電子電路的調(diào)試方法.doc

電子電路的調(diào)試方法由于各種原因（如設(shè)計原理錯誤、焊接安裝錯誤、元器件參數(shù)的分散性、裝配工藝等），安裝完畢的電子電路需要通過測試來發(fā)現(xiàn)、糾正、彌補各種錯誤或缺陷，并進行參數(shù)調(diào)整，通過一系列的“測量判斷調(diào)整再測量”的反復(fù)進行過程，使其達到預(yù)期的功能和性能指標，這就是電子電路的調(diào)試。為了使調(diào)試順利進行，設(shè)計的電路圖上應(yīng)當標明各點的電位值，相應(yīng)的波形圖以及其他主要數(shù)據(jù)。1. 調(diào)試前的準備工作（1）技術(shù)文件準備：電路(原理)圖、方框圖、印制電路板圖、調(diào)試工藝（參數(shù)表和程序）、器件手冊或說明書等文件的準備。要求掌握上述各技術(shù)文件的內(nèi)容，了解電路的基本工作原理、主要技術(shù)性能指標、各參數(shù)的調(diào)試方法和步驟等。明確電路調(diào)試的目的和要求達到的技術(shù)性能指標。（2）儀器設(shè)備準備：要準備好測量儀器和測試設(shè)備，檢查是否處于良好的工作狀態(tài)，檢查測量儀器和測試設(shè)備的功能選擇開關(guān)、量程檔位是否處于正確的位置，尤其要注意測量儀器和測試設(shè)備的精度是否符合技術(shù)文件規(guī)定的要求，能否滿足測試精度的需要。調(diào)試常用的儀器有：萬用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號發(fā)生器等，需要掌握儀器設(shè)備的正確使用方法和測試方法，熟練使用測量儀器和測試設(shè)備。2. 調(diào)試的主要步驟調(diào)試方法通常采用先分調(diào)后聯(lián)調(diào)（總調(diào)）。我們知道，任何復(fù)雜電路都是由一些基本單元電路組成的，因此，調(diào)試時可以循著信號的流程，逐級調(diào)整各單元電路，使其參數(shù)基本符合設(shè)計指標。這種調(diào)試方法的核心是，把組成電路的各功能塊（或基本單元電路）先調(diào)試好，并在此基礎(chǔ)上逐步擴大調(diào)試范圍，最后完成整機調(diào)試。采用先分調(diào)后聯(lián)調(diào)的優(yōu)點是能及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。新設(shè)計的電路一般采用此方法。對于包括模擬電路、數(shù)字電路和微機系統(tǒng)的電子裝置，更應(yīng)采用這種方法進行調(diào)試。因為只有把三部分分開調(diào)試后，分別達到設(shè)計指標，并經(jīng)過信號及電平轉(zhuǎn)換電路后才能實現(xiàn)整機聯(lián)調(diào)。否則，由于各電路要求的輸入、輸出電壓和波形不符合要求，盲目進行聯(lián)調(diào)，就可能造成大量的器件損壞。除了上述方法外，對于已定型的產(chǎn)品和需要相互配合才能運行的產(chǎn)品也可采用一次性調(diào)試。按照上述調(diào)試電路原則，具體調(diào)試步驟如下：（1）通電前檢查調(diào)試前要檢查被調(diào)試電路是否按電路設(shè)計要求正確安裝連接，有無虛：焊、脫焊、漏焊等現(xiàn)象，檢查元器件的好壞及其性能指標，檢查被調(diào)試設(shè)備的功能選擇開關(guān)、量程檔位和其他面板元器件是否安裝在正確的位置。經(jīng)檢查無誤后方可按調(diào)試操作程序進行通電調(diào)試。對被調(diào)試電路的準備具體分為以下幾點： 連線是否正確檢查電路連線是否正確，包括錯線、少線和多線。查線的方法通常有兩種。A按照電路圖檢查安裝的線路這種方法的特點是，根據(jù)電路圖連線，按一定順序逐一檢查安裝好的線路。由此，可比較容易查出錯線和少線。B按照實際線路來對照原理電路進行查線這是一種以元件為中心進行查線的方法。把每個元件（包括器件）引腳的連線一次查清，檢查每個引腳的去處在電路圖上是否存在，這種方法不但可以查出錯線和少線，還容易查出多線。為了防止出錯，對于已查過的線通常應(yīng)在電路圖上做出標記，最好用指針式萬用表“1”檔，或數(shù)字式萬用表“檔”的蜂鳴器來測量，而且直接測量元、器件引腳，這樣可以同時發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方。 