電子設(shè)備的調(diào)試工藝技術(shù)

呂俊霞

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系，河南南陽473009)

由于無線電電路設(shè)計(jì)的近似性，電子元器件的離散性和裝配工藝的局限性等，裝配完的整機(jī)須進(jìn)行不同程度的調(diào)試。所以在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，調(diào)試是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。

1 調(diào)試工作的一般程序

1.1 調(diào)試前的準(zhǔn)備工作

(1)技術(shù)文件的準(zhǔn)備 技術(shù)文件是產(chǎn)品調(diào)試工作的依據(jù)。調(diào)試之前應(yīng)準(zhǔn)備好下列文件：產(chǎn)品技術(shù)條件和技術(shù)說明書、電氣原理圖、調(diào)試工藝文件等。調(diào)試人員應(yīng)仔細(xì)閱讀調(diào)試說明及調(diào)試工藝文件，熟悉整機(jī)工作原理，技術(shù)條件及有關(guān)指標(biāo)，了解各參數(shù)的調(diào)試方法和步驟。

(2)儀器儀表的放置和使用 按照技術(shù)條件的規(guī)定，準(zhǔn)備好測(cè)試所需的各類儀器設(shè)備。調(diào)試過程中使用的儀器儀表應(yīng)是經(jīng)過計(jì)量并在有效期之內(nèi)。但在使用前仍需進(jìn)行檢查，是否符合技術(shù)文件規(guī)定的要求，尤其是能否滿足測(cè)試精度的需要。檢查合格后，應(yīng)掌握這些儀器的正確使用方法并能熟練地進(jìn)行操作。調(diào)試前，儀器應(yīng)整齊地放置在工作臺(tái)或?qū)Ｓ玫膬x器車上，放置應(yīng)符合調(diào)試工作的要求。

(3)被調(diào)試產(chǎn)品的準(zhǔn)備 產(chǎn)品裝配完畢后，并經(jīng)檢查符合要求后，方可送交調(diào)試。根據(jù)產(chǎn)品的不同，有的可直接進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，有的則需要進(jìn)行分機(jī)調(diào)試，然后再進(jìn)行總裝總調(diào)。調(diào)試人員在工作前應(yīng)檢查產(chǎn)品的工序卡，查看是否有工序遺漏或簽署不完整、無檢驗(yàn)合格章等現(xiàn)象，產(chǎn)品可調(diào)元件是否連接可靠等。此外，在通電前，應(yīng)檢查設(shè)備各電源輸入端有無短路現(xiàn)象。

(4)調(diào)試場(chǎng)地的準(zhǔn)備 調(diào)試場(chǎng)地應(yīng)按要求布置整潔。調(diào)試大型機(jī)高壓部分時(shí)，應(yīng)在機(jī)器周圍鋪設(shè)好合乎規(guī)定的地板或絕緣膠墊，并將工作場(chǎng)地用拉網(wǎng)圍好，必要時(shí)可加“高壓危險(xiǎn)”的警告牌，備好放電棒。

調(diào)試人員應(yīng)按安全操作規(guī)程做好個(gè)人準(zhǔn)備，調(diào)試用的圖紙，文件、工具、備件等都應(yīng)放在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?/p>

1.2 調(diào)試的一般程序

由于電子設(shè)備種類繁多，電路復(fù)雜，各種設(shè)備單元電路的種類及數(shù)量也不相同，所以調(diào)試程序也不盡相同。但對(duì)一般電子產(chǎn)品來說，調(diào)試程序?yàn)椋?/p>

(1)通電檢查。先置電源開關(guān)于“關(guān)”位置，檢查電源變換開關(guān)是否符合要求 (是交流220 V還是110 V)、保險(xiǎn)絲是否裝入，輸入電壓是否正確，然后插上電源開關(guān)插頭，閉合電源開關(guān)通電。

