王斌
摘 要:在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)故障是不可預(yù)計(jì)又是不可避免的,要在大量的元器件和電路結(jié)構(gòu)中迅速、準(zhǔn)確地找出故障原因是不易的。排故思路和依據(jù)就是從故障現(xiàn)象出發(fā),通過(guò)分析電路原理圖,查線路和以元器件為中心進(jìn)行排查,檢查每個(gè)連接點(diǎn)是否在理論范圍內(nèi),逐步找出故障的原因。當(dāng)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí),不可盲目地拆焊某些元器件,這樣不但會(huì)損壞電路板,而且會(huì)誤判斷故障來(lái)源,給真實(shí)故障的出現(xiàn)埋下隱患。
關(guān)鍵詞:儀器;調(diào)試;電路;電源
目前,隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新,其應(yīng)用已經(jīng)廣泛滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、環(huán)境、國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域。一個(gè)合格的電子產(chǎn)品的誕生,不僅在初級(jí)階段要有完善可靠的設(shè)計(jì)思路、先進(jìn)的電子電路設(shè)計(jì)軟件的支持,更離不開(kāi)精密電子元器件的安裝焊接和后期成熟的調(diào)試檢測(cè)技術(shù),其中產(chǎn)品調(diào)試是一個(gè)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié),它是產(chǎn)品出廠前的最后一道關(guān)口,是鑒定產(chǎn)品性能好壞和保證質(zhì)量穩(wěn)定可靠性的關(guān)鍵步驟,特別是在涉及人身安全、國(guó)防軍事的電子產(chǎn)品,調(diào)試環(huán)節(jié)顯得尤為重要。具體地來(lái)說(shuō),電子電路在調(diào)試中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。
1 調(diào)試與檢測(cè)儀器
調(diào)試的常用的電源儀器有:直流穩(wěn)壓源、交流電源、可編程控制電源等;信號(hào)分析儀器有:示波器、信號(hào)發(fā)生器、微波源等;測(cè)量?jī)x器有:電流電壓表、數(shù)字多用表、頻譜儀等;專用測(cè)量?jī)x器:阻抗、容抗測(cè)試儀、絕緣電阻表等;輔助設(shè)備:工控機(jī)、仿真器、燒錄器等。傳統(tǒng)儀器的使用方法應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)首先熟悉掌握儀器儀表的使用說(shuō)明書(shū),操作是選擇正確的儀器功能鍵。
(2)合理接線:順著信號(hào)傳輸方向,力求最短;正負(fù)極接線避免短接。
(3)保證精度:定期校驗(yàn)校準(zhǔn);儀器開(kāi)啟后預(yù)熱一段時(shí)間后再使用。
(4)防干擾:多臺(tái)儀器并用時(shí)應(yīng)采用共地方式;輸入信號(hào)與輸出信號(hào)分離,傳輸線勿平行,必要時(shí)可用錫紙纏繞線束;有接插件時(shí)應(yīng)減少線纜的扭矩。
(5)插好電源線后,再打開(kāi)儀器開(kāi)關(guān),避免因瞬間電流過(guò)大損壞儀器;斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)不等于切斷電源,只有把下電源插頭斷開(kāi)才是真正斷開(kāi)。
2 調(diào)試前的準(zhǔn)備
(1)調(diào)試工作臺(tái)的搭設(shè):工作臺(tái)配備所需的調(diào)試儀器擺設(shè)應(yīng)遵循:操作使用方便,電源重物設(shè)備在下,測(cè)量?jī)x器在上的原則,目的是便于信號(hào)觀察、便于儀器操作,減少和避免錯(cuò)誤概率的發(fā)生;工作臺(tái)臺(tái)面應(yīng)保持干凈、整潔和做好防靜電措施保護(hù)等,養(yǎng)成良好的調(diào)試習(xí)慣。
(2)工藝、圖紙、工裝的準(zhǔn)備:調(diào)試工藝文件是產(chǎn)品質(zhì)量保證的唯一依據(jù),是必不可缺少的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)資料;圖紙是在調(diào)試電路板出現(xiàn)故障時(shí)便于查閱參考,是設(shè)計(jì)者的原始思想;調(diào)試過(guò)程中,不但要認(rèn)真觀察和測(cè)量,還要記錄測(cè)量的數(shù)據(jù)、波形和相位關(guān)系等。只有掌握大量的可靠的記錄并與理論結(jié)果加以比較,才能不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,完善工藝文件及改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。
