Ремонт лампового усилителя звука СССР на киноремонтном пункте
Ламповый усилитель звука кинооборудования СССР – устройство сложное, поэтому отыскание неисправностей в нем должно производиться последовательно. Порядок проверки для киноремонтного пункта и киноремонтных мастерских различен, что объясняется различием их оборудования.
Ремонт усилителя звука СССР на киноремонтном пункте и на киноустановке производят в следующем порядке:
1) определяют внешний признак неисправности;
2) определяют неисправную часть лампового усилителя звука (выпрямитель, вход усилителя, каскад, выход усилителя);
3) проверяют неисправную часть;
4) определяют причину возникновения неисправности;
5) устраняют неисправность;
6) проверяют ламповый усилитель СССР.
Рассмотрим эту последовательность действий несколько подробней.
1. Внешний признак неисправности определяют на слух и с помощью КИП-3. Для облегчения отыскания неисправностей, возникающих в усилителе звука, внешние признаки их подразделяют на такие:
а) отсутствие мощности на выходе лампового усилителя звука при поданном на его вход сигнале;
б) недостаточная выходная мощность при подаче сигнала номинальной величины;
в) повышенная выходная мощность;
г) увеличение искажений, вносимых усилителем звука;
д) увеличение уровня помех;
е) генерация на низкой или высокой частоте.
Для определения внешнего признака неисправности включают ламповый усилитель с контрольным заведомо исправным громкоговорителем и подают на его вход сигнал (контрольный фильм, радиотрансляция). После прослушивания к усилителю звука подключают КИП-3, который позволяет определить выходную мощность при определенном входном сигнале и допустимых нелинейных искажениях, проверить частотную характеристику и визуально определить вид генерации, наличие фона переменного тока и трески.
2. Определение неисправной части лампового усилителя звука СССР. Направление поиска неисправной части усилителя зависит от признака неисправности. В случае недостаточной мощности на выходе лампового звукового усилителя (недостаточная громкость) прежде всего заменяют все лампы, а затем проверяют выпрямитель и усилительные каскады. Если же признаком неисправности является генерация на высокой частоте, то, очевидно, выпрямитель исправен и поиск следует вести от оконечного и предоконечного каскадов, в цепях отрицательной обратной связи и т. д.
Поиск неисправной части советского лампового усилителя звука с помощью КИП-3 при отсутствии выходной мощности (нет звука) можно вести в следующей последовательности.
Заменяют все лампы на заведомо годные. Соединяют ламповый усилитель звука с КИП-3 и на выход включают контрольный громкоговоритель. Включают питание и подают на вход усилителя сигнал от КИП-3. Возможно, что звуковой ламповый усилитель заработает, следовательно, одна из замененных ламп неисправна.
Рис. 1. Определение неисправного каскада в ламповом усилителе звука СССР.
Затем, независимо от исправности лампового советского звукового усилителя, обязательно измеряют его режим работы по постоянному току. Измерения рекомендуется вести при поданном на вход сигнале и включенном громкоговорителе, так как не исключена вероятность появления звука при измерении на неисправном участке, тем самым будут обнаружены не только неисправный блок, но и сама неисправность. Если в результате измерений неисправный блок не обнаружен, приступают к следующему этапу поиска, а именно: проверяют ламповый усилитель звука покаскадно на звуковой частоте при отключенном громкоговорителе. Для этого измерительный щуп от КИП-3 прикладывают к входу усилителя звука. Появление сигнала на выходе указывает на исправность входа усилителя звука СССР. Если же сигнал на выходе не появился, то щуп переносят к входу следующего каскада. Так поочередно проверяют все каскады, пока не обнаружат, какой из них неисправен. Последовательность проверки показана на рис. 1 цифрами.
В такой же последовательности ведется поиск неисправной части звукового лампового усилителя СССР и в случае отсутствия КИП-3, только в качестве источника входного сигнала используют напряжение от сети через понижающий трансформатор и делитель или от накала усилительных радиоламп, как показано на рис. 2.
Рис. 2. Последовательность подачи сигнала от напряжения накала.
3. Неисправную часть лампового усилителя звука проверяют путем тщательного осмотра деталей и монтажа. Прочность паек проверяют пинцетом. Пользуясь омметром, смотрят, нет ли обрыва в монтажных проводах или короткого замыкания на корпус. Не обнаружив неисправности, включают ламповый усилитель звука и еще раз внимательно проверяют электрический режим работы каскада по постоянному току и подают сигнал по участкам входной и выходной цепей от пайки до пайки (рис. 3).
Рис. 3. Последовательность подачи сигнала при проверке неисправного каскада лампового усилителя звука СССР.
4. Определение причины неисправности обязательно, иначе неизбежен повторный и возможно более сложный ремонт. Например, лампы одного плеча оконечного каскада часто выходят из строя. Если, не выяснив причины, заменить испорченные лампы, то это может привести к повреждению выходного трансформатора. Действительной причиной отказа лампового усилителя звука, возможно, служит утечка переходного конденсатора, которая уменьшает напряжение смещения оконечной лампы. Анодный ток через лампу и половину первичной обмотки трансформатора увеличивается, что и приводит к его перегреву.
Установив причину возникновения неисправности, ее устраняют и после этого проверяют усилительное устройство.
