電子電路制作過程人為故障的分析與對策

王小玲

（西南民族大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，四川成都，610041）

電子電路制作過程人為故障的分析與對策

王小玲

（西南民族大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，四川成都，610041）

本文從電子電路制作過程人為故障的原因入手，著重分析了電子電路制作過程對人為制作行為的要求，并探索了電子電路制作過程人為故障的對策。

電子電路；制作過程；人為故障；對策

0 引言

現(xiàn)階段，高校十分重視學(xué)生動手操作能力的提升，以培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才。由于高校電子電路制作課程的電路元件較少，需要學(xué)生嚴(yán)格按照電子電路制作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制作，以提高電子電路制作的正確性，進(jìn)而實現(xiàn)電路設(shè)計的多功能調(diào)試目標(biāo)。但是，在實際電子電路制作過程中，受各種因素的影響，學(xué)生很容易出現(xiàn)錯誤操作，進(jìn)而產(chǎn)生人為故障。在這種情況下，高校電子電路制作課程教學(xué)積極探索減少電子電路制作人為故障的科學(xué)方法。研究電子電路制作過程中人為故障不僅能夠有效提高電子電路制作的準(zhǔn)確性和成功率，而且對學(xué)生電子電路制作興趣和學(xué)生動手能力的提升有著深刻意義。

1 電子電路制作過程人為故障的原因

電子電路制作過程中的人為故障主要包括兩種類型，一種是電子電路元件組裝過程中出現(xiàn)的人為線路連接錯誤，另一種是電子電路接線沒有錯誤，但是卻忽視了連接檢查環(huán)節(jié)，導(dǎo)致調(diào)試或使用過程中的元件損壞。其中，連線錯誤主要是因為電子電路制作人對電子電路元件不了解，不熟悉電子電路元件的特點，不會判別電子電路元件的引腳極性，甚至有些電子電路制作者不了解電路圖的非連接點與連接點之間的規(guī)則，進(jìn)而導(dǎo)致電子電路人為故障。而且，電子電路元件組裝連接錯誤的檢修難度較大，存在著很多形式的接線錯誤。并且，由于沒有檢查到電子電路故障點，運用電路圖原理來分析檢測參數(shù)的難度較大，只能夠根據(jù)電路圖意義對照連接的線路，檢查效率較低。另外，由于電子電路線路圖是制作者自己安裝的，很難查到電路故障點，進(jìn)而造成電子電路元件損壞。而大多數(shù)電子電路制作過程中的電路元件損壞都是因為制作人沒有對電子電路進(jìn)行認(rèn)真檢查，電子電路存在著接線故障或其他故障，進(jìn)而導(dǎo)致電子電路在使用或調(diào)試過程中出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。例如，在調(diào)整三極管偏置的過程中，如果施加的電阻太小會導(dǎo)致三極管損壞。電路元件損壞的檢測相對容易，能夠根據(jù)電路圖分析出相關(guān)的故障數(shù)據(jù)，進(jìn)而找出相應(yīng)的故障元件。但是，電子電路制作過程中的元件損壞也存在著綜合性故障問題，多種元件損壞故障一起出現(xiàn)。例如，電視機沒有圖像這一問題，如果是自然問題應(yīng)該查找天線信號是否分開。如果是人為故障則需要查電視機的電路圖，同時也要檢查是否存在人為故障。綜上所述，高校電子電路制作課程教師可以運用學(xué)生在電子電路制作過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為故障進(jìn)行針對性教學(xué)，提高學(xué)生的電子電路制作能力和調(diào)式能力，加強鍛煉學(xué)生的動手能力。

2 電子電路制作過程故障的對策

雖然，高校電子信息工程專業(yè)學(xué)生能夠通過理論知識的學(xué)習(xí)看懂電路圖，也能夠根據(jù)電路圖進(jìn)行電子分析。但是，很多學(xué)生都無法將電子電路符號與實際的電子電路元件聯(lián)系起來，沒有掌握電子電路的科學(xué)制作方法。并且，在電子電路制作的過程中，很多教師都采用演示方法為學(xué)生進(jìn)行電子電路制作演示，組織學(xué)生觀察，學(xué)生并沒有實際進(jìn)行電子電路制作。而教師的電子電路制作演示比較簡單，沒有實用焊接工具、電路板等相關(guān)的工具，只是將各種電子元件用導(dǎo)線連接起來為學(xué)生展示電路的功能。但是，這種簡單的電子電路制作演示難以保證電子電路的正常工作。而且，電子電路元件的質(zhì)量、特點等都具有一定的差異，在開展電子電路制作之前，學(xué)生要掌握電子電路元件的特點、外觀、性能記憶使用方法。另外，由于電子電路課程教學(xué)過程中的元件使用有限，需要學(xué)校購買多種參數(shù)的電子元件，加強學(xué)生對各種各樣電子元件的了解。

