Sonda para probar condensadores cerámicos

Во время ремонта радиоаппаратуры или отладки узлов самодельной конструкции иногда возникает следующая ситуация — узел не работает или работает нестабильно, после серии проверок подозрение падает на один из керамических конденсаторов. Про­верка без его выпаивания не вносит ясности, конденсатор выпаивают, проверяю мультиметром, короткого замыкания и утечек нет, ёмкость в норме. Конденсатор впаивается назад, узел не работает, начинается долгая проверка всех элементов, прямо или косвенно связанных с нестабильным узлом, включая пробную замену микросхем. Причина же неприятностей оказывается в том, что, подозрительный керамический конденсатор может вполне нормально работать при напряжении на его обкладках 2…5 В, но пробиваться при более высоком напряжении. Так как на щупах типового мультиметра в режиме измерения сопротивлений и ёмкости напряжение обычно не превышает 3,5 В, то дефектные керами­ческие конденсаторы, оставаясь неразобла­чёнными, могут попадать как в ремонтируе­мые промышленные, так и новые самодель­ные конструкции. Учитывая, что неисправ­ности керамических конденсаторов нередко носят плавающий характер, для их выявления можно изгото­вить несложный проб­ник, который уменьшит количество нерентабельных ремонтов РА из-за большого коли­чества затраченного времени, или значи­тельно уменьшит затрачиваемое время на отладку самодельных узлов.

Керамические конденсаторы на плате

Принципиальная схема конденсаторного пробника приводится на рис. 1. Кроме проверки керамических конденсаторов его также можно использовать для измерения уровня шумов резисторов, низковольтных стабилитронов, а при небольшой модерни­зации как звуковой пробник для поиска неисправностей в аудиоаппаратуре. Рабо­тает устройство следующим образом.

Fig. 1

При подключении к разъёмам ХS1, XS2 исправ­ного проверяемого конденсатора, который должен быть предварительно разряжен, в капсюле BF1 раздаётся щелчок, при ёмкости конденсатора выше 0,047 мкФ контрольный суперъяркий светодиод выдаёт хорошо за­метную вспышку и погасает. Если диэлектрик конденсатора окажется пробитым, или имеет постоянную утечку, то светодиод HL1 будет светиться непрерывно. Если проверяе­мый конденсатор не имеет стабильного пробоя, напри­мер, при производстве кон­денсатора была нарушена технология напыления обкладок, из-за жизнедея­тельности бактерий, сколов и микротрещин, то из BF1 будет издаваться характерный треск, при этом, возможны вспышки светодиода HL. Пробник имеет два режима проверки конденсаторов — 12 и 30 Вольт. Первый предназначен для проверки керами­ческих конденсаторов с рабочим напряже­нием менее 16 В, второй — для остальных.

Усилитель «конденсаторного треска» собран на транзисторах VT1, VТ2. Первый транзистор – полевой с изолированным затвором, что обеспечивает высокое входное сопротивление усилителя и гарантированно низкий уровень собственных шумов. Второй – биполярный p-n-p с высоким коэффи­циентом передачи тока базы. Конденсаторы С4, С6, С7 повышают чувствительность усилителя, резистор R10 осуществляет ООС по постоянному току, стабилизируя режимы работы транзисторов. Резистор R12 снижает потребляемый усилительным узлом ток с 15мА до 4,5 мА при сопротивлении нагрузки 80 Ом. Если цепь С7, R12 заменить пере­мычкой, то при использовании на месте BF1 низкоомной нагрузки возможен перегрев VT2 и катушки телефонного капсюля или динами­ческой головки. Резистор R7 создаёт чуть более оптимальный режим работы для тран­зистора VT7, снижая его собственные шумы. Если устройство будет использоваться только как конденсаторный пробник или при установке вместо С4, R7 перемычки шумо­вые свойства использованного экземпляра транзистора не изменяются, эти элементы можно не устанавливать. Конденсатор С4 повышает чувствительность усилителя при установленном резисторе R7. Рано или поздно, вы всё же решите проверить пробником заряженный до нескольких сотен вольт конденсатор. Поскольку не все светодиоды с повышенной светоотдачей имеют встроенные защитные стабилитроны, уста­новлен защитный диод VD1. Диоды VD2, VD3 защищают от пробоя затвор VT1. Разъём XS3 предназначен для подключения осцил­лографа, что может быль полезно, например, при исследовании шумов стабилитронов, резисторов. Светодиод HL2 светит при наличии напряжения питания.

Рекордсменами по аномальному пове­дению оказываются керамические конденсаторы типа К10-7, Примерно на порядок ниже оказыва­ются дефектными конден­саторы К10-17, КМ-5, им­портные дисковые жёлто-серого цвета и конден­саторы для поверхностного монтажа. Велик процент брака среди трубчатых керамических конденсато­ров, встроенных в катушки индуктивности импортной теле, радиоприёмной аппа­ратуры. Если микрофон­ный эффект проверяемого керамического конденсатора окажется значительно сильнее, чем у других аналогичных конденсаторов той же ёмкости, то такой конденсатор также выбраковывается.

