教学内容
子项目1:整机结构
彩色电视机是视频显示设备,其最后的结果是将图像显示在屏幕上,同时从扬声器中再现出伴音。就维修角度而言,彩色电视机的故障体现在光、图、色、声四个方面,而每个方面的故障都与内部电路的工作情况存在一定的对应关系,只要掌握了这种对应关系,再施以适当的检测手段,就能找到故障点。因此,学会检修彩色电视机,不是什么难事。
一、初识彩色电视机
打开彩色电视机的后壳,便可以清晰地看到彩色电视机的内部部件,彩色电视机的内部共有三大部件,即显像管、扬声器(或称喇叭)、电路板(包含主板的灯座板),如图1-1所示。
图1-1 彩色电视机内的三大部件
显像管是彩色电视机的心脏,是用来显示图像的部件,荧光屏是它的一个重要组成部分,图像就显示在荧光屏上。
扬声器是用来再现伴音的部件,它一般装在电视机前壳的左右两侧,或装在前壳的左下角和右下角。电视机中的声音称为伴音,因为它总是与画面相伴而行,而不独立存在。
电路板是用来处理各种信号的部件,彩色电视机的所有电路均安装在电路板上。它是电视机的核心,显像管和扬声器均靠电路板上的相应电路来驱动。任何电视机至少包含两块电路板,一块是主板(又称底板),另一块是灯座板(又称视放板)。灯座板用来安装显像管驱动电路(即视放电路)和显像管的附属电路,其他电路全部安装在主板上。
二、显像管与光栅
显像管是一种阴极射线管(或称电子射线管),英文代号为CRT,它是电视机的心脏。显像管分单色显像管和彩色显像管两类,以前的黑白电视机用的是单色显像管,而彩色电视机用的是彩色显像管。以显像管为显示部件的电视机称为CRT电视机。
1.单色显像管
图1-2为单色显像管的外形及结构示意图,单色显像管由荧光屏、电子枪及玻璃外壳组成。
图1-2 单色显像管的外形及结构
(1)电子枪
电子枪由灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极及高压阳极组成。其任务是发射电子束轰击荧光屏。
灯丝的作用是加热阴极,使阴极发射电子。灯丝两端一般加12V直流电压,电流流过灯丝后,灯丝会被点亮,并产生热量,加热阴极,使阴极发射电子。
阴极的作用是发射电子。阴极被加热后,就会向外发射电子。阴极发射电子的多少与阴-栅电压(即阴极与栅极之间的电压)有关,当阴-栅电压越高时,阴极表面的电子就越难挣脱阴极的束缚而发射出去,此时发射的电子就少;若阴-栅电压越低,阴极表面的电子就越容易发射出去,此时发射的电子就多。
栅极位于阴极的前方,离阴极很近(约0.1~0.2mm),中央开有小孔,为电子运行提供通路。栅极一般接地,这样,只要控制阴极电压的高低,就可控制电子的发射量。
加速极位于栅极的前方,中央开有小孔,以便电子能够通过。加速极上一般加有一百多伏的正电压,它对阴极发射出来的电子起加速作用,使电子高速向荧光屏方向运行。加速极电压越高,电子运行速度就越快。
聚焦极一般做成直径较大的圆筒,其上加有0~400V直流电压。聚焦极的作用是将较粗的电子束聚成很细的电子束。电子束越细,重现的图像就越清晰。
高压阳极加有10kV左右直流电压(俗称高压),其作用是进一步加速电子束,使电子束能高速轰击荧光屏上的荧光粉,使荧光粉发光。高压不从管脚引入,而通过玻璃锥体上所开的小嘴(俗称高压嘴)引入。高压阳极分成两部分,一部分位于管颈部位,另一部分与铝膜相连。铝膜很薄,高速运行的电子很容易穿过。
(2)玻璃外壳
玻璃外壳包括管颈、锥体和玻屏三部分。管颈内部安装电子枪,玻璃锥体将玻屏和管颈连接起来。玻璃锥体内、外壁涂有石墨导电层,内导电层与高压阳极相连,外导电层与电视机的“地线”相连。这样,内、外导电层之间形成一个约500~1000pF的电容,该电容作为阳极高压的滤波电容。
(3)荧光屏
