Тестування стрічкової розгортки

При ремонті телевізорів, особливо сучасних, нерідка зустрічаються несправності, пошук і усунення яких викликає певні труднощі не лише у радіоаматорів, але і у телемайстрів. Значна їх доля пов'язана з дефектами рядкової розгортки. Актуальною ця проблема стала з появою телевізорів з цифровим керуванням і обробкою сигналів, оскільки процес пошуку і усунення несправностей в них пов'язаний із специфікою їх роботи. Щонайменше відхилення в режимах роботи вузлів рядкової розгортки таких телевізорів викликає блокування як її процесорів, так і блоку живлення, а отже, виникають труднощі з їх запуском для традиційної перевірки. Вирішити в більшості випадків виникаючі проблеми дозволяє так зване тестування навантаженням вихідного каскаду рядкової розгортки. Пропонована перевірка може не лише істотно скоротити час пошуку несправності, але і, що саме головне, чітко відповісти на питання, несправний цей каскад чи ні. Тестування проводять при вимкненому телевізорі. Воно виявляє більшість дефектів рядкових трансформаторів і систем, що відхиляють. Цей метод тестування можна використовувати  для перевірки телевізорів як вітчизняного, так і імпортного виробництва, причому як сучасних, так і найстаріших, а також блоків розгортки комп'ютерних моніторів і імпульсних джерел живлення з відповідною зміною параметрів сигналу тестера навантаження.

Суть методу тестування навантаження полягає в тому, що на вихідний каскад рядкової розгортки подають малу напругу живлення (близько 15 В). Імпульси на виході підключеного до нього тестера, надходять з частотою, наприклад, 15625 Гц для телевізора, імітують роботу транзистора вихідного каскаду. При цьому в рядковому трансформаторі і котушці, що відхиляє, виробляються коливання, що досить точно відображають його роботу, лише амплітуда струмів, що виникають в ньому, і напрузі приблизно в 10 разів менше робочої амплітуди. Використовуючи такий тестер, а також міліамперметр і осцилограф, перевіряють роботу вихідного каскаду.

Принципова схема тестера навантаження представлена на рисунку  1. Його польовий транзистор VT1 грає роль силового ключа, що підключається в необхідній полярності до транзистора вихідного каскаду рядкової розгортки. На затвор польового транзистора поступають імпульси із задаючого генератора, зібраного на мікросхемі DD1. Тривалість імпульсів регулюють змінним резистором R4, а частоту дотримання - змінним резистором R1. Тумблер SA1 призначений для перемикання режимів перевірки: "Тест." або "Прозвонка" (про цей режим буде розказане далі).

Рисунок 1 –  Принципова схема тестера навантаження

      У режимі тестування частоту генератора виставляють рівній робочій частоті імпульсного перетворювача досліджуваного пристрою. Для рядкової розгортки телевізора вона рівна 15625 Гц, а для монітора VGA може бути 31,5 кГц або вище. У режимі "Прозвонка" частота генератора – близько                1 кГц. Тривалість імпульсів і частоту для телевізора вибирають так, щоб час відкритого стану польового транзистора дорівнював 50 мкс, а закритого стану – 14 мкс. Польовий транзистор зашунтований захисним діодом VD1, що підвищує надійність тестера. Він є швидкодіючим пороговим обмежувачем напруги 350 В, що захищає транзистор від високовольтних викидів при тестуванні.

Рисунок 2 – Схема підключення тестера і вимірювальних приладів до каскаду рядкової розгортки на прикладі імпортного телевізора

 Тестер навантаження "навішують" на плату пристрою, що перевіряється, – припаюють два виводи ("Вихід" і "Загальний") плати до точок пайки колектора і емітера вихідного транзистора (відповідно) рядкової розгортки, що перевіряється. При цьому потрібно не забути подати напругу живлення (+Uж = 15 В) на її вихідний каскад. Схема підключення тестера і вимірювальних приладів до каскаду рядкової розгортки на прикладі імпортного телевізора представлена на рисунку 2.

   Блоком живлення тестера може служити будь-яке джерело постійної напруги 15 В, здатний забезпечити струм до 500 мА.

Спочатку перевіряють (омметром) транзистор вихідного каскаду на пробій. Якщо він пробитий, то перед початком тестування його слід випаяти. У справному стані транзистор не впливає на свідчення приладів.

  Підключивши тестер (за схемою на рисунку  2), вимірюють струм, споживаний вихідним каскадом. Якщо міліамперметр покаже значення в межах 10...70 мА, то це нормально для більшості вихідних каскадів. Менше 10 мА значення вказує на наявність обриву в ланцюгах, а більше 70 мА (особливо більше 100 мА) - на підвищене споживання струму вихідним каскадом, рядковим трансформатором або іншими ланками, що навантажують джерело основного живлення апарату. При цьому вмикання телевізора, якщо не розібратися в причині явища, швидше за все, може викликати або спрацьовування захисту блоку живлення, або вихід з ладу вихідного транзистора. В такому разі необхідно з'ясувати чому збільшився споживаний струм.

