如何调试模拟电子电路？

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：电子电路的调试是电子电路设计中的重要内容,它包括电子电路的测试和调整两个方面。电子电路的调试通常用两种方法。由于电子电路一般都由若干个单元电路组成。第二种为统一调试法,这是在整个电路安装完成后,进行一次性的统一调试。2)检查连线电路连线的错误是造成电路故障的主要原因之一。对模拟电路一般应按照信号的流向,从输入级开始逐级向后进行调试。

电子电路的调试是电子电路设计中的重要内容,它包括电子电路的测试和调整两个方面。测试是对已经安装完成的电路进行参数及工作状态的测量,调整是在测量的基础上对电路元器件的参数进行必要的修正,使电路的各项性能指标达到设计要求。电子电路的调试通常用两种方法。

第一种为分块调试法,这是采用边安装边调试的方法。由于电子电路一般都由若干个单元电路组成。因此,把一个复杂的电路按原理图上的功能分成若干个单元电路,分别进行安装和调试。在完成各单元电路调试的基础上,扩大安装和调试的范围,最后完成整机的调试。采用这种方法既便于调试,又能及时发现和解决存在的问题。对新设计的电路而言,这是一种常用的方法。

第二种为统一调试法,这是在整个电路安装完成后,进行一次性的统一调试。这种方法一般适用于简单电路或已定型的产品。

上述两种方法的调试步骤基本一致,具体介绍如下:

（1）通电前的检查

电路安装好后,必须在没有接通电源的情况下,对电路进行认真细致的检查,以便发现并纠正电路在安装过程中的疏漏和错误,避免在电路通电后发生不必要的故障,甚至损坏元件。主要内容有:

1)检查元器件

检查电路中各个元器件的参数是否符合设计要求。这时可对照原理图或装配图进行检查。在检查时还要注意各元器件引脚之间有无短路,连接处的接触是否良好。特别注意集成芯片的方向和引脚、二极管管脚、二极管的方向和电解电容器的极性等是否连接正确。

2)检查连线

电路连线的错误是造成电路故障的主要原因之一。因此,在通电前必须检查所有连线是否正确,包括错线、多线和少线等,查线过程中还要注意各连线的接触点是否良好。在有焊接的地方应检查焊点是否牢固。

3)检查电源进线

在检查电源的进线时,先查看一下线的正、负极性是否接对。然后用万用表测量进线之间有无短路现象,再检查两进线间有无开路现象。若电源进线之间有短路或开路现象时,不能接通电源,必须排除故障后才能通电。

（2）通电检查

在上述检查无误后,根据设计要求,将电源接入电路。电源接通后不应急于测量数据或观察结果,而应首先观察电路中有无异常现象。如有无冒烟,是否闻到异味等异常现象,若有异常,则应立即断开电源,重新检查电路并找出原因,待故障排除后方可重新接通电源。

（3）静态调试

静态调试是在电路接通电源而没有接入外加信号的情况下,对电路直流工作状态进行的测量和调试。如在模拟电路中,对各级晶体管的静态工作点进行测量,三极管UBE和UCE值是否正常,如果UBE=0说明管子截止或者已损坏,UCE≈0说明管子饱和或已损坏。对于集成运算放大器则应测量各有关管脚的直流电位是否符合设计要求。

对于数字电路,就是在输入端加固定电平时,测量电路中各点电位值与设计值相比较有无超出允许范围,各部分的逻辑关系是否正确。

通过静态调试可以判断电路的工作是否正常。如果工作状态不符合要求,则应及时调整电路参数,直至各测量值符合要求为止。如果发现有损坏的元器件,应及时更换,并分析原因,进行处理。

（4）动态调试

电路经过静态调试并已达到设计要求后,便可在输入端接入信号进行动态调试。对模拟电路一般应按照信号的流向,从输入级开始逐级向后进行调试。当输入端加入适当频率和幅度的信号后,各级的输出端都应该有相应的信号输出。这时应测出各有关点输出(或输入)信号的波形形状、幅度、频率和相位关系,并根据测量结果估算电路的性能指标,凡达不到设计要求的,应对电路有关参数进行调整,使之达到要求。若调试过程中发现电路工作不正常时,应立即切断电源和输入信号,找出原因并排除故障再进行动态调试。经过初步动态调试后,如果电路性能已基本达到设计指标要求,便可进行电路性能指标的全面测量。

对于数字电路的动态调试,一般应先调整好振荡电路,以便为整个数字系统提供标准的时钟信号。然后再分别调试控制电路、信号处理电路、输入输出电路及各种执行机构。在调试过程中要注意各部分电路的逻辑关系、时序关系,应该对照设计时的时序图,检查各个点的波形是否正常。

必须指出的是,掌握正确的调试方法,不仅可以提高电路的调试效果,缩短调试的过程,还可以保证电路的各项性能指标达到设计要求。因此,在调试时应注意以下几点。

①在进行电路调试前,应在设计的电路原理图上或装配图上标明主要测试点的电位值及相应的波形图,以便在调试时做到心中有数,有的放矢。

②调试前先要熟悉有关测试仪器的使用方法、注意事项,检查仪器的性能是否良好。有的仪器在使用前需要进行必要的校正,避免在测量过程中由于仪器使用不当,或仪器的性能达不到要求而造成测量结果的误差,甚至得出错误的结果。

③测量仪器的地线(公共端)应和被测电路的地线连接在一起,使之形成一个公共的电位参考点,这样测量的结果才是正确的。测量交流信号的测试线应使用屏蔽线,并将屏蔽线的屏蔽层接到被测电路的地线上,这样可以避免干扰,以保证测量的准确。在信号频率比较高时,还应采用带探头的测试线,以减小分布电容的影响。

④在电路调试过程中,要保持良好的心理状态,出现故障或异常现象时不要手忙脚乱草率从事。而要切断电源,认真查找原因,以确定是原理上的问题还是安装中的问题。不可一遇到问题就拆掉线路重新安装。

⑤在调试电路过程中要有严谨的科学作风、实事求是的态度,不能凭主观感觉和印象,而应始终借助仪器进行仔细的测量和观察,做到边测量、边记录、边分析、边解决问题。

（5）调试中的注意事项

调试结果是否正确,很大程度上受测量正确与否和测量精度的影响。为了保证调试的效果,必须减小测量误差,提高测量精度。因此,需要注意以下几点:

1)仪器与实验电路的接地端须连在一起

在实验调试中,所有测试仪器的接地端应与实验电路的接地端连接在一起,否则引入的干扰不仅会使实验电路的工作状态发生变化,而且会使测量结果出现误差。

2)所用测量仪器的输入阻抗必须远大于被测电路两端的等效输入阻抗