玻屏内壁上涂有一层约10μm(微米)厚的荧光粉,故通常称为荧光屏或屏幕。荧光屏近似长方形,宽高比为4∶3。电视机的尺寸通常以荧光屏的对角线长度来计量,例如,35cm(14英寸)电视机,就是指该机的荧光屏对角线长度为35cm。
当电子束以很高的速度轰击荧光屏时,荧光粉就会发光。发光的强度与电子的轰击速度及数量有关,若电子束轰击荧光粉的速度越高或单位时间内轰击单位面积上的电子数量越多,荧光屏的发光强度也就越大。因此,提高加速极电压或阳极高压,都能提高屏幕的亮度。当然,控制阴极电压的高低,也能控制屏幕的亮度。事实上,都将图像信号加在阴极,使阴极电压随图像信号电压的变化而变化,这样就在屏幕上显示出了有亮度层次的图像来。
2.光栅的形成
荧光屏上的光称为光栅。当显像管阴极所发射出的电子束未受任何外力作用时,它只会轰击屏幕中心位置的荧光粉,从而在屏幕中心位置产生一个亮点,如图1-3(a)所示。如果让电子束不断从左至右进行偏转,亮点就会在荧光屏上进行左右移动。只要移动的速度足够快,人眼就不再有亮点移动的感觉,看到的便是一条水平亮线,如图1-3(b)所示。电子束这种从左到右轰击荧光屏的过程称为行扫描,或称水平扫描。同理,如果让电子束不断从上至下进行偏转,亮点就会在荧光屏上进行上下移动,只要移动的速度足够快,人眼看到的便是一条垂直亮线,如图1-3(c)所示。电子束这种从上至下轰击荧光屏的过程称为场扫描或称垂直扫描。单一的行扫描或场扫描只能在屏幕上留下一条水平或垂直亮线,还不能形成光栅。实际上,电子束的两种扫描是同时进行的,且行扫描的速度远大于场扫描的速度,这样就在屏幕上形成一行接一行略向右下方倾斜的水平亮线,这些亮线合成为光栅,如图1-3(d)所示。只要水平亮线足够密,人眼就不再有“线”的感觉,而是觉得整个屏幕都发亮了。
图1-3 光栅的形成
3.彩色显像管
彩色显像管是在单色显像管的基础上发展起来的,从其发展历程来讲,先后出现过三枪三束管、单枪三束管和自会聚管三种类型。目前,彩色电视机所用的显像管均为自会聚管,这种显像管由玻璃外壳、荧光屏、电子枪、阴罩板等部件组成,如图1-4所示,显像管的管颈上套有一个配套的偏转线圈。
图1-4 自会聚管结构示意图
电子枪由灯丝、三个一字形排列的阴极、栅极、加速极、聚焦极及高压阳极组成。
灯丝采用6.3V的脉冲电压进行供电,供电电压由行输出变压器的一个绕组提供。灯丝的作用是加热三个阴极,使三个阴极能发射出三条电子束。
三个阴极分别用kR(红阴极)、kG(绿阴极)和kB(蓝阴极)来表示,阴极电压的高低决定电子发射量。R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色视频信号分别加在三个阴极上,在三基色视频信号电压的控制下,三个阴极分别发出相应强度的电子束,并轰击荧光屏上的对应荧光粉,最终显示彩色图像。
栅极通常接地,为0电位。
加速极又称帘栅极,一般加有300~800V的直流电压,以便对电子束进行加速,使电子束能高速向荧光屏方向运行。
聚焦极一般加有3~7kV的直流电压,它能将电子束聚集,以提高图像清晰度。
高压阳极上加有18~25kV的高压,它对电子束起进一步的加速作用,使电子束以足够的速度轰击荧光屏。
荫罩板是一块用来选色的部件,位于显像管内离荧光屏约1cm处。阴罩板的作用是确保kR、kG和kB所发射出来的电子束只能击中各自对应的荧光粉条,进而确保画面颜色准确。
荧光屏的内壁上涂有垂直、交替的R、G、B三基色荧光粉,由于荫罩板的作用,每一基色荧光粉只能被其对应的电子束击中而发光。在荧光屏上未涂有荧光粉的空隙处,涂上黑色吸光材料(如石墨),吸收管内、外杂散光,以提高图像对比度。在荧光粉上蒸上一层铝膜,它能将荧光粉所发出的光向外反射,以增强荧光屏的亮度。铝膜很薄,能让体积小、运行速度高的电子穿过,而那些体积大、运行速度慢的重离子不能穿过铝膜,这样就可有效避免荧光粉受重离子轰击而提前衰老。