Ремонт ламповых усилителей звука СССР в киноремонтных мастерских
Ламповый усилитель звука, поступивший в киноремонтные мастерские, подвергают всесторонней проверке, чтобы обнаружить возможные отклонения от заводских данных. Изменения электрических параметров элементов и узлов устройства иногда ухудшают работу звукового усилителя постепенно и отказ полный или частичный может произойти по истечении некоторого времени после ремонта.
Ламповый усилители звука, находившиеся в эксплуатации длительное время, проверяют более тщательно, так как с течением времени происходит старение изоляционных материалов, в большей степени окисляются контакты, изменяются сопротивления резисторов и емкости конденсаторов. Строгая последовательность проверки лампового усилителя звука – непременное условие высококачественного ремонта.
Последовательность проверки должна быть такой.
1. Внешний осмотр. Осматривают монтаж с целью обнаружения случайного короткого замыкания, обрыва или повреждения монтажного провода. Проверяют прочность паек, разъемные соединения в ламповых панельках, переходных и соединительных колодках. Измерением сопротивления контакта при замыкании и размыкании цепи проверяют исправность выключателей и переключателей. Осматривают состояние резисторов, конденсаторов и моточных изделий. Поломка выводов, обугливание краски резисторов, подтеки на конденсаторах и моточных изделиях, вспучивание электролитических конденсаторов – признаки их неисправности. Проверяют прочность крепления элементов и узлов устройства, надежность винтовых соединений и исправность лепестков и зажимов расшивочных панелей.
2. Проверка электрических параметров элементов и узлов лампового усилителя звука СССР. После внешнего осмотра измеряют сопротивление резисторов и сопротивление изоляции панели (колодки) подключения ФЭУ, а также измеряют емкость и сопротивление изоляции конденсаторов с внешними дефектами (мятые, с подтеками).
Измеряют индуктивность обмоток силового и выходного трансформаторов, дросселя фильтра и других моточных изделий (катушки коррекции, входные трансформаторы). Проверяют симметричность половин обмоток силового, входного и выходного трансформаторов.
Если в результате измерений обнаружено отклонение параметров какого-либо элемента или узла выше допустимой величины, то его заменяют на исправный, соответствующий спецификации лампового усилителя звука.
3. Измерение напряжений переменного тока. После проверки элементов и узлов устройства измеряют переменные напряжения, действующие на обмотках силового трансформатора, и ток холостого хода. Для этого из советского звукового усилителя вынимают все лампы, включают его в сеть переменного тока и, пользуясь реостатом, устанавливают напряжение питания строго номинальной величины (127/220 В – для всего устройства и 110/220 В – для лампового усилителя звука). Напряжения измеряют непосредственно на гнездах ламповых панелек и на других контактах потребителей переменного тока. Ток холостого хода измеряют, отключив нагрузки на вторичных обмотках силового трансформатора. Ток холостого хода может оказаться выше допустимой величины, поэтому амперметр включают на возможно больший предел измерений, а затем уже переходят на меньший предел. Результаты измерений сверяют с картой электрических режимов.
В ламповых усилителях звука СССР типа «Звук» напряжения переменного тока измеряют при включенных радиолампах, т. е. при включенной нагрузке, а ток холостого хода измеряют в случае необходимости, отпаяв вентили. Следует иметь в виду, что напряжения, измеренные в режиме холостого хода, должны превышать номинальную величину на 5–10%. Если же результаты измерений отличаются на большую величину, то измерения повторяют, но под нагрузкой – на обмотках трансформатора.
Проверяют действие автотрансформатора, изменяя питающее напряжение, подводимое к усилителю звука в пределах 85–135 В или 170–250 В.
4. Проверка электрического режима работы лампового усилителя звука по постоянному току. Режим работы звукового усилителя СССР по постоянному току измеряют под нагрузкой при строго номинальном напряжении питания. Начинают измерения с выпрямителя, поставив в ламповый усилитель заведомо годные лампы. Причем измеряют не только выпрямленное напряжение и ток через эквиваленты нагрузок (например, звукочитающей лампы), но и напряжение пульсации, которое не должно превышать допустимой величины.
Перед измерениями режима работы усилителя звука СССР рекомендуется уменьшить усиление с помощью регулятора громкости во избежание щелчков и положительной обратной связи при подключении щупов от измерительного прибора. Невыполнение этого может привести к повреждению элементов и узлов или к неправильным результатам измерений из-за генерации на высокой частоте. Напряжения постоянного тока измеряют в паузе и при номинальной выходной мощности. В первом случае вход лампового звукового усилителя рекомендуется закоротить, а во втором – подать напряжение звуковой частоты номинальной величины и регулятор громкости ввести полностью.
Проверяя режим работы ламповый усилителя звука, прежде всего необходимо убедиться в наличии напряжения смещения оконечного каскада, особенно если смещение независимое. Напряжение смещения оконечного каскада измеряют непосредственно на лепестках ламповой панельки (сетка – катод) каждой лампы в отдельности. При отсутствии напряжения смещения ток оконечных ламп сильно возрастет, что приведет к гибели не только ламп, но и выходного трансформатора. Если измеренное напряжение не соответствует карте электрических режимов, то нужно восстановить нормальный режим и только после этого приступить к измерению других напряжений.
