四、動態(tài)的測試與調整

動態(tài)是指電路的輸入端接入適當頻率和幅度的信號后，電路各有關點的狀態(tài)隨著輸入信號變化而變化的情況。測試電路的動態(tài)工作情況，通常稱為動態(tài)測試。在實際工程中，動態(tài)測試以測試電路的信號波形和電路的頻率特性為主，有時也測試電路相關點的交流電壓值、動態(tài)范圍等。調整電路的動態(tài)特性參數(shù)，通常稱為電路的動態(tài)調整，也就是調整電路的交流通路元件，如電容、電感等，使電路相關點的交流信號的波形、幅度、頻率等參數(shù)達到設計要求。由于電路的靜態(tài)工作點對其動態(tài)特性有較大的影響，所以，有時還需要對電路的靜態(tài)工作點進行微調，以改善電路的動態(tài)性能。

1.波形的測試

電子電路常用于對輸入信號進行放大、波形產生或波形處理變換。為了判斷電路工作是否正常，是否符合技術指標要求，經(jīng)常需要觀測電路的輸入、輸出波形并加以分析。因而對電路的波形測試是動態(tài)測試中最常用的手段之一。波形測試的測試儀器是示波器，它是一種特殊的電壓表，它可以將電壓或電流的變化波形測量并直觀地顯示出來，由此觀測到信號的幅度、周期、頻率以及是否失真等情況。測試波形時，示波器的上限頻率應高于被測試波形的頻率;對于微秒以下的脈沖波形須選用脈沖示波器測試。

測試觀測信號的波形分為電壓波形和電流波形兩種。

(1)電壓波形的測試。對電壓波形測試時，只需把示波器電壓探頭直接與被測試電壓電路并聯(lián)，即可在示波器熒光屏上觀測波形，并對電壓波形進行分析。

(2)電流波形的測試。電流波形的測試方法有兩種:直接測試法和間接測試法。

①直接測試法。首先將示波器改裝為電流表的形式。簡單的辦法是并接分流電阻，將探頭改裝成電流探頭。然后斷開被測電路，用電流探頭將示波器串聯(lián)到被測電路中即可觀察到電流波形。

②間接測試法。實際工程中，多采用所謂的“間接觀測法”。即在被測回路串入一無感小電阻，將電流變換成電壓，由于電阻兩端的電壓與電流符合歐姆定律，是一種線性、同相的關系，所以在示波器看到的電壓波形反映的就是電流變化的規(guī)律。

圖8－5　間接法測試電流波形

如圖8－5所示，它是用間接測試法觀測電視機場掃描鋸齒波電流波形的電路連接圖。在沒有電流探頭的情況下，在偏轉線圈電路中串聯(lián)一只0.5Ω無感電阻，再用示波器觀測0.5Ω無感電阻兩端的電壓波形，測出的波形幅度為電壓峰峰值，再用歐姆定律就可算出電流峰峰值。觀測示波器熒光屏上的被測信號波形，根據(jù)示波器面板上y(CH)通道靈敏度(衰減)開關的檔位和x軸掃描時間(時基)開關的檔位，可計算出信號的幅度、頻率、時間、脈沖寬度等參數(shù)。

(3)注意事項

1)測試時最好使用衰減探頭(高輸入阻抗、低輸入電容)，以減小接入示波器對被測電路的影響，同時注意探頭的地端和被測電路的地端一定要連接好。

2)測量波形幅度、頻率或時間時，示波器y(CH)通道靈敏度(衰減)開關的微調器和x軸掃描時間(時基)開關的微調器應預先校準并置于校準位置，否則測量不準確。

2.波形的調整

波形的調整是指通過對電路相關參數(shù)的調整，使電路相關點的波形符合設計要求的過程。電路的波形調整是在波形測試的基礎上進行的，只有在測試到的波形參數(shù)(如波形的幅度、失真等)沒有達到設計要求的情況下，才需要調整電路的參數(shù)，使波形達到要求。

調整前，必須對測試結果進行正確的分析。當發(fā)現(xiàn)觀測到波形有偏差時，要找出糾正偏差最有效又最方便調整的元器件。從理論上來說，各個元器件都有可能造成波形參數(shù)的偏差，但實際工程中卻多采用調整反饋深度或耦合電容、旁路電容等來糾正波形的偏差。電路的靜態(tài)工作點對電路的波形也有一定的影響，故有時還需要進行微調靜態(tài)工作點;還可試換放大器件，如三極管，但更換三極管后，必須重新調整靜態(tài)工作點。

3.頻率特性的測試與調整

對于諧振電路和高頻電路，一般進行頻率特性的測試和調整，很少進行波形調整。頻率特性常指幅頻特性，是指信號的幅度隨頻率的變化關系，即電路對不同頻率的信號有不同的響應。如放大器的增益隨頻率的變化而變化，使輸出的信號的幅度(輸入信號幅度不變)隨頻率變化而變化。所以頻率特性又叫頻率響應(簡稱頻響)，它是電路重要的動態(tài)特性之一。頻率特性通常用頻率特性曲線來表達，曲線圖的橫坐標表示頻率，而縱坐標表示信號的幅度。頻率特性曲線能直觀而清晰明了地表達出電路的頻率特性。