套在管颈上的偏转线圈能控制电子束进行扫描运动,偏转线圈由两部分构成,即行偏转线圈和场偏转线圈,如图1-5所示,它们内部流过的电流都是锯齿波电流。当锯齿波电流流过行偏转线圈时,行偏转线圈就会产生垂直方向的磁场,从而使电子束在水平方向上一行一行地进行扫描。当锯齿波电流流过场偏转线圈时,场偏转线圈就会产生水平方向的磁场,从而使电子束在垂直方向上一场一场地进行扫描。由于电子的扫描运动,使得荧光屏上形成光栅;又由于三个阴极上分别加有R、G、B三基色视频信号,使得荧光屏上各部位的光栅亮度及颜色按视频信号规律变化,结果在荧光屏上出现彩色图像。
图1-5 显像管上的偏转线圈
三、彩色电视信号
彩色电视信号是由彩色摄像管产生的,彩色摄像管输出的是红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色信号。为了将它们传送出去,还必须对它们进行“加工”处理,先将它们编成一个彩色全电视信号,这个“加工”的过程叫编码。在彩色电视机中,为了在彩色显像管上重现彩色图像,必须将彩色全电视信号“分解”成R、G、B三基色信号,这个“分解”过程叫解码。解码是编码的逆过程。
1.彩色三要素
衡量彩色的物理量有三个,即亮度、色调和色饱和度。常将它们称为彩色三要素,色调和色饱和度统称为色度。
亮度:表示彩色在视觉上引起的明暗程度,它决定于光的强度。
色调:表示彩色的种类,是彩色的重要属性。通常所说的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色,实际上就是指七种不同的色调。色调是由光的波长(或频率)决定的。
色饱和度:表示彩色深浅的程度。同一色调的彩色光,可给人深浅程度不同的感觉,如深红、浅红就是饱和度不同的两种红色。深红色的饱和度高,而浅红色的饱和度较低。
2.三基色
自然界中的彩色虽然千差万别,形形色色,但绝大多数彩色都可以分解成红、绿、蓝三种独立的基色。而用红、绿、蓝三种独立基色按不同比例混合,可以模拟出自然界中绝大多数彩色。三种基色之间的比例,直接决定混合色的色调与饱和度,混合色的亮度等于各基色的亮度之和,这就是三基色原理的基本内容。这里所说的独立基色是指红(R)、绿(G)、蓝(B)三种基色中任一基色不能由其他两种基色来合成,它们彼此之间是独立的,不能互相代替。
利用三基色按不同比例混合来获得彩色的方法,称为混色法。彩色电视机都是利用三个基色相加来获得彩色图像的,这种方法称为相加混色法。相加混色法如图1-6所示。由图可知,红色和绿色混色可得黄色,红色和蓝色混合可得紫色,蓝色和绿色混合可得青色,红色、绿色、蓝色三者混合可得白色。
图1-6 相加混色法
3.彩色电视制式
制式是指完成彩色电视信号发送与接收的具体方式。不同的国家、不同的地区在进行彩色电视信号传送和接收时,可能采取不同的编码及解码方式,从而使彩色电视具有不同的制式。
当今全球应用最多的电视制式有三种,即NTSC制(美国、日本及加拿大等国使用)、PAL制(中国、英国等国使用)、及SECAM制(俄罗斯、法国等国使用)。这三种制式都是同时传送亮度信号和色度信号,且传送的色度信号是两个色差信号(即红色差信号R-Y和蓝色差信号B-Y),并将色差信号插入到亮度信号的高频端进行传送。为了将色差信号插入到亮度信号的高频端,三种制式都是以色差信号调制另一个彩色副载波的方式来实现,副载波频率在3.5~4.5MHz之间,且经过严格选择(我国选择的副载波频率为4.43361875MHz,简称4.43MHz)。
4.彩色电视信号的编码与解码
