Способ неразрушающего контроля одиночных отказов элементов диодно-емкостных умножителей напряжения последовательного типа Советский патент 1993 года по МПК G01R31/28 

Изобретение относится к испытаниям и неразрушащему контролю электронных устройств, элементы схемы которых залиты компаундом, и может быть использовано для контроля качества умножителей напряжения, применяемых в бытовых унифициро- ванных телевизионных приемниках цветного изображения.

Цель изобретения - повышение информативности и производительности неразрушающего контроля, обеспечение оперативной корректировки процесса изго- товленит умножителей за счет точного определения места и типа неисправности.

Поставленная цель достигается тем, что усовершенствуя способ неразрушающего

диодно-емкостных умножителей (утроите- лей) напряжения последовательного типа, имеющих внешний вывод 1, соединенный с анодом диода VDi первого каскада и выводом конденсатора Ci второго каскада, являющийся входом переменного напряжения, второй внешний вывод 2, являющийся выходом напряжения питания фокусирующего электрода кинескопа и соединенный с катодом диода VDi первого каскада, выводом конденсатора С2 третьего каскада и внешней емкостью первого каскада, третий внешний вывод 3, являющийся выходом умножителя, с которого снимают напряжение анодного питания кинескопа, и соединенный с катодом диода VDs пятого каскада и

оо

N) Ю О

выводом емкости Сд пятого каскада, причем элементы схемы умножителей залиты компаундом, заключающийся в снятии вольт- амперных характеристик (ВАХ) и выявлении неисправности умножителя по отличиям ВАХ или участков ВАХ от идеальной ВАХ.

Отличительными признаками заявляемого способа неразрушающего контроля диодно-емкостных умножителей (утроите- лей) напряжения последовательного типа является то, что для снятия ВАХ используют пульсирующий сигнал синусоидальной формы, который подают на умножитель напряжения через ограничительный резистор R0, причем напряжение подаваемого сигнала достаточно для открывания диодов, но меньше рабочего напряжения конденсаторов умножителя, а частоту подаваемого сигнала выбирают из условия Тпульс 1/10-т при r RC, где С - емкость, входящая в диодно-емкостный каскад умножителя, RO -ограничительный резистор, через который исследуемый умножитель подключают к источнику пульсирующего сигнала, при этом величина этого резистора при выбранном напряжении должна обеспечивать ток через диоды больше тока их открывания, но меньше максимально допустимого тока, затем, попарно комбинируя внешние выводы, умножитель напряжения подключают в качестве нагрузки к источнику синусоидального сигнала, а по типичным искажениям ВАХ определяют пробой или обрыв элементов умножителя напряжения, при этом на 1 этапе на первый внешний вывод 1 умножителя подают сигналы положительной полярности от источника пульсирующего сигнала, а на второй внешний вывод 2 умножителя подают сигнал отрицательной полярности от источника пульсирующего сигнала, при этом по изменению прямой ветви типовой ВАХ обычного диода, соответствующей исправному умножителю, в вертикальную линию вдоль оси абсцисс (оси тока), устанавливают пробой диода VDi первого каскада умножителя, а по изменению этой типовой ВАХ в горизонтальную линию вдоль оси ординат (оси напряжения) устанавливают обрыв этого диода (см. фиг. 7,8), на 2 этапе на второй внешний вывод 2 умножителя подают сигнал положительной полярности, а на первый внешний вывод 1 - отрицательной полярности от источника пульсирующего сигнала синусоидальной формы, при этом по изменению ВАХ в виде горизонтальной линии, соответствующей исправному умножителю в ВАХ эллипсооб- разной формы, судят о наличии неисправности умножителя, вычисляют отношение

длины ВАХ к высоте (при масштабе Al 0,2 мА/дел, Аи 100 В/дел) и по значениям отношений, близким к 1 либо к 2,5, либо к 4, либо к 5, устанавливают пробой либо диода 5 VD2 второго каскада, либо диода УОз третьего каскада, либо диода VD четвертого каскада, либо диода VDs пятого каскада соответственно (фиг. 9, 10, 11 12), при этих же условиях подключения умножителя по

изменению типовой ВАХ з кривую подобную прямой ветви ВАХ обычного диода устанавливают пробой конденсатора Ci первого каскада умножителя (фиг. 13), а по изменению этой типовой ВАХ в кривую