Измерения начинают с высоковольтного выпрямителя лампового усилителя, затем переходят к оконечному каскаду, предоконечному и т. д. и заканчивают измерением напряжений фотоэлектронного умножителя. Такая последовательность проверки вызвана тем, что режим работы каскадов предварительного усиления звука зависит от исправности кенотронного выпрямителя и оконечного каскада. Если ток оконечных ламп мал, то выпрямленное напряжение повысится и измеряемое напряжение предварительных каскадов будет завышено, а при большом токе, наоборот, – занижено.
Напряжения постоянного тока обычно измеряют относительно общего (минусового) провода, а в ряде случаев – непосредственно на потребителях. Например, анодные напряжения, напряжения экранных сеток и смещения измеряют на лепестках ламповых панелек. При таком способе измерений можно быть уверенным, что напряжение поступает на соответствующие электроды лампы, и в проверяемой цепи нет обрыва или короткого замыкания. В данном случае измеренное напряжение смещения может сильно отличаться от данных карты режимов, но тогда можно повторить измерения, прикладывая щупы к точкам, указанным в карте режимов.
Так как питание фотоэлектронного умножителя осуществляется через ламповый усилитель звука, то при некоторых неисправностях усилителя напряжения на электродах ФЭУ может не быть. Поэтому напряжения питания ФЭУ следует измерять непосредственно на контактах подключения фото кабеля.
5. Проверка электрического режима работы лампового усилителя СССР на звуковой частоте. Для измерений напряжений звуковой частоты необходимы специальные контрольно-измерительные приборы. Напряжения звуковой частоты измеряют ламповым вольтметром и только на выходе усилителя напряжение можно измерять детекторным вольтметром типа ТТ или ИВ.
На средних (400 Гц) и граничных (fн и fв) частотах измеряют входное и усиленное напряжения после каждого каскада, т. е. на сетке следующей лампы, а также напряжения отрицательной обратной связи. Результаты измерений сверяют с заводскими данными.
Коэффициент усиления каскада вычисляют по формуле:
где Ug – напряжение, измеренное между сеткой лампы и общим проводом, индекс 1 относится к предыдущему каскаду, индекс 2 – к последующему.
Выходную мощность вычисляют по формуле:
где Uвых – напряжение на выходе лампового усилителя звука, измеренное при допустимых нелинейных искажениях;
Rн – безындукционный резистор, сопротивление которого равно сопротивлению звуковых катушек громкоговорителя постоянному току.
Устранение некоторых неисправностей усилителей звука
Устранение обнаруженных в усилителе звука неисправностей – менее сложная операция, чем их поиск. Однако и в этом случае требуются знания и навыки.
Большое значение в ремонтных работах имеет качество пайки. Достаточно одной некачественной пайки, чтобы произошел отказ звукового усилителя в процессе эксплуатации.
Для соединения элементов звукового усилителя способом горячей пайки необходимо: зачистить и облудить конец монтажного провода и лепесток этого элемента; конец монтажного провода вставить в отверстие лепестка (рис. 4, в, б); загнуть, смочить флюсом и к месту пайки приложить рабочей частью паяльник с припоем. Место пайки прогревают, пока расплавленный припой не покроет облуженные концы, после чего паяльник убирают, а провод держат неподвижно до застывания припоя. Пайка будет прочной, если медную жилу не надрезали, когда снимали с провода изоляцию, и, если перед облуживанием с зачищенного конца провода и лепестка сняли окись металла. Во избежание замыкания провода с расположенными рядом лепестками зачищенный конец не должен превышать 2–3 мм.
Рис. 4. Способы монтажа электроэлементов лампового усилителя звука: а – изолирование выводов элементов; б – крепление при объемном и печатном монтаже; в – пайка транзисторов с теплоотводом.
Пайка полупроводниковых приборов усилителя звука – диодов и транзисторов – требует особого внимания, так как в случае их перегрева параметры сильно изменяются и полупроводниковые приборы становятся негодными к использованию. Поэтому при пайке необходимо ограничить распространение тепла от паяльника к полупроводниковому прибору. С этой целью выводы диодов и транзисторов на время пайки зажимают пинцетом с теплоотводами (медные трубки) или плоскогубцами (рис. 4, в), которые держат до полного остывания припоя. Пайку делают быстро (до 3 сек), пользуясь мягким припоем ПОС-61, паяльником мощностью не более 35 Вт и керном, заточенным четырехгранной пирамидой.
Выводы полупроводниковых приборов звукового усилителя нельзя изгибать ближе 10 мм от корпуса, иначе нарушится герметичность из-за повреждения стеклянного изолятора.
Печатные проводники паяют мягкими припоями ПОС-61 или ПОС-40 паяльниками мощностью 35–50 Вт. Чтобы припой не расплывался и не замыкал изоляционный промежуток, его количество должно быть минимальным, а керн, как и для пайки полупроводниковых приборов, заточен на четырехгранную пирамиду. Флюс после пайки обязательно удаляют, пользуясь тампоном, смоченным в растворителе.