(1)頻率特性的測試。頻率特性的測試實際上就是幅頻特性曲線的測試，常用的方法有:點頻法、掃頻法和方波響應測試。

1)點頻法。點頻法是用一般的信號源(常用正弦波信號源)，向被測電路提供所需的輸入電壓信號，用電子電壓表監(jiān)測被測電路的輸入電壓和輸出電壓。測試用到正弦信號發(fā)生器、交流毫伏表或示波器等儀器儀表。

圖8－6　信號源—電壓表測試法

測試連接圖如圖8－6所示。測試方法說明如下:測試時，保持輸入信號幅度不變(監(jiān)測輸入電壓的大小)，按一定的頻率間隔，將信號源的頻率由低到高逐點調節(jié)，同時通過將每一點的輸出電壓值記錄下來，并在頻率——電壓坐標上(以頻率為橫坐標，電壓幅度為縱坐標)逐點標出測量值，最后用一條光滑的曲線連接各測試點。這條曲線就是被測電路的頻率特性(幅頻特性)曲線，如圖8－7所示。測量時，頻率間隔越小則測試結果就越準確。這種方法多用于低頻電路的頻響測試，如音頻放大器、收錄機等。點頻法的特點:測試設備使用簡單，測試原理簡單，但測試時間長，測試誤差較大，既費時、費力且準確度不高。

圖8－7　頻率特性曲線示意圖

2)掃頻測試法。掃頻測試法是使用專用的頻率特性測試儀(又叫掃頻儀)，直接測量并顯示出被測電路的頻率特性曲線的方法，高頻電路一般采用掃頻法進行測試，掃頻儀是將掃頻信號源和示波器組合在一起的專用于頻率特性測試的儀器。其測量的機理是:用掃頻信號源取代普通的信號源，即把人工逐點調節(jié)頻率變?yōu)樽詣拥闹瘘c掃頻;用電子示波器取代電子電壓表，使輸出電壓隨頻率變化的軌跡自動地呈現(xiàn)在熒光屏上，從而直接得到被測信號的頻響曲線。掃頻信號發(fā)生器能向被測電路提供頻率由低到高，然后又由高到低，反復循環(huán)、且自動變化的等幅信號。示波器部分將被測電路輸出的信號經(jīng)儀器調整、處理后由示波管逐點顯示出來，由于掃頻信號發(fā)生器產生的信號頻率間隔很小，幾乎是連續(xù)變化的，所以顯示出的曲線也是連續(xù)無間隔的。掃頻測試法的測試接線方框圖如圖8－8所示。測試時，應根據(jù)被測電路的頻率響應選擇一個合適的中心頻率，用輸出電纜將掃頻儀輸出信號電壓加到被測電路的輸入端，用檢波探頭(若被測電路的輸出電壓已經(jīng)檢波，則不能再用檢波探頭，只能用普通輸入(開路)探頭)將被測電路的輸出信號電壓送到掃頻儀的輸入端，在掃頻儀的熒光屏上就能顯示出被測電路的頻率特性曲線。

圖8－8　掃頻測試法測試接線方框圖

3)方波響應測試。方波響應測試是通過觀察方波信號通過電路后的波形，來觀測被測電路的頻率響應。方波響應測試可以更直觀地觀測被測電路的頻率響應，因為方波信號形狀規(guī)則，出現(xiàn)失真很易觀測。如果一個放大器接入一個理想音頻方波后，輸出的方波仍是理想的。圖8－9為方波響應測試接線圖，圖中示波器應使用雙蹤示波器，以便同時觀測和比較輸入、輸出波形。

圖8－9　方波響應測試接線方框圖

(2)頻率特性的調整。通過對電路參數(shù)的調整，使其頻率特性曲線符合設計要求的過程，就是頻率特性的調整。頻率特性的調整也是在頻率特性測試的基礎上進行的。只有在測到的頻率特性曲線沒有達到設計要求的情況下，才需要調整電路的參數(shù)，使頻率特性曲線達到要求。調整的思路和方法，基本上與波形的調整相似。只是頻率特性的調整是多頻率點，既要保證低頻段，又要保證高頻段，還要保證中頻段。也就是說，在規(guī)定的頻率范圍內是各頻率的信號幅度都要達到要求。而電路的某些參數(shù)的改變，既會影響高頻段，也會影響低頻段，故應先粗調，后反復細調。所以，調整的過程要復雜一些，考慮的因素要多一些，對調試人員的要求也要高一些。

調整前，必須對觀測到的曲線進行正確的分析，找出不符合要求的范圍和特點，結合電路的工作原理、電路結構和設計要求達到的標準曲線，分析原因。根據(jù)電路中各元器件的作用，特別是電路中電容、電感或中周等交流通路元件的作用和對電路的頻率特性的影響情況，確定需要調整的元器件參數(shù)和調整的方法。如低頻段曲線幅度偏低，從理論上說，可能是電路的低頻損耗過大或低頻增益不夠，也可能是反饋電路有問題，也可能是耦合電容的容量不足等。逐一調整或更換它們，也可能糾正偏差。但實際工程中卻多采用調整反饋深度或耦合電容、旁路電容等。有時還需要對電路的靜態(tài)工作點進行微調。對于諧振電路，多采用掃頻法調試，測試時一般調整諧振回路的參數(shù)，如可調電感或諧振電容，保證電路的諧振頻率和有效帶寬均符合要求。若調整后，仍然達不到要求，再進行電路的檢查，找出原因，排除故障。