5 сложной петлеобразной формы с отношением длины к высоте ( в масштабе указанном выше) близким к значениям либо 2, либо 3, либо 4 устанавливают пробой либо конденсатора Сг третьего каскада, либо конденса0 тора Сз четвертого каскада, либо конденсатора С4 пятого каскада умножителя соответственно (фиг. 14, 15, 16), на 3 этапе на второй внешний вывод 2 умножителя подают сигнал положительной полярности,

5 на третий внешний вывод 3 - отрицательной полярности, от источника пульсирующего сигнала, при этом по изменению типовой ВАХ каплеобразной формы с отношением максимальной ширины к ширине на уровне

0 половины высоты близким к 4, соответствующей исправному умножителю, в ВАХ эл- липсообразиой формы устанавливают обрыв цепи диодов (VD2..,VDs) от второго до последнего каскада умножителя (см. фиг.

5 17), по изменению этой же типовой ВАХ в ВАХ каплеобразной формы с отношением максимальной ширины к ширине ее на уровне половины высоты близким к 10 устанавливают обрыв конденсатора Сз четвертого

0 каскада умножителя (фиг, 18), по изменению типовой ВАХ в петлеобразную кривую с увязкой вытянутой влево горизонтальней частью с отношением максимальной ее ширины у основания к ширине между верти5

кальными ветвями на уровне половины ее

5

высоты близким к 20 или более устанавливают обрыв конденсатора С2 третьего каскада умножителя, (см. фиг. 19), на 4 этапе на первый внешний вывод 1 умножителя подают 0 сигнал положительной полярности, а на третий внешний вывод 3 - отрицательной полярности от источника пульсирующего сигнала, при этом по изменению типовой ВАХ каплеобразной формы с отношением

ее максимальной ширины у основания к ширине ее на уровне половины высоты, близком к 1,5...2, соответствующей исправному умножителю, в ВАХ петлеобразной формы с узкой, вытянутой влево горизонтальной частью, имеющей отношение ширины ее у основания к ширине на уровне половины высоты близкое к 10, устанавливают обрыв конденсатора СА последнего каскада умножителя (фиг, 20).

Таким образом, при определенных режимах исследований умножителей напряжения, возможно получение вольт-амперных характеристик, по форме которых можно судить о виде дефекта и элементе, в котором произошел отказ, не разрушая прибор.

Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами.

На фиг. 1 представлена электрическая схема исследуемого умножителя (утроите- ля) напряжения, применяемого в ряде бытовых телевизионных приемников цветного изображения, из которой видно, что непосредственное подключение измерительных приборов возможно только к одному из девяти элементов схемы, залитых компаундом - диоду VDi, который непосредственно связан с двумя из трех внешних выводов устройства, к остальным элемента подключение для измерений невозможно.

На фиг. 2 приведена эквивалентная схема подключения исследуемого умножителя напряжения (УН) к источнику пульсирующего испытательного сигнала синусоидальной формы.

На фиг. 3 показана схема подключения исследуемого умножителя напряжения на 1-ом этапе; на фиг. 4 -то же, на М-ом этапе; на фиг. 5 - то же на этапе; на фиг. б - то же, на IV этапе; на фиг. 7 - ВАХ исправного умножителя - кривая 1 и ВАХ 2 при неисправности типа пробоя диода VDi первого каскада умножителя на 1-ом этапе исследования; на фиг. 8 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при обрыве диода VDi первого каскада умножителя на l-ом этапе; на фиг. 9 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое диода VD2 второго каскада умножителя на 11-ом этапе исследования; на фиг. 10 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое диода VDs третьего каскада умножителя на il-ом этапе; на фиг. 11 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое диода VD4 четвертого каскада умножителя на il-ом этапе исследования; на фиг. 12 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое диода VDs пятого каскада умножителя на Il-ом этапе исследования; на фиг. 13 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое конденсатора Ст первого каскада умножителя на ii-ом этапе исследования; на фиг. 14 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое конденсатора Са третьего каскада на П-ом этапе исследования; на фиг. 15 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое конденсатора Сз четвертого каскада на Il-ом этапе исследования; на фиг. 16 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое конденсатора Сл пятого каскада умножителя и ВАХ 2 при пробое конденсатора Сз пятого каскада умножителя на Il-ом этапе исследования; на фиг. 17 - ВАХ 1 исправного умножителя и

