課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí) 1 電子電路的設(shè)計(jì)方法電子電路的設(shè)計(jì)方法 2 電子電路的組裝電子電路的組裝 3 電路的調(diào)試電路的調(diào)試 4 檢查故障的一般方法檢查故障的一般方法 5 畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)電子技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)包括選擇課題、電子電路設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試和編寫總結(jié)報(bào)告等教學(xué)環(huán)節(jié)。現(xiàn)在介紹畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)。 1 電子電路的設(shè)計(jì)方法電子電路的設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)一個(gè)電子電路系統(tǒng)時(shí),首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù),根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案選擇,然后對方案中的各部分進(jìn)行單元的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選

2、擇,最后將各部分連接在一起,畫出一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的完整的系統(tǒng)電路圖。一、明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求一、明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求 對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體分析,充分了解系統(tǒng)的性能、指標(biāo)、內(nèi)容及要求,以便明確系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。二、方案選擇二、方案選擇 這一步的工作要求是把系統(tǒng)要完成的任務(wù)分配給若干個(gè)單元電路,并畫出一個(gè)能表示各單元功能的整機(jī)原理框圖。 方案選擇的重要任務(wù)是根據(jù)掌握的知識(shí)和資料,針對系統(tǒng)提出的任務(wù)、要求和條件,完成系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中要敢于探索,勇于創(chuàng)新,力爭做到設(shè)計(jì)方案合理、可靠、經(jīng)濟(jì)、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)。并且對方案要不斷進(jìn)行可行性和優(yōu)缺點(diǎn)的分析,最后設(shè)計(jì)出一個(gè)完整框圖?？驁D必須

3、正確反映系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)和各組成部分的功能，清楚表示系統(tǒng)的基本組成和相互關(guān)系。三、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇三、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇 根據(jù)系統(tǒng)的指標(biāo)和功能框圖,明確各部分任務(wù),進(jìn)行各單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。 1.1.單元電路設(shè)計(jì)單元電路設(shè)計(jì) 單元電路是整機(jī)的一部分,只有把各單元電路設(shè)計(jì)好才能提高整體設(shè)計(jì)水平。 每個(gè)單元電路設(shè)計(jì)前都需明確本單元電路的任務(wù),詳細(xì)擬定出單元電路的性能指標(biāo),與前后級(jí)之間的關(guān)系,分析電路的組成形式。具體設(shè)計(jì)時(shí),可以模仿成熟的先進(jìn)的電路,也可以進(jìn)行創(chuàng)新或改進(jìn)，但都必須保證性能要求。而且，不僅單元電路本身要設(shè)計(jì)合理，各單元電路間也要相互配合

4、，注意各部分的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)和控制信號(hào)的關(guān)系。 2. 2.參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算 為保證單元電路達(dá)到功能指標(biāo)要求,就需要用電子技術(shù)知識(shí)對參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。例如,放大電路中各電阻值、放大倍數(shù)的計(jì)算；振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數(shù)的計(jì)算。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計(jì)算公式，計(jì)算的參數(shù)才能滿足要求。 參數(shù)計(jì)算時(shí),同一個(gè)電路可能有幾組數(shù)據(jù),注意選擇一組能完成電路設(shè)計(jì)要求的功能、在實(shí)踐中能真正可行的參數(shù)。計(jì)算電路參數(shù)時(shí)應(yīng)注意下列問題:(1) 元器件的工作電流、電壓、頻率和功耗等參數(shù)應(yīng)能滿足電路指標(biāo)的要求；(2) 元器件的極限參數(shù)必須留有足夠的裕量,一般應(yīng)大于額定值的1.5倍；(3) 電阻和電容