Правила пайки усилителя звука:
1) паяльник должен иметь нормальную температуру нагрева. При перегреве выгорает флюс, и припой не держится на конце керна. При недогреве припой расплавляется плохо, и пайка получается непрочной и неаккуратной;
2) паяльник должен быть чистым, поэтому его систематически очищают от нагара флюса и припоя;
3) припой не должен затекать в пазы элементов и изделий, поэтому надо избегать паяния в вертикальном положении провода;
4) нельзя шевелить провод при остывании припоя, так как при этом нарушается механическая прочность пайки;
5) запрещается паять необлуженные провод и лепестки.
Пайку соединений ламповых усилителей звука делают осторожно, чтобы не опалить паяльником изоляцию близко расположенных проводов. В труднодоступных местах рекомендуется отпаять и отвести в сторону проводники, затрудняющие доступ к месту пайки, а затем восстановить схему.
Не следует при ремонте пренебрегать «мелочами», которые как будто бы не влияют на работу звукового лампового усилителя, а практически не только снижают эксплуатационно-качественные показатели, но зачастую приводят к аварии. Непроволочные резисторы и конденсаторы располагают на панелях аккуратно и так, чтобы между ними не было замыкания. В случае плотного расположения элементов устройства на них надевают изоляционные трубки. Изоляционные трубки надевают и на выводы резисторов и конденсаторов, которые имеют большую длину, так как укорачивать выводы не рекомендуется. Изоляционные трубки надевают на выводы моточных изделий и на лепестки ламповых панелек. Перед пайкой трубку надевают на монтажный провод так, чтобы не опалить ее, а затем надвигают на вывод или лепесток.
Если для ремонта лампового усилителя звука нет резисторов и конденсаторов с нужными параметрами, то их можно заменить другими, но такими, чтобы, соединенные между собой последовательно или параллельно, они давали требуемые параметры. Например, требуется резисторе сопротивлением 50 кОм ±10%, 0,5 Вт. Его можно заменить двумя резисторами по 100 кОм ±10%, 0,25 Вт, включенными параллельно, или двумя по 25 кОм ±10%, 0,25 Вт, включенными последовательно. Конденсаторы рекомендуется включать последовательно, так как это повышает электрическую прочность и уменьшает ток утечки.
Если при снятии неисправного резистора или конденсатора в ламповом усилителе звука может быть поврежден другой элемент или монтаж, например, печатный, то рекомендуется откусить выводы неисправного элемента так, чтобы к ним можно было припаять исправный.
В случае отслаивания в усилителе звука печатного проводника от изоляционной пластины его приклеивают, пользуясь клеем БФ-2 или 88. Обрыв печатного проводника устраняют пайкой, но при этом необходимо принять меры предосторожности, чтобы не залить припоем изоляционный промежуток. Место пайки предварительно очищают от защитного лака также осторожно, чтобы не повредить рядом расположенные печатные проводники.
Если есть возможность, то печатный проводник с обрывом заменяют объемным проводником.
Пробой изоляционного промежутка печатной платы устраняют, высверливая или вырезая надфилем поврежденный участок.
Требования к ремонту ламповых усилителей звука
Цель ремонта – восстановление лампового звукового усилителя в соответствии с заводскими данными, обеспечивающими высокие качественные показатели его работы, электрическую и механическую прочность. Для достижения этого в процессе ремонта необходимо выполнять следующие положения.
1. Не изменять принципиальную или монтажную схемы лампового усилителя. Если эти схемы не соответствуют заводским, то прежде чем приступить к ремонту, необходимо восстановить их. Не исключена вероятность, что после восстановления схем усилитель окажется исправным.
2. Эксплуатационно-качественные показатели работы лампового усилителя звука после ремонта должны соответствовать заводским данным. Не следует изменять эти данные, так как они взаимосвязаны. Например, увеличение выходной мощности выше номинальной величины сопровождается возрастанием нелинейных искажений и вызывает перегрузку громкоговорителя и как следствие – аварию.
3. Элементы, узлы и изделия усилителя звука неисправные или не соответствующие спецификации, а также с истекшим сроком службы нужно обязательно заменять на заведомо годные. Технические данные новых элементов, узлов и изделий могут иметь отклонения от номинала только в пределах, допустимых заводской спецификацией.
4. Не следует заменять неисправные элементы, узлы и изделия нового типа на исправные, но старого типа, уже снятые с производства.
5. Все элементы, узлы и изделия звукового лампового усилителя должны иметь прочное крепление винтами, скобами, хомутиками, чтобы при вибрации или при транспортировке не происходило их смещения. Под скобы и хомутики, а также между элементами при групповом их креплении рекомендуется прокладывать картон. Мелкие элементы, такие как непроволочные резисторы, слюдяные конденсаторы до 10000 пФ и бумажные типа КБГ-И до 0,02 мкФ, можно крепить горячей пайкой, используя расшивочные платы и ламповые панельки.
6. Электрические соединения элементов, узлов и изделий лампового усилителя производятся при помощи горячей пайки припоем оловянно-свинцовым ПОС-40 с применением флюса бескислотного (канифоль, растворенная в бензине). Пайка должна быть прочной и аккуратной, поэтому соединяемые концы предварительно зачищают и облуживают. При объемном монтаже применяют только гибкий многожильный изолированный провод типа МГШД или МРГП. Провод должен быть без натяжки, чтобы не произошло обрыва при вибрации лампового усилителя звука. При монтаже не допускается сращивание соединительных проводов. Места паек обязательно закрашивают влагостойкой краской.