0 ВАХ 2 при обрыве цепи одного из диодов либо второго, либо последующих каскадов умножителя на ill-ем этапе исследования; на фиг. 18 ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при обрыве конденсатора Сзчетвер5 того каскада умножителя на ill-ем этапе исследования; на фиг. 19 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при обрыве конденсатора С2 третьего каскада умножителя на Ill- ем этапе исследования; на фиг. 20 - ВАХ 1

0 исправного умножителя и ВАХ 2 при обрыве конденсатора СА последнего каскада умножителя на IV-ом этапе исследования; на фиг. 21 - ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2, которая совместно с ВАХ 2 на фиг. 18 указы5 вает на обрыв конденсатора Сз, а совместно с ВАХ 2 на фиг. 19 - на обрыв конденсатора С2 на IV-ом этапе исследования.

Все ВАХ, представленные на фиг. 7.,.21, выполнены в масштабе Al 0,2 мА/дел., Ди

0 100 В/дел.

Изобретение относится к способам контроля качества и надежности путем измере- ния электрических свойств изделий и характеризуются следующими признаками:

5 - наличием совокупности действий-создание определенных условий, снятие вольт-амперных характеристик исправных изделий и изделий с дефектами, выбор информативных параметров методом распоз0 навзния образов и оценка качества как по количественным, так и по качественным признакам, т.е. выявление отличий ВАХ от идеальной (типовой для исправнсто изделия);

5- порядком выполнения действий во

времени;

- условиями, обеспечивающими возможность протекания того или иного действия, s именно режимом и параметрами

0 электрических величин и использованием определенных устройств - источника пульсирующего испытательного сигнала синусоидальной формы, без которого невозможно выполнение действий, входящих в способ.

5 Таким образом, способ заключается в следующем.

Создают определенные условия проведения действия, а именно выбирают величину пульсирующего напряжения используемого источника, достаточную для

открывания диодных столбов Уоткр, но меньше рабочего напряжения конденсаторов ираб.конд, т.е.

UOTKP ипульс ираб.конд.

0)

Затем выбирают величину добавочного ограничительного резистора R0, которая обеспечивает ток через диоды в прямом направлении больше тока их открывания 0ткр, но меньше максимально допустимого Макс, т.е.

откр

К L

(2)

При этом частоту следования импульсов пульсирующего напряжения выбирают из условия:

Тимп 0,1

1

Т- RO Сум,

(3)

где RO - добавочный ограничительный резистор

Сум - емкость исследуемого умножителя.

При этом источник испытательного пульсирующего сигнала, являющийся обязательным признаком заявляемого способа, так как положительный эффект, ожидаемый от использования изобретения, достигается только при применении указанного устройства, при подключении к нему умножителя напряжения в прямой для его диодов полярности, т.е. Rx « RO, где Rx - суммарное сопротивление исследуемого умножителя напряжения УН, R0 - ограничительный резистор, должен обладать характеристиками источника тока, а в обратной полярности при Rx RO - характеристиками источника напряжения.

Изложенные требования выполняются, при частоте пульсирующего сигнала fnMn 50 Гц, амплитуде импульсов Кимп 1000 В, добавочном резисторе R0 500 кОм, при этом прямой ток диода не превышает Пр 1.6...2 мА, что удовлетворяет условию (2).

В зависимости от варианта включения умножителя напряжения в измерительную схему, от элемента, в котором произошел отказ, в виде дефекта (пробой, обрыв) к каждой паре внешних выводов умножителя, включенных в схему измерения, оказываются включенными разное количество элементов схемы умножителя, отличающихся своим комплексным сопротивлением, что влечет за собой изменение формы вольт-амперной характеристики.

На чертежах фиг, 7-21 исправному умножителю соответствуют кривые 1 при соответствующем варианте его включения в измерительную схему (см. фиг. 3, 4, 5, 6), а дефектному умножителю - кривые 2 при тех же условиях подключения.

Согласно изобретению предусмотрено четыре варианта (четыре этапа) включения исследуемого умножителя в измерительную

0 схему.

I этап. На первый внешний вывод 1 умножителя подают сигнал положительной по- лярности от источника пульсирующего сигнала, на второй внешний вывод 2 умно5 жителя - отрицательной полярности в соответствии со схемой на фиг. 3,

Снимают и исследуют вольт-амперные характеристики умножителя напряжения при таком включении его в измерительную

0 схему (ИС): для исправного умножителя - кривая 1 на фиг. 7, при пробое диода VDi ВАХ приобретает вид кривой 2, параллельной оси абсцисс. При пробое диода VDi ВАХ 2 приобретает вид прямой линии, располо5 женной вдоль оси ординат (фиг. 8).

