核工業北京化工冶金研究院 馮威鋒
電子電路設計常用調試方法和步驟分析
核工業北京化工冶金研究院馮威鋒
隨著社會的發展,電子設備的應用越顯廣泛,其中電子電路設計便顯得越發重要。為了優化電子電路設計質量,本文詳細分析電子電路設計的常用調試方法以及調試的步驟。
電子電路設計;調試方法;步驟
當前許多的電子類專業都開展了相關的電子電路設計課程,但是想要通過單純的課本知識教育,很難達到真正實效性的設計。理論的電子電路設計只是一種描述或者假設,在實際的電子電路設計中很難達到相應的效果,這也就導致許多的電子電路在設計完成之后發生各類問題。對此,電子電路的調試方法和調試步驟便顯得非常重要。
電子電路設計的常用調試方法主要有兩種,分別為分塊調試法以及整體調試法[1]。
1.1分塊調試法
分塊調試法顧名思義就是將整個電子電路按照一定的規律分為不同類型的模塊進行調試[2]。一般情況下,分塊調試法的分塊方式主要是按照電路的不同部分的不同功能進行劃分,將每一個模塊的性能進行單獨性的調試。為了保障模塊的劃分有效性,確保調試之后的電路質量,就必須在真正熟悉電子電路工作方式、原理的基礎上進行劃分,然后在調試的過程中按照相應的信號流通線路進行劃分,將整個電子電路分為多個級別,然后逐漸提升調試的范圍,最后將所有模塊的調試結果實行綜合性的調試,從而完成對電子電路的調試。
分塊調試法也可以是在電子電路的安裝過程中進行的調試,也就是在每安裝一個模塊就實行一次調試,這樣的調試方式雖然會增加調試的難度,但是其調試的效果非常理想,能夠第一時間發現發生故障的模塊,并且在整個電子電路安裝完成時,也就基本完成了整個電子電路的調試。分塊調試法在較小的電路當中應用效果非常好,但是在較為復雜、大型的電子電路中并不適應。
1.2整體調試法
整體調試法主要是在整個電子電路安裝完成之后,實行的一次總體性的調試,在一定角度上可以說與分塊調試法正好相反。整體調試法同樣在結構簡單的電子電路中應用效果理想,特別是在無法實行分塊調試的定型產品中,有著必要的調試意義。
電子電路設計的常用調試步驟主要有四步,分別為線路檢查、通電檢查、功能檢測以及指標檢測[3]。
2.1線路檢查
線路檢查的調試目的主要在于兩個方面,一個方面是檢查線路是否正常連接,是否存在多線、少線或者錯線的現象[4]。其中需要尤其注重檢查地線的連接以及電源的連接正確性,一般情況下,是以和電路設計圖紙進行對照性的檢查,依據相應的順序進行逐步、逐級的檢查,需要確保檢查的思路清晰,保障無任何漏查現象,可以在圖紙上標注已經檢查過的線路,從而確保檢查的全面性、有效性;另一方面主要是對元器件的連接正確性進行檢查。例如,對電解電容的極性以及二極管的極性進行核對,對集成電路與三極管的各個引腳是否正確連接等等。在檢查時,需要對可能焊接不良的元器件進行輕拔,確保其有效焊接。
2.2通電檢查
通電檢查主要是對已經接入了電源的電子電路進行通電性的檢查。一般情況下,通電檢查是不接入任何信號源的,在接入電源之后,觀察電子電路是否發生任何的異常狀況,例如放電打火、冒白煙、出現異味等情況,在通電之后需要確保所有的元器件無發熱、發燙的情況,如果有這些情況也不要急,需要及時關閉電源,然后將發生故障的元器件拔出,并針對故障的類型使用相關的處理方式在排除故障之后再進入電源進行測試。在再次接入時需要注意元器件的引腳連接是否正確等等,然后再檢測集成塊的引腳的電源電壓值是否處于正常狀態,在保障為正常狀態下再接入電子電路接通電源再實行一次通電檢查。
2.3功能檢測
功能檢測一般情況下也是不接入任何信號源的。針對模擬的電子電路,功能檢測的檢測內容主要是對電路的靜態工作參數值進行合理性檢測。例如,檢測放大功能的元器件的工作狀態是否處于正常的放大區域;針對數字電子電路,主要的檢測是對各個門電路的輸入端、輸出端的電瓶電壓值合理性進行檢測,并分析邏輯關系是否正確;針對運算放大器而言,除了需要檢查電源的正負以外,還需要檢查凋零電路,是否存在零點漂移的情況,如果有必須切斷電源進行針對性整改。
功能檢測還需要在電路輸入端接入一定的幅度、頻率的信號源,并使用雙蹤示波器記錄輸入輸出信號的信號幅值、頻率、放大效果、相位關系以及波形形狀等等數值,在檢測的過程中需要逐層逐級的進行,從而實現全面性的電子電路功能檢測。
2.4指標檢測
指標檢測是整個調試的最后一步,在通過前三步的檢測之后,基本上能夠保障整個電子電路能夠正常工作,之后便是對整個電子電路的應用效果進行檢測了。在指標監測中,需要針對設計的實際需求對相關的參數指標進行檢測。準確的記錄整個檢測中顯示的數據,并進行全面性分析,最終總結電子電路的工作指標,明確電路的參數指標是否符合相關要求,如果未達到先關要求,則需要先對設計圖紙重新審視,在確保圖紙的合理性之后再對電子電路重復上述三步的檢測。
綜上所述,電子電路的調試方法比較多,并且每一項調試方法調試的目的都有所不同。對此,在對電子電路設計進行實際的調試過程中,需要嚴格按照相關的調試步驟進行。除此之外,電子電路設計的調試方法并不是恒定不變的,許多情況下也不是某一種方式就能夠完成電子電路的調試,只有在多種方式的結合以及多種方式的一次進行,才能夠真正實現有價值意義的電子電路調試。
[1]夏敏磊.電子電路分析制作與調試(第2版)(全國高職高專院校規劃教材)[M].電子工業出版社,2012.
[2]王培生.單元電子電路設計步驟及幾種重要單元電路的設計方法分析[J].大觀周刊,2012(51):172-173.
[3]雷志坤.基于工作過程的高職電子電路分析與應用課程的教學設計[J].廣西教育c:職業與高等教育版,2013(31):68-69.
[4]陳丹.淺談”共射放大電路的分析、裝配與調試”一體化教學過程設計[J]. 新課程學習:學術教育,2012(6):76-77.
馮威鋒(1983—),男,河南商丘人,碩士,工程師,研究方向:儀器儀表研發。