Чтобы использовать устройство как звуко­вой пробник с высоким входным сопротивле­нием, нужно к разъёмам XS1, ХS2 подклю­чить экранированный провод, а в разрыв цепи резистора R2 установить размыкающую цепь кнопку с фиксацией положения. Вход­ное сопротивление такого звукового пробни­ка будет около 2 МОм, для низких напряже­ний звуковой частоты, что достаточно для проверки работоспособности звуковых узлов с большим выходным сопротивлением.

Устройство оснащено трансформаторным блоком питания с выходным нестабилизированным напряжением постоянного тока около 30 В. Диоды VD5 – VD8 выпрямляют напря­жение переменного тока, снимаемое со вто­ричной обмотки понижающего трансформа­тора Т1. Конденсатор С3 сглаживает пульса­ции выпрямленного напряжения. Не забы­вайте, перед впаиванием в отлаживаемое, ремонтируемое устройство, разряжать проверенные конденсаторы.

Конструкция и детали.

Светодиод НL1 желательно взять сверхъярким, например, серий L-1503, L-513, Е1L51, КИПД04, КИПД21, КИПД40. Можно попробовать совре­менные сверхьяркие светодиоды белого или голубого цвета свечения, например, RL50- СВ7440. HL2 — любой общего применения постоянного света свечения (не мигающий). Диоды КД522А можно заменить любыми из серий КД503, КД510, КД521, 1N4148, 1SS244. Вместо выпрямительных диодов 1N4002 подойдут 1N4003 – 1N4007, КД208А, КД221Д, КД243Б. Стабилитрон Д814Д — КС508А, КС512А, 2C512A, 1N5349. Транзистор КП305Д при пайке необходимо защищать от пробоя статическим электричеством [1], например, обмотав его выводы проволочной перемычкой. Вместо такого транзистора подойдёт любой из серий КП305, 2П305, а также серий 2П313, КП313. При отсутствии п- канальных транзисторов с изолированным затвором, можно установить более распространённые серий КПЗОЗ, КП307. Вместо КТ3107Б подойдёт любой из серий КТ3107, КТ6112, КТ6115, SS8550, SS9015, 2SA542, 2SA733, 2SA1175. Режимы работы транзисторов устанавливаются подбором сопротивления резистора R10 так, чтобы напряжение на выводе коллектора VT2 было 4…7 В. Если сопротивление резистора R10 пришлось увеличить или уменьшить более чем в 2 раза, то следует точнее подобрать резистор R8. Установив VT1 указанно на схеме типа, с тем же буквенным индексом, вы упростите настройку узла. Резисторы типа МЛТ, С1-4, С1-14, С2-23, С2-33 или аналогич­ные импортные. Оксидные конденсаторы — K50-35, K50-68, К50-24 и аналоги. Непо­лярные — К10-17, КМ-5, К73-9, К73-17. Кон­денсатор С1 предпочтительнее установить плёночный, например, К73-9. На месте BF1 можно использовать любой телефонный капсюль с сопротивлением катушки 40…1600 Ом. Если вы предполагаете относительно часто пользоваться этим конденсаторным пробником в качестве чувствительного звукового пробника, то, желательно, для лучшего звука, вместо телефонного капсюля использовать динамическую головку, напри­мер, имеющие неплохие чувствительность малогабаритные отечественные 0,5ГД-37, 1ГДШ-6, включив её через выходной звуко­вой трансформатор, например, типа ТПТ-1 от абонентского громкоговорителя или старого транзисторного радиоприёмника. Недорогие импортные малогабаритные головки, как правило, имеют жёсткий подвес мембраны, из чего следуют низкая чувствительность, плохое звучание, по возможности, лучше ИХ не использовать. Совместно с этим пробни­ком можно использовать активный выносной щуп [2]. Понижающий трансформатор ТПК-2-158 можно заменить на ТП112-12 или другим аналогичным с напряжением на вторичной обмотке около 20 в, габаритной мощностью от 2 Вт.

Fig. 2

Устройство можно смонтировать на печатной плате размерами 80×35 мм, рис, 2. Каскад на транзисторе VТ1 желательно экранировать латунной или медной фольгой. В качестве разъёмов для подключения про­веряемого конденсатора можно использовать половинку от доработанной микросхемной панели [3]. Цоколёвка транзисторов КП305, 2П305 показана на рис. 3.

Fig. 3

Literatura:

1. Бутов А. Четыре конструкции с полевыми транзисторами. — Радио, 2004, № 9, стр. 58.
2. Бутов А. Выносной щуп звукового проб­ника. — Радио, 2004, № 3, стр. 22.
3. Бутов А. Доработка микросхемной панели. — Радио, 2002, № 12, стр. 32.
4. Бутов А. Звуковой пробник с амплитуд­ным детектором, — Радиоконструктор, 2004, № 6, стр. 22-23.

Autor: Бутов А.Л.