图1-7(a)为彩色电视信号编码示意图,编码过程在发射端完成。从摄像管输出的三基色信号R、G、B,经过矩阵电路形成一个亮度信号Y和两个色差信号R-Y和B-Y。R-Y和B-Y信号调制到4.43MHz的副载波上,形成已调红色差信号Fv和已调蓝色差信号Fu,两个信号的中心频率都为4.43MHz,但相位不同。然后Fu和Fv混合,形成色度信号F,F再与Y混合,形成彩色全电视信号(用FBYS表示)或称视频信号。FBYS信号就是需要传送出去的信号,只要将该信号送入发射机,调制到某一频道的载波上,就可以发射出去,或通过有线网络传输出去。
图1-7(b)为彩色电视信号解码示意图,解码过程在彩色电视机内部完成。彩色电视机接收到的高频电视信号,先经高、中频电路进行处理,获得彩色全电视信号FBYS,FBYS信号经亮色分离后形成亮度信号Y和色度信号F,F经分离和解调后形成R-Y和B-Y信号,Y、R-Y、B-Y进行矩阵后恢复出R、G、B三基色信号,三基色信号经放大后便可驱动彩色显像管,从而再现彩色图像。
图1-7 彩色电视信号编码和解码示意图
四、彩色电视机的电路结构
1.整机电路结构框图
图1-8是彩色电视机的电路框图,它由八大部分构成。
图1-8 彩色电视机的电路框图
第一部分为调谐器部分,这一部分主要负责接收高频电视信号,并将高频电视信号转化为中频电视信号。
第二部分为中频通道,它包含图像中频通道及伴音中频通道两部分,这两部分常位于同一集成块中。图像中频通道负责对图像中频信号进行处理,产生复合视频信号(即彩色全电视信号,常用FBYS或CVBS表示),同时还将图像中频信号和第一伴音中频信号进行混频处理,产生第二伴音中频信号。伴音中频通道负责对第二伴音中频信号进行放大和解调处理,产生音频信号。
第三部分是解码电路,它是彩色电视机的核心电路,由亮度通道、色度通道及解码矩阵等电路组成。解码电路的作用是将彩色全电视信号还原成R、G、B三基色信号。
第四部分是末级视放电路,它负责对R、G、B信号进行电压放大,并驱动显像管工作。末级视放电路装在一块独立的电路板上,常称该电路板为视放板(或灯座板)。
第五部分为伴音功放电路,它负责对音频信号进行功率放大,最终推动扬声器工作。
第六部分是扫描电路,其作用是向偏转线圈提供行、场扫描电流,还向显像管提供灯丝电压、高压、聚焦电压和加速电压。
第七部分是遥控系统。彩色电视机均采用遥控系统来完成整机控制,包含调谐控制、波段控制、模拟量控制、换台操作等。由于采用遥控系统,极大地方便了使用者。遥控系统是以中央微处理器(CPU)为核心构成的,是一个微机系统。
第八部分是开关电源及显像管消磁电路。开关电源产生各种直流电压输出,为电视机各部分提供供电电压。消磁电路的作用是在开机后的瞬间为显像管提供逐渐递减的交流消磁电流。
2.彩色电视机的机心
机心指的是电路类型,代表彩色电视机的电路骨架。目前,家庭拥有量最大的是单片机心和超级芯片机心,这两种机心的电路结构分别如图1-9和图1-10所示。
由图1-9可知,单片机心的最大特点是,将中频通道、解码电路、扫描电路的小信号处理部分集成在同一个集成块中,这个集成块被称为单片小信号处理器,它是一个大规模集成块,引脚一般在50 个以上。在单片机心中,整机只有两块大规模集成块,一块是单片小信号处理器,另一块是遥控系统的CPU,且单片小信号处理器受CPU的控制,控制方式为I2C总线式,即由时钟线SCL和数据线SDA来传输控制指令。
图1-9 单片机心的电路结构
由图1-10可知,超级芯片机心的最大特点是,将中频通道、解码电路、扫描电路的小信号处理部分、CPU集成在同一个集成块中,这个集成块被称为超级芯片,它的集成度规模更大,引脚一般为52~64 个。在超级芯片机心中,整机只有一块大规模集成块,因而电路变得更加简单。
图1-10 超级芯片机心
3.电路实物图
彩色电视机的电路是由元器件组成的,这些元器件按照一定的规律安装在印制板上,构成彩色电视机的电路板。弄清各部分电路在电路板上的位置及熟练掌握某些关键元器件的特征,对维修极有帮助。图1-11 是某彩电的电路板实物图,图中标明了一些关键元器件的名称,通过这些关键元器件,很容易找到各部分电路所在的位置。初学者若能熟练地认识此图,不但对维修会有直接的帮助,同时还能达到举一反三、触类旁通的目的。