接通電源后，電源指示燈亮，此時(shí)應(yīng)注意有無放電，打火，冒煙等現(xiàn)象，有無異常氣味，手摸電源變壓器有無超溫，若有這些現(xiàn)象，立即停電檢查。另外，還應(yīng)檢查各種保險(xiǎn)開關(guān)、控制系統(tǒng)是否起作用，各種風(fēng)冷水冷系統(tǒng)能否正常工作。

(2)電源調(diào)試。電子設(shè)備中大都具有電源電路，調(diào)試工作首先進(jìn)行電源部分調(diào)試，才能順利進(jìn)行其他項(xiàng)目的調(diào)試。電源調(diào)試通常分兩個(gè)步驟：

①電源空載粗調(diào)。電源電路的調(diào)試，通常先在空載狀態(tài)下進(jìn)行，切斷該電源的一切負(fù)載進(jìn)行調(diào)試。其目的是避免因電源電路未經(jīng)調(diào)試而加載，引起部分電子元器件的損壞。

調(diào)試時(shí)，插上電源部分的印制電路板，測(cè)量有無穩(wěn)定的直流電壓輸出，其值是否符合設(shè)計(jì)要求或調(diào)節(jié)取樣電位器使達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)值。測(cè)量電源各級(jí)的直流工作點(diǎn)和電壓波形，檢查工作狀態(tài)是否正常，有無自激振蕩等。

②電源加負(fù)載時(shí)的細(xì)調(diào)：在粗調(diào)正常的情況下，加上額定負(fù)載，再測(cè)量各項(xiàng)性能指標(biāo)，觀察是否符合額定的設(shè)計(jì)要求，當(dāng)達(dá)到要求的最佳值時(shí)，選定有關(guān)調(diào)試元件，鎖定有關(guān)電位器等調(diào)整元件，使電源電路具有加載時(shí)所需的最佳功能狀態(tài)。

有時(shí)為了確保負(fù)載電路的安全，在加載調(diào)試之前，先在等效負(fù)載下對(duì)電源電路進(jìn)行調(diào)試，以防匆忙接入負(fù)載電路可能會(huì)受到?jīng)_擊。

(3)分級(jí)分板調(diào)試。電源電路調(diào)好后，可進(jìn)行其他電路調(diào)試，這些電路通常按單元電路的順序，根據(jù)調(diào)試的需要及方便，由前到后或從后到前依次插入各部件或印制電路板，方便進(jìn)行調(diào)試。首先檢查和調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)，然后進(jìn)行各參數(shù)的調(diào)整，直到各部分電路均符合技術(shù)文件規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)為止。注意在調(diào)整高頻部件時(shí)，為了防止工業(yè)干擾和強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，調(diào)整工作最好在屏蔽室進(jìn)行。

(4)整機(jī)調(diào)整。各部件調(diào)整好之后，把所有的部件及印制電路板全部插上，進(jìn)行整機(jī)調(diào)整，檢查各部分連接有無影響，以及機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)電氣性能的影響等。整機(jī)電路調(diào)整好之后，測(cè)試整機(jī)總的消耗電流和功率。

(5)整機(jī)性能指標(biāo)的測(cè)試。經(jīng)過調(diào)整和測(cè)試，確定并緊固各調(diào)整元件。在對(duì)整機(jī)裝調(diào)質(zhì)量進(jìn)一步檢查后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全參數(shù)測(cè)試，各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)試結(jié)果均應(yīng)符合技術(shù)文件規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

(6)環(huán)境試驗(yàn)。有些電子設(shè)備在調(diào)試完成之后，需要進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)，以考驗(yàn)在相應(yīng)環(huán)境下正常工作的能力。環(huán)境試驗(yàn)有溫度、濕度、氣壓、振動(dòng)、沖擊和其他環(huán)境試驗(yàn)，應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)文件規(guī)定執(zhí)行。

(7)整機(jī)通電老練。 大多數(shù)的電子設(shè)備在測(cè)試完成之后，均進(jìn)行整機(jī)通電老練試驗(yàn)，目的是提高電子設(shè)備工作的可靠性。通電老練應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定進(jìn)行。