5、的參數(shù)應(yīng)選計(jì)算值附近的標(biāo)稱值。3.3.器件選擇器件選擇 (1) 阻容元件的選擇:電阻和電容種類很多,正確選擇電阻和電容是很重要的。不同的電路對電阻和電容性能要求也不同,有些電路對電容的漏電要求很嚴(yán),還有些電路對電阻、電容的性能和容量要求很高。例如濾波電路中常用大容量(100F3000F)鋁電解電容,為濾掉高頻通常還需并聯(lián)小容量(0.01F 0.1F)瓷片電容。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)電路的要求選擇性能和參數(shù)合適的阻容元件,并要注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。 (2) 分立元件的選擇:分立元件包括二極管、晶體三極管、場效應(yīng)管、光電二極管、晶閘管等。根據(jù)其用途分別進(jìn)行選擇。 選擇的器件種類不同,注

6、意事項(xiàng)也不同。例如選擇晶體三極管時(shí),首先注意是選擇NPN型還是PNP型管,是高頻管還是低頻管,是大功率管還是小功率管,并注意管子的參數(shù)PCM、ICM、BVCEO、ICBO、fT和f是否滿足電路設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求,高頻工作時(shí),要求fT=(510)f, f為工作頻率。 (3) 集成電路的選擇:由于集成電路可以實(shí)現(xiàn)很多單元電路甚至整機(jī)電路的功能,所以選用集成電路來設(shè)計(jì)單元電路和總體電路既方便又靈活,它不僅使系統(tǒng)體積縮小,而且性能可靠,便于調(diào)試及運(yùn)用,在設(shè)計(jì)電路時(shí)頗受歡迎。 集成電路有模擬集成電路和數(shù)字集成電路。國內(nèi)外己生產(chǎn)出大量集成電路,其器件的型號(hào)、原理、功能、特征可查閱有關(guān)手冊。 選擇的集成電路不僅

7、要在功能和特性上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案,而且要滿足功耗、電壓、速度、價(jià)格等多方面的要求。四、電路圖的繪制四、電路圖的繪制 為詳細(xì)表示設(shè)計(jì)的整機(jī)電路及各單元電路的連接關(guān)系,設(shè)計(jì)時(shí)需繪制完整電路圖。 電路圖通常是在系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇的基礎(chǔ)上繪制的,它是組裝、調(diào)試和維修的依據(jù)。繪制電路圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn): (1)布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于看圖、有利于對圖的理解和閱讀。有時(shí)一個(gè)總電路由幾部分組成,繪圖時(shí)應(yīng)盡量把總電路畫在一張圖紙上。如果電路比較復(fù)雜,需繪制幾張圖,則應(yīng)把主電路畫在同一張圖紙上,而把一些比較獨(dú)立或次要的部分畫在另外的圖紙上,并在圖的斷口兩端做上標(biāo)記,標(biāo)出信號(hào)從一張圖

8、到另一張圖的引出點(diǎn)和引入點(diǎn),以此說明各圖紙?jiān)陔娐愤B線之間的關(guān)系。 有時(shí)為了強(qiáng)調(diào)并便于看清各單元電路的功能關(guān)系,每一個(gè)功能單元電路的元件應(yīng)集中布置在一起,并盡可能按工作順序排列。 (2) 注意信號(hào)的流向,一般從輸入端或信號(hào)源畫起,由左至右或由上至下按信號(hào)的流向依次畫出各單元電路,而反饋通路的信號(hào)流向則與此相反。 （3）圖形符號(hào)要標(biāo)準(zhǔn)，圖中應(yīng)加適當(dāng)?shù)臉?biāo)志。圖形符號(hào)表示器件的項(xiàng)目或概念。電路圖中的中、大規(guī)模集成電路器件,一般用方框表示,在方框中標(biāo)出它的型號(hào),在方框的邊線兩側(cè)標(biāo)出每根線的功能名稱和管腳號(hào)。除中、大規(guī)模器件外,其余元器件符號(hào)應(yīng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化。 (4) 連接線應(yīng)為直線,并且交叉和折彎應(yīng)最少。通常

