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 電氣信息工程學院，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 電氣信息工程學院，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

現階段，高校十分重視學生動手操作能力的提升，以培養技能應用型人才。由于高校電子電路制作課程的電路元件較少，需要學生嚴格按照電子電路制作標準進行制作，以提高電子電路制作的正確性，進而實現電路設計的多功能調試目標。但是，在實際電子電路制作過程中，受各種因素的影響，學生很容易出現錯誤操作，進而產生人為故障。在這種情況下，高校電子電路制作課程教學積極探索減少電子電路制作人為故障的科學方法。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確性和成功率，而且對學生電子電路制作興趣和學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節，導致調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則，進而導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的難度較大，只能夠根據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，進而造成電子電路元件損壞。而大多數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行認真檢查，電子電路存在著接線故障或其他故障，進而導致電子電路在使用或調試過程中出現損壞現象。例如，在調整三極管偏置的過程中，如果施加的電阻太小會導致三極管損壞。電路元件損壞的檢測相對容易，能夠根據電路圖分析出相關的故障數據，進而找出相應的故障元件。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。例如，電視機沒有圖像這一問題，如果是自然問題應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生在電子電路制作過程中經常出現的人為故障進行針對性教學，提高學生的電子電路制作能力和調式能力，加強鍛煉學生的動手能力。

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學生能夠通過理論知識的學習看懂電路圖，也能夠根據電路圖進行電子分析。但是，很多學生都無法將電子電路符號與實際的電子電路元件聯系起來，沒有掌握電子電路的科學制作方法。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生進行電子電路制作演示，組織學生觀察，學生并沒有實際進行電子電路制作。而教師的電子電路制作演示比較簡單，沒有實用焊接工具、電路板等相關的工具，只是將各種電子元件用導線連接起來為學生展示電路的功能。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，電子電路元件的質量、特點等都具有一定的差異，在開展電子電路制作之前，學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過程中的元件使用有限，需要學校購買多種參數的電子元件，加強學生對各種各樣電子元件的了解。

2.1 合理制作電路圖

學生在掌握電子元件連接和電子元件檢測技能的基礎上能夠根據電路圖按照電子電路制作規范進行正確連線。并且，電子電路制作者在制作過程中習慣看電路圖，根據電路圖進行連接。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合作制作電路圖，保證電路圖的準確性，進而使制作者能夠按照電路圖正確進行電子電路制作。另外，在制作的過程中，學生和教師可以幫助制作者按照電路圖對電子電路制作進行檢測，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換插座，并采用替換法進行檢測和調試，減少電子元件組裝過程中出現的人為事故。

2.2 采用SVM電子電路故障預測方法

電子電路故障預測，能夠有效預防電子電路制作過程中人為故障的發生，降低人為故障發生幾率。為此，我們可以引入當前電子電路故障預測應用范圍較廣的SVM預測技術。SVM以統計學理論為支持，是一種特殊的機器學習算法，在運作方式上與人工神經網絡具有一定的相似性。它是LS-SVM的回歸預算，將SVM技術引入電子電路故障分析，能夠對電子電路的整流裝置故障進行排查，從而確保其是否能夠正常運行。我們通過對LS-SVM這一電子電路預測算法能夠借助對數據的分析來進行電子電路的回歸建模，以對故障特性相關參數進行獲取，并在此基礎上構建趨勢變幻模型，以達到對電子電路為例運行過程中故障進行科學預測的目的。SVM電子電路故障預測流程如圖1所示。

圖1 故障預測工作流程圖

具體步驟為：

（1）電子電路各個元器件的緩變型故障，來設定時間變化器件參數趨勢。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值設置電路，以此來進行仿真設定；

（3）對電路中的電流、電壓等信號進行選定，將其設置為對故障進行檢測的信號，并對其波形數據變化進行監測、獲取；

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

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

（6）通過LS-SVM來對未來各個時段內的電子電路故障性能特征參數值實施科學預測；

（7）對預測結果進行分析，在實現故障預測的基礎上，對防御對策進行合理制定。

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，極易導致電子與原件損壞。常見的因測試方法不當而產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積極學習并掌握電子電路測試的原則和步驟，學會正確使用電子電路測試方法。為此，電子電路制作人員應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測量整機總電流，進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電流進行功能調試，采用分步功能調試的方法，逐步完成對電子電路的總體調試。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行替換檢修，對電路元件故障和線路故障進行檢測。除此之外，教師在進行電路檢測之后可以采取針對性檢測，根據學生的電路故障進行針對性指導，并根據電路故障采用相應的測試方法，增強電路測試的正確性。

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

［2］何希才. 新型集成電路及其應用實例［M］.科學出版社.

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。