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(jì)原理錯(cuò)誤、焊接安裝錯(cuò)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(guò)測(cè)試來(lái)發(fā)現(xiàn)、糾正、彌補(bǔ)各種錯(cuò)誤或缺陷，并進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，通過(guò)一系列的“測(cè)量判斷調(diào)整再測(cè)量”的反復(fù)進(jìn)行過(guò)程，使其達(dá)到預(yù)期的功能和性能指標(biāo)，這就是電子電路的調(diào)試。為了使調(diào)試順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)的電路圖上應(yīng)當(dāng)標(biāo)明各點(diǎn)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(zhǔn)備工作（1）技術(shù)文件準(zhǔn)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(cè)或說(shuō)明書(shū)等文件的準(zhǔn)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(biāo)、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(dá)到的技術(shù)性能指標(biāo)。（2）儀器設(shè)備準(zhǔn)備：要準(zhǔn)備好測(cè)量?jī)x器和測(cè)試設(shè)備，檢查是否處于良好的工作狀態(tài)，檢查測(cè)量?jī)x器和測(cè)試設(shè)備的功能選擇開(kāi)關(guān)、量程檔位是否處于正確的位置，尤其要注意測(cè)量?jī)x器和測(cè)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(cè)試精度的需要。調(diào)試常用的儀器有：萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器等，需要掌握儀器設(shè)備的正確使用方法和測(cè)試方法，熟練使用測(cè)量?jī)x器和測(cè)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(shí)可以循著信號(hào)的流程，逐級(jí)調(diào)整各單元電路，使其參數(shù)基本符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。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(kuò)大調(diào)試范圍，最后完成整機(jī)調(diào)試。采用先分調(diào)后聯(lián)調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。新設(shè)計(jì)的電路一般采用此方法。對(duì)于包括模擬電路、數(shù)字電路和微機(jī)系統(tǒng)的電子裝置，更應(yīng)采用這種方法進(jìn)行調(diào)試。因?yàn)橹挥邪讶糠址珠_(kāi)調(diào)試后，分別達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，并經(jīng)過(guò)信號(hào)及電平轉(zhuǎn)換電路后才能實(shí)現(xiàn)整機(jī)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(jìn)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(duì)于已定型的產(chǎn)品和需要相互配合才能運(yùn)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(jì)要求正確安裝連接，有無(wú)虛：焊、脫焊、漏焊等現(xiàn)象，檢查元器件的好壞及其性能指標(biāo)，檢查被調(diào)試設(shè)備的功能選擇開(kāi)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(wú)誤后方可按調(diào)試操作程序進(jìn)行通電調(diào)試。對(duì)被調(diào)試電路的準(zhǔn)備具體分為以下幾點(diǎn)： 連線是否正確檢查電路連線是否正確，包括錯(cuò)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(diǎn)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(cuò)線和少線。B按照實(shí)際線路來(lái)對(duì)照原理電路進(jìn)行查線這是一種以元件為中心進(jìn)行查線的方法。把每個(gè)元件（包括器件）引腳的連線一次查清，檢查每個(gè)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(cuò)線和少線，還容易查出多線。為了防止出錯(cuò)，對(duì)于已查過(guò)的線通常應(yīng)在電路圖上做出標(biāo)記，最好用指針式萬(wàn)用表“1”檔，或數(shù)字式萬(wàn)用表“檔”的蜂鳴器來(lái)測(cè)量，而且直接測(cè)量元、器件引腳，這樣可以同時(shí)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(wú)短路，連接處有無(wú)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(hào)源檢查檢查供電電壓是否相符，直流極性是否正確，信號(hào)線是否連接正確。 電源端對(duì)地（）是否存在短路在通電前，斷開(kāi)一根電源線，用萬(wàn)用表檢查電源端對(duì)地（）是否存在短路。檢查直流穩(wěn)壓電源對(duì)地是否短路。若電路經(jīng)過(guò)上述檢查，并確認(rèn)無(wú)誤后，就可通電調(diào)試。（2）通電觀察斷開(kāi)信號(hào)源，把經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量的電源接入電路，觀察有無(wú)異?，F(xiàn)象，包括有無(wú)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(cè)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(guò)通電觀察，認(rèn)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(shí)驗(yàn)室中使用的穩(wěn)壓電源是一臺(tái)儀器，它不僅有一個(gè)“”端，一個(gè)“”端，還有一個(gè)“地”接在機(jī)殼上，當(dāng)電源與實(shí)驗(yàn)板連接時(shí)，為了能形成一個(gè)完整的屏蔽系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)板的“地”一般要與電源的“地”連起來(lái)，而實(shí)驗(yàn)板上用的電源可能是正電壓，也可能是負(fù)電壓，還可能正、負(fù)電壓都有，所以電源是“”端接“地”還是“”端接“地”，使用時(shí)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(jī)殼相連。另外，應(yīng)注意一般電源在開(kāi)與關(guān)的瞬間往往會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)電壓上沖的現(xiàn)象，集成電路最怕過(guò)電壓的沖擊，所以一定要養(yǎng)成先開(kāi)啟電源，后接電路的習(xí)慣，在實(shí)驗(yàn)中途也不要隨意將電源關(guān)掉。（3）靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試交流、直流并存是電子電路工作的一個(gè)重要特點(diǎn)。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(dòng)態(tài)調(diào)試之分。靜態(tài)調(diào)試一般是指在沒(méi)有外加信號(hào)的條件下所進(jìn)行的直流測(cè)試和調(diào)整過(guò)程。