9、連接可以水平布置或垂直布置,一般不畫斜線,互相連通的交叉處用圓點(diǎn)表示,根據(jù)需要,可以在連接線上加注信號(hào)名或其他標(biāo)記,表示其功能或其去向。有的連線可用符號(hào)表示,例如器件的電源一般標(biāo)電源電壓的數(shù)值,地線用符號(hào)()表示。 設(shè)計(jì)的電路是否能滿足設(shè)計(jì)要求,還必須通過組裝、調(diào)試進(jìn)行驗(yàn)證。2 2 電子電路的組裝電子電路的組裝電子電路設(shè)計(jì)好后,便可進(jìn)行組裝。 電子技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)中組裝電路通常采用焊接和實(shí)驗(yàn)箱上插接兩種方式。焊接組裝可提高學(xué)生焊接技術(shù),但器件可重復(fù)利用率低。在實(shí)驗(yàn)箱上組裝,元器件便于插接且電路便于調(diào)試，并可提高器件重復(fù)利用率。下面介紹在實(shí)驗(yàn)箱上用插接方式組裝電路的方法. (1) 集成電

10、路的裝插 插接集成電路時(shí)首先應(yīng)認(rèn)清方向,不要倒插,所有集成電路的插入方向保持一致,注意管腳不能彎曲。 （2）元器件的裝插 根據(jù)電路圖的各部分功能確定元器件在實(shí)驗(yàn)箱的插接板上的位置,并按信號(hào)的流向?qū)⒃骷樞虻剡B接,以易于調(diào)試。 (3) 導(dǎo)線的選用和連接 導(dǎo)線直徑應(yīng)和插接板的插孔直徑相一致,過粗會(huì)損壞插孔,過細(xì)則與插孔接觸不良。 為檢查電路的方便,要根據(jù)不同用途,導(dǎo)線可以選用不同顏色。一般習(xí)慣是正電源用紅線,負(fù)電源用藍(lán)線,地線用黑線,信號(hào)線用其他顏色的線等。 連接用的導(dǎo)線要求緊貼在插接板上,避免接觸不良。連接不允許跨在集成電路上,一般從集成電路周圍通過,盡量做到橫平豎直,這樣便于查線和更換器件,

11、但高頻電路部分的連線應(yīng)盡量短。 組裝電路時(shí)注意,電路之間要共地。正確的組裝方法和合理的布局,不僅使電路整齊美觀,而且能提高電路工作的可靠性,便于檢查和排除故障。 3 3 電路的調(diào)試電路的調(diào)試 實(shí)踐表明,一個(gè)電子裝置,即使按照設(shè)計(jì)的電路參數(shù)進(jìn)行安裝,往往也難于達(dá)到預(yù)期的效果。這是因?yàn)槿藗冊谠O(shè)計(jì)時(shí),不可能周密地考慮各種復(fù)雜的客觀因素（如元件值的誤差,器件參數(shù)的分散性,分布參數(shù)的影響等）,必須通過安裝后的測試和調(diào)整,來發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計(jì)方案的不足和安裝的不合理,然后采取措施加以改進(jìn),使裝置達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。因此,掌握調(diào)試電子電路的技能對于每個(gè)從事電子技術(shù)及其有關(guān)領(lǐng)域工作的人員來說是非常重要的。 實(shí)驗(yàn)和

12、調(diào)試的常用儀器有：萬用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器和掃描儀等。 一、調(diào)試前的直觀檢查一、調(diào)試前的直觀檢查 電路安裝完畢,通常不宜急于通電,先要認(rèn)真檢查一下。檢查內(nèi)容包括： 1、連線是否正確、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： (1) 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。 (2) 按照實(shí)際線路來對照原理電路進(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

13、，還容易查出多線。 為了防止出錯(cuò)，對于已查過的線通常應(yīng)在電路圖上做出標(biāo)記，最好用指針式萬用表“1”擋，或數(shù)字式萬用表“”擋的蜂鳴器來測量，而且直接測量元、器件引腳，這樣可以同時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方。 2、元、器件安裝情況、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。 3、電源供電、電源供電(包括極性包括極性)、信號(hào)源連線是否正確、信號(hào)源連線是否正確 檢查直流極性是否正確，信號(hào)線是否接正確。 4、電源端對地（、電源端對地（）是否存在短路）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

