Способ неразрушающего контроля одиночных отказов элементов диодно-емкостных умножителей напряжения последовательного типа
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
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 31/28
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770912/21 (22) 18.12.89 (46) 23.07.93. Бюл. ¹ 27 (71) Производственное объединение "Черниговский радиоприборный завод" им.
В.И.Ленина (72) Э.Д.Нерезенко (56) Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем. М.: Радио и связь, 1988, с, 179, То же, с. 198. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ОДИНОЧНЫХ ОТКАЗОВ ЭЛЕМЕНТОВ ДИОДНО-ЕМКОСТНЫХ УМНОЖИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ТИПА (57) Изобретение относится к испытаниям и неразрушающему контролю электронных
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 унифицированных телевизионных приемниках цветного изображения.
Цель изобретения — повышение информативности и производительности неразрушающего контроля, обеспечение оперативной корректировки процесса изготовлени умножителей за счет точного определения места и типа неисправности, Поставленная цель достигается тем, что усовершенствуя способ неразрушающего
ÄÄ 5U „„1829017 А1 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. диодно-емкостных умножителей утроителей) напряжения последовательного типа, имеющих внешний вывод 1, соединенный с анодом диода \/01 первого каскада и выводом конденсатора С1 второго каскада, являющийся входом переменного напряжения, второй внешний вывод 2, являющийся выходом напряжения питания фокусирующего электрода кинескопа и соединенный с катодом диода VD> первого каскада, выводом конденсатора С 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 VDg пятого каскада и
1829017 выводом емкости С4 пятого каскада, причем элементы схемы умножителей залиты компаундом, заключающийся в снятии вольтамперных характеристик {BAX) и вычвлении неисправности умножителя flo отличиям
BAX или участков BAX от идеальной BAX.
Отличительными признаками заявляемого способа неразрушающего контроля диодно-емкостных умножителей (утроителей) напряжения последовательного типа является то, что для снятия ВАХ используют пульсирующий сигнал синусоидальной формы, который подают на умножитель напряжениЯ чеРез огРаничительный РезистОР Rp, причем напряжение подаваемого сигнала достаточно для открывания диодов, но меньше рабочего напряжения кснденсаторОВ умножителя, а частоту подаваемого сигнала выбиРают из УсловиЯ,пул с =- 1/10 T при r= RC. где С вЂ” емкость, входящая в
Диодно емкостныЙ каскад умножмтеля. Rp †ограничительн резистор, через котOpb!Yi исследуемый умножитель подключают к источнику пульсиру,ощего сигнала., при этом величина этого резистора при выбранном напряжении должна обеспечивать ток через диоды больше тока их открывания, нс меньше максимальчо допустимого тока, затем, попарно комбинируя внешние выводы, умножитель напряжения подключают в качестве нагрузки к источнику синусоидального
cv.ãHàë"-, 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 пульсируюшего сигнала, а на второй внешний Hblaoä 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 iD> первого каскада умножителя, а по изменению этой типовой БАХ 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 BAX в виде горизонтальной линии, соответствующей исправному умножителю в ВАХ эллипсообразной формы, судят о наличии неисправности умножителя, вычисляют отношение длины БАХ к высоте (при масштабе Л =-0,2 мА/дел, hU = 100 В/дел) и по значениям отношений, близким к 1 либо к 2,5, либо к 4, либо к 5, устанавлива от пробой либо диода
И32 второго -àñêàäà,,л:ибо диода ИЗз третьего каскада, либо диода V q четвертого каскада, либо диода ЧЭ5 пятого каскада соответственно (фиг. 9, 10, 11 12), пои этих же условиях подключения умножителя по изменению типовой BAX в кривую подобную прямой ветви ВАХ обычного диода устанавливают пробой конденсатора С1 первого Ko"скада jjмножителя (фиг. 13), а llo 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 С4 пятого каскада умножителя соответственнс (фиг. 14, 15, 16), на 3 этапе на второй внешний вывод 2 умножителя
00pBioT сигна1 положительноЙ полярности, на третий внешний выводЗ вЂ” отрицательной полярности, от источника пульсирующего сигн"ë- à,,при этом по изменению типовой
ВАХ каплеобразной формы с отношением максимальной ширины к ширине на уровне половины высоты близким к 4, соответствую цей исправному умножителю. в ВАХ эллип0000pàçHOé формы устанавливают обрыв цепи диодов (1/Ог.,ЛОв) от второго до
-io0flåäHåão каскада умножителя (см. фиг. I7), по изменению этой же гиповой БАХ в
БАХ каплеобразной формы с отношением максимальной ширины к шиоин=,е=е на уровНе половины высоты Orli çli, Yi
ЧаСтЬЮ С ОТНОШЕНИЕМ МаКСИМаЛьной ЕЕ ШИрины у основания к ширине между вертикальными ветвями на уровне половины ее высоты близким к 20 или более устанавливают обрыв конденсато "à Сг третьего каскада умножителя, (см. фиг. 19), на 4 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 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 ча1829017 стью, имеющей отношение ширины ее у основания к ширине на уровне половины высоты близкое к 10, устанавливают обрыв конденсатора С4 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 (утроителя) напряжения, применяемого в ряде бытовых телевизионных приемников цветного изображения, из которой видно, что непосредственное подключение измерительных приборов возможко только к одному из девяти элементов схемы, залитых компаукдом — диоду VD>, который непосредственко 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 синусоидгльной формы.