例如，通過(guò)靜態(tài)測(cè)試模擬電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、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(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞的元器件，判斷電路工作情況，并及時(shí)調(diào)整電路參數(shù)，使電路工作狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于運(yùn)算放大器，靜態(tài)檢查除測(cè)量正、負(fù)電源是否接上外，主要檢查在輸入為零時(shí)，輸出端是否接近零電位，調(diào)零電路起不起作用。當(dāng)運(yùn)放輸出直流電位始終接近正電源電壓值或負(fù)電源電壓值時(shí)，說(shuō)明運(yùn)放處于阻塞狀態(tài)，可能是外電路沒(méi)有接好，也可能是運(yùn)放已經(jīng)損壞。如果通過(guò)調(diào)零電位器不能使輸出為零，除了運(yùn)放內(nèi)部對(duì)稱性差外，也可能運(yùn)放處于振蕩狀態(tài)，所以實(shí)驗(yàn)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(dòng)態(tài)檢測(cè)與調(diào)試動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。調(diào)試的方法是在電路的輸入端接入適當(dāng)頻率和幅值的信號(hào)，并循著信號(hào)的流向逐級(jí)檢測(cè)各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)。調(diào)試的關(guān)鍵是善于對(duì)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)、波形和現(xiàn)象進(jìn)行分析和判斷。這需要具備一定的理論知識(shí)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)電路中存在的問(wèn)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?yàn)殡娮与娐返母黜?xiàng)指標(biāo)互相影響，在調(diào)試某一項(xiàng)指標(biāo)時(shí)往往會(huì)影響另一項(xiàng)指標(biāo)。實(shí)際情況錯(cuò)綜復(fù)雜，出現(xiàn)的問(wèn)題多種多樣，處理的方法也是靈活多變的。動(dòng)態(tài)調(diào)試時(shí)，必須全面考慮各項(xiàng)指標(biāo)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(jìn)行調(diào)試。作為“放大”用的電路，要求其輸出電壓必須如實(shí)地反應(yīng)輸入電壓的變化，即輸出波形不能失真。常見(jiàn)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(dāng)使工作點(diǎn)不合適，或由于信號(hào)過(guò)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(cè)試過(guò)程中不能憑感覺(jué)和印象，要始終借助儀器觀察。使用示波器時(shí)，最好把示波器的信號(hào)輸入方式置于“DC”擋，通過(guò)直流耦合方式，可同時(shí)觀察被測(cè)信號(hào)的交、直流成分。通過(guò)調(diào)試，最后檢查功能塊和整機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)（如信號(hào)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(jì)要求，如必要，再進(jìn)一步對(duì)電路參數(shù)提出合理的修正。3. 調(diào)試注意事項(xiàng)（1）正確使用測(cè)量?jī)x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(hào)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(shí)要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測(cè)量時(shí)應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。（3）測(cè)量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗。（4）測(cè)量?jī)x器的帶寬必須大于被測(cè)量電路的帶寬。（5）正確選擇測(cè)量點(diǎn)和測(cè)量。（6）認(rèn)真觀察記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。（7）出現(xiàn)故障時(shí)要認(rèn)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(jiǎn)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(jiǎn)單分類，需要運(yùn)用電子電路的基礎(chǔ)理論分析處理測(cè)試數(shù)據(jù)和排除調(diào)試中的故障。對(duì)于新設(shè)計(jì)組裝的電路來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的故障原因有：（1）實(shí)驗(yàn)電路與設(shè)計(jì)的原理圖不符，元件使用不當(dāng)或損壞；（2）設(shè)計(jì)的電路本身就存在某些嚴(yán)重缺點(diǎn)，不能滿足技術(shù)要求，連線發(fā)生短路和開(kāi)路；（3）焊點(diǎn)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(dāng)；（6）接地處理不當(dāng)；（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(hào)尋跡法、對(duì)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(hào)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(biāo)針對(duì)性。（2）信號(hào)尋跡法：在輸入端直接輸入一定幅值、頻率的信號(hào)，用示波器由前級(jí)到后級(jí)逐級(jí)觀察波形及幅值，如哪一級(jí)異常，則故障就在該級(jí)；對(duì)于各種復(fù)雜的電路，也可將各單元電路前后級(jí)斷開(kāi)，分別在各單元輸入端加入適當(dāng)信號(hào)，檢查輸出端的輸出是否滿足設(shè)計(jì)要求。（3）對(duì)比法：將存在問(wèn)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(jìn)行比對(duì)，判斷故障點(diǎn)，找出原因。（4）部件替換法：用同型號(hào)的好器件替換可能存在故障的部件。（5）加速暴露法：有時(shí)故障不明顯，或時(shí)有時(shí)無(wú)，或要較長(zhǎng)時(shí)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(xiàng)在調(diào)試過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)切實(shí)注意安全問(wèn)題。有許多安全注意事項(xiàng)是普遍適用的。有的是針對(duì)人身安全的以保護(hù)操作人員的安全，有的是針對(duì)電子設(shè)備的以避免測(cè)試儀器和被檢設(shè)備受到損壞。對(duì)于有些專用的精密設(shè)備，還有特別的注意事項(xiàng)是需要在使用前引起注意的。（1）許多電子設(shè)備的機(jī)殼與內(nèi)電路的地線相聯(lián)，測(cè)試儀器的地應(yīng)與被測(cè)電子電路的地相聯(lián)。（2）檢修帶有高壓危險(xiǎn)的電子設(shè)備(如電視機(jī)顯像管)時(shí)，打開(kāi)其后蓋板時(shí)應(yīng)特別留神。（3）在連接測(cè)試線到高壓端于之前，應(yīng)切斷電源。如果做不到這點(diǎn)，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(dāng)絕緣的地方，可減少電擊的危險(xiǎn)。（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(xiǎn)。在用這種導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)試前，應(yīng)檢查測(cè)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(dāng)用探頭觸及高壓電路時(shí)，決不要用手