電子電路調(diào)試技術(shù)
調(diào)試是電子整機(jī)裝配的關(guān)鍵一步,產(chǎn)品的組裝過程是把所有的元器件按照圖紙要求連接起來,由于各種電子元器件參數(shù)的離散性、線路接地點(diǎn)、元件裝配位置對分布參數(shù)的影響,使產(chǎn)品不能立即達(dá)到預(yù)定技術(shù)條件的要求。為了使電子產(chǎn)品各部件之間和單元電路之間實(shí)現(xiàn)有效的連接和匹配,使產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)能完全符合規(guī)定,實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能,對組裝后的產(chǎn)品需進(jìn)行調(diào)試。同時,調(diào)試又能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計和工藝以及原材料的缺陷和不足等問題。
1.調(diào)試方法
通常有兩種調(diào)試電路的方法。
(1)采用邊安裝邊調(diào)試的方法。把一個總電路按框圖上的功能分成若干單元電路分別進(jìn)行安裝和調(diào)試,在完成各單元電路調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大安裝和調(diào)試的范圍。最后,完成整機(jī)調(diào)試。這既便于調(diào)試,又可及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。
(2)整個電路安裝完畢,實(shí)行一次性調(diào)試。這種方法適于定型產(chǎn)品。
2.調(diào)試工作的內(nèi)容
明確設(shè)備調(diào)試的目的和要求;正確合理地使用測量儀器儀表;按調(diào)試工藝對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和測試;分析和排除調(diào)試中出現(xiàn)的故障,調(diào)試時,應(yīng)做好調(diào)試記錄,準(zhǔn)確記錄電路各部分的測試數(shù)據(jù)和波形,以便于分析和運(yùn)行時參考;編寫調(diào)試總結(jié),提出改進(jìn)意見。
6.2.1 調(diào)試準(zhǔn)備
將必要的工具、技術(shù)文件等準(zhǔn)備齊全,主要指:
1.調(diào)試設(shè)備和測量儀表的準(zhǔn)備
按技術(shù)文件的規(guī)定,準(zhǔn)備好測試設(shè)備和測量儀器儀表。檢查它們是否有周期檢定的合格證,尤其要注意測量儀器儀表的精度是否符合技術(shù)文件規(guī)定的要求,能否滿足調(diào)試精度的要求。應(yīng)掌握正確的使用方法,能熟練地使用調(diào)試設(shè)備和測量儀器儀表。
2.技術(shù)文件的準(zhǔn)備
電路原理圖、印制電路圖、總裝配圖、接線圖及產(chǎn)品技術(shù)文件、調(diào)試工藝等。事先掌握上述技術(shù)文件的內(nèi)容,了解被測試設(shè)備的基本工作原理、主要技術(shù)指標(biāo)、各參數(shù)的調(diào)試方法和步驟。
3.調(diào)試安全措施
從人身安全及保護(hù)儀器設(shè)備角度著眼,必須認(rèn)真對待調(diào)試安全措施。儀器、設(shè)備的金屬外殼都應(yīng)按地,特別是帶有MOS電路的儀器更必須良好接地。一般設(shè)備的外殼可通過三芯插頭與交流電網(wǎng)零線連接。
不允許帶電操作。如有必要和帶電部分接觸時,必須使用帶有絕緣保護(hù)的工具進(jìn)行操作。使用調(diào)壓器時必須注意,由于其輸入與輸出端不隔離,因此接到電網(wǎng)時,必須使公共端接零線,以確保后面所接電路不帶電。
大容量濾波電容器、延時用電容器能儲存電荷。因此,在調(diào)試或更換它們所在電路的元器件時,應(yīng)先將其儲存的電荷泄放完畢,再進(jìn)行操作。
6.2.2 調(diào)試步驟
整機(jī)調(diào)試的具體步驟可以歸納為:先進(jìn)行通電前檢查,再通電檢查;電路分塊隔離,先直流后交流;先單元電路調(diào)試,后整機(jī)聯(lián)調(diào)。
