5 Справочное пособие по ремонту электрических и электронных систем: Пер. с англ. — М.: Энерго-атомиздат, 1989. — 416с.: ил. ISBN 5-283-02470-9
Рассмотрены общие принципы отыскания неисправностей и ремонта различного электротехнического и электронного оборудования. Описаны основные электроизмерительные приборы, используемые при отыскании неисправностей. Приведены методы определения характера и локализации неисправностей как для аналоговых (источники питания, стереосистемы), так и для цифровых (каналы связи, роботы, микроЭВМ) систем.
Для инженерно-технических работников, занятых наладкой и эксплуатацией электротехнического и электронного обо-
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Предлагаемая вниманию читателя книга представляет собой спра-B-v,.,,oe пособие по отысканию и устранению неисправностей в различных электротехнических и электронных системах и устройствах преимущественно промышленного назначения. Книга знакомит читателя с принципами действия радиоэлектронной, в том числе испытательной и измерительной аппаратуры, возможными предпосылками и причинами возникновения неисправностей, способами обнаружения отказавших узлов и элементов и устранения неисправностей.
Перечень аппаратуры, описываемой в книге, весьма разнообразен — от простых авометров и электронных измерительных приборов до цифровых систем связи, персональных компьютеров и основ робототехники. Следует отметить, что при широте охвата материала в книге отсутствует глава, посвященная неисправностям цветных телевизоров (по данной теме имеется весьма обширная отечественная литература).
Книга по существу представляет собой сборник развернутых статей, подготовленных специалистами в соответствующих областях радиоэлектроники. Она состоит из 15 глав, подчиненных общей цели. Методически материал каждой главы излагается по единой для всей книги схеме. Несмотря на единство общей тематической и методической направленности определенных разделов и глав, уровень изложения материала неоднороден; с одной стороны, приводятся достаточно простые сведения и рекомендации, с другой — чтение отдельных глав и параграфов требует от читателя серьезной специальной подготовки.
В книге достаточно наглядно излагается методика отыскания неисправностей путем последовательного определения отказавших или неправильно функционирующих блоков, узлов и отдельных компонентов радиоэлектронных систем. Однако не следует ожидать, что каж-дмй, прочитавший эту книгу, сможет свободно находить и устранять неисправности электрических и электронных систем. Для этого необходимо иметь более глубокие представления о схемных решениях « Функциональных возможностях радиоаппаратуры.
В целом можно надеяться, что книга будет полезна широкому КР) гу читателей с различным уровнем подготовки, так как позволит получить навыки направленного ориентирования при определении причин ц путей устранения отказов аппаратуры.
Перевод гл. 1—3 книги выполнен мной, гл. 4—15 и приложения — Е. А. Юдачевой.
Н. В. Пароль
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию ......., 3
Предисловие....., ,........ 4
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ОСНОВЫ ТЕХНИКИ ОБНАРУЖЕНИЯ И УСТРАНЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ............. 5
Глава первая. Испытательное оборудование. Т. Богарт , 5
1.1. Универсальные измерительные приборы . . . . . 5
1.1.1. Портативные авометры ........ 6
1.1.2. Рекомендации при измерениях...... 8
1.1.3. Электронные аналоговые универсальные измерительные приборы (ЭАУИП) . . . . . . . И