14、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(rèn)無誤后，就可轉(zhuǎn)入調(diào)試 二、調(diào)試方法二、調(diào)試方法 調(diào)試包括測試和調(diào)整兩個(gè)方面。所謂電子電路的調(diào)試，是以達(dá)到電路設(shè)計(jì)指標(biāo)為目的而進(jìn)行的一系列的“測量判斷調(diào)整再測量”的反復(fù)進(jìn)行過程。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)。 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)

15、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)問題和解決問題。新設(shè)計(jì)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(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_調(diào)試后，分別達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，并經(jīng)過信號(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: 1.1.通電觀察通電觀察 把經(jīng)過準(zhǔn)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

16、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(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，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，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“正”端接“地”還是負(fù)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。

17、另外,應(yīng)注意一般電源在開與關(guān)的瞬間往往會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)電壓上沖的現(xiàn)象，集成電路最怕過電壓的沖擊，所以一定要養(yǎng)成先開啟電源，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。 2 2、靜態(tài)調(diào)試、靜態(tài)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)試一般是指在沒有外加信號(hào)的條件下所進(jìn)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(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。 對于運(yùn)算

18、放大器,靜態(tài)檢查除測量正、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),說明運(yùn)放處于阻塞狀態(tài),可能是外電路沒有接好,也可能是運(yùn)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(yùn)放內(nèi)部對稱性差外,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,最好接上示波器進(jìn)行監(jiān)視。 3.3.動(dòng)態(tài)調(diào)試動(dòng)態(tài)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)檢測各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)故障現(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。

19、 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(shí),最好把示波器的信號(hào)輸入方式置于“DC”擋,通過直流耦合方式，可同時(shí)觀察被測信號(hào)的交、直流成分。 通過調(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)一步對電路參數(shù)提出合理的修正。三、調(diào)試中注意事項(xiàng)三、調(diào)試中注意事項(xiàng) 調(diào)試結(jié)果是否正確,很大程度上受測量正確與否和測量精度的影響。為了保證調(diào)試的效果,必須減小測量誤差,提高測量精度。為此,需注意以下幾點(diǎn): (1) 正確使用測量儀器的接地端。 凡是使用低端接機(jī)殼的電子儀器進(jìn)行測量,儀器的接地端應(yīng)和放大器的接地

20、端連接在一起,否則儀器機(jī)殼引入的干擾不僅會(huì)使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化,而且將使測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。根據(jù)這一原則,調(diào)試發(fā)射極偏置電路時(shí),若需測量UCE,不應(yīng)把儀器的兩端直接接在集電極和發(fā)射極上,而應(yīng)分別測出UC、UE,然后將二者相減得UCE。若使用干電池供電的萬用表進(jìn)行測量,由于電表的兩個(gè)輸入端是浮動(dòng)的,所以允許直接接到測量點(diǎn)之間。 (2) 在信號(hào)比較弱的輸入端,盡可能用屏蔽線連線。屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上。在頻率比較高時(shí)要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響,例如用示波器測量時(shí)應(yīng)該使用有探頭的測量線，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(yuǎn)大于被測處的等效阻抗。因?yàn)?若測

21、量儀器輸入阻抗小,則在測量時(shí)會(huì)引起分流,給測量結(jié)果帶來很大的誤差。 (4) 測量儀器的帶寬必須大于被測電路的帶寬。例如,MF-20型萬用表的工作頻率為202000OHz。如果放大器的fH=100kHz,我們就不能用MF-20來測試放大器的幅頻特性。否則,測試結(jié)果就不能反映放大器的真實(shí)情況。 (5) 要正確選擇測量點(diǎn) 用同一臺(tái)測量儀進(jìn)行測量時(shí),測量點(diǎn)不同,儀器內(nèi)阻引進(jìn)的誤差大小將不同。例如,對于圖1所示電路,測c1點(diǎn)電壓UC1時(shí),若選擇E2為測量點(diǎn),測得UE2，根據(jù)UC1=UE2+UBE2求得的結(jié)果,可能比直接測c1點(diǎn)得到的Uc1的誤差要小得多。所以出現(xiàn)這種情況,是因?yàn)镽E2較小,儀器內(nèi)阻引進(jìn)的