(8)參數(shù)復(fù)調(diào)。 經(jīng)整機(jī)通電老練后，整機(jī)各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)會(huì)有一定程度的變化，通常還需要進(jìn)行參數(shù)復(fù)調(diào)，使交付使用的設(shè)備具有最佳的技術(shù)狀態(tài)。

2 靜態(tài)測(cè)試與調(diào)整

晶體管、集成電路等有源器件都必須在一定的靜態(tài)工作點(diǎn)上工作，才能表現(xiàn)出更好的動(dòng)態(tài)特性，所以在動(dòng)態(tài)調(diào)試與整機(jī)調(diào)試之前必須對(duì)各功能電路的靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量與調(diào)整，使其符合原設(shè)計(jì)要求，這樣才可以大大降低動(dòng)態(tài)調(diào)試與整機(jī)調(diào)試時(shí)的故障率，提高調(diào)試效率。

2.1 靜態(tài)測(cè)試內(nèi)容

2.2.1 供電電源靜態(tài)電壓測(cè)試

電源電壓是各級(jí)電路靜態(tài)工作點(diǎn)是否正常的前提，若電源電壓偏高或偏低都不能測(cè)量出準(zhǔn)確的靜態(tài)工作點(diǎn)。電源電壓若可能有較大的起伏(如彩電的電源開關(guān))，最好先不要接入電路，測(cè)量其空載和接入假負(fù)載時(shí)的電壓，待電源電壓輸出正常后再接入電路。

2.2.2 測(cè)試單元電路靜態(tài)工作總電流

通過測(cè)量分塊電路靜態(tài)工作電流，可以及早知道單元電路工作狀態(tài)，若電流偏大，則說明電路有短路或漏電。若電流偏小，則電路有可能出現(xiàn)開路，只有及早測(cè)量該電流，才能減小元件損壞。此時(shí)的電流只能作參考，單元電路各靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試完后，還要再測(cè)量一次。

2.2.3 三極管靜態(tài)電壓、電流測(cè)試

首先要測(cè)量三極管的三個(gè)極對(duì)地的電壓，即Ub、Uc、Ue，或測(cè)量 Ube、Uce 電壓，判斷三極管是否在規(guī)定的狀態(tài)(放大、飽和、截止)內(nèi)工作。例如，測(cè)量出Uc=0V、Ub=0.68V、Ue=0V，則說明三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，該狀態(tài)是否與設(shè)計(jì)相同，若不相同，則要細(xì)心分析這些數(shù)據(jù)，并對(duì)基極偏置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

其次，再測(cè)量三極管集電極靜態(tài)電流，測(cè)量方法有兩種：

(1)直接測(cè)量法。 把集電極焊接銅皮斷開，然后串入萬用表，用電流擋測(cè)量其電流。

(2)間接測(cè)量法。 通過測(cè)量三極管集電極電阻或發(fā)射極電阻電壓，然后根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出集電極靜態(tài)電流。

2.4 集成電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試

(1)集成電路各引腳靜態(tài)對(duì)地電壓的測(cè)量。集成電路內(nèi)的晶體管、電阻、電容都封裝在一起，無法進(jìn)行調(diào)整。一般情況下，集成電路各引腳對(duì)地電壓基本上反映了其內(nèi)部工作狀態(tài)是否正常。在排除外圍元件損壞(或插錯(cuò)元件、短路)的情況下，只要將所測(cè)電壓與正常電壓進(jìn)行比較，即可作出正確判斷。

(2)集成電路靜態(tài)工作電流的測(cè)量。有時(shí)集成電路雖然工作正常，但發(fā)熱嚴(yán)重，說明其功耗偏大，是靜態(tài)工作電流不正常的表現(xiàn)，所以要測(cè)量其靜態(tài)工作電流。測(cè)量時(shí)可斷開集成電路供電引腳銅皮，串入萬用表，使用電流擋來測(cè)量。若是雙電源供電(即正負(fù)電源)，則必須分別測(cè)量。

