电容坏了。铝电解电容导致显示器电源出现故障。发生故障的电容器使Paul Rako的空调停机。全都是电容！现在则是两个烧毁的电容及齐纳二极管如何搞坏HP 34401A 6½数字万用表（DMM）的故事。
这是我1992年买的一个万用表，中间我把它拿到校准实验室检查了几次。10月份我参观纽约州罗切斯特的Transcat时也带上了它。在Transcat期间，我注意到它的AC电压读数相差很远，在10 VRMS输入时读数为8.5 VRMS。DC电压读数则完全符合HP的规格。这是什么状况？
我把它拿到办公室，加电，然后发现了一些奇怪的现象。测交流电时，万用表明明通过了初始自检，却根本不显示任何读数，看起来好像没有信号进来一样。我给它提供的是4VP-P正弦波，应该产生1.414 VRMS读数。 为了验证信号源是否正确，我将其连接到一个True RMS手持式电表，读数为1.410 V（图1），十分接近1.414。
图1：正如所预期的，输入4VP-P正弦波时，手持式DMM的读数为1.410 VRMS。
即便还没打开万用表外壳，我都知道里面出现了严重问题，因为我闻到了电子产品烧焦的熟悉气味。我必须找出故障在哪儿。
幸运的是，我手上还保留着1992年的原始维修手册，虽然现在从Keysight仍然能够获得这本手册，但这么多年了，还是有可能更换一些零件的。
34401A由几个螺钉固定起来，使用六星螺丝刀可将其拧开。我的螺丝刀太大了，但我找到了一个大小合适的内六角扳手来打开万用表外壳。我所看到的证实了我的鼻子闻到的，里面的确有东西烧了（图2）。
图2：不仅电容烧了，电容上方的元件也烧了。
点击放大图片，有没有闻到元件烧焦的气味？
此刻我必须判定是什么零件烧了。这就是服务手册的功劳了。图3显示了电路板布局，以及电容C322（22µF，20 V）和齐纳二极管CR305（3.3 V）。
图3：从电路板布局图来确定是什么元件损坏了。
图4包含烧毁的元件。C322和CR305将18V电源降至15V，从而驱动模拟电路进行AC测量。
图4：C322和CR305向模拟电路提供两个15V电源中的一个，此处显示为15A。负电源的元件未损坏。
然后，我订购了5个电容和3个齐纳二极管，第二天就到了（免运费）。幸好我还订了多余的元件。图5所示为模拟电路原理图的第一级，由图4中的原理图符号15A供电。
图5：第一级交流测量电路由标注出来的15A线路供电。
线路15A还连接到DG411模拟开关U304D（图6），这个开关则连到一个移位寄存器（图中未显示）。
图6：由线路15A提供的15V电压为RMS转换器电路供电。
除了零件，我还买了一个可以戴在头上的放大镜，这样我就可以看到一些小毛病了。现在准备更换烧毁的元件。首先在我的烙铁上装一个小烙铁头。有朋友建议我使用厚度为0.020英寸的焊料，如果没有，就用我的0.031英寸的焊料，扯下一块就行。这样做会拉伸焊料，使直径变薄，有助于焊料的使用。
在图7中，新电容和齐纳二极管已安装到位。但在焊接电容器的正极时，对连接前面板和主板的带状电缆造成了一些表面的损坏。
图7：新电容和齐纳二极管装好了，现在可以试一试了。
现在打开万用表。交流电压测量基本工作正常。
输入4VP-P时，万用表读数为1.4106 VAC。还不错吧？但是，当峰峰值输入电压降至约2V时，万用表的读数基本上降到了0V，即使输入信号幅度增加也不会恢复。现在要得到正确的读数，唯一的方法是增加输入信号并重启万用表。 因此我发现了另一个问题：第二个烧毁的电容和齐纳二极管，C311和CR306（图8）。
图8：另一对烧毁的元件引起了测量问题。
这对元件从+18 V电源产生了另一个+15 V（原理图上的15B），这就是为什么原理图中也标出了15B。幸运的是，我买了3个3.3V的齐纳二极管。你知道，我需要两个来替换烧毁的CR305，因为有一个掉到地板上找不到了。现在三个齐纳二极管只剩下一个，我不能承受再失去它的风险。电容倒是还有4个，而且它们更大，也更易于操作。
C311负极的焊盘被完全烧掉，这让事情更糟，因为这样就不能在元件上焊接了。 原理图（图4）显示钽电容的负极侧接地，因此在将正极侧焊接到电路板之前，必须找到附近的接地并将导线焊接到电容上。幸运的是，正极有足够的焊盘可以焊接这个元件，在焊接完导线的另一端后我就焊接了它。
在我买放大镜时还心血来潮买了一个“帮手”，那上面有弹簧夹。我用它来固定导线，以便将其焊接到电容上。图9显示C311和CR306已经换好，并且有一根导线连接到地。
图9：需要用一根电线将新电容接地，因为电容负极没有焊盘了。
万用表加电后，一直到400 mVP-P输入（接近0.1414 VAC rms），都能给出良好的读数。 图10显示了4 VP-P输入的结果。
图10：更换第二对元件后，万用表输入4 VP-P可得到合理的读数。标称读数为1.4142 VAC rms。万用表修好了。
我遇到的这种故障元件并不少见。如果在YouTube上搜索HP 34401A，就会发现讲解更换这种元件的一些视频。其中有一个视频是用错误代码来判定CR305的问题。当故障不可见时，这很有用，虽然你仍然可以通过检查±15V电源来找到故障。
这个修复的万用表是早期的34401A型号，甚至还可能是试产版的。我在网上看到的视频显示主板上方有屏蔽层，但是我的这个万用表却没有屏蔽。查看版本代码，可以看到Rev. 03-01-01，其中“ 03”是测量处理器的版本代码，第一个“ 01”用于输入输出处理器，右侧的“ 01”表示前面板处理器的版本。
这个故障原因似乎是至少有一个电容器失效了。10月份我将万用表带到校准实验室之前，没有检查万用表的是不是正常。这是一个教训：在将设备带到实验室之前，应先了解设备的功能。路途中会不会引起ESD？由于故障元件位于电源电路较深的位置，这似乎不太可能。
现在，真的可以把HP 34401A拿到校准实验室去了。PCB板烧焦的气味仍然留在空中。
（原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文网站，参考链接：Repair: HP 34401A capacitor failure，由Jenny Liao编译。)
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