La règle zéro de l'ingénieur «Il n'y a pas de miracles dans le monde»
"Et le tueur est un facteur"
Continuons les notes de Sherlock Oms et, comme toujours, considérons les cas de fonctionnement impossible des appareils électroniques. Sous la coupe sera une séance de magie noire avec exposition.
Le premier cas - un jeune collègue est venu me demander de l'aide (si vous lisez ceci, Andrey, puis merci pour le conseil), qui a été sérieusement intrigué par le comportement de l'appareil qu'il a conçu. En plus de tout le reste, l'appareil avait des diviseurs de tension, dont le signal était envoyé à travers le filtre passe-bas (résistance de 50 kΩ et condensateur de 0,2 μF) aux entrées ADC du microcontrôleur - voir le diagramme de la figure 1.
Et ici, dans ce circuit simple, il y avait une énigme - 3V a été mesuré sur le diviseur (point A), et 2,5V à l'entrée ADC (point B), et l'impédance d'entrée du MC ne pouvait pas conduire à un résultat similaire. Nous réfléchissons sur les raisons possibles et expérimentons, puisque l'ingénieur diffère de la personne ordinaire en ce qu'il «pense avec ses mains».
Version 1) À un moment donné, j'avais un défaut similaire provoqué par la présence de résistances de traction non déconnectées sur les jambes MK, mais une simple vérification - arrachant la jambe MK du circuit (croix rouge sur le schéma) - a montré que le microcontrôleur n'avait rien à voir avec cela.
Version 2) Une fuite à travers le condensateur du filtre - eh bien, peut-être que le lot défectueux de condensateurs s'est pris - nous retirons le condensateur (la deuxième croix rouge), et cela n'aide pas.
Version 3) Une fuite sur la carte - nous n'y pensons pas sérieusement, car je ne peux pas croire à une fuite avec une valeur nominale de 2,5 / 0,5 * 50 = 250 kOhm, ce devrait être une planche extrêmement sale, juste lavée avec de l'alcool juste au cas où - cela n'a pas aidé.
Version 4) Interférence, par exemple, une astuce du réseau - "bien sûr, nous avons une pénurie de garçons, mais pas dans la même mesure" - 0,5 V par 50k n'est pas un obstacle, mais un obstacle (je ne suis pas sûr de pouvoir l'écrire, mais je vais essayer) . Néanmoins, nous regardons l'oscilloscope avec une bande de 200 MHz et nous voyons une constante propre, de sorte qu'il n'y a pas d'interférence (ou plutôt, il n'y a pas d'interférence dans la gamme jusqu'à 100 MHz, mais je crois encore moins dans la puissante interférence gigahertz-Hertz, il n'y a pas de radars à proximité).
Il y a un manque d'idées supplémentaires - une erreur de mesure est possible (c'est-à-dire que nous poussons dans la mauvaise direction) - je prends les sondes et commence à me mesurer (jusqu'à ce que mon jeune collègue le fasse, je regardais le tableau de bord). Et il s'est avéré - je voulais des deux côtés de la résistance 3V (enfin, plutôt 3 et 2.9, mais c'est la même chose). Mais, quand je donne les sondes et que nous changeons à nouveau de place, l'effet revient, malgré le fait que les points de mesure restent les mêmes et, cette fois, certainement corrects. De plus, maintenant, parfois, lors de la mesure sur le diviseur, nous voyons 2,5 V, et à l'entrée de MK 3V, qui ne passe généralement dans aucune porte.
En principe, il y a suffisamment d'informations pour déterminer la cause du phénomène, nous passons à la tâche suivante.
La deuxième situation amusante est qu'ils nous apportent un produit à réparer dans lequel la LED a cessé de s'allumer (schéma 2).
Le rouge fonctionne, le vert non - cela nous est arrivé, ces détails ont été modifiés et il y avait des signes d'une contrefaçon claire, mais ici, ce produit a fonctionné plus tôt.