2.5 電路調(diào)整的方法

進(jìn)行電路測(cè)試的時(shí)候，可能需要對(duì)某些元件的參數(shù)作以調(diào)整。調(diào)整方法如下：

2.5.1 選擇法

通過替換元件來選擇合適的電路參數(shù)(性能或技術(shù)指標(biāo))。電路原理圖中，在這種元件的參數(shù)旁邊通常標(biāo)注有“*”號(hào)，表示需要在調(diào)整中才能準(zhǔn)確地選定。因?yàn)榉磸?fù)替換元件很不方便，一般總是先接入可調(diào)元件，待調(diào)整確定了合適的元件參數(shù)后，再換上與選定參數(shù)值相同的固定元件。

2.5.2 調(diào)節(jié)可調(diào)元件

在電路中已經(jīng)裝有調(diào)整元件，如電位器、微調(diào)電容或微調(diào)電感等。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)方便，而且電路工作一段時(shí)間后，如果狀態(tài)發(fā)生變化，也可以隨時(shí)調(diào)整，但可調(diào)元件的可靠性差，體積也比固定元件大。

兩種方法都適用于靜態(tài)調(diào)整和動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3 動(dòng)態(tài)測(cè)試與調(diào)整

動(dòng)態(tài)測(cè)試與調(diào)整是保證電路各項(xiàng)參數(shù)、性能、指標(biāo)的重要步驟。其測(cè)試與調(diào)整的項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括動(dòng)態(tài)工作電壓、波形的形狀及其幅值和頻率、動(dòng)態(tài)輸出功率、相位關(guān)系、頻帶、放大倍數(shù)、動(dòng)態(tài)范圍等。

3.1 測(cè)試電路動(dòng)態(tài)工作電壓

測(cè)試內(nèi)容包括三極管b、e、c極和集成電路各引腳對(duì)地的動(dòng)態(tài)工作電壓，動(dòng)態(tài)電壓與靜態(tài)電壓同樣是判斷電路是否正常工作的重要依據(jù)。例如有些振蕩電路，當(dāng)電路起振時(shí)測(cè)量Ube直流電壓，萬用表指針會(huì)出現(xiàn)反偏現(xiàn)象，利用這一點(diǎn)可以判斷振蕩電路是否起振。

3.2 測(cè)量電路重要波形

無論在調(diào)試還是在排除故障的過程中，波形的測(cè)試與調(diào)整都是一個(gè)相當(dāng)重要的技術(shù)。各種整機(jī)電路中都可能有波形產(chǎn)生或波形處理變換的電路。為了判斷電路各種過程是否正常，是否符合技術(shù)要求，常需要觀察各被測(cè)電路的輸入、輸出波形，并加以分析。對(duì)于不符合技術(shù)要求的，則要通過調(diào)整電路元件的參數(shù)，使之達(dá)到預(yù)定的技術(shù)要求。在脈沖電路的波形變換中，這種測(cè)試更為重要。

大多數(shù)情況下觀察的波形都是電壓波形，有時(shí)為了觀察電流波形，則可通過測(cè)量其限流電阻的電壓，再轉(zhuǎn)成電流的方法來測(cè)量。用示波器觀察波形時(shí)，示波器上限頻率應(yīng)高于測(cè)試波形的頻率。對(duì)于脈沖波形，示波器的上升時(shí)間還必須滿足要求。觀察波形的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)以下幾種不正常的情況，只要細(xì)心分析波形，總會(huì)找出排除的辦法。

3.2.1 測(cè)量點(diǎn)無波形

這種情況應(yīng)重點(diǎn)檢查電源，靜態(tài)工作點(diǎn)，測(cè)試電路的連線等。

3.2.2 波形失真

波形失真或波形不符合設(shè)計(jì)要求，必須根據(jù)波形特點(diǎn)而采取相應(yīng)的處理方法。功率放大器輸出的波形應(yīng)為正弦波，否則就是波形失真。