2.1 合理制作電路圖

學(xué)生在掌握電子元件連接和電子元件檢測技能的基礎(chǔ)上能夠根據(jù)電路圖按照電子電路制作規(guī)范進(jìn)行正確連線。并且，電子電路制作者在制作過程中習(xí)慣看電路圖，根據(jù)電路圖進(jìn)行連接。因此，電子電路的制作與電路圖的走線比較相近。在這種情況下，電子電路制作人員應(yīng)合作制作電路圖，保證電路圖的準(zhǔn)確性，進(jìn)而使制作者能夠按照電路圖正確進(jìn)行電子電路制作。另外，在制作的過程中，學(xué)生和教師可以幫助制作者按照電路圖對電子電路制作進(jìn)行檢測，減少人為故障。除此之外，在電子電路制作過程中遇到集成塊制作需要使用集成塊轉(zhuǎn)換插座，并采用替換法進(jìn)行檢測和調(diào)試，減少電子元件組裝過程中出現(xiàn)的人為事故。

2.2 采用SVM電子電路故障預(yù)測方法

電子電路故障預(yù)測，能夠有效預(yù)防電子電路制作過程中人為故障的發(fā)生，降低人為故障發(fā)生幾率。為此，我們可以引入當(dāng)前電子電路故障預(yù)測應(yīng)用范圍較廣的SVM預(yù)測技術(shù)。SVM以統(tǒng)計學(xué)理論為支持，是一種特殊的機器學(xué)習(xí)算法，在運作方式上與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有一定的相似性。它是LS-SVM的回歸預(yù)算，將SVM技術(shù)引入電子電路故障分析，能夠?qū)﹄娮与娐返恼餮b置故障進(jìn)行排查，從而確保其是否能夠正常運行。我們通過對LS-SVM這一電子電路預(yù)測算法能夠借助對數(shù)據(jù)的分析來進(jìn)行電子電路的回歸建模，以對故障特性相關(guān)參數(shù)進(jìn)行獲取，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建趨勢變幻模型，以達(dá)到對電子電路為例運行過程中故障進(jìn)行科學(xué)預(yù)測的目的。SVM電子電路故障預(yù)測流程如圖1所示。

圖1 故障預(yù)測工作流程圖

具體步驟為：

（1）電子電路各個元器件的緩變型故障，來設(shè)定時間變化器件參數(shù)趨勢。并依照實際運行情況下的電子電路工作振動、溫度等情況來決定時間間隔時長。可以是1h或5h任意時長；

（2）對某一時刻電子電路中各個元件的參數(shù)值設(shè)置電路，以此來進(jìn)行仿真設(shè)定；

（3）對電路中的電流、電壓等信號進(jìn)行選定，將其設(shè)置為對故障進(jìn)行檢測的信號，并對其波形數(shù)據(jù)變化進(jìn)行監(jiān)測、獲取；

（4）以故障特征具體的參數(shù)值與所監(jiān)測到的信號值，兩者之間的關(guān)系為依據(jù)，來進(jìn)行電子電路實際故障參數(shù)的計算；

（5）對上述過程予以重復(fù)計算，以獲取不同時刻電子電路故障具體特征參數(shù)，用作LS-SVM故障預(yù)測樣本；

（6）通過LS-SVM來對未來各個時段內(nèi)的電子電路故障性能特征參數(shù)值實施科學(xué)預(yù)測；

（7）對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析，在實現(xiàn)故障預(yù)測的基礎(chǔ)上，對防御對策進(jìn)行合理制定。

2.3 采用正確的測試方法

在電子電路制作過程中，如果測試方法不當(dāng)，極易導(dǎo)致電子與原件損壞。常見的因測試方法不當(dāng)而產(chǎn)生的人為故障主要包括短路故障、過流故障、過壓故障燈。為了避免這些故障，電子電路制作人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)并掌握電子電路測試的原則和步驟，學(xué)會正確使用電子電路測試方法。為此，電子電路制作人員應(yīng)積極采用電阻測量法來檢測電路中是否存在著短路故障。并且，電子電路制作人員應(yīng)測量整機總電流，進(jìn)而檢測電路元件是否正常工作。另外，電子電路制作人員可以通過測動態(tài)電流進(jìn)行功能調(diào)試，采用分步功能調(diào)試的方法，逐步完成對電子電路的總體調(diào)試。這是因為，電子電路由多個電路組合組成，并且，各單元電路的測試方法很容易掌握，可以在一般性檢測之后采用集成塊插座進(jìn)行替換檢修，對電路元件故障和線路故障進(jìn)行檢測。除此之外，教師在進(jìn)行電路檢測之后可以采取針對性檢測，根據(jù)學(xué)生的電路故障進(jìn)行針對性指導(dǎo)，并根據(jù)電路故障采用相應(yīng)的測試方法，增強電路測試的正確性。

[1]謝燕美.電子電路制作與調(diào)試一體化課程的開發(fā)與實施[J].教育研究.2013.(07).

［2］何希才. 新型集成電路及其應(yīng)用實例［M］.科學(xué)出版社.

The analysis and Countermeasure of the artificial fault in electronic circuit

Wang Xiaoling
(Southwest national university electrical information engineering college,Chengdu Sichuan,610041)

This article starts from the process of making artificial reason fault of electronic circuit, analyzes the requirements for human behavior making electronic circuit manufacture process, and explores the Countermeasures of electronic circuit manufacture process for fault.

electronic circuit; manufacturing process; artificial fault; countermeasure

王小玲（1962.5-），女，漢族，四川浦江人，本科，高級實驗師，主要研究方向為電子技術(shù)。