電容壞了。鋁電解電容導致顯示器電源出現故障。發生故障的電容器使Paul Rako的空調停機。全都是電容！現在則是兩個燒燬的電容及齊納二極管如何搞壞HP 34401A 6½數字萬用表（DMM）的故事。
這是我1992年買的一個萬用表，中間我把它拿到校準實驗室檢查了幾次。10月份我參觀紐約州羅切斯特的Transcat時也帶上了它。在Transcat期間，我注意到它的AC電壓讀數相差很遠，在10 VRMS輸入時讀數為8.5 VRMS。DC電壓讀數則完全符合HP的規格。這是什麼狀況？
我把它拿到辦公室，加電，然後發現了一些奇怪的現象。測交流電時，萬用表明明通過了初始自檢，卻根本不顯示任何讀數，看起來好像沒有信號進來一樣。我給它提供的是4VP-P正弦波，應該產生1.414 VRMS讀數。 為了驗證信號源是否正確，我將其連接到一個True RMS手持式電錶，讀數為1.410 V（圖1），十分接近1.414。
圖1：正如所預期的，輸入4VP-P正弦波時，手持式DMM的讀數為1.410 VRMS。
即便還沒打開萬用表外殼，我都知道里面出現了嚴重問題，因為我聞到了電子產品燒焦的熟悉氣味。我必須找出故障在哪兒。
幸運的是，我手上還保留著1992年的原始維修手冊，雖然現在從Keysight仍然能夠獲得這本手冊，但這麼多年了，還是有可能更換一些零件的。
34401A由幾個螺釘固定起來，使用六星螺絲刀可將其擰開。我的螺絲刀太大了，但我找到了一個大小合適的內六角扳手來打開萬用表外殼。我所看到的證實了我的鼻子聞到的，裡面的確有東西燒了（圖2）。
圖2：不僅電容燒了，電容上方的元件也燒了。
點擊放大圖片，有沒有聞到元件燒焦的氣味？
此刻我必須判定是什麼零件燒了。這就是服務手冊的功勞了。圖3顯示了電路板佈局，以及電容C322（22µF，20 V）和齊納二極管CR305（3.3 V）。
圖3：從電路板佈局圖來確定是什麼元件損壞了。
圖4包含燒燬的元件。C322和CR305將18V電源降至15V，從而驅動模擬電路進行AC測量。
圖4：C322和CR305向模擬電路提供兩個15V電源中的一個，此處顯示為15A。負電源的元件未損壞。
然後，我訂購了5個電容和3個齊納二極管，第二天就到了（免運費）。幸好我還訂了多餘的元件。圖5所示為模擬電路原理圖的第一級，由圖4中的原理圖符號15A供電。
圖5：第一級交流測量電路由標註出來的15A線路供電。
線路15A還連接到DG411模擬開關U304D（圖6），這個開關則連到一個移位寄存器（圖中未顯示）。
圖6：由線路15A提供的15V電壓為RMS轉換器電路供電。
除了零件，我還買了一個可以戴在頭上的放大鏡，這樣我就可以看到一些小毛病了。現在準備更換燒燬的元件。首先在我的烙鐵上裝一個小烙鐵頭。有朋友建議我使用厚度為0.020英寸的焊料，如果沒有，就用我的0.031英寸的焊料，扯下一塊就行。這樣做會拉伸焊料，使直徑變薄，有助於焊料的使用。
在圖7中，新電容和齊納二極管已安裝到位。但在焊接電容器的正極時，對連接前面板和主板的帶狀電纜造成了一些表面的損壞。
圖7：新電容和齊納二極管裝好了，現在可以試一試了。
還有問題
現在打開萬用表。交流電壓測量基本工作正常。
輸入4VP-P時，萬用表讀數為1.4106 VAC。還不錯吧？但是，當峰峰值輸入電壓降至約2V時，萬用表的讀數基本上降到了0V，即使輸入信號幅度增加也不會恢復。現在要得到正確的讀數，唯一的方法是增加輸入信號並重啟萬用表。 因此我發現了另一個問題：第二個燒燬的電容和齊納二極管，C311和CR306（圖8）。
圖8：另一對燒燬的元件引起了測量問題。
這對元件從+18 V電源產生了另一個+15 V（原理圖上的15B），這就是為什麼原理圖中也標出了15B。幸運的是，我買了3個3.3V的齊納二極管。你知道，我需要兩個來替換燒燬的CR305，因為有一個掉到地板上找不到了。現在三個齊納二極管只剩下一個，我不能承受再失去它的風險。電容倒是還有4個，而且它們更大，也更易於操作。
C311負極的焊盤被完全燒掉，這讓事情更糟，因為這樣就不能在元件上焊接了。 原理圖（圖4）顯示鉭電容的負極側接地，因此在將正極側焊接到電路板之前，必須找到附近的接地並將導線焊接到電容上。幸運的是，正極有足夠的焊盤可以焊接這個元件，在焊接完導線的另一端後我就焊接了它。
在我買放大鏡時還心血來潮買了一個“幫手”，那上面有彈簧夾。我用它來固定導線，以便將其焊接到電容上。圖9顯示C311和CR306已經換好，並且有一根導線連接到地。
圖9：需要用一根電線將新電容接地，因為電容負極沒有焊盤了。
萬用表加電後，一直到400 mVP-P輸入（接近0.1414 VAC rms），都能給出良好的讀數。 圖10顯示了4 VP-P輸入的結果。
圖10：更換第二對元件後，萬用表輸入4 VP-P可得到合理的讀數。標稱讀數為1.4142 VAC rms。萬用表修好了。
我遇到的這種故障元件並不少見。如果在YouTube上搜索HP 34401A，就會發現講解更換這種元件的一些視頻。其中有一個視頻是用錯誤代碼來判定CR305的問題。當故障不可見時，這很有用，雖然你仍然可以通過檢查±15V電源來找到故障。
這個修復的萬用表是早期的34401A型號，甚至還可能是試產版的。我在網上看到的視頻顯示主板上方有屏蔽層，但是我的這個萬用表卻沒有屏蔽。查看版本代碼，可以看到Rev. 03-01-01，其中“ 03”是測量處理器的版本代碼，第一個“ 01”用於輸入輸出處理器，右側的“ 01”表示前面板處理器的版本。
這個故障原因似乎是至少有一個電容器失效了。10月份我將萬用表帶到校準實驗室之前，沒有檢查萬用表的是不是正常。這是一個教訓：在將設備帶到實驗室之前，應先了解設備的功能。路途中會不會引起ESD？由於故障元件位於電源電路較深的位置，這似乎不太可能。
現在，真的可以把HP 34401A拿到校準實驗室去了。pcb板燒焦的氣味仍然留在空中。
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