На фиг. 3 показана схема подключения исследуемо о умножителя напряжения на
1-ом этапе; на фиг, 4 — то же, на Il-ом этапе; на фиг. 5 — то же на 111-ем этапе; на фиг. 6— то же, на И этапе; на фиг, 7 — ВАХ исправного умножителя — кривая 1 и ВАХ 2 при неисправности типа пробоя диода VD; первого каскада умножителя íà I-ом этапе исследования; на фиг, 8 — ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при обрыве диода VD> первого каскада умножителя íà I-ом этапе; на фиг. 9 — ВАХ 1 исправного умножителя и
ВАХ 2 при пробое диода VDz второго каскада умножителя на II-ом этапе исследования: на фиг. 10 — ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое диода ИЗз третьего каскада умножителя на II-ом этапе; на фиг.
11 — ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое диода VD4 четвертого каскада умножителя íà l i-ом этапе исследования; на фиг, 12 — ВАХ 1 исправного умножителя и
ВАХ 2 при пробое диода VDg пятого каскада умножителя íà Il-ом этапе исследования; на фиг. 13 — BAX 1 исправного умножителя и
ВАХ 2 при пробое конденсатора С| первого каскада умножителя на 11-ом этапе исследования; на фиг, 14 — ВАХ 1 исправного умножителя и BAX 2 при пробое конденсатора С2 третьего каскада на 11-ом этапе исследова5
55 ния; на фиг, 15 — ВАХ I исправного умкожителя и ВАХ 2 при пробое конденсатора Сз четвертого каскада на II-ом этапе исследования; на фиг, 16 — BAX 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при пробое конденсатора С4 пято о каскада умножителя и ВАХ 2 при пробое конденсатора С4 пятого каскада умножителя на II-ом этапе исследования; на фиг, 17 — ВАХ 1 исправного умножителя и
BAX 2 при Обрыве цепи одного из диодов либо второго, либо последующих каскадов умкожителя на ill-ем этапе исследования; на фиг. 18 — BAX 1 исправного умножителя и BAX 2 при обрыве конденсатора Сз четвертого каскада умножителя íà lll-ем этапе исследования; на фиг. 19 — ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ 2 при обрыве конденсатора С2 третьего каскада умножителя íà IIIем этапе исследования; ка фиг. 20 — ВАХ 1 исправного умножителя и ВАХ2 при обрыве конденсатора С4 последнего каскада умножителя на IV-ом этапе исследования; на фиг.
21 — ВАХ 1 иcïð-вного умножителя и ВАХ 2, которая совместно с ВАХ 2 на фиг. 18 указывает на обрыв конденсатора Сз, а совместно с ВАХ 2 на фиг. 19 — на обрыв конденсатора
Cz на И-ом этапе исследования.
Все ВАХ, представленные на фиг, 7„,21, выполнены в масштабе А =0,2 мА/дел., Л0=
= 100 В/дел.
Изобретение относится к способам контроля качества и надежности путем измерения электрических свойств изделий и хасактеризуются следующими признаками: — наличием совокупности действий — создание определенных условий, снятие вольт-амперных характеристик исправных изделий и изделий с дефектами, выбор информативных параметров методом распознавания образов и оценк- качества как по количественным, так и по качественным признакам, т,е. выявление отличий ВАХ от идеальной (типовой для исправкс;О издеP.;È ß); — порядком выполнения действий во времени; — условиями, обеспечивающими возможность протекания того или иного действия, =- именно режимом и параметрами электрических Be÷è è i и использованием
on ðåäåëåí н =:K устройств — источника пульСИруЮ дЕГО "; ПЫТатЕЛьНОГО СИГНаЛа СИНУСОидальной формы, без которого невозможно выполнение действий, входящих в способ, Таким образом, способ закл,о -ается в следующе";, Создают определенные условия проведения действия, а именно выбирают величину пульсирующ= ãî напряжения используемого истoчн iKB, достаточную для
1829017
25 ля, открывания диодных столбов Ооткр, но меньше рабочего напряжения конденсатоРО В U pà6. конд, Т. Е
0откр < импульс < Ораб.канд. (1) Затем выбирают величину добавочного ограничительного резистора Ro, которая обеспечивает ток через диоды в прямом направлении больше тока их открывания!откр, но меньше максимально допустимого 1макс, т,е.