1.先進(jìn)行通電前檢查,再通電檢查
(1)外觀檢查。電路安裝完畢,首先直觀檢查電路各部分接線是否正確。檢查電源、地線、信號線、元器件引腳之間有無短路,器件有無接錯。
將組裝完的電子產(chǎn)品各焊點(diǎn),用毛刷及酒精擦凈,不應(yīng)留有松香等物。印制電路板,版面線條應(yīng)清晰、美觀、不應(yīng)有烙鐵燙傷痕跡及其他機(jī)械損傷,銅箔不允許有脫起現(xiàn)象。按產(chǎn)品安裝圖檢查各元器件安裝位置及參數(shù)應(yīng)正確無誤,導(dǎo)線連接及布置應(yīng)符合技術(shù)要求。檢查各開關(guān)及元器件可動部分的機(jī)械動作應(yīng)靈活可靠。各元器件必須牢固地焊接在印制電路板規(guī)定的位置上,不得有虛焊、漏焊、焊點(diǎn)之間不得短接。元器件排列應(yīng)整齊,無短接現(xiàn)象。所有連接線、內(nèi)外引線焊接應(yīng)正確。
(2)通電調(diào)試。按技術(shù)條件的規(guī)定通入電路所要求的電源電壓,觀測產(chǎn)品的工作狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)元器件等異常發(fā)熱、冒煙、打火等,應(yīng)立即關(guān)掉電源,找出故障原因,設(shè)法排除。以免擴(kuò)大故障范圍或造成不可修復(fù)的故障。通電后,若產(chǎn)品的工作狀態(tài)正常,則可轉(zhuǎn)入正常調(diào)試。
2.電路分塊隔離,先直流后交流
在比較復(fù)雜的電子產(chǎn)品中,整機(jī)電路通??梢苑殖扇舾蓚€功能塊,相對獨(dú)立地完成某個特定的電氣功能。其中,每一個功能塊往往又可以進(jìn)一步細(xì)分為幾個具體的電路。細(xì)分的界線對于分立元件電路來說,是以某一兩只晶體三極管為核心的電路。對于集成元件電路來說,是以某個集成電路芯片為核心的電路。例如一臺黑白電視機(jī),可以分成高頻調(diào)諧、中放通道、視頻放大、同步分離、自動增益控制 (AGC)、行掃描、場掃描、伴音及電源等幾個功能塊。以行掃描電路為例,還可以進(jìn)一步細(xì)分為AFC鑒相器、行振蕩、行激勵、行輸出及高中壓整流電路。在這幾個電路中,都有一兩只三極管做核心元件。
所謂 “電路分塊隔離”是在整機(jī)調(diào)試時對各個功能電路塊分別加電,逐塊調(diào)試。這樣做可以避免各塊之間電信號的互相干擾。當(dāng)電路工作不正常時,大大縮小了搜尋原因的范圍。實(shí)際上,有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計者在設(shè)計電路時,往往都會為各個電路塊設(shè)置一定的隔離元件。如:電源插座、跨接線或接通電路的某一電阻。整機(jī)調(diào)試時,除了正在調(diào)試的電路,其他部分都被隔離元件斷開而不工作。因此,不會相互干擾。當(dāng)每個電路塊都調(diào)試完畢后,再接通各個隔離元件,使整個電路進(jìn)入工作狀態(tài)。對沒有設(shè)置隔離元件的電路,可以裝配的同時逐級調(diào)試,調(diào)好一級再裝配下一級進(jìn)行調(diào)試。
直流工作狀態(tài)是電路工作的基礎(chǔ)。直流工作點(diǎn)不正常,電路就無法實(shí)現(xiàn)其電氣功能。所以,在成熟的電子產(chǎn)品原理圖上,一般都標(biāo)注直流工作點(diǎn),即三極管各極直流電位或工作電流,集成電路各腳的工作電壓,作為整機(jī)調(diào)試的參考依據(jù)。應(yīng)該注意,由于元器件的數(shù)值都具有一定偏差,并因所用儀表內(nèi)阻的影響,可能會出現(xiàn)實(shí)測數(shù)據(jù)與圖標(biāo)的直流工作點(diǎn)不完全相同的情況。但是一般來說,它們之間的差值不應(yīng)該很大,相對誤差不能超出10%。當(dāng)直流工作狀態(tài)調(diào)試完成之后,再進(jìn)行交流通路的調(diào)試,檢查并調(diào)整有關(guān)的元件,使電路完成其預(yù)定的電氣功能。這種方法就是 “先直流后交流”,也叫做 “先靜態(tài)后動態(tài)”。
3.先單元電路調(diào)試,再整機(jī)統(tǒng)調(diào)