元、器件安裝情況檢查元、器件引腳之間有無短路，連接處有無接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容極性等是否連接有誤。 電源、信號源檢查檢查供電電壓是否相符，直流極性是否正確，信號線是否連接正確。 電源端對地（）是否存在短路在通電前，斷開一根電源線，用萬用表檢查電源端對地（）是否存在短路。檢查直流穩(wěn)壓電源對地是否短路。若電路經(jīng)過上述檢查，并確認無誤后，就可通電調(diào)試。（2）通電觀察斷開信號源，把經(jīng)過準確測量的電源接入電路，觀察有無異?，F(xiàn)象，包括有無冒煙，是否有異常氣味，手摸元器件是否發(fā)燙，電源是否有短路現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，待排除故障后才能再通電。然后測量各路總電源電壓和各器件的引腳的電源電壓，以保證元器件正常工作。通過通電觀察，認為電路初步工作正常，就可轉(zhuǎn)入正常調(diào)試。在這里，需要指出的是，一般實驗室中使用的穩(wěn)壓電源是一臺儀器，它不僅有一個“”端，一個“”端，還有一個“地”接在機殼上，當電源與實驗板連接時，為了能形成一個完整的屏蔽系統(tǒng)，實驗板的“地”一般要與電源的“地”連起來，而實驗板上用的電源可能是正電壓，也可能是負電壓，還可能正、負電壓都有，所以電源是“”端接“地”還是“”端接“地”，使用時應(yīng)先考慮清楚。如果要求電路浮地，則電源的“”與“”端都不與機殼相連。另外，應(yīng)注意一般電源在開與關(guān)的瞬間往往會出現(xiàn)瞬態(tài)電壓上沖的現(xiàn)象，集成電路最怕過電壓的沖擊，所以一定要養(yǎng)成先開啟電源，后接電路的習慣，在實驗中途也不要隨意將電源關(guān)掉。（3）靜態(tài)檢測與調(diào)試交流、直流并存是電子電路工作的一個重要特點。一般情況下，直流為交流服務(wù)，直流是電路工作的基礎(chǔ)。因此，電子電路的調(diào)試有靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試之分。靜態(tài)調(diào)試一般是指在沒有外加信號的條件下所進行的直流測試和調(diào)整過程。例如，通過靜態(tài)測試模擬電路的靜態(tài)工作點、數(shù)字電路的各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系等，可以及時發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞的元器件，判斷電路工作情況，并及時調(diào)整電路參數(shù)，使電路工作狀態(tài)符合設(shè)計要求。對于運算放大器，靜態(tài)檢查除測量正、負電源是否接上外，主要檢查在輸入為零時，輸出端是否接近零電位，調(diào)零電路起不起作用。當運放輸出直流電位始終接近正電源電壓值或負電源電壓值時，說明運放處于阻塞狀態(tài)，可能是外電路沒有接好，也可能是運放已經(jīng)損壞。如果通過調(diào)零電位器不能使輸出為零，除了運放內(nèi)部對稱性差外，也可能運放處于振蕩狀態(tài)，所以實驗板直流工作狀態(tài)的調(diào)試，最好用示波器觀察是否有自激發(fā)生。 （4）動態(tài)檢測與調(diào)試動態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進行的。調(diào)試的方法是在電路的輸入端接入適當頻率和幅值的信號，并循著信號的流向逐級檢測各有關(guān)點的波形、參數(shù)和性能指標。調(diào)試的關(guān)鍵是善于對實測的數(shù)據(jù)、波形和現(xiàn)象進行分析和判斷。這需要具備一定的理論知識和調(diào)試經(jīng)驗。發(fā)現(xiàn)電路中存在的問題和異?，F(xiàn)象，應(yīng)采取不同的方法縮小故障范圍，最后設(shè)法排除故障。因為電子電路的各項指標互相影響，在調(diào)試某一項指標時往往會影響另一項指標。實際情況錯綜復(fù)雜，出現(xiàn)的問題多種多樣，處理的方法也是靈活多變的。動態(tài)調(diào)試時，必須全面考慮各項指標的相互影響，要用示波器監(jiān)視輸出波形，確保在不失真的情況下進行調(diào)試。作為“放大”用的電路，要求其輸出電壓必須如實地反應(yīng)輸入電壓的變化，即輸出波形不能失真。常見的失真現(xiàn)象：一是晶體管本身的非線性特性引起的固有失真，僅用改變電路元件參數(shù)的方式很難克服；二是由電路元件參數(shù)選擇不當使工作點不合適，或由于信號過大引起的失真，如飽和失真、截止失真、飽和兼有截止的失真。