«откр < I < макс () При этом частоту следования импульсов пульсирующего напряжения выбирают из условия: имп О 1 —, = Ro Сум, (3)
1 гДе Ro — Добавочный огРаничите «6Hbili! Резистор
Сум — емкость исследуемого умножлтеПри этом истОчник испытательного пульсирующего сигнала, являющийся обязательным признаком заявляемого cfloc0 ба, 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 VH, Ro — ограничительный резистор, должен обладать характеристиками источника тока, а в обратной полярности при Rx» R-„— характеристиками источника напряжения, Изложенные требования выполняются при частоте пульсирующего сигнала
«нмп 50 Гц, аМПЛИтудЕ ИМПУЛЬСОВ U«sM> =
=1000 В, добавочном резисторе Ro = 500 кОМ, при этом прямой ток диода не превышает I««p = 1,б...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 элеменTGB 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 соответствуюшем варианте его включения в измерительную схему (см. фиг. 3, 4, 5, б), а дефектному умножителю — кривые 2 при тех же условиях подключения, Согласно изобретению предусмотрено четыре варианта (четыре этапа) включения исследуемого умножителя в измерительную схему, ! этап, На первый внешний вывод 1 умножителя подают сигнал положительной полярности от источника пульсирующего сигнала, на второй внешний вывод 2 умножителя — отрицательной полярности в соответствии со схемой на фи-. 3, Снимают и исследуют вольт-амперные характеристики умножителя напряжения при таком включении его в измерительную 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, расположенной вдоль оси ординат (фиг. 8).
II этап, На второй внешний вывод 2 умножителя подают сигнал положительной полярности от источника пульсирующего сигнала, а на первый внешний вывод 1— отрицательной полярности в соответствии со cxàìoé на фиг, 4, При этом кривая 1 на фиг. 9, 10, 11, 12
-.Оо гветствует ВАХ исп ра в ного ум ножителя
«:=-пряжения, а кривая — ВАХ дефектного умножителя. ВАХ 2 дефектн „х умножителей приобретают вид замкнутых кривых эллипсообразной формы и в завислмости о; места неиcïðãвности имеют разные от«!Ошения геометрических размеров при вь«бранном масштабе, При отнсшении длинь. ВАХ к ее высоте близком к 1 (фиг, 9) — дефект заключается в пробое диода ЧГ32 второгQ каскада ум ножителя.
При отношении, близком к 2,5 (фиг. 10), пробой диода ИЗЭ -ретьего каскада.
При отношении, близком к 4 (фиг. 11), пробой диода ИЗ четвертого каскада.
При отношении, близком к 5 (фиг. 12), пробой диода И3 пятого каскада.
Нд этОм же этаг«е -,p«is этих же условиях по изменению иповой ВАХ 1 в кривую, подобную прямой ветви ВАХ обычного диода, устанавливают пробой конденсатора С1 первого каскада умножителя (фиг. 13), По 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, ли1829017
10 бо конденсатора Сз четвертого каскада, либо конденсатора С4 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 (VDz„,ЧОз) см. фиг. 17.
По изменению, типовой BAX u
ВАХ кгплеобразной 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 И 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
Сг;
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 неразрушающего 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.
VD1, VDz, VD3, VD4, VD5 — Диоды сооТветственно 1-го, 2-го, З-го, 4-го и 5-го каскадов исследуемого умножителя напряжения
15 (cM. фиг. 1).
С1, Cz, C3, С4 — конденсаторы соответственно 2-го, З-го, 4-ro 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 вЂ” исследуемый умножитель напряжения (см. фиг. 2-6).
ИС вЂ” измерительная схема с источником пульсирующего сигнала синусоидальной формы (см. фиг 2-6).
G — генератор — источник пульсирующего сигнала синусоидальной формы (см, фиг.
2).
 — вольтметр (см, фиг. 2).
MA — миллиамперметр (см, фиг. 2), 40 R — ограниченный резистор, через который исследуемый умножитель подключают к источнику пульсирующего сигнала (фиг.
2), R — суммарное сопротивление умножи45 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 дефектного умножителя при соответствую цей схеме подключения внешних выводов умножителя напряжения к источнику пульсирующего сигнала синусоидальной формы.
Буквенные обозначения в тексте:
1829017
Unynbc величина пульсирующего напряжения от источника пульсирующего сигнала;
Оцткр величина напряжения, достаточная для открывания диодных столбов; 5
Upab.êoHä. рабочее напряжение конденсаторов; ! — величина тока в прямом направлении через диоды; откр — ток открывания диодов; 10
I a f Mn — частота следования импульсов пульсирующего напряжения; Cyr, — емкость умножителя, 15 Формула изобретения Способ неразрушающего контроля одиночных отказов элементов диодно-емкостных умножителей напряжения последовательного типа, заключаю цийся в 20 том, что снимают вольт-амперную характеристику умножителя и по совпадению с эталон ной вол ьт-ам перн ой характеристикой исправного умножителя определяют его годность, отличающийся тем,что,с 25 целью повышения информативности и производительности неразрушающего контроля путем идентификации типа неисправности элементов умножителя, попарно группируют выводы умножителя, для каждой сгруппированной пары выводов с учетом соответствующей полярности снимают вольт-амперную характеристику, используя вкачестве 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 где R — сопротивление токоограничителя, С вЂ” эквивалентная емкость, приведенная к входу диодно-емкостного умножителя, 1829017 1829037 1829017 1829017! ! Состави ель Э,Нерезенко Техред М, 1оргентал Корректор Н,Ревская Редактор Т.Иванова Заказ 2475 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101! 1 ! Р Щау/ 4! ! I !