I этап. На второй внешний вывод 2 умножителя подают сигнал положительной полярности от источника пульсирующего сигнала, а на первый внешний вывод 1 0 отрицательной полярности в соответствии со схемой на фиг. 4,

При этом кривая 1 на фиг. 9, 10, 11, 12 соответствует ВАХ исправного умножителя напряжения, а кривая 2 - ВАХ дефектного

5 умножителя. ВАХ 2 дефектных умножителей приобретают вид замкнутых кривых зллип- сообразной формы и в зависимости от места неисправности имеют разные отношения геометрических размеров при выбранном

0 масштабе. При отношении длины ВАХ к ее высоте близком к 1 (фиг. 9) - дефект заключается в пробое диода YDa второго каскада умножителя.

При отношении, близком к 2,5 (фиг. 10),

5 пробой диода VDs третьего каскада.

При отношении, близком к 4 (фиг. 11), пробой диода VD/j четвертого каскада.

При отношении, близком к 5 (фиг. 12), пробой диода VDs пятого каскада.

0 На этом же этапе при этих же условиях по изменению типовой ВАХ 1 в кривую, подобную прямой ветви ВАХ обычного диода, устанавливают пробой конденсатора Ci первого каскада умножителя (фиг. 13),

5По изменению этой типовой ВАХ в кривую сложной петлеобразной формы с отношением длины к высоте (в масштабе указанном выше), близким к значениям либо 2, либо 3, либо 4, устанавливают пробой либо конденсатора С2 третьего каскада, либо конденсатора Сз четвертого каскада, либо конденсатора СА пятого каскада умножителя (фиг. 14, 15, 16).

На III этапе на второй вывод 2 умножителя подают сигнал положительной полярности, на третий внешний вывод 3 - отрицательной полярности от источника пульсирующего сигнала, при этом по изменению типовой ВАХ, имеющей каплеобразную форму с отношением максимальной ширины к ширине на уровне половины высоты близким к 4, соответствующей исправному умножителю, в ВАХ эллипсообразной формы устанавливают обрыв цепи диодов (VD2...VD3)CM. фиг. 17.

По изменению. типовой ВАХ и

ВАХ каплеобразной формы с отношением максимальной ширины к ширине на уровне половины высоты близким к 10 устанавливают обрыв конденсатора Сз четвертого каскада умножителя (фиг. 18).

По изменению типовой ВАХ в петлеобразную кривую с узкой, вытянутой влево горизонтальной частью с отношением максимальной ее ширины у основания к ширине между вертикальными ветвями на уровне половины ее высоты близким к 20 или больше устанавливают обрыв конденсатора С2 третьего каскада умножителя (фиг. 19).

На IV этапе на первый внешний вывод 1 умножителя подают сигнал положительной полярности, а на третий внешний вывод 3 - отрицательной полярности от источника пульсирующего сигнала, при этом по изменению типовой ВАХ, имеющей каплеобразную форму с отношением ее максимальной ширины у основания к ширине на уровне половины высоты близким к (1,5...2), соответствующей исправному умножителю, в ВАХ петлеобразной формы с узкой, вытянутой влево горизонтальной частью, имеющей отношение ширины ее у снования к ширине на уровне половины высоты близкое к 10, устанавливают обрыв конденсатора С4 последнего каскада умножителя (фиг. 20).

При этих условиях включения кривая 2 на фиг. 21 имеет уточняющий характер и позволяет совместно с другими ВАХ уточнить характер и место неисправности, а именно:

-ВАХ2 на фиг. 18-обрыв конденсатора Сз;

-ВАХ2 на фиг. 19 -обрыв конденсатора С2;

При этом отпадает необходимость в этих случаях использовать количественные признаки, т.е. производить вычисление, а достаточно при этом использовать метод распознавания образцов.

Предлагаемый способ по сравнению с известным способом-прототипом позволяет определить точное место неисправности сложного прибора методом неразрушающе- го контроля, а именно приборов умножителей напряжения последовательного типа, элементы схемы которых залиты компаундом. Это позволит оперативно корректировать процесс изготовления умножителей. Приводим условные обозначения на

чертежах 1-21.

VDi, VD2, VDs, VD4, VDs - диоды соответственно 1-го, 2-го, 3-го, 4-го и 5-го каскадов исследуемого умножителя напряжения (см. фиг. 1).