1.1.4. Цифровые электронные универсальные измерительные приборы (ЦУИП)........ 12
1.1.5. Испытания койпонентов с использованием универсальных измерительных приборов ..... 15
1.2. Генераторы сигналов сложной формы ..... 23
1.2.1. Принцип действия........ . 23
1.2.2. Дополнительные возможности генераторов , , 25
1.2.3. Технические данные......... 27
1.2.4. Применения генераторов сигналов сложной формы 29
1.3. Частотомеры ............ 32
1.3.1. Принцип действия......... 32
1.3.2. Источники ошибок и рекомендации при измерениях 34
1.3.3. Технические характеристики частотомеров . , 37
Глава вторая. Осциллографы. Л. Винанс , . . . . 33
2.1. Введение............. 38
2.2. Принцип действия........... 38
2.2.1. Обобщенная структурная схема осциллографа , 38
2.2.2. Усовершенствованные осциллографы , . 40
2.3. Органы управления........... 46
2.4. Выполнение измерений .......... 50
2.4.1. Пробники............ 50
2.4.2. Постоянные напряжения ,,,,... 52
2.4.3. Напряжение от пика до пика ...... 53
24.4 Мгновенные значения напряжений .... 54
2.4.5. Измерение длительности и частоты , . , . 55
2.4.6. Импульсные измерения....... 55
2.4.7. X—Y измерения........., 57
2.4.8. Двухлучевые измерения .,.,,.,. 60 2.5. Практические применения осциллографов .... 61
2.5.1. Разделительные трансформаторы и силовые цепи переменного тока.......... 61
2.5.2. Цифровые устройства и место подключения заземляющего вывода пробника ....... 62
2.5.3. Использование внешнего запуска , . , . , 62 • 2 5.4. Пример отыскания неисправности . . , « * 63
L
Глава третья. Анализаторы спектра. Л. Гарретт . . • 64
3.1. Принцип действия........... 64
3.2. Пользование анализатором . ....., 68
3.3. Испытания СВЧ радиопередающих устройств . , , 69
3.3.1. Измерения девиации частоты ...... 69
3.3.2. Цифровые СВЧ-радиоизмерения . . , . . > 71
3.3.3. Просачивание через фильтр ....... 72
3.3.4. Прочие измерения........ . 73
3.4. Измерения в коммерческих широковещательных телевизионных устройствах .......... 75
3.4.1. Точность частоты ,«.,.,.,., 75
3.4.2. Амплитудно-частотные характеристики ... 75
3.4.3. Гармоники и интермодуляционные искажения , 76
3.4.4. Отношение сигнал/шум........ 78
3.4.5. Измерение девиации звуковой частоты ... 78
3.4.6. Измерение процента модуляции видеонесущей . 79
3.4.7. Измерения напряженности поля и паразитных сиг* налов........ . . . , 79
3.5. Оценка характеристик СВЧ-систем .,,.., 79
3.5.1. Описание системы ......... 79
3.5.2. Амплитудные измерения ,,*.,.,. 80
3.5.3. Измерение шумов ......... 82
3.6. Измерения в спутниковых системах связи , , . .82
3.6.1. Выбор местоположения ........ 83
3.6.2. Заполнение спектра передатчика, работающего «вверх»............ 83
3.6.3. Измерение мощности, передаваемой в антенну , 83
3.6.4. Измерения амплитудно-частотных характеристик усилителей на клистронах...... « ^
3.7. Испытания импульсных высокочастотных (радиолокаци*
оиных) передатчиков..........
3J.1. Незатухающая гармоническая волна .... 3.7.2. Линейчатый спектр (полоса разрешения меньше
408
частоты повторения импульсов) . . . . . 85
3.7.3. Импульсный (сплошной) спектр (полоса разрешения больше частоты повторения импульсов) , 86
3.7.4. Дополнительные испытания радиолокационных передатчиков ........... 88
3.8, Спектральный анализ дискретных обрабатывающих
систем.............. 90
3.8.1. Общие требования......., . 90
38.2. Обзор терминов.....«...'. 91
3.8.3. Узкополосные и широкополосные измерения . . 93
Глава четвертая. Логический и сигнатурный анализ.