測試過程中不能憑感覺和印象，要始終借助儀器觀察。使用示波器時，最好把示波器的信號輸入方式置于“DC”擋，通過直流耦合方式，可同時觀察被測信號的交、直流成分。通過調(diào)試，最后檢查功能塊和整機的各項指標（如信號的幅值、波形形狀、相位關(guān)系、增益、輸入阻抗和輸出阻抗等）是否滿足設(shè)計要求，如必要，再進一步對電路參數(shù)提出合理的修正。3. 調(diào)試注意事項（1）正確使用測量儀器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接；（2）在信號較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上，在頻率較高時要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測量時應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。（3）測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠大于被測處的等效阻抗。（4）測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。（5）正確選擇測量點和測量。（6）認真觀察記錄實驗過程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。（7）出現(xiàn)故障時要認真查找原因。 4. 電子電路故障檢查的一般方法 故障產(chǎn)生的原因很多，情況也很復(fù)雜，有的是一種原因引起的簡單故障，有的是多種原因相互作用引起的復(fù)雜故障。因此，引起故障的原因很難簡單分類，需要運用電子電路的基礎(chǔ)理論分析處理測試數(shù)據(jù)和排除調(diào)試中的故障。對于新設(shè)計組裝的電路來說，常見的故障原因有：（1）實驗電路與設(shè)計的原理圖不符，元件使用不當或損壞；（2）設(shè)計的電路本身就存在某些嚴重缺點，不能滿足技術(shù)要求，連線發(fā)生短路和開路；（3）焊點虛焊，接插件接觸不良，可變電阻器等接觸不良；（4）電源電壓不合要求，性能差；（5）儀器使用不當；（6）接地處理不當；（7）相互干擾引起的故障等。 檢查故障的一般方法有：直接觀察法、靜態(tài)檢查法、信號尋跡法、對比法、部件替換法旁路法、短路法、斷路法、暴露法等，下面主要介紹以下幾種：（1）直接觀察法和信號檢查法：與前面介紹的調(diào)試前的直觀檢查和靜態(tài)檢查相似，只是更有目標針對性。（2）信號尋跡法：在輸入端直接輸入一定幅值、頻率的信號，用示波器由前級到后級逐級觀察波形及幅值，如哪一級異常，則故障就在該級；對于各種復(fù)雜的電路，也可將各單元電路前后級斷開，分別在各單元輸入端加入適當信號，檢查輸出端的輸出是否滿足設(shè)計要求。（3）對比法：將存在問題的電路參數(shù)與工作狀態(tài)和相同的正常電路中的參數(shù)（或理論分析和仿真分析的電流、電壓、波形等參數(shù)）進行比對，判斷故障點，找出原因。（4）部件替換法：用同型號的好器件替換可能存在故障的部件。（5）加速暴露法：有時故障不明顯，或時有時無，或要較長時間才能出現(xiàn)，可采用加速暴露法，如敲擊元件或電路板檢查接觸不良、虛焊等，用加熱的方法檢查熱穩(wěn)定性差等等。 5. 安全事項在調(diào)試過程中，應(yīng)當切實注意安全問題。有許多安全注意事項是普遍適用的。有的是針對人身安全的以保護操作人員的安全，有的是針對電子設(shè)備的以避免測試儀器和被檢設(shè)備受到損壞。對于有些專用的精密設(shè)備，還有特別的注意事項是需要在使用前引起注意的。（1）許多電子設(shè)備的機殼與內(nèi)電路的地線相聯(lián)，測試儀器的地應(yīng)與被測電子電路的地相聯(lián)。（2）檢修帶有高壓危險的電子設(shè)備(如電視機顯像管)時，打開其后蓋板時應(yīng)特別留神。（3）在連接測試線到高壓端于之前，應(yīng)切斷電源。如果做不到這點，應(yīng)特別注意避免碰及電路和接地物體。用一只手操作并站在有適當絕緣的地方，可減少電擊的危險。（4）濾波電容可能存有足以傷人的電荷。在檢修電路前，應(yīng)使濾波電容放電。（5）絕緣層破損可以引起高壓危險。在用這種導(dǎo)線進行測試前，應(yīng)檢查測試線是否被劃破。（6）注意儀表使用規(guī)則，以免損壞表頭。（7）應(yīng)該使用帶屏蔽的探頭。當用探頭觸及高壓電路時，決不要用手