость конденсаторов С 5 и С 9, шунтирующих шины питания предусилительной части после резисторов R17 и R19 (если эти RC-фильтры вообще есть, т.к. нередко они не ставятся).

8.2. На схеме приведены два распространенных варианта симметрирования нулевого уровня: резистором R6 или R7 (могут быть, конечно же, и другие), при нарушении контакта движка в котором тоже может быть "перекос" выходного напряжения. Проверить вращением движка (хотя, если контакт нарушен "капитально", это может и не дать результата). Тогда попробовать перемкнуть пинцетом их крайние выводы с выводом движка.

8.3. Сигнал вообще отсутствует - смотрим, а есть ли он вообще на входе (обрыв R3 или С 1, К.З. в R1, R2, С 2 и т.п.). Только сначала нужно выпаять базу VT2, т.к. на ней сигнал будет очень маленьким, а затем смотреть на правом выводе резистора R3.

9. Узлы и компоненты данного каскада.

9.1. Стабилизаторы тока VT3 и VT7. В них возможны пробои или обрывы. Из платы выпаиваются коллекторы и замеряется ток между ними и землей.

9.2. Аналогично можно проверить и транзистор VT8: если перемкнуть коллектор-эмиттер транзистора VT6, он также превращается в генератор тока.

9.3. Транзисторы дифференцированного каскада VT2, VТ 5 и токового зеркала VT1, VT4, а также VT6 проверяются их прозвонкой после отпайки. Лучше замерить коэффициент усиления (если мультиметр с такой функцией).

10. Довольно нередки дефекты непропая ("холодная" пайка к дорожкам/ "пятачкам" или плохое облуживание выводов перед пайкой) ножек компонентов и обломы выводов транзисторов (особенно в пластмассовом корпусе) непосредственно возле корпуса, которые очень трудно было увидеть визуально. Пошатать транзисторы, внимательно наблюдая за их выводами. В крайнем случае - выпаять и впаять заново.

10.1. Если проверили все активные компоненты, а дефект сохраняется - нужно, выпаять из платы хотя бы по одной ножке и проверить мультиметром номиналы пассивных компонентов. Нередки случаи обрывов постоянных резисторов без каких-либо внешних проявлений. Неэлектролитические конденсаторы, как правило, не пробиваются/обрываются, но стоит проверить.

11. Если на плате видны потемневшие/обугленные резисторы, причем симметрично в обеих плечах, стоит пересчитать выделяемую на нем мощность.

12. Все заработало. Восстанавливаем все "порушенные" соединения. Восстанавливаем в обратной последовательности и после каждого соединения проверяем усилитель на работоспособность. Нередко покаскадная проверка, вроде бы, показала, что все исправно, а после восстановления соединений дефект опять "выползал". Последними подпаиваем диоды каскада токовой защиты.

13. Выставляем ток покоя. Между БП и платой усилителя включаем (если они были отключены ранее) цепочку ламп накаливания на соответствующее суммарное напряжение. Подключаем к выходу УЗЧ эквивалент нагрузки (резистор на 4 или 8 Ом). Движок подстроечного резистора R22 устанавливаем в нижнее по схеме положение и на вход подаем сигнал от генератора частотой 10…20 кГц такой амплитуды, чтобы на выходе был сигнал не более 0,5…1 В. При таких уровне и частоте сигнала хорошо заметна "ступенька", которую трудно заметить на большом сигнале и малой частоте. Вращением движка R22 добиваемся ее устранения. При этом нити накала ламп должны немного светиться. Можно проконтролировать ток и амперметром, включив его параллельно каждой цепочке ламп. Перемыкаем цепочки ламп перемычкой, повышаем уровень выходного сигнала до уровня 0,7 от максимального (когда начинается амплитудное ограничение выходного сигнала) и даем усилителю "прогреться" 20…30 минут. Этот режим является наиболее тяжелым для транзисторов выходного каскада - на них при этом рассеивается максимальная мощность. Если "ступенька" не появилась (при малом уровне сигнала), а ток покоя возрос не более, чем в 2 раза, настройку считаем законченной, иначе убираем "ступеньку" снова (как было указано выше).

Заключение

В процессе выполнения настоящей курсовой работы было выполнено поэтапное описание алгоритма поиска неисправностей усилителя звуковой частоты, а именно:

Предоставлена информация об усилителе, над которым будет проводиться алгоритм;

Составлен и описан алгоритм поиска неисправностей для данного устройства.

Список используемых источников

1. Ежков Ю.А. Справочник по схемотехнике усилителей. - 2-е изд., перераб.: Справочник/Ежков Ю.А. --М.: ИП РадиоСофт, 2005. --272 с.

2. С.Р. Баширов Современные усилители: Справочник/С.Р. Баширов -- М.: НТ Пресс, 2008. --112 с.

3. Б.П. Даниленко Отечественные и зарубежные усилители и радиоприемники: Схемы, ремонт: Справочное пособие / Б.П. Даниленко. - Мн.: Беларусь, 2007. - 211 с.

4. А.П. Кашкаров Популярный справочник радиолюбителя: Справочник/А.П. Кашкаров --М.: ИП Радиософт, 2008. --416 с.

5. Г.Л. Дэвидсон Поиск неисправностей и ремонт электронной аппаратуры: Учебник / Г.Л. Дэвидсон --М.: ДМК Пресс, 2008. --544 с.

Размещено на Allbest.ru