Ci, C2, Сз, С4 конденсаторы соответственно 2-го, 3-го, 4-го и 5-го каскадов исследуемого умножителя напряжения.

1- первый внешний вывод умножителя напряжения, являющийся входом переменного напряжения (см. фиг. 1-6).

2- второй внешний вывод умножителя напряжения, являющийся выводом напряжения питания фокусирующего электрода

кинескопа (см. фиг, 1-6).

3- третий внешний вывод умножителя напряжения, являющийся его выходом, с которого снимают напряжение анодного питания кинескопа.

ун - исследуемый умножитель напряжения (см. фиг. 2-6).

1/1С - измерительная схема с источником пульсирующего сигнала синусоидальной формы (см. фиг 2-6).

Q - генератор - источник пульсирующего сигнала синусоидальной формы (см. фиг.

2).

В - вольтметр (см. фиг. 2). мА - миллиамперметр (см. фиг. 2), RO - ограниченный резистор, через который исследуемый умножитель подключают к источнику пульсирующего сигнала (фиг. 2).

Rx суммарное сопротивление умножи- теля (см. фиг. 2).

Кривая 1 - на фиг. 7-21 соответствует вольт-амперной характеристике исправного умножителя при соответствующей схеме подключения внешних выводов умножителя напряжения к источнику пульсирующего сигнала синусоидальной формы.

Кривая 2 - на фиг. 7-21 соответствует вольт-амперной характеристике дефектно- го умножителя при соответствующей схеме подключения внешних выводов умножителя напряжения к источнику пульсирующего сигнала синусоидальной формы.

Буквенные обозначения в тексте:

Упульс величина пульсирующего напряжения от источника пульсирующего сигнала;

UOTKP - величина напряжения, достаточная для открывания диодных столбов;

ираб.конд. - рабочее напряжение конденсаторов;

I - величина тока в прямом направлении через диоды;

1откр ток открывания диодов;

макс - максимально допустимый ток через диоды;

тимп - частота следования импульсов пульсирующего напряжения;

Сум - емкость умножителя.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля одиночных отказов элементов диодно-емкост- ных умножителей напряжения последовательного типа, заключающийся в том, что снимают вольт-амперную характеристику умножителя и по совпадению с эталонной вольт-амперной характеристикой исправного умножителя определяют его годность, отличающийся тем, что, с

целью повышения информативности и производительности неразрушающего контроля путем идентификации типа неисправности элементов умножители, попарно группируют выводы умножителя, для каждой сгруппированной пары выводов с учетом соответствующей полярности снимают вольт-амперную характеристику, используя в качестве тестового сигнала, подаваемого через токоограничитель, однополярный синусоидальный сигнал, сравнивают с соответствующими эталонными характеристиками и по степени их совпадения определяют тип неисправности отказавшего элемента, при этом частоту пульсаций однополярного синусоидального сигнала выбирают из условия

25

20

1

fnynbC-TD-Ro -С

где RO - сопротивление токоограничителя;

С - эквивалентная емкость, приведенная к входу диодно-емкостного умножителя.

Изобретение относится к испытаниям и неразрушающему контролю электронных устройств, элементы которых закрыты компаундом, и может быть использовано для контроля качества умножителей напряжения, применяемых в бытовых унифицированных телевизионных приемниках цветного изображения. Цель изобретения - повышение информативности и производительности неразрушающего контроля за счет идентификации типа неисправности элементов умножителя. Для каждой сгруппированной пары выводов диодных умножителей с учетом полярности снимают вольт-амперную характеристику, используя в качестве тестового сигнала однополярный синусоидальный сигнал, и по степени совпадения с эталонными характеристиками определяют тип неисправности отказавшего элемента. 21 ил. СП с

JKactcad . 2каскад. каскад, Ьюска Зкаскад

1

.I

L

Фиг.1

Фиг. 3

Фиг4

ZM J

О

Фиг,

г

JM

I.

Фиг. 5

Фиг. 6

л/ У

1

(;№&

Фаг. В

ишз

Фиг.ю

UJW6

I-

гLN i

u1

я

tte

Л

LL

u t

k/. ss

фиг. /

VS000&

Фиг. /6

ияж

UWM&

. /В

U4XC&

//

/О

, /tar

г/ /бЩ

Фиг. Ј&

t/MVS

Фиг. &

UflO00