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電子電路的設計與調試探究

2021-4-10 | 電子設計論文

首先,調試步驟主要分四步:線路檢查、通電觀察、功能測試和指標測試。

(1)線路檢查主要包括兩個方面:一是檢查線路連接是否正確,有無錯線、少線、多線,特別注意檢查電源、地線連接是否正確,可以通過對照設計電路圖進行核查,按照一定的順序逐級對應檢查,思路要清晰,避免漏查,可以在圖上將檢查過的線路進行標記。二是要注意一些元器件的連接是否正確,例如二極管和電解電容的極性是否接對,三極管和集成電路各引腳是否接對,還可以輕拔元器件,看焊點是否牢固等。

(2)通電觀察:將經過準確測量的電源電壓接入電路,但先不接入信號源,觀察電路是否出現一些異常現象,比如冒煙、放電打火、聞到異味、輕觸元器件是否發燙等等,若有也切記不可驚慌,應該立即切斷電源,找出故障元器件,采用相關措施排除故障后再接入電源。然后再測試集成塊的電源引腳電壓值是否正常,確保電路可以正常通電。

(3)功能測試:先不接入信號源,對于模擬電路,主要測試電路的靜態工作點參數是否正常,比如放大器件能否正常工作在放大區;對于數字電路,主要測試各門電路輸入、輸出端的電平電壓值是否正常,以及邏輯關系是否正常;對于運算放大器,除了檢查正、負電源外,還要檢查調零電路,能否消除零點漂移的影響。然后在電路輸入端接入適當頻率和幅度的信號源,可以通過雙蹤示波器觀察輸入、輸出信號的波形形狀、信號幅值、相位關系、頻率、放大增益等相關參數,逐級進行測試。

(4)指標測試:經過前幾個步驟的檢測,可以確定電路能夠正常工作,然后根據設計要求對相關技術指標進行測試。準確記錄測試數據,進行分析,得出結論,確定電路的技術參數是否合格,如果有需要,再進一步對電路參數做出合理的修正。

其次,調試方法主要有兩種:分塊調試法和整體調試法。

(1)分塊調試法:這種方法是把整體電路按照每部分的不同功能分成若干個模塊,然后對每個模塊的性能單獨進行調試。為了確保模塊分拆合理,調試順利,必須先熟悉電路工作原理,然后調試的時候最好按照信號的流向展開,一級一級的進行,逐步擴大調試范圍,最后將所有模塊的調試結果進行綜合測試,完成總調。另外,分塊調試可以是邊安裝邊調試,即每安裝完一個模塊就調試一個模塊,也可以將電路整體安裝完畢后,再進行分塊調試。分塊調試因為是在較小的模塊內進行,所以比較容易發現問題,也便于解決,因此,這種方法比較適合新設計的電路。

(2)整體調試法:這種方法是把電路整體安裝完畢后,進行一次性總調,不單獨分塊調試。它適合于結構比較簡單的電路,或者一些不能分塊調試的以及定型的產品。

最后,在調試過程中要注意的一些問題:

(1)在調試之前,應當先確定所用儀器的完好,并且熟悉它們的功能和使用方法,調試時應注意儀器的地線與被測試電路的地線是否連接好,避免因為儀器使用不當而做出錯誤的判斷。

(2)對于所使用的信號發生器、直流穩壓電源、時鐘信號產生電路等等,要單獨進行調試,只有它們是可靠的才能保證電路的正常工作。

(3)調試發現問題需要更換元件,或者更改線路連接,切記一定要先切斷電源,雖然一些電源電壓值不足以對人體造成傷害,但不能保證連接過程中由于電路結構改變可能對元件造成的損害,要確定連接無誤后再接入電源。

電子電路的調試,是一個“測量→判斷→調整→再測量”反復進行的過程,最終實現設計的要求。在調試過程中難免會遇到一些難題,小則需要更改元件參數,更換元件,大則需要更改部分電路的設計甚至全部重新設計,而調試本身也是一個枯燥但又需要發散性思維的工作,因此要求調試人員首先要有足夠的耐心和信心,認真檢查,仔細分析,靈活的尋找解決方案,爭取用最合理的措施解決問題。當電路出現故障時,不要急于拆掉線路,或者輕易更換元器件,要仔細檢查故障原因,作出分析判斷,這個過程其實就是一個鍛煉分析和解決問題的機會,所以,重視電路的調試不僅僅是為了一個電路設計,更是設計能力的培養與提高。

本文作者:孫秀蓉 單位:蘭州交通大學博文學院電信工程系

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