Sans réfléchir à deux fois, nous connectons l'équipement de test, nous donnons un signal d'excitation au moins rouge (depuis de nombreuses années, je ne me souviens pas qui est la cathode et qui est l'anode, et pour les lampes, il y avait une merveilleuse rime "notre cathode est chauffée au rouge ...", mais pour les semi-conducteurs, je Je ne sais pas), nous mesurons avec l'appareil au point A, initialement nous voyons 1,5 V, quand excité 0 (je n'indiquerai plus de volts) - tout va bien.
Pour le contrôle, nous donnons un signal pour le moins vert et regardons le point B, initialement nous voyons 1,5, lorsque 0 est excité, le signal atteint, probablement, toujours une LED. Néanmoins, il est nécessaire d'examiner le plus de la diode (bien sûr, les résistances ne s'éteignent pas, mais on ne sait jamais), nous mesurons donc au point B et trouvons -6. C'est un peu bizarre, étant donné que le seul repas servi à bord est le 3.3.
Nous retournons la carte et la mesurons sur la résistance (points G et D) - aux deux extrémités 3.3, pour que la résistance fonctionne, cela signifie que la LED est toujours défectueuse, mais ici nous remarquons qu'elle s'allume.
Le défaut est trivial - ne résistez pas à la résistance, mais quelle tension négative étrange - avec une main inébranlable, nous démolissons complètement la résistance (soudons quand même), retournons la carte - mesurez au point B et voyez -6 à nouveau. On retourne la planche et on mesure au point - 0 (ce n'est pas nul au sens de potentiel nul), comme prévu. Autrement dit, un générateur de faible tension négative se trouve dans le trou traversant - "eh bien, sans parler d'une boulette", cela ne se produit pas, ont-ils vraiment commencé à mettre en signet les cartes de circuits imprimés. Encore une fois, je retire de mon jeune collègue (cette fois un autre, rien que je vous mentionne ici, Danil?) Les sondes et moi-même nous piquons au point G et voyons -4, ce qui est un peu mieux, mais toujours mystérieux.
Encore une fois, il y a suffisamment d'informations pour comprendre ce qui se passe, ceux qui n'en ont pas encore assez peuvent cliquer sur le bouton.
Et voici l'exposition de la magie, comme toujours, des sciences naturelles, "Je suis un matérialiste" (Comte Cagliostro édité par Gorin).
Dans les deux cas, il s'agit du principe de Pauli sur l'influence du fait de la mesure sur le paramètre mesuré. On croyait qu'il ne se manifestait que dans le micro-monde, mais au niveau macro, nous avons réussi à l'observer. Bien sûr, c'est une plaisanterie malheureuse, mais la question est précisément dans le compteur, car en plus de l'appareil, une personne a également participé aux mesures (nous l'appellerons plus loin le compteur).
Le fait est que la première planche a été payée et que la sonde représentée sur le KDPV a été utilisée pour accéder aux points. Habituellement, une personne tient la sonde de mesure par un tampon isolant et n'affecte pas le circuit à l'étude, mais il est extrêmement difficile de s'isoler de la sonde si vous ne portez pas de gants. Oui, je sais qu'il y a des domaines de l'électrotechnique où ils refusent immédiatement l'accès à un tel comportement (et le font correctement), mais nous sommes faibles d'esprit (le terme basse tension n'a en quelque sorte pas pris racine, bien qu'il reflète mieux l'essence de la distinction) et nous nous permettons beaucoup.
À propos, à propos de la faiblesse - quand j'étais jeune, j'avais dans un produit des condensateurs (électrolytiques, bien sûr, K50-18) d'une capacité de 100 mille microfarads à 6,3 (ceux qui ont vu, rappelez-vous, le reste peut voir des photos sur le Web pour évaluer échelle de détresse). Donc, nous avons eu du divertissement - pour le charger, puis avons mis un tournevis sur les bornes et observé comment un morceau de métal du millimètre 3 en mangeait. Et il y avait un comportement intéressant - nous avons parfaitement compris que la tension est absolument sûre, mais de toute façon après avoir reçu une gerbe des étincelles ont touché les bornes du condensateur avec une appréhension évidente - l'esprit dit une chose, et les instincts disent que tout n'est pas si simple et que cette chose ne peut pas être sûre.