3.2.3 波形幅度過大或過小

這種情況主要與電路增益控制元件有關(guān)，只要細(xì)心測(cè)量有關(guān)增益控制元件即可排除故障。

3.2.4 電壓波形頻率不準(zhǔn)確

這種情況與振蕩電路的選頻元件有關(guān)，一般都設(shè)有可調(diào)電感(如空心電感線圈、中周等)或可調(diào)電容器來改變其頻率，只要作適當(dāng)調(diào)整就能得到準(zhǔn)確頻率。

3.2.5 波形時(shí)有時(shí)無

這種情況可能是元件或引線接觸不良而引起。如果是振蕩電路，另一種原因則是電路處于臨界狀態(tài)，對(duì)此必須通過調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)或一些反饋元件才能排除故障。

3.2.6 有雜波混入

這種情況首先要排除外來的干擾，即要做好各項(xiàng)屏蔽措施，若仍未能排除，則可能是電路自激引起的，因此只能通過加大消振電容的方法來排除故障，如加大電路的輸入輸出端對(duì)地電容、三極管bc間電容，集成電路消振電容(相位補(bǔ)償電容)等。

3.3 頻率特性的測(cè)試與調(diào)整

頻率特性是電子電路的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。電視機(jī)接收?qǐng)D像質(zhì)量的好壞主要取決于高頻調(diào)諧器及中放通道頻率特性。所謂頻率特性是指一個(gè)電路對(duì)于不同頻率、相同幅度的輸入信號(hào)(通常是電壓)在輸出端產(chǎn)生的響應(yīng)。測(cè)試電路頻率特性的方法一般有兩種，即信號(hào)源與電壓測(cè)量表和掃頻儀測(cè)量法。

3.3.1 用信號(hào)源與電壓表測(cè)量法

這種方法是在電路輸入端加入按一定頻率間隔的等幅正弦波，并且加入一個(gè)正弦波就測(cè)量一次輸出電壓。功率放大器常用這種方法測(cè)量其頻率特性。

3.3.2 用掃頻儀測(cè)量頻率特性

把掃頻儀的輸入端和輸出端分別與被測(cè)電路的輸入端和輸出端相連，在掃頻儀的顯示屏上就可看出電路對(duì)各點(diǎn)頻率的響應(yīng)幅度曲線。采用掃頻儀測(cè)試頻率特性，具有測(cè)試簡(jiǎn)便、迅速、直觀、易于調(diào)整等特點(diǎn)，常用于各種中頻特性調(diào)試、帶通調(diào)試等。如收音機(jī)的AM465 kHz和FM10.7 MHz中頻特性常使用掃頻儀(或中頻特性測(cè)試儀)來調(diào)試。

4 整機(jī)調(diào)試工藝要求

整機(jī)調(diào)試工作應(yīng)在屏蔽室或屏蔽籠內(nèi)進(jìn)行，特別是與高頻有關(guān)的項(xiàng)目，以防止外界信號(hào)的干擾及設(shè)備對(duì)其他機(jī)器的干擾，保證產(chǎn)品在調(diào)試過程中的性能指標(biāo)的一致性。

測(cè)試儀表應(yīng)定期進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)，以保證儀表正常的工作性能和精度。如果測(cè)試儀表在使用中出現(xiàn)了故障，則每次故障排除后都要進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)。

調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)保持整齊、清潔，調(diào)試需要的工裝設(shè)備應(yīng)按工藝要求嚴(yán)格制作，調(diào)試大型機(jī)高壓部分時(shí)，應(yīng)按要求做好安全防護(hù)工作。

調(diào)試人員應(yīng)按工藝操作規(guī)程做好個(gè)人準(zhǔn)備，以便調(diào)試工作的順利進(jìn)行，并保證調(diào)試工作中的安全。

綜上所述，我們對(duì)于電子設(shè)備調(diào)試工藝有具體的了解。在實(shí)際調(diào)試的過程中，應(yīng)根據(jù)電子設(shè)備的具體情況進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試過程中應(yīng)注意安全用電，使電子設(shè)備性能達(dá)到要求的指標(biāo)。

[1]孫惠康.電子工藝實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2001.

[2]吳漢森.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)與工藝[M].北京:理工大學(xué)業(yè)出版社1995.