图1-11 彩电的电路板实物图
下面着重谈谈如何在电路板上找到相应电路。要想在电路板上找到相应的电路,有两种方法:
一是根据电路图和印制板图来寻找。例如,要在电路板上找到行输出电路,可先在电路图中找到行输出电路,再根据行管(关键元器件)的序号在电路板上找到行管,行管周边的那部分电路就是行输出电路。这种方法虽准确,但比较机械。
二是根据各电路的特征及一些关键元器件的特征来寻找。这种方法具有简单、快捷的特点,特别适合快速检修和无电路图时的检修,但它要求检修者具有一定的认识电路和认识元器件的经验。下面重点介绍一下这种方法的应用。
(1)如何找到电源电路
电源电路一般安排在电路板的某个边沿部位,且具有如下几个特征:
① 电源电路与交流进线相连,只要找到交流进线,就能大致了解电源部位。
② 电源电路中有一个体积较大的开关变压器,只要找到该变压器,就能找到电源的大致部位。
③ 电源电路中有一个面积很大的散热片,散热片上有一个大功率三极管(开关管),只要找到该散热片,就能找到电源部位。
④ 电源电路中有一个体积较大、耐压在400V以上、容量在100μF以上的电解电容(俗称300V滤波电容),只要找到该电容,就能大致了解电源部位。
根据以上几个特征,寻找电源部位十分容易。
(2)如何找到行扫描电路
行扫描电路一般安装在电路板的一个角上,具有如下几个特征:
① 行扫描电路中有一个行输出变压器(俗称高压包),该元件是电路板上体积最大的元件,一般带有两个电位器(极少数带有一个或三个电位器),故只要找到行输出变压器,就可以大致了解行扫描电路。
② 行扫描电路中有一个体积较大的散热片,且靠近行输出变压器位置,散热片上装有一个大功率管(俗称行管),故只要找到行管及散热片就能大致找到行扫描电路。
③ 行扫描电路中有一个体积较小的变压器(即行激励变压器),找到了该变压器也就能找到行扫描电路的大致位置。
根据以上三个特征,很容易找到行扫描电路的具体部位。
(3)如何找到场扫描电路
场扫描电路一般安排在靠近行扫描电路的区域,且场输出电路常由大功率集成块担任,该集成块是一单列直插式集成块,且带有一块面积较大的散热片。因此,只要找到场输出集成块,就能找到场扫描电路的位置。
(4)如何找到伴音功放电路
伴音功放电路有两个比较明显的特征,一是伴音功放电路中有两根或四根引出线,它们连接扬声器。二是伴音功放电路一般由一块大功率单列直插式集成块担任,集成块上带有一块面积较大的散热片。根据这两个特征很容易找到伴音功放电路。
(5)如何找到遥控系统和小信号处理电路
单片机心中有两块大规模集成块,一块是遥控系统的CPU,另一块是小信号处理器。只要将这两块集成块区分开来,就能找到遥控系统和小信号处理电路所在的部位。CPU与键盘相连,比较靠近键盘位置,根据这一点就能找到CPU。找到了CPU,自然也就找到了遥控系统的大致位置。遥控系统的位置找到之后,剩下的一块大规模集成块所在的区域便是小信号处理电路的具体部位。
(6)如何找到灯座板电路
灯座板是用来安装末级视放电路及显像管附属电路的那块电路板,它套在显像管的管脚上,一般呈方形或近似方形。根据这一特点很容易找到它。
五、彩色电视机的故障类型
1.故障现象描述
彩色电视机的故障现象常反映在光、图、声、色几个方面,大多数故障现象都有一种习惯性的描述,现收录如下,初学者很有必要了解一下。
三无故障:如果彩色电视机开机后,扬声器无声音发出,屏幕上也无图像和光栅,就称机器出现了三无故障。这种故障最常见。
无光故障:如果彩色电视机开机后,伴音正常,但屏幕上无光栅出现,就称机器出现了无光故障。这种故障比较常见。
水平亮线故障:如果彩色电视机开机后,仅在屏幕中部出现一条水平亮线,其余部分均无光栅,就称机器出现了水平亮线故障。这种故障很常见。