22、測量誤差小。 (6) 測量方法要方便可行，需要測量某電路的電流時(shí),一般盡可能測電壓而不測電流,因?yàn)闇y電壓不必改動(dòng)被測電路,測量方便。若需知道某一支路的電流值,可以通過測取該支路上電阻兩端的電壓,經(jīng)過換算而得到。 (7) 調(diào)試過程中,不但要認(rèn)真觀察和測量,還要善于記錄。記錄的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)條件,觀察的現(xiàn)象,測量的數(shù)據(jù)、波形和相位關(guān)系等。只有有了大量可靠的實(shí)驗(yàn)記錄,并與理論結(jié)果加以比較,才能發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)上的問題,完善設(shè)計(jì)方案。 (8) 調(diào)試時(shí)出現(xiàn)故障,要認(rèn)真查找故障原因。切不可一遇故障解決不了就拆掉線路重新安裝。因?yàn)橹匦掳惭b的線路仍可能存在各種問題,如果是原理上的問題,即使重新安裝也解決不了問題。應(yīng)

23、當(dāng)把查找故障并分析故障原因看成一次好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),通過它來不斷提高自己分析問題和解決問題的能力。 4 4 檢查故障的一般方法檢查故障的一般方法 故障是我們不希望出現(xiàn)但又是不可避免的電路異常工作狀況。分析、尋找和排除故障是電氣工程人員必備的實(shí)際技能。 對于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)來說,要在大量的元器件和線路中迅速、準(zhǔn)確地找出故障是不容易的。一般故障診斷過程,就是從故障現(xiàn)象出發(fā),通過反復(fù)測試,作出分析判斷,逐步找出故障的過程。一、故障現(xiàn)象和產(chǎn)生故障的原因一、故障現(xiàn)象和產(chǎn)生故障的原因 1.1.常見的故障現(xiàn)象常見的故障現(xiàn)象 (1) 放大電路沒有輸入信號(hào),而有輸出波形。 (2) 放大電路有輸入信號(hào),但沒有輸出波形,

24、或者波形異常。 (3) 串聯(lián)穩(wěn)壓電源無電壓輸出,或輸出電壓過高且不能調(diào)整,或輸出穩(wěn)壓性能變壞、輸出電壓不穩(wěn)定等。 (4) 振蕩電路不產(chǎn)生振蕩。 (5) 計(jì)數(shù)器輸出波形不穩(wěn),或不能正確計(jì)數(shù)。 (6) 收音機(jī)中出現(xiàn)“嗡嗡”交流聲、“啪啪”的汽船聲和炒豆聲等。 (7) 發(fā)射機(jī)中出現(xiàn)頻率不穩(wěn),或輸出功率小甚至無輸出,或反射大,作用距離小等。 以上是最常見的一些故障現(xiàn)象,還有很多奇怪的現(xiàn)象,在這里就不一一列舉了。 2.2.產(chǎn)生故障的原因產(chǎn)生故障的原因 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。這里只能進(jìn)行一些粗

25、略的分析。 (1) 對于定型產(chǎn)品使用一段時(shí)間后出現(xiàn)故障,故障原因可能是元器件損壞,連線發(fā)生短路或斷路(如焊點(diǎn)虛焊,接插件接觸不良,可變電阻器、電位器、半可變電阻等接觸不良,接觸面表面鍍層氧化等),或使用條件發(fā)生變化(如電網(wǎng)電壓波動(dòng),過冷或過熱的工作環(huán)境等)影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行。 (2) 對于新設(shè)計(jì)安裝的電路來說,故障原因可能是:實(shí)際電路與設(shè)計(jì)的原理圖不符；元件使用不當(dāng)或損壞；設(shè)計(jì)的電路本身就存在某些嚴(yán)重缺點(diǎn),不滿足技術(shù)要求；連線發(fā)生短路或斷路等。 (3) 儀器使用不正確引起的故障,如示波器使用不正確而造成的波形異?；驘o波形,共地問題處理不當(dāng)而引入的干擾等。 (4) 各種干擾引起的故障。二、檢