7. Все элементы, узлы и моточные изделия звукового усилителя должны иметь обозначения, соответствующие принципиальной схеме. Болты, винты, гайки, шурупы должны быть хорошо затянуты и иметь защиту от саморазвинчивания в виде пружинных шайб или контргаек места соединений должны быть закрашены.
8. Выключатели и переключатели лампового звукового усилителя должны обеспечивать прочный контакт во всех рабочих положениях. Перемещение движка регулятора громкости и тонконтроля не должно сопровождаться прослушиванием в громкоговорителе шорохов и тресков. Все разъемные соединения (переходные колодки, соединительные кабели, вилки, ламповые панельки и т. п.) должны обеспечивать точность соединения и надежность электрического контакта.
9. Все элементы и цепи усилителя звука должны находиться в электрическом и тепловом режимах, предусмотренных для данного типа ламповых усилителей. Повышение напряжения, питающего усилитель, на 10% в течение 10 мин не должно вызывать опасных перегревов элементов, изделий и аварии устройства.
10. Сопротивление изоляции между штырьками колодки фотокабеля и его оболочкой, а также между гнездами или зажимами входа лампового усилителя (при работе от ФЭУ) и его корпусом должно быть не менее 500 МОм.
11. Внешний вид лампового усилителя звука после ремонта должен быть опрятным. Окраска корпуса как внутри, так и снаружи, а также окраска элементов, узлов, изделий не должна иметь подтеков, морщин, царапин и других дефектов, портящих внешний вид устройства.
Расположение и включение контрольно-измерительных приборов при ремонте транзисторных и ламповых усилителей звука
От оборудования рабочего места мастера, занимающегося ремонтом ламповых усилителей звука, зависит не только качество ремонта, но и время, затрачиваемое на него. Рабочее место мастера представляет собой стол-верстак с ящиками для хранения инструмента и документации. Поблизости от рабочего места должен находиться шкаф или стеллаж для ремонтируемой и измерительной аппаратуры.
Комплект инструмента мастера по ремонту звуковых ламповых усилителей должен состоять из набора отверток, плоскогубцев, кусачек, круглогубцев, пинцетов, низковольтных паяльников, ножа и ножниц. Кроме того, мастер должен иметь монтажный провод, паяльный флюс, оловянный припой различных марок, изоляционные трубки, цветные нитки для заделки концов и краску для закрашивания паек и винтовых соединений. Производительность труда зависит от правильной организации рабочего места. Каждый инструмент нужно класть всегда на одно и то же строго определенное место и так, чтобы его можно было взять без потери времени. Киноремонтный пункт должен иметь тестер ВК7-1 (ТТ-3) и измерительный прибор типа КИП-3, который позволяет проверить электрические режимы работы лампового усилителя не только по постоянному току, но и на звуковой частоте, тем самым определить основные эксплуатационно-качественные показатели усилителя звука.
Киноремонтные мастерские должны иметь более полный набор контрольно-измерительных приборов, а именно: звуковой генератор ГЗ-2 (ЗГ-10), ламповый вольтметр ВК7-3 (А4-М2), ламповый милливольтметр ВЗ-2А, электронный осциллограф типа С1-4 (ЭНО-1), измеритель нелинейных искажений ИНИ-12, испытатель ламп типа Л1-1 (ИЛ-13), индукторный мегомметр типа М-1101, мост для измерения сопротивлений, емкостей и индуктивностей типа УМ-2, тестер ВК7-1 (ТТ-3) и прибор для проверки параметров транзисторов типа Л2-1 (ИПТ-1).
К рабочему месту подводится напряжение от сети 127–220 В переменного тока для питания измерительных приборов и через автотрансформатор и ползунковый реостат для питания ремонтируемого лампового усилителя звука. Кроме того, для питания усилительных блоков комплекта «Звук» на рабочем месте должен быть выпрямитель с делителем выпрямленного напряжения и переменное напряжение накала усилительных ламп. Для предварительной проверки лампового усилителя на слух к рабочему месту подводится радиотрансляционная линия и линия контрольного громкоговорителя. Ремонтируемый ламповый усилитель устанавливают в поворотный станок, что облегчает доступ к его элементам.
Рис. 5. Соединение контрольно-измерительных приборов (сплошной линией соединены зажимы заземлений, штриховой – зажимы входа и выхода): 1 – звуковой генератор; 2 – ламповый вольтметр; 3 – универсальный мост для измерений; 4 – измеритель нелинейных искажений; 5 – осциллограф; 6 – КАТ; 7 – реостат; 8 – делитель напряжения; 9 – эквивалент нагрузки; 10 – усилитель.
Расположение контрольно-измерительных приборов оказывает большое влияние на результаты измерений в звуковых ламповых усилителях. В ряде случаев измерения невозможны из-за взаимосвязи приборов, так как может возникнуть генерация на высокой частоте. Поэтому приборы на рабочем месте размещают так, чтобы ими было удобно пользоваться, и чтобы не было взаимосвязи.