场幅不足故障:如果彩色电视机开机后,屏幕上部和下部出现了无光栅区域(上下黑边),就称机器出现了场幅不足的故障。这种故障很常见。
行幅不足故障:如果彩色电视机开机后,屏幕左边和右边出现了无光栅区域(左右黑边),其余部分有光栅,就称机器出现了行幅不足的故障。这种故障比较少见。
场线性不良故障:如果彩色电视机开机后,屏幕上的扫描线疏密不均匀,就称机器出现了场线性不良的故障。这种故障很常见。当出现场线性不良时,图像几何形状会失真,例如,上部拉长,下部压缩;或下部拉长,上部压缩等。出现场线性不良时,大多数情况下伴有场幅不足或场幅过大的现象。
黑屏故障:如果彩色电视机开机后,伴音正常,但屏幕上未出现光栅,而显像管灯丝发亮,若将加速极电压调高一点,屏幕能出现带回扫线的光栅,就称机器出现了黑屏故障。这种故障比较常见。黑屏故障与无光故障的最大区别是调高加速极电压后能出现光栅。
无图无声故障:如果彩色电视机开机后,扬声器无声音发出,屏幕上也无图像,但光栅正常,就称机器出现了无图无声故障。这种故障比较常见。
无图像故障:如果彩色电视机开机后,屏幕上无图像,但光栅及伴音均正常,就称机器出现了无图像故障。这种故障比较常见。
无伴音故障:如果彩色电视机开机后,图像正常,但无伴音,就称机器出现了无伴音故障。这种故障比较常见。
无彩色故障:如果彩色电视机开机后,屏幕上有正常的黑白图像,伴音也正常,就称机器出现了无彩色故障。这种故障比较常见,且检修难度也较大。
彩色幻影(或称彩色暗影)故障:如果彩色电视机开机后,屏幕上的图像很暗,且不清晰,看上去就像一团一团的彩色影子一样,没有背景亮度,就称机器出现了彩色幻影(或彩色暗影)故障。这种故障比较少见,但也时有发生。这种故障还有一个特点,就是将色饱和度调到最小时,图像也会消失,此时屏幕变为黑屏。出现彩色暗影时,伴音一般是正常的。
彩色失真故障:如果彩色电视机开机后,图像彩色不正常,就称机器出现了彩色失真故障。这种故障比较常见。
色斑故障:如果彩色电视机开机后,屏幕上分布着一块一块的色斑,即使在无图像时,色斑也存在,就称机器出现了色斑故障。这种故障比较常见。
枕形失真故障:如果彩色电视机开机后,图像沿四角方向拉长,就称机器出现了枕形失真故障。这种故障是大屏幕彩色电视机专有的。
跑台(漂台)故障:如果彩色电视机收到节目后,图声均正常,但一会儿后,图声质量慢慢变差,最后完全消失,就称机器出现了跑台(或漂台)故障。这种故障在早期遥控彩色电视机中比较常见,在新型数码彩色电视机中比较少见。
不能二次开机故障:按下彩色电视机面板上的电源开关,称为一次开机;一次开机后,再按遥控器上“开/关”键,称为二次开机。大多数彩色电视机一次开机后,机器就能进入正常工作状态;少数彩色电视机一次开机后,机器仅处于等待状态(又称待机状态),需经二次开机后,机器才能进入正常工作状态。若按下彩色电视机面板上的电源开关后,机器处于待机状态,再按遥控器上“开/关”键后,机器仍无法开启,就称彩色电视机出现了不能二次开机的故障。另外,多数彩色电视机的“节目增/减”键(或“频道增/减”键)可用于二次开机。
无字符故障:如果彩色电视机能正常工作,只是操作遥控器或本机键盘时,屏幕无相应的字符出现,就称机器出现了无字符故障。
2.故障现象与故障部位之间的对应关系
故障现象与故障部位之间有着明显的对应关系,如表1-1所示。
表1-1 故障现象与故障部位之间的对应关系
六、学生任务
将学生分组,每组2 人,每组配备一台单片或超级芯片彩色电视机,按任务书1 的要求完成任务。
子项目2:集成电路的检测与拆装工艺
检修彩电时,集成电路的检测与拆装是一大难点,要想突破这一难点,首先必须掌握集成电路的检测与拆装工艺。
一、集成电路的检测
1.检测集成电路时应注意的事项
(1)测试时不要使引脚间造成短路