Б. Макинтайр......, ....... 95
4.1, Введение.......,..... 95
4.2, Логические анализаторы , , , . . , , , . 96
4.2.1. Принцип работы ....,,>;. 96
4.2.2. Асинхронный режим , .....*» 97
4.2.3. Синхронный режим , , ,....., 103
4.2.4. Пример ............ ЮЗ
4.3, Сигнатурный анализ ..••.. ( «.. 108
4.3.1. Введение......«,..,» 108
4.3.2. Смысл сигнатуры ,-.,..•<.. 108
4.3.3. Использование сигнатуры , . , , . . . 111
4.3.4. Синхронизация .......... 112
4.3.5. Режим свободного прогона......« 114
Глава пятая. Методы поиска неисправностей. Л. Фолкенберри 117
5.1. Поиск неисправностей....., . . . . 117
5.2. Подход к решению задачи ... t , ... 119
5.3. Методика отыскания неисправностей..... 120
5.3.1. Внешний осмотр....... . . . 120
5.3.2. Питающие напряжения и статический режим » 121
5.3.3. Методика «от конца к началу»..... 121
5.3.4. Подача сигнала.......... 121
5.3.5. Последовательное «деление» схемы . . . , 122
5.3.6. Размыкание цепи обратной связи ..... 122
5.3.7. Логическое разделение системы..... 123
5.3.8. Сравнение с известными правильными результатами 123
5.3.9. Замена компонентов схем....... 124
5.4. Некоторые практические советы....... 124
5.5. Новые методы поиска неисправностей и перспективы . 127
5.6. Заключение............ 127
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В АНАЛОГОВЫХ СИСТЕМАХ............ 128
Глава шестая. Линейные источники питания. Л. Уинанс 128
6.1. Введение............. 128
6.2, Нестабилизированные источники питания . . . . 128 6.2..1. Однополупериодный выпрямитель . . . , . 128
6.2.2. Трансформаторы........, , 129
6.2..3. Двухполупериодный выпрямитель . . . . , 130
6.2..4, Д1остоврй выпрямитель .,,..... 131
6.2.5. Схемы фильтров ..... , . , , 132
6.2.6. Схемы удвоения напряжения ...... 134
6.3. Источники питания с последовательной стабилизацией 135
6.3.1. Стабилитрон ........... 135
6.3.2. Схема с последовательно включенным регулирую-
щим транзистором ..... .... 136
6.3.3. Стабилизатор с обратной связью ..... 137
6.3.4. Термочувствительные элементы < . . . . 138
6.3.5. Ограничители тока ..... , . . . 139 6.3.6 Схема защиты нагрузки ..... . < 139
6.3.7. Стабилизаторы на интегральных схемах^ , . , 140
6.4. Источники питания с параллельной стабилизацией , 140
6.5. Сильноточные стабилизаторы напряжения . . , 141
6.6. Методы поиска неисправностей ..... . , 144
6.6.1. Внешний осмотр ,...,,,... 145
6.6.2 Измерение напряжений ....... 145
6.6.3. Измерение токов ...... , . . . 145
6.6.4. Общие трудности ,,..,..,, 146
6.6.5. Замена компонентов .... ..... 146
Глава седьмая. Импульсные источники питания. Л. Фол-
кенберри . ........ , ...... 147
7.1. Введение ....... ,....', 147
7.2. Четыре основные схемы однокоммутаторных преобразователей .............. 149
7.2.1. Понижающий преобразователь ..... 149
7.2.2. Повышающий преобразователь ..... 151
7.2.3. Понижающе-повышающий преобразователь . . 153
7.2.4. Преобразователь Чука ........ 154
7.3. Однокоммутаторные преобразователи с развязкой по постоянному току ........ ... 157
7.3.1. Прямой преобразователь ....... 157
7.3.2. Обратный преобразователь ....... 158
7.3.3. Преобразователь Чука с развязкой по постоянному
току ... 159
7.4. Непрерывный и прерывистый режимы работы преобразователей ..........
7.5. Многокоммутаторные преобразователи
7.5.1. Двухтактная схема . . •.
7.5.2. Полумостовая схема преобразователя . . .
7.5.3. Мостовая схема преобразователя ....
7.6. Стабилизация импульсных преобразователей постоянно го тока....., .......