26、查故障的一般方法二、檢查故障的一般方法 查找故故障的順序可以從輸入到輸出，也可以從輸出到輸入。找故障的一般方法有:1.1.直接觀察法直接觀察法 直接觀察法是指不用任何儀器,利用人的視、聽、嗅、觸等作為手段來發(fā)現(xiàn)問題,尋找和分析故障。 直接觀察包括不通電檢查和通電觀察。 檢查儀器的選用和使用是否正確；電源電壓的數(shù)值和極性是否符合要求；電解電容的極性、二極管和三極管的管腳、集成電路的引腳有無錯(cuò)接、漏接、互碰等情況；布線是否合理；印刷板有無斷線；電阻電容有無燒焦和炸裂等。 通電觀察元、器件有無發(fā)燙、冒煙,變壓器有無焦昧,示波管燈絲是否亮,有無高壓打火等。 此法簡單，也很有效，可作初步檢查時(shí)用，但對比

27、較隱蔽的故障無能為力。2.2.用萬用表檢查靜態(tài)工作點(diǎn)用萬用表檢查靜態(tài)工作點(diǎn) 電子電路的供電系統(tǒng),電子管或半導(dǎo)體三極管、集成塊的直流工作狀態(tài)(包括元、器件引腳、電源電壓)、線路中的電阻值等都可用萬用表測定。當(dāng)測得值與正常值相差較大時(shí),經(jīng)過分析可找到故障。現(xiàn)以圖2兩級(jí)放大器為例,正常工作時(shí)如圖所示。靜態(tài)時(shí)(ui=0),UB1=1.3V, IC1=1mA,UC1=6.9V,IC2=1.6mA,UE2=5.3V.但實(shí)測結(jié)果UB1=0.01V,UC1UCE1=UCC=12V?？紤]到正常放大工作時(shí),硅管的UBE約為0.60.8V,現(xiàn)在T1顯然處于截止?fàn)顟B(tài)。實(shí)測的VclUCC也證明T1是截止(或損壞)。T1

28、為什么截止呢?這要從影響UB1的Rb11中去尋找。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),R b12本應(yīng)為11K ,但安裝時(shí)卻用的是1.lk的電阻,將Rb12換上正確阻值,故障即消失。 順便指出,靜態(tài)工作點(diǎn)也可以用示波器”DC”輸入方式測定。用示波器的優(yōu)點(diǎn)是,內(nèi)阻高,能同時(shí)看到直流工作狀態(tài)和被測點(diǎn)上的信號(hào)波形以及可能存在原干擾信號(hào)及噪聲電壓等,更有利于分析故障。3 3、信號(hào)尋跡法、信號(hào)尋跡法 對于各種較復(fù)雜的電路,可在輸入端接入一個(gè)一定幅值、適當(dāng)頻率的信號(hào)(例如,對于多級(jí)放大器，可在其輸入端接入f=1000Hz的正弦信號(hào)),用示波器由前級(jí)到后級(jí)（或者相反），逐級(jí)觀察波形及幅值的變化情況,如哪一級(jí)異常,則故障就在該級(jí)。

29、這是深入檢查電路的方法。4.4.對比法對比法 懷疑某一電路存在問題時(shí),可將此電路的參數(shù)與工作狀態(tài)和相同的正常電路中的參數(shù)(或理論分析的電流、電壓、波形等)進(jìn)行一一對比,從中找出電路中的不正常情況,進(jìn)而分析故障原因,判斷故障點(diǎn)。5.5.部件替換法部件替換法 有時(shí)故障比較隱蔽,不能一眼看出,如這時(shí)你手中有與故障產(chǎn)品同型號(hào)的產(chǎn)品時(shí),可以將工作正常產(chǎn)品中的部件、元器件、插件板等替換有故障產(chǎn)品中的相應(yīng)部件,以便于縮小故障范圍,進(jìn)一步查找故障。6.6.旁路法旁路法 當(dāng)有寄生振蕩現(xiàn)象,可以利用適當(dāng)容量的電容器,選擇適當(dāng)?shù)臋z查點(diǎn),將電容臨時(shí)跨接在檢查點(diǎn)與參考接地點(diǎn)之間,如果振蕩消失,就表明振蕩是產(chǎn)生在此附近或