С этой целью звуковой генератор, ламповый вольтметр, служащий для измерения входного напряжения, безъемкостный и безындуктивный делитель напряжения ставят со стороны входа лампового усилителя звука, а остальные приборы: эквивалент нагрузки, измеритель выхода, осциллограф, измеритель нелинейных искажений – со стороны его выхода. Чтобы уменьшить наводимые на вход усилителя помехи, электросиловые устройства такие, как стабилизатор напряжения, автотрансформатор и ползунковый реостат, служащие для регулирования питающего напряжения, располагают также со стороны выхода лампового усилителя (рис. 5).
Однако недостаточно правильно расположить приборы, необходимо и правильно их соединить между собой, иначе будет взаимосвязь и возникнут помехи. Например, если клемму «Земля» звукового генератора соединить с клеммой «Вход» лампового усилителя, а клемму «Выход» генератора – с клеммой «Земля» усилителя, то результат измерений на звуковой частоте будет совершенно неправильным по причине помех из-за взаимосвязи.
В особенности это необходимо соблюдать при проверке транзисторного усилителя типа 6У-34 (КЗВП-10). В данном случае при соединении между собой клемм «Земля» приборов входа и выхода, как правило, возникает высокочастотная генерация усилителя.
Неправильное соединение измерительных приборов может привести к короткому замыканию выхода звукового усилителя. Это вообще недопустимо, несмотря на то, что в некоторых звуковых ламповых усилителях (например, типа «Звук») предусмотрена защита ламп на случай короткого замыкания выхода. Короткое замыкание выхода совершенно недопустимо для транзисторного звукового усилителя 6У-34 (КЗВП-10), так как его оконечный каскад работает в режиме класса В без защиты, и это приведет к гибели транзисторов из-за перегрузки.
Рис. 6. Некоторые виды помех на экране осциллографа: а – фон переменного тока; б – генерация на низкой частоте; в – генерация на высокой частоте; г – фон переменного тока и сигнал одновременно.
Чтобы избежать ошибки при соединении приборов, поступают так: сначала соединяют между собой все клеммы и гнезда, подлежащие заземлению, на рис. 5 это соединение показано жирной линией, а затем соединяют остальные клеммы и гнезда.
При ремонте ламповых усилителей звука в сеть питающего тока контрольно-измерительные приборы рекомендуется включать поочередно в такой последовательности.
1. Включают осциллограф, фокусируют луч, устанавливают необходимую яркость, а ручку «Усиление по вертикали» – на максимум. На экране трубки должна быть прямая горизонтальная линия. Раздвоение или искривление этой линии (рис. 6, а) указывает на помехи (фон переменного тока). Помехи могут быть из-за неисправности осциллографа или влияния внешних электромагнитных полей на соединительные провода. Причину помех определяют, замыкая накоротко вход осциллографа. Если линия на экране станет прямой, то помехи возникли извне. В этом случае проверяют правильность соединения осциллографа с другими приборами и при необходимости экранируют провод входа вертикального усиления.
2. Включают ламповый вольтметр, наблюдая за экраном осциллографа. Изменение изображения на экране указывает на помехи, создаваемые ламповым вольтметром. Необходимо проверить соединение его с осциллографом и другими приборами. Если соединения сделаны правильного помех не будет, и ламповый вольтметр включают на требуемый предел измерений и устанавливают электрический нуль.
3. Включают измеритель нелинейных искажений и наблюдают изображение на экране осциллографа. При изменении линии на экране поступают так же, как и в предыдущем случае.
4. Включают исследуемый ламповый усилитель, наблюдая за экраном осциллографа. Регулятор громкости усилителя вводят полностью. При наличии помех на выходе усилителя звука определяют причину их возникновения, замыкая накоротко вход усилителя. Исчезновение помех служит признаком неправильного соединения входных проводов или наводимых помех. В последнем случае нужно экранировать провода входа лампового усилителя. Если при замыкании входа усилителя помехи, видимые на экране, остались, то, следовательно, неисправен усилитель.
5. При отсутствии помех и исправности лампового усилителя включают ламповый вольтметр входа и проверяют его влияние на изображение осциллографа.
6. Включают звуковой генератор и подают с него напряжение на вход усилителя звука. Проверяют работу всех контрольно-измерительных приборов, в том числе и самого генератора.
По изображению, видимому на экране осциллографа, можно определить помехи в виде генерации на низкой или высокой частоте при отсутствии сигнала и фон переменного тока при одновременном действии сигнала (рис. 6).
Особенности электрических измерений в транзисторных и ламповых усилителях звука
Большую часть времени, затрачиваемого на ремонт лампового усилителя звука, занимают измерения электрического режима, поэтому возникает необходимость в их упрощении в пределах допустимого. Из практики следует, что при проверке звукового лампового усилителя не нужно знать абсолютные величины сопротивлений резисторов и напряжений в каскадах. Достаточно знать, что при определенных показаниях измерительного прибора эта цепь исправна. Таблицы с такими данными называются «рабочими картами электрических режимов».
Рабочие карты составляют не только в виде таблиц, но и в виде схем или эскизов расположения элементов лампового звукового усилителя, в которых указывается, к каким точкам подключать щупы измерительного прибора и какими должны быть его показания у исправного усилителя звука. Карты электрических режимов действительны только для того типа приборов, которыми производились измерения, записанные в них. Если измерения производились прибором другого типа, то полученные результаты будут отличаться от приведенных в рабочей карте.
Если нет заводских рабочих карт электрических режимов, их можно составить по результатам измерений в новом или в заведомо исправном ламповом усилителе.