Nous revenons à nos mesures et concluons que nous devons ajouter un autre élément au premier circuit - un compteur, dont le circuit équivalent sera dans ce cas représenté par une résistance (circuit 1a).
Ensuite, pour un jeune collègue, vous pouvez calculer la résistance et ce sera 250k - je lui demande de prendre une sonde dans chaque main et on voit vraiment ce chiffre. Pour moi, la résistance correspondante devrait être de 2 m, ce qui a été brillamment confirmé par l'expérience. Le schéma, qui a été conçu par un collègue, fonctionne complètement et fonctionne correctement, ne le prenez pas à mains nues pour rien.
Avec le second cas, c'est plus intéressant et notre circuit d'observation équivalent ne peut pas expliquer pourquoi la tension d'alimentation a non seulement diminué, mais aussi inversée. Nous devrons attirer un modèle étendu où le compteur sphérique n'est pas dans le vide, mais dans un milieu réel, qui se caractérise par la présence d'ondes électromagnétiques, principalement associées à la tension du secteur. Ensuite, nous pouvons le considérer comme une source de signal équivalente (figure 2a):
En effet, si vous prenez en main la sonde de l'oscilloscope, alors ce signal peut être observé. Sa fréquence sera de 50 Hz, la forme sera très loin d'être sinusoïdale (au fait, pourquoi est-elle loin - je crois qu'en raison de la réactivité de la consommation, mais je peux me tromper), mais l'amplitude est très différente d'un mètre à l'autre.
Néanmoins, si nous prenons la sonde de l'appareil en main, nous n'observons pas de tension (en mode de mesure de tension continue), car la valeur moyenne du signal induit est nulle, et sur la carte, elle montre une tension négative. Ce fait s'explique parfaitement par la présence d'une diode de travail au point positif de la connexion. La diode supprime la demi-onde positive du signal avec une amplitude supérieure à 1,5 et une valeur négative moyenne apparaît, ce qui est indiqué par l'appareil. Étant donné que la carte n'est pas payée, il n'est pas nécessaire de recourir aux services d'une sonde.Par conséquent, au dos de la carte, nous regardons simplement la sonde et là, nous avons le 0 attendu, et sur les jambes de la diode, il y a un mastic, nous utilisons donc la sonde et nous obtenons ce que nous obtenons - tension induite avec une moyenne négative, la valeur de laquelle dépend du mètre spécifique, en particulier, de l'état de sa peau (bien sûr, également de nombreux autres facteurs, mais nous ne nous concentrerons pas sur cela, c'est plutôt un sujet de biologie, pas d'électronique).
«En parlant d'oiseaux», lorsque j'écrivais à propos de 0, je ne parlais pas du tout du potentiel de la terre, mais simplement de l'absence de tension significative sur la sonde, c'est-à-dire d'un circuit ouvert. Tant que je suis dans la profession, je rêve tant d'un appareil qui affichera le zéro réel et l'absence de signal de différentes manières. S'il existe des fabricants d'instruments de mesure compacts parmi les lecteurs de cet article (ce qui est peu probable, car je n'écris pas en chinois), considérez ce paragraphe comme une tâche technique, qui s'applique également aux sondes pour oscilloscopes. Il me semble que cette fonction pourrait bien être implémentée (et pas chère cependant, mais qu'est-ce que nos collègues du sud font cher?) Avec le niveau actuel de développement de l'électronique, mais je ne sais probablement pas quoi.
Ce sont deux histoires drôles, réunies par le personnage principal - une sonde de mesure en combinaison avec un compteur, qui devrait rappeler au lecteur la nécessité de prendre en compte tous les facteurs affectant le circuit pendant le processus de mesure.