   Знижене споживання пов'язаний з обривами в елементах і ланках вихідного каскаду або споживачах енергії, що перетворюється рядковим трансформатором, наприклад, в кадровій розгортці. При підвищеному споживанні потрібно спочатку визначити, яким струмом воно викликане – змінним або постійним. Для цього їх вимірюють в двох режимах: змінний – при роботі підключеного тестера, постійний – при вимкненому (закритому) стані його вихідного транзистора. Отримати другий режим можна самими різними способами. Наприклад, просто відпаяти вивід "Вихід" від рядкової розгортки. Проте для тієї ж мети можна встановити движок резистора R4 в крайнє верхнє (за схемою) положення або передбачити вимикач, що замикає на коротко цей резистор.

   Споживачами збільшеного постійного струму служать конденсатори з витоком, пробиті напівпровідникові елементи або міжвіткове замикання у вихідному рядковому трансформаторі (ТВС). Підвищене споживання змінного струму найчастіше пов’язане з міжвитковим замиканням в ТВС, системі, що відхиляє, або інших реактивних елементах, а також витоками у вторинних колах ТВС.

   Для того, щоб знайти короткі замикання або витоки у вторинних колах ТВС, при вимірах випрямленої напруги можна використовувати вольтметр постійного струму. Слід пам'ятати, що тестер навантаження лише імітує роботу вихідного каскаду рядкової розгортки при напрузі живлення, значно меншій номінального. При цьому вся вторинна випрямлена і імпульсна напруга матиме значення, приблизно на порядок менші номінальних.

   Якщо вимірювана імпульсна або постійна напруга істотно нижча, то потрібно перевірити: конденсатор фільтру або випрямний діод, а також мікросхему кадрової розгортки (якщо вона живиться від ТВС).

   Проте орієнтуватися лише на споживання струму для прийняття остаточного рішення про несправність або справність рядкової розгортки не можна. Точніше, низьке споживання струму не завжди свідчить про справність рядкової розгортки. Так, виявлений ряд дефектів, коли при тестуванні струм споживання залишається в межах норми. Наприклад, в телевізорі SONY-KV-2170 при замиканні обмотки діодно-каскадного рядкового трансформатора (ТДКС) на напругу 24 В (живлення кадрової розгортки) струм споживання з 18 мА зростає всього до 26 мА, а замикання обмотки розжарювання на тому ж ТДКС викликає підвищення струму до 130 мА. Ймовірно, це пояснюється різним розташуванням котушок на магнітопроводі ТДКС і різними індуктивними зв'язками з основною обмоткою. Крім того, наприклад, в телевізорі PHILIPS – 21PT136A струм споживання рядкової розгортки був рівний 74 мА, а відключення всіх навантажень понизило його лише до 70 мА. Це знову ж таки не дозволило однозначно судити про стан каскаду.

Зробити висновок про несправність дозволяє осцилограма імпульсів зворотного ходу на колекторі ключового транзистора. Осцилографом можна також виміряти тривалість цих імпульсів, яка залежить від роботи кіл вихідного каскаду, в основному рядкового трансформатора, конденсаторів зворотного ходу, котушки, що відхиляє і прохідних конденсаторів в колі котушки, що відхиляє. Тривалість імпульсу вказує на те, чи є в колах рядкового трансформатора і котушки, що відхиляє, потрібне узгодження за часом і чи досягнутий резонанс.

Рисунок 3 – Осцилограми тестування імпульсів зворотного ходу рядкової  розгортки

 При справній рядковій розгортці спостерігаються імпульси правильної форми без паразитних резонансів і сплесків, як на рисунку 3,а. Якщо їх тривалість знаходиться в межах 11,3... 15,9 мкс, можна з упевненістю сказати, що вихідний каскад формує нормальні імпульси зворотного ходу.

   Пробиті діоди, міжвиткові замикання обов'язково спотворюють осцилограму. При замиканні в колах навантаження осцилограма має вигляд, як на рисунку 4,б. При пробої випрямних діодів осцилограма виглядає так, як на рисунку 4, в  або г.

   Коли результати тестування навантаження покажуть наявність неполадок у вихідному каскаді рядкової розгортки необхідно перевірити його компоненти, включаючи рядковий трансформатор і котушку, що відхиляє. Але якщо виявляється лише невелике відхилення від норми по навантаженню і по тривалості імпульсів, то з цими основними компонентами, швидше за все, все гаразд. В такому разі немає чого витрачати час на їх тестування. Краще продовжити виміри при включеному телевізорі і знайти джерело несправності. Так буде значно швидше.

Методом тестування навантаження можна виявити такі рідкі несправності, як мерехтливі замикання. Вони пов'язані в основному з дефектами елементів, які виявляються епізодично. Один з таких дефектів – перетирання ізоляції витків перегрітих, погано натягнутих або незакріплених по технологічних вимогах обмоток імпульсних трансформаторів. Нерівномірний нагрів обмоток і їх розширення, з врахуванням вібрації в магнітному полі, створюють умови для локального руйнування ізоляції і виникнення мерехтливих міжвиткових замикань. Тоді силові транзистори виходять з ладу як би раптово і безпричинно.