К электрическим измерениям в усилителях звука относятся: измерение некоторых параметров его элементов, измерение режима по постоянному току и на звуковой частоте.
Резисторы в ламповых усилителях звука проверяют без распайки схемы, измеряя их сопротивление, прикладывая щупы к обоим выводам. Проверку резисторов можно ускорить, если измерять не абсолютную величину сопротивления, а измерять сопротивление в данной точке относительно какой-то другой, например, относительно общего провода (рис. 7). Так как относительно общего провода можно измерять только сопротивления тех резисторов, которые непосредственно или через другие резисторы соединяются с ним, то сопротивления резисторов в анодных цепях измеряют относительно плюса источника питания, в данном случае, катода кенотрона. Метод относительных измерений позволяет проверить сопротивления резисторов в замкнутых цепях, например, цепи отрицательной обратной связи.
Рис. 7. Измерение сопротивлений резисторов относительно катода кенотрона и относительно общего провода в ламповых усилителях звука.
В случае отклонения намеренной величины сопротивления от данных рабочей карты делают повторные измерения в этой цепи, но уже каждого резистора в отдельности, а замкнутую цепь распаивают.
Емкость и электрическую прочность конденсаторов проверяют лишь в том случае, если они по внешнему виду или по данным других измерений вызывают подозрение. С этой целью один вывод конденсатора отпаивают от схемы и делают необходимые изменения.
В транзисторных усилителях звука резисторы и конденсаторы проверяют с отпайкой одного вывода. Если они одним выводом соединяются с транзистором, то чтобы не повредить транзистор, отпаивают другой вывод. Электрический режим работы по постоянному току проверяют, измеряя напряжения, от которых зависит анодный ток покоя, а именно: напряжение питания каскада, напряжение накала, напряжения на аноде, экранной сетке и смещения. Ток экранной сетки и анодный ток измеряют, если для этого не потребуется распаивать схему.
Напряжения постоянного тока на электродах ламп можно измерять относительно катода и относительно общего провода. Первый способ более верный, но менее удобный, так как обе руки заняты щупами вольтметра и требуется больше времени для проведения нужных измерений. Второй способ менее точен (в измеренное напряжение на аноде и экранной сетке входит напряжение смещения), но более удобен. При втором способе измерений один щуп соединяют напостоянно с общим проводом, а второй прикладывают к точкам схемы, в которых требуется измерить напряжение. Этот способ позволяет значительно ускорить измерение режима работы усилителя звука.
Напряжение смещения измеряют непосредственно на его источнике (выпрямитель независимого смещения, резистор автоматического смещения), так как при измерении между сеткой и катодом цепь сетки окажется замкнутой вольтметром и ток, потребляемый прибором Iпр, создаст падение напряжения на резисторе утечки сетки лампы Rg. Чем больше Rg и Iпр, тем больше измеренное напряжение отличается от действительного. Однако в ряде случаев напряжение смещения измеряют между сеткой и катодом, чтобы убедиться, что в цепи сетки нет обрыва и нет тока утечки через переходной конденсатор. В особенности это относится к оконечному каскаду.
Проверяя электрический режим работы звукового усилителя по постоянному току, следует иметь в виду, что при измерении в высокоомных цепях ток прибора создает в них дополнительные потери напряжения. Следовательно, измеренное напряжение Uизм всегда будет меньше, чем действительное Uдейст. Так как вольтметр с внутренним сопротивлением Rпр включается параллельно резистору измеряемого участка R, то действительное напряжение можно вычислить, составив пропорциональное отношение:
откуда:
Пример. Определить действительное напряжение на аноде ФЭУ, 90У-2, если измеренное тестером ТТ-2 с Rпр = 5 МОм, Uизм = 60 В. Известно, что в цепи включены резисторы R2= 2,2 МОм; R3 = 10 МОм; R27 = 2,2 МОм.
Решение: так как R = R2 + R3 + R27 = 14,4 МОм, то:
Если это напряжение измерить вольтметром с Rпр = 25 МОм, то оно оказалось бы равным 150 В.
Из приведенного примера следует, что чем больше Rпр, тем меньше будет разница между измеренным и действительным напряжением. Поэтому для измерений в высокоомных цепях нужно пользоваться вольтметрами с возможно большим внутренним сопротивлением.
Вольтметры характеризуются числом Ом, приходящимся на один вольт шкалы:
Тестер ТТ-1 (ТТ-2) потребляет ток при отклонении стрелки на всю шкалу 200 мкА = 200 ∙ 10-6 А, следовательно, он имеет Rпр = 1 : 200 ∙ 10-6 = 5000 Ом/В и на пределе измерения 250 В его сопротивление будет Rпр = 250 В ∙ 5000 Ом/В = 1,25 МОм, а на пределе 1000 В – 5 МОм. Поэтому измерения в высокоомных цепях нужно делать на наивысшем пределе вольтметра. В данном случае на пределе 1000 В.
К измерительному прибору, предназначенному для проверки электрического режима работы транзисторного усилителя звука, предъявляются такие же требования, как при измерении в ламповых усилителях, и даже более высокие.