在进行电压测量或用示波器探头测试波形时,表笔或探头不要由于滑动而造成集成电路引脚间短路,任何瞬间的短路都容易损坏集成块。最好在与引脚直接连通的外围印制电路上进行测量。
(2)不要在机器通电情况下进行焊接
不允许使用电烙铁在带电的电路上焊接,因为在焊接的过程中,稍有不慎就会造成相邻的焊点短路,这种短路有可能引起相应电路中的电流剧增,最终损坏集成块,扩大故障范围。
(3)不要轻易判定集成块损坏
在检修过程中,不要轻易判定集成块已损坏。因为集成块内部电路绝大多数为直接耦合方式,一旦某一电路不正常,可能会导致多处电压变化,而这些变化不一定是集成电路自身损坏引起的,也有可能是外部元器件不良引起的。另外,在有些情况下测得的各脚电压与正常值相符或接近时,也不一定说明集成块是好的,因为有些软故障不会引起引脚直流电压的变化。
(4)测试仪表内阻要大
测量集成块引脚直流电压时,应选用表头内阻大于20k?/V的万用表,否则对某些引脚电压会有较大的测量误差。
2.如何判断集成块的好坏
在检修彩色电视机的过程中,准确判断集成块的好坏非常重要。如果判断不准确,即使花了大力气换上一块新集成块,也不能排除故障。判断集成块好坏的方法如下所述。
(1)电压测量法
主要是测量各引脚对地的直流电压值,然后与标称值进行比较,进而判断集成块的好坏。用电压测量法来判断集成块的好坏是检修中最常用的方法之一,但要区别非故障性的电压误差。测量集成块各引脚的直流电压时,如遇到个别引脚的电压与原理图或维修资料中所标的电压值不符,不要急于判定集成块已损坏,应先排除以下几个因素后再确定。
① 所提供的标称电压是否可靠,因为常有一些说明书、电路图等资料上所标的数值与实际电压值有较大差别,有时甚至是错误的。此时,应多找一些相关资料进行对照,以判断真伪。
② 要弄清标称电压究竟是静态电压还是动态电压,是在何种条件下测得的电压(如使用何种型号的万用表、接收何种信号等)。因为集成块的个别引脚随着输入信号的有无及信号类型而会明显变化。
③ 要注意由于外围电路可变元器件引起的引脚电压变化。当测出的电压与标称电压不符时,可能是因为个别引脚或与该引脚相关的外围电路连接有可变电阻。当可变电阻所处的位置不同,引脚电压会有明显的不同。所以当出现某一引脚电压不符时,要考虑该引脚或与该引脚相关的可变电阻的位置变化,可调节一下可变电阻,看引脚电压能否调到标称值附近。
④ 要防止由于测量造成的误差。一般电路图上所标的直流电压都是以内阻参数大于20k?/V的仪表测得的。若用内阻参数小于20k?/V的万用表进行测量,将会使被测结果低于原来所标的电压。另外,还应注意不同电压挡上所测的电压会有差别,尤其用大量程挡时,读数偏差影响会更显著。
排除以上几个因素后,所测的个别引脚电压还是与标称值不符时,需要进一步分析原因,但不外乎两种可能:一是集成块本身损坏造成;二是集成块外围电路有故障造成。分辨出这两种故障原因,也是维修的关键。如果知道集成块各脚对地电阻的话,此时应进一步检查集成块的电阻;若不知道集成块各引脚电阻,则先检查外围电路。
(2)外围电路普查法
在发现集成块引脚电压异常后,可采用外围电路普查法来检测集成块外围元器件的好坏,进而判定集成块是否损坏。外围电路普查法属于电阻检测法,完全是在断电的情况下进行的,所以比较安全。具体操作方法如下所述。
用万用表R×10 挡分别测量集成块外围的二极管和三极管的正反向电阻。此时由于使用小量程电阻挡,外电路对测量数据的影响较小,可很明显地看出二极管、三极管的正反向电阻值,进而可以判断二极管和三极管的正常与否。实践证明,这种测量法很容易判断二极管和三极管的PN结是否击穿或断路。检查完二极管和三极管后,再对电感是否开路进行普查,正常时电感两端的在路电阻很小(一般在1? 以下,最大的也只有几欧姆)。如测出电感两端的阻值较大,那么可以断定电感开路。查完电感后,再根据外围电路元器件参数的不同,采用不同的欧姆挡测量电容和电阻,看电容和电阻当中有无明显的短路和开路性故障。