   Вказані дефекти вимагають спеціальних методів діагностики і саме із застосуванням активного режиму роботи трансформатора.

   Одним з надійних способів перевірки індуктивних елементів слід назвати прозвонку або оцінку добротності. При виконанні прозвонки паралельно обмотці індуктивного елементу (рядкового трансформатора, системи, що відхиляє) підключають конденсатор ємкістю, наприклад,              0,1 мкФ і подають імпульси з генератора тривалістю близько 10 мкс і частотою 1...2 кГц. Для цієї мети якраз і можна використовувати генератор тестера навантаження, встановивши перемикач SA1 в положення "Прозвонка" і відрегулювавши частоту змінним резистором R1.

   У утвореному ємкістю конденсатора і індуктивністю обмотки трансформатора паралельному коливальному контурі виникають затухаючі через декілька циклів коливання (говорять: "контур дзвенить"). Швидкість загасання залежить від добротності котушки. Якщо є короткозамкнутий виток, то коливання продовжуватимуться не більше трьох періодів. При справній котушці контур продзвонить 10 і більше разів.

а)                                       б)

Рисунок 4 – Осцилограми котушки а) без коротко замкнутих витків;

б) з коротко замкнутими витками

   Прозвонку рядкового трансформатора можна виконати, навіть не випаюючи його з плати телевізора. Необхідно лише відключити коло живлення рядкової розгортки. Якщо трансформатор, що перевіряється, справний, то на екрані осцилографа з'явиться осцилограма, що зображена на рисунку 4,а. Якщо ж коливання затухають значно швидше, наприклад, як на рисунку 4,б, то необхідно по черзі відключати ланки навантажень вторинних обмоток, поки не з'являться тривалі коливання. У іншому випадку необхідно випаяти трансформатор з плати і остаточно переконатися в результатах обстеження. Слід мати на увазі, що навіть із-за одного замкнутого витка всі котушки в трансформаторі дзвеніти не будуть.

Так само можна знайти замкнуті витки в системах, що відхиляють, і трансформаторах імпульсних блоків живлення.

Особливості перевірки ТДКС пов'язані з тим, що помножувач високої напруги змонтований в трансформаторі разом з обмотками. Високовольтні діоди помножувача можуть бути пробиті, обірвані, мати витік, внаслідок чого анодна і фокусуюча напруга може бути занижена або бути відсутнім зовсім, а тестування навантаження каскаду не дозволяє чітко розмежувати поле пошуку несправності (обмотка, магнітопровід або помножувач).

   Подавши на первинну обмотку ТДКС імпульси, аналогічні імпульсам вихідного каскаду рядкової розгортки, можна провести динамічне тестування, перевірити, як випрямляються і умножаються імпульси, що подаються. Несправний діод, обмотка або магнітопровід рядкового трансформатора приведуть до зниження вихідної напруги ТДКС. Динамічне тестування виконують тим же тестером, що і тестування навантаження. Слідує лише так відрегулювати напругу живлення, що подається на первинну обмотку трансформатора аби розмах імпульсів на стоці ключового транзистора тестера дорівнював приблизно 25 В. Вимірюють вихідну напруга на аноді кінескопа відносно аквадагу. Вона має бути більше 600 Ст

 Значення виміряної напруги для справного ТДКС повинні відповідати вказаним в таблиці 1. Так, наприклад, якщо в нормально працюючому телевізорі амплітуда імпульсів на колекторі вихідного транзистора рядкової розгортки дорівнює 900 В, а напруга на аноді кінескопа - 25 кВ, то при перевірці ТДКС тестуванням  на виході помножувача має бути присутньою напруга близько 694 В (у таблиці ці значення виділені жирним шрифтом).

   Розглянутий принцип перевірки рядкової розгортки покладений в основу роботи багатьох фірмових приладів. Проте за ціною вони недоступні рядовим радіоаматорам і приватним ремонтникам. А наведений  простий тестер може сповна замінити такі прилади.

Таблиця 1. – Постійна напруга на виході діод-каскадного помножувача ТДКС для різних трансформаторів в залежності від номінального розмаху імпульсів на колекторі вихідного транзистора і номінальної напруги на аноді кінескопа.

Номінальній розмах імпульсів на колекторі вихідного транзистора, В	Номінальна напруга на аноді кінескопа, кВ
	10	15	20	25	30	35
100	2500	3750	5000	6250	7500	8750
200	1250	1875	2500	3125	3750	4375
300	833	1250	1667	2083	2500	2917
400	625	938	1250	1563	1875	2188
500	500	750	1000	1250	1500	1750
600	417	625	833	1042	1250	1458
700	357	536	714	893	1071	1250
800	313	469	625	781	938	1094
900	278	417	556	694	833	972
1000	250	375	500	625	750	875
1100	227	341	455	568	682	795