在調(diào)試單元電路時應(yīng)明確本部分的調(diào)試要求,按調(diào)試要求測試性能指標(biāo)和觀察波形。調(diào)試順序按信號的流向進(jìn)行。這樣,可以把前面調(diào)試過的輸出信號作為后一級的輸入信號,為最后的整機(jī)聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。通過單元電路的靜態(tài)和動態(tài)調(diào)試,掌握必要的數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象。然后,對電路進(jìn)行分析、判斷、排除故障,完成調(diào)試要求。
各單元電路調(diào)試完成后就為整機(jī)調(diào)試打下了基礎(chǔ)。整機(jī)聯(lián)調(diào)是在單元電路調(diào)試后進(jìn)行的。此時,應(yīng)觀察各單元電路連接后各級之間的信號關(guān)系。主要觀察動態(tài)結(jié)果,檢查電路性能和參數(shù),分析測量的數(shù)據(jù)和波形是否符合設(shè)計要求,對發(fā)現(xiàn)的故障和問題及時采取處理措施。
產(chǎn)品統(tǒng)調(diào)時,先調(diào)基本指標(biāo),后調(diào)影響質(zhì)量的指標(biāo)。先調(diào)獨(dú)立環(huán)節(jié),后調(diào)有影響的環(huán)節(jié)。直到滿足該產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。
6.2.3 注意事項(xiàng)
1.注意人機(jī)安全
在整機(jī)調(diào)試時,可能接觸到高壓,應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。例如,電視機(jī)行掃描電路輸出的陽極電壓高達(dá)15~25kV,調(diào)試時容易觸碰到高壓線路而受到電擊。特別是彩色電視機(jī),一般都采用高壓開關(guān)電源,由于沒有電源變壓器的隔離,220V交流電的火線可能直接與整機(jī)底板相通,如果通電調(diào)試電路,很可能造成觸電事故。為此,在調(diào)試、維修電視機(jī)時,應(yīng)該首先檢查底板是否帶電。必要時,可在電視機(jī)與電源之間使用變比為1∶1的隔離變壓器。
以圖6-1所示電路為例,操作者試圖用調(diào)壓器來變化輸入電壓,試驗(yàn)穩(wěn)壓電源在輸入交流電壓變化時的電路性能。接通電路時并沒有異?,F(xiàn)象,電壓表測得3端、4端電壓為十幾伏,但在調(diào)整中用手觸碰到電路板上的元件時,卻發(fā)生電擊。從圖6-1中很容易分析出觸電原因:當(dāng)調(diào)壓器的端柱2接電源火線時,雖然電壓表測得3端、4端電壓為十幾伏,但4端卻對地有220V的高電壓,一旦碰到與它相接的元器件或印制導(dǎo)線,當(dāng)然免不了發(fā)生觸電事故。
圖6-1 注意人機(jī)安全
2.正確使用儀器
正確使用儀器包含兩方面的內(nèi)容:一方面應(yīng)能保障人機(jī)安全,避免觸電和損壞儀器。例如初學(xué)者錯用了萬用表的電阻擋或電流擋去測量電壓,結(jié)果使萬用表被燒毀。另一方面,正確使用儀器,才能保證正確的調(diào)試。否則,錯誤的接入方式或讀數(shù)方法會使調(diào)試陷入困境。例如,當(dāng)示波器接入電路時,為了不影響電路的幅頻特性,不要用塑料導(dǎo)線或電纜直接從電路引向示波器的輸入端,而應(yīng)當(dāng)采取衰減探頭。在測量小信號波形時,要注意示波器接地線不要靠近大功率器件的地線,否則波形可能出現(xiàn)干擾。又如,在使用掃頻儀測量檢波器、鑒頻器,或者電路的測試點(diǎn)位于三極管的發(fā)射極時,由于這些電路本身已有檢波作用,就不能使用檢波探頭。而在測量其他電路時均應(yīng)使用檢波探頭。掃頻儀輸出阻抗一般為75Ω,如果直接接入電路,會短路高阻負(fù)載。因此,在信號測試點(diǎn)需要接入隔離電阻或電容;儀器的輸出信號幅度不宜太大,否則,將使被測電路的某些元器件處于非線性工作狀態(tài),造成信號失真。
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