Вследствие низких напряжений в цепях транзисторного усилителя приходится пользоваться наименьшими пределами шкалы прибора, поэтому его сопротивление Rпр будет невелико и погрешность измерения возрастет. Так, чтобы проверить напряжение постоянного тока на коллекторе ПП-1 модуля Ю-47.886 (6У-34) прибором ТТ-1, его нужно включить на предел 10 В (Uк = 1,1 В) и сопротивление прибора будет 50 кОм. В цепи коллектора этого транзистора включены резисторы R1 + R4 + R12 = 22 кОм + 2,2 кОм + 0,56 кОм = 25 кОм, и ток прибора создает на них дополнительное падение напряжения, что уменьшает напряжение на коллекторе. Если прибор в момент измерения потребляет 20 МкА, то напряжение на коллекторе уменьшится примерно на 0,5 В, так как Iпр (R1 + R4 + R12) = 20 ∙ 10-6 ∙ 25 ∙ 103 Ом = 0,5 В. Это изменение Uк выше допустимого (допуск ±20%) и может быть принято ошибочное решение о неисправности данной цепи.
Следовательно, измерения электрического режима транзисторного усилителя звука нужно делать более высокоомным прибором (например, ламповым вольтметром) или составить рабочую карту электрических режимов для имеющегося прибора.
Отыскивая неисправность, приходится делать дополнительные измерения, так как данных режимов, приводимых в заводских описаниях, оказывается недостаточно. В таких случаях полезно иметь более подробные карты электрических режимов, которые составляет сам мастер. В карте учитываются особенности схемы каскада. Например, напряжение, измеренное на катоде пентодной части Л2 оконечного звукового лампового усилителя типа «Звук», превышает требуемую величину напряжения смещения. Это вызвано необходимостью компенсировать плюс постоянного напряжения, поступающего на сетку пентодной части Л2 с резистора R26. Дело в том, что параллельно аноду триодной части Л2 включен делитель R25 – R26, с нижнего плеча которого (R26 резистора утечки сетки лампы) снимается примерно 1/3 постоянного анодного напряжения.
Измерения напряжений звуковой частоты являются самыми сложными измерениями, так как не только неправильное соединение контрольно-измерительных приборов, но и поднесение руки со щупом может привести к увеличению помех и к генерации на высокой частоте. Поэтому щуп рекомендуется подключать с помощью «крокодила» и на выход усилителя звука включать осциллограф, посредством которого можно убедиться в отсутствии генерации.
При отсутствии измерителя нелинейных искажений выходную мощность определяют с помощью осциллографа. Для этого, наблюдая за экраном осциллографа, увеличивают входное напряжение усилителя звука до появления искажений формы сигнала, которые могут быть симметричными и несимметричными (рис. 8). Затем входное напряжение несколько уменьшают, чтобы искажений не было заметно. В этом случае коэффициент гармоник не превышает 5%.
Рис. 8. Искажения формы выходного напряжения, наблюдаемые на экране осциллографа: а – симметричные; б – несимметричные.
Нелинейные искажения можно определить более точно по форме эллипса, получаемого на экране трубки, если сигнал с выхода звукового усилителя непосредственно подать на вход У и через фазовращающую цепочку RC – на вход X осциллографа (рис. 9). Для средних частот цепочку можно взять с такими данными: R = 5 кОм, а C = 0,05 мкФ. При таком способе искажение формы эллипса будет заметно при γ ≈ 3%.
Рис. 9. Проверка нелинейных искажений по эллипсу с фазовращающей цепочкой RC.
В звуковых усилителях типа «Звук» коэффициент гармоник не превышает 1%, поэтому в случае использования осциллографа выходное напряжение должно быть несколько больше номинального (для УО-11 Uном = 60 В.)
Глубина отрицательной обратной связи (1 + βK) определяется, как отношение двух напряжений, измеренных на сетке лампы относительно общего провода и относительно катода Ug.
Это выражение получается из известной формулы:
но:
подставляя, получим:
При проверке фазоинверсной схемы усиленное напряжение измеряют на сетках оконечных ламп в каждом плече относительно общего провода. Измеренные напряжения должны быть между собой равными: Ug‘2 = Ug«2.
Рис. 10. Карта электрических режимов звукового усилителя 90У-2, дополненная измеренными величинами сопротивлений. Величины сопротивлений, измеренные в данной точке относительно катода кенотрона – в скобках, а относительно общего провода – подчеркнуты.
Условия измерений:
1. Электрический режим измерять в паузе прибором ТТ-1.
2. Напряжения, обозначенные знаком *, измерять на шкале 10 В.
3. Напряжения, обозначенные знаком **, измерять на шкале 50В.
4. Напряжения могут отличаться от указанных на карте до ± 10%.
В двухтактном каскаде усиленные напряжения измеряют на анодах оконечных ламп относительно общего провода, и они также должны быть равными: U‘a~ = U«a~.
В качестве примера на рис. 10 приведена карта электрических режимов усилителя 90У-2 (КУУП-56), а в табл. 1 – данные режимов звуковых усилителей УП-25 и УП-27 (типа «Звук»).
Примечание. Напряжение постоянного тока измерять высокочувствительным прибором – не менее 5000 Ом/В, напряжение накала – детекторным прибором. Напряжение звуковой частоты измерять ламповым милливольтметром.
https://xxl-shina.ru 18 00 25: шины 25.