30、前級(jí)電路中。否則就在后面,再移動(dòng)檢查點(diǎn)尋找之。 應(yīng)該指出的是,旁路電容要適當(dāng),不宜過大,只要能較好地消除有害信號(hào)即可。7.7.短路法短路法 就是采取臨時(shí)性短接一部分電路來尋找故障的方法。例如圖3所示放大電路,用萬用表測量T2的集電極對地?zé)o電壓。我們懷疑L1斷路,則可以將Ll兩端短路,如果此時(shí)有正常的UC2值,則說明故障發(fā)生在L1上。 8.8.斷路法斷路法 斷路法用于檢查短路故障最有效。斷路法也是一種使故障懷疑點(diǎn)逐步縮小范圍的方法。例如,某穩(wěn)壓電源接入一個(gè)帶有故障的電路,使輸出電流過大,我們采取依次斷開電路的某一支路的辦法來檢查故障。如果斷開該支路后,電流恢復(fù)正常,則故障就發(fā)生在此支路。9.暴露

31、法暴露法 有時(shí)故障不明顯，或時(shí)有時(shí)無，一時(shí)很難確定，此時(shí)可采用暴露法。檢查虛焊時(shí)對電路進(jìn)行敲擊就是暴露法的一種。另外還可以讓電路長時(shí)間工作一段時(shí)間，例如幾小時(shí)，然后再來檢查電路是否正常。這種情況下往往有些臨界狀態(tài)的元器件經(jīng)不住長時(shí)間工作，就會(huì)暴露出問題來，然后對癥處理。 實(shí)際調(diào)試時(shí)，尋找故障原因的方法多種多樣，以上僅列舉了幾種常用的方法。這些方法的使用可根據(jù)設(shè)備條件、故障情況靈活掌握，對于簡單的故障用一種方法即可查找出故障點(diǎn)，但對于較復(fù)雜的故障則需采取多種方法互相補(bǔ)充、互相配合，才能找出故障點(diǎn)。在一般情況下，尋找故障的常規(guī)做法是： 用直接觀察法，排除明顯的故障。 再用萬用表(或示波器)檢查靜態(tài)

32、工作點(diǎn)。 信號(hào)尋跡法是對各種電路普遍適用而且簡單直觀的方法，在動(dòng)態(tài)調(diào)試中廣為應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)指出，對于反饋環(huán)內(nèi)的故障診斷是比較困難的，在這個(gè)閉環(huán)回路中，只要有一個(gè)元器件（或功能塊）出故障，則往往整個(gè)回路中處處都存在故障現(xiàn)象。尋找故障的方法是先把反饋回路斷開，使系統(tǒng)成為一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，然后再接入一適當(dāng)?shù)妮斎胄盘?hào)，利用信號(hào)尋跡法逐一尋找發(fā)生故障的元、器件(或功能塊)。例如，圖4是一個(gè)帶有反饋的方波和鋸齒波電壓產(chǎn)生器電路，A1的輸出信號(hào)uo1作為A2的輸入信號(hào)，A2的輸出信號(hào)uo2作為A1的輸入信號(hào)，也就是說，不論A1組成的過零比較器或A2組成的積分器發(fā)生故障，都將導(dǎo)致u01、uo2無輸出波形。尋找故障的方