采用外围电路普查法时,要有的放矢,不要遍地开花。这里所说的“有的放矢”包含两层意思:
一是对于功能正常的电路单元,其外围电路不必检查。例如,一块集成块内部包含图像中频处理和伴音中频处理两部分,所产生的故障现象是有图像而无声音。很显然,在检查该集成块时,没有必要检查图像中频单元的外围电路,而只检查伴音中频单元的外围电路,这样就缩小了检查范围。
二是对于那些电压正常的引脚,其外围电路不做重点检查,甚至可以不检查,而将重点放在电压不正常的那些引脚的外围电路上。这样,又缩小了检查范围。由此可知,“有的放矢”可提高检修效率。
总之,一定要等到确认外围电路无故障后,再更换集成块。
(3)在路电阻对比测量法
此方法是利用万用表测量集成块各引脚对地电阻值,再与正常值进行比较来判断集成块的好坏。这一方法需要积累同一机型、同一型号集成块的正常可靠数据,以便和待查数据相对比。要积累这些正常数据,只有靠平时多收集,可以从报刊、杂志中收集,也可以从维修实践中收集,特别是在维修实践中收集的资料更值得依赖。
(4)替换法
通过采用以上一些方法进行检查后,觉得集成块非常可疑,而又无法肯定其损坏时,就可采用替换法。但在代换前必须注意如下几点:
① 应选用同型号的集成块或选用可以直接代换的其他型号集成块。
② 在选择功率集成块的代换型号时,还应注意安装尺寸。例如场输出集成块LA7830与 μPC1378之间虽能直接代换,但与散热片之间的安装尺寸不同,若用LA7830代换μPC1378,需在散热片上重新钻孔。
③ 最好先装一个集成电路插座,这样拆装方便。
④ 代换上的集成电路首先应保证是好的,否则判断故障会更费周折。
二、集成电路的拆装
1.集成电路的拆卸
集成电路由于引脚多,排列紧凑,拆装不小心常会使引脚断裂。此外,若烙铁焊接的时间太长也会使集成电路损坏或性能变差。一般来说,拆卸集成块通常采用如下几种方法。
(1)空气负压吸锡法
利用吸锡器拆卸集成块。依靠电烙铁把焊锡熔化后,利用吸锡器产生的负压把熔化的焊锡从每个引脚上吸走,如图1-12所示。
图1-12 利用吸锡器拆卸集成块
(2)空心针头剥离法
找一支9~10 号医用空心针头(原则上是针头内径刚好能套住集成块的引脚,外径能插入引脚孔),将针头尖端斜口锉平。使用时采用尖头烙铁把集成块引脚焊锡熔化,然后把针头套住引脚,插入印制板孔内,随后边移开烙铁边旋转针头,使熔锡凝固,最后拔出针头,这样,该引脚就和印制板完全脱离了,如图1-13所示。
图1-13 空心针头剥离法
2.集成电路的安装
在更换集成电路时,首先应对新集成电路进行刮脚、上锡。然后按正确的方向将集成电路插入电路板。记住,要特别注意方向,千万不要搞错,否则,通电后集成电路很可能被损坏。集成电路一般封装成“块状”或“片状”,故又有集成块或集成片之称。集成块引脚排列规律如图1-14所示,其中图1-14(a)为双列直插式集成块。以半圆形缺口为准,若将引脚朝下,则按逆时针方向数即可得出各引脚序号。另外,也可先找到半圆形缺口边上的圆点,此点便是1脚的标记,然后逆时针数便可找到其他引脚。图1-14(b)为单列直插式集成块,将集成块标有型号的一面对着自己,便可看到左端靠近引脚处有一小圆点,这就是1脚的标记,然后依次向右数就可找到其他引脚。
图1-14 集成块引脚排列规律
集成电路引脚较密,焊接难度较高。在焊接时,要心无杂念,确保焊接质量。焊接集成块时最好使用25W的电烙铁,每个焊点的焊接时间不要超过3 秒钟。焊点的形状、大小都要符合要求,切忌虚焊、假焊、桥接等。焊接完毕后,不要急于通电,要仔细查看一遍,一定要等到确认无误后再接通电源。
三、学生任务
每个学生发放一块废旧彩电主板,训练拆装各类集成块,并完成任务书2。