7 7. Неисправности
. 7.8. Входной фильтр и расчет демпфирования
162 162 164 165
176
7.8.1. Принцип действия......... 176
7.8.2. Пример расчета понижающего преобразователя . 178 Глава восьмая. Поиски неисправностей в стереофонических системах. Р. Торн........... . . 181
8.1. Общие замечания ........ t . • 181
8.2. Стереофоническая система . , , . , . , . . 181
8.2.1. Источники питания ...<.<. t .• |83
8.2.2. Источники сигналов .,,,....» lej
8.2.3. Процессоры ...,.,.,.., 183
8.2.4. Усилители ..,....,.,. 184
8.2.5. Акустические преобразователи . . . i . . 184
8.2.6. Соединения между модулями ...... 185
8.3. Рекомендации по отысканию неисправного модуля . 185
8.3.1. Предварительные замечания...... 186
8.3.2. Исследование системы ........ 186
8.3.3. Осмотр модуля ..,...,.,, 187
8.4. Поиск неисправностей в модуле....... 187
8.4.1. ЧМ-тюнеры . ,...... . , » 188
8.4.2. Антенная система ......... 190
8.5. Магнитофоны............192
8.6. Проигрыватель и предварительный усилитель RIAA . 196
8.7. Эквалайзеры............ 201
8.8. Устройства шумопонижения ........ 203
8.9. Экспандеры-компандеры . .. ...... 205
8.10. Усилители........, . j . . 206
8.10.1. Предусилители .......... 206
8.10.2. Усилители мощности ........ 206
8.11. Громкоговорители и головные телефоны , . . , 207
8.12. Акустический анализ.......... 210
Глава девятая. Аналоговые системы связи. X. Киллен . 211
9.1. Введение............,211
9.2. Частотная модуляция (ЧМ).......» 212
9.2.1. Двухступенчатая частотная модуляция (ЧМ/ЧМ) 213
9.2.2. Предыскажения поднесущей...... 214
9.2.3. Пороговый уровень несущей и выигрыш в коэффи» циенте шума в ЧМ-системе ....... 214
9.3. Частотное уплотнение....... . . , 215
9.4. Дополнительные практические соображения .... 217
9.5. Испытание систем с двухступенчатой частотной модуляцией несущей и частотным уплотнением . . . . . 217
9.5.1. Испытание СВЧ-радиосистем ...;... 218
9.5.2. Исследование и обслуживание систем передачи данных............ 222
Глава десятая. Электрооптические линии связи, X. Киллен 224
10.1. Введение............. 224
10.2. Типы оптических волокон....., . . , 225
10.2.1. Волокна со ступенчатым изменением показателя преломления ..... ...... 225
10.2.2. Волокна с плавным изменением показателя пре-< ломления ..... ,.,*,•> 227
10.2.3. Одномодовые волокна....... . 227
10.3. Измерение ширины полосы , . . , . , , * 228
10.4. Потери в системе ........... 229
10.5. Источники и приемники....., , , s 231
10.5.1. Профиль возбуждения ........ 232
10.5.2. Потери за счет отражения ... . , 234
10.5.3. Требования к источнику излучения . , . 234
10.5.4. Приемники........ . . 235
10.5.5. Приемно-передающие схемы ... . . 236
10.6. Измерения в волоконно-оптических системах . . 237
10.6.1, Исследования формы отраженного сигнала с помощью рефлектометра....... 238
10.6.2, Обслуживание волоконно-оптических систем и по> иски неисправностей в них...... 241
10,7. Документы, нормализующие испытания волоконной
оптики............• 242
10.7.1. Ширина полосы пропускания ^ • « 243
10.7.2. Профиль показателя преломления и диаметр сердцевины...........• 244
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. ПОИСКИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ............ 246
Глава одиннадцатая. Цифровые системы связи. Д. Смит 246
11.1. Общая информация ...... i • . » 246
11.1.1. Уровни или состояния ...,•..• 247
11.1.2. Коды ...,,,...... 247
, 11.1.3. Пропускная способность канала , » 250
11.1.4. Термины, относящиеся к аппаратуре > . . • 250
- 11.1.5. Режимы передачи данных , . . . . i . 251 11.1.6. Шум . ,........... 251
11.2. Каналы передачи данных........252
11.2.1. Проводные . , ....... 252
- 11.2.2. Передача по системе питания ....•• 254 1 11.2.3. Линии радиосвязи ..,.,,*•• 254
11.2.4. Автоматическая междугородная сеть телефонной связи.........,,.« 254
11.2.5. Специализированные линии ...... . 256
11.2.6. Местные сети ...,.....* 256
11.2.7. Волоконная оптика ......... 257
11.3. Частотная манипуляция . . . , . . . • 257
11.4. Фазовая ма
Цена: 150руб.