33、法是，斷開反饋回路中的一點(diǎn)（例如B1點(diǎn)或B2點(diǎn)），假設(shè)斷開B2點(diǎn)，并從B2點(diǎn)與R7連線端輸入一適當(dāng)幅值的鋸齒波，用示波器觀測u01輸出波形應(yīng)為方波，u02輸出波形應(yīng)為鋸齒波，如果uo1沒有波形或u02波形出現(xiàn)異常，則故障就發(fā)生在A1組成的過零比較器（或A2組成的積分器）電路上。 5 5 畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告 編寫畢業(yè)（課程）設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告的能力訓(xùn)練。通過寫報(bào)告，不僅把設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)，而且把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度。總結(jié)報(bào)告應(yīng)包括以下幾點(diǎn)： （1）課題名稱。 （2）內(nèi)容摘要 （3）設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求。 （4）比較和選寫設(shè)計(jì)

34、的系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)框圖。 （5）單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。 （6）畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理。 （7）組裝調(diào)試的內(nèi)容。包括： 使用的主要儀器和儀表。 調(diào)試電路的方法和技巧。 測試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析。 調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法。 （8）總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)，指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值，提出改進(jìn)意見和展望。 （9）列出系統(tǒng)需要的元器件清單。 （10）列出參考文獻(xiàn)。 （11）收獲、體會(huì)。 6 6電子電路干擾的抑制電子電路干擾的抑制 一、干擾源一、干擾源 電子電路工作時(shí)，往往在有用信號(hào)之外還存在一些令人頭痛的干擾電壓(或電流)。如何克服這些干擾是電

35、子電路(設(shè)備)在設(shè)計(jì)、制造時(shí)的主要問題之一。干擾產(chǎn)生于干擾源。干擾源有的在電子電路(設(shè)備)外部，也有的在電子電路(設(shè)備)內(nèi)部。 電子電路設(shè)備外部干擾源主要有： （1）電弧燈、日光燈、弧光燈、輝光放電管、火花點(diǎn)火裝置等產(chǎn)生的干擾。 （2）直流發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)，交流整流子電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備，以及繼電器、開關(guān)等產(chǎn)生的干擾。 （3）由大功率輸電線產(chǎn)生的工頻干擾。 （4）無線電設(shè)備輻射的電磁波等。 電子電路設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的干擾主要有： （1）交流聲。 （2）不同信號(hào)的互相感應(yīng)。 （3）寄生振蕩。 （4）繞線電位器的動(dòng)點(diǎn)、電子元件的引線和印刷電路板布線等各種金屬的接點(diǎn)間，由于溫室差而產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢等。 （5）在

36、數(shù)字電路和高頻電路中，由于傳輸線各部分的特性阻抗不同或與負(fù)載阻抗不匹配時(shí)，所傳輸?shù)男盘?hào)在終端部位發(fā)生一次或多次反射，使信號(hào)波形發(fā)生畸變或產(chǎn)生振蕩等。 二、干擾途徑及其抑制方法二、干擾途徑及其抑制方法為減少設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的干擾，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）元、器件布置不可過密。（2）改善電子設(shè)備的散熱條件。（3）分散設(shè)備穩(wěn)壓電源，避免通過電源內(nèi)阻引進(jìn)干擾。（4）在配線和安裝時(shí)，盡量減少不必要的電磁藕合。（5）盡量減少公共阻抗的阻值。（6）低頻信號(hào)采用的一點(diǎn)接地。 對電子設(shè)備外部干擾源，應(yīng)該根據(jù)干擾的性質(zhì)采取不同的有效措施，削弱（或消除）干擾。 (1) 電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離高壓電網(wǎng)、電臺(tái)、電視臺(tái)、電機(jī)、交流接觸器等干擾源。 (2) 對于以電場或磁場形式進(jìn)入放大電路的干擾，可利用屏蔽將電子電路放在金屬罩（用導(dǎo)電性好的材料做成罩并接地，必要時(shí)加上高導(dǎo)磁材料屏蔽）里，使干擾削弱。 (3) 對于通過電子電路輸入線引人的干擾可通過加入不同的濾波器來削弱。例如，如果信號(hào)頻率較低，可在輸入端加低通濾波器。如果干擾源的頻率基本不變(例如50