(3)電源準(zhǔn)備:首先確定儀器所使用的電壓是否是220V交流,其次要使用穩(wěn)壓穩(wěn)流電源,用萬(wàn)用表檢查電源與地線之間的電阻值,檢查電源與地線之間是否存在短路現(xiàn)象。
3 調(diào)試的一般步驟
(1)直接觀察。首先觀察待調(diào)試產(chǎn)品的焊接是否無(wú)誤,有無(wú)明顯的短路、斷路等現(xiàn)象;看元件有無(wú)明顯的機(jī)械損壞,例如破裂、錯(cuò)位、變形、虛焊等,檢查芯片是否插牢,不易觀察的焊點(diǎn)是否存在虛焊、漏焊的現(xiàn)象,此步驟可以有效地減少故障的發(fā)生,將故障排除在最初,降低故障發(fā)生率,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
(2)電源調(diào)整。調(diào)試電源應(yīng)具有穩(wěn)壓/穩(wěn)流自動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能,即在保護(hù)電流范圍內(nèi),電源以穩(wěn)壓方式工作,超過(guò)保護(hù)電流即以穩(wěn)流方式工作(此時(shí)輸出電壓降低)。電源在接入電路前先調(diào)好電壓電流,一般調(diào)試時(shí),電壓采用設(shè)計(jì)工作電壓,保護(hù)電流可調(diào)到工作電流的1.2~1.5倍。如果電路設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有給出電流,可根據(jù)電路原理估算,電路板設(shè)置通常在1A以下。接通電路時(shí)注意觀察電壓表,如果電壓值迅速下降則應(yīng)立即關(guān)電源檢查。
(3)連接測(cè)試電纜和測(cè)試工裝,進(jìn)一步檢查電源是否設(shè)置正確,確認(rèn)無(wú)誤后再給產(chǎn)品加電,加電順序遵循電壓由小后大的原則。通電后立刻觀察電路板是否有異常聲響,是否有燒焦的異味;用手去試探元器件的表面溫度是否異常,例如,一些功率器件如果摸上去是涼的,則基本上可以判斷它沒(méi)有工作起來(lái);但如果不該熱的地方熱了或者發(fā)燙,應(yīng)立刻關(guān)閉電源按鍵,進(jìn)行全面檢查。
(4)先靜態(tài)調(diào)試,后動(dòng)態(tài)調(diào)試。a.對(duì)模擬電路而言,一般是不加輸入信號(hào)并將輸入端接地,進(jìn)行直流測(cè)試,包括各部分直流工作點(diǎn),靜態(tài)電流等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,使之符合設(shè)計(jì)要求,然后再加上輸入信號(hào),進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整電路。b.對(duì)數(shù)字電路來(lái)說(shuō),先不送入數(shù)據(jù)而先測(cè)量各邏輯電路的有關(guān)直流參數(shù),然后再輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行功能調(diào)試。c.對(duì)多級(jí)信號(hào)處理電路或多種功能組合電路要采用先分級(jí)、分模塊調(diào)試,最后進(jìn)行整體系統(tǒng)調(diào)試的方法。這樣使調(diào)試工作條理清楚、便于操作,另一方面可以避免一部分電路失常而影響或損壞相關(guān)其他電路。
(5)故障排除。在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)故障是不可期望又是不可避免的,要在大量的元器件和電路結(jié)構(gòu)中迅速、準(zhǔn)確地找出故障原因是不易的。排故思路和依據(jù)就是從故障現(xiàn)象出發(fā),通過(guò)分析電路原理圖,查線路和以元器件為中心進(jìn)行排查,用儀器檢查每個(gè)連接點(diǎn)是否在理論范圍內(nèi),逐步找出故障的原因。當(dāng)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí),不可盲目地拆焊某些元器件,這樣不但會(huì)損壞電路板焊點(diǎn),提高調(diào)試排故成本,而且會(huì)誤判斷故障來(lái)源,給真實(shí)故障的出現(xiàn)埋下隱患。故障原因有的是元器件損壞失效,還有的是連線發(fā)生短路或斷路(如焊點(diǎn)虛焊,接插件接觸不良,可變電阻器、電位器、電容等接觸不良,接觸面表面鍍層氧化等),還可能是外界環(huán)境的使用條件發(fā)生變化(如電網(wǎng)電壓波動(dòng),過(guò)流,電磁干擾,過(guò)冷或過(guò)熱的等環(huán)境因素)影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行。
4 調(diào)試中應(yīng)注意的其他問(wèn)題
(1)在插入和拔出集成電路芯片時(shí),為防止芯片受損需謹(jǐn)慎操作。插入芯片時(shí)芯片缺口應(yīng)與管座缺口的方向一致,一般缺口朝左,使所有引腳均對(duì)準(zhǔn)插座板上的針孔,均勻用力按下;拔出時(shí),必須用專用拔鉗,夾住集成塊兩端,垂直向上拔起,或用小起子對(duì)撬,以免使其引腳因受力不勻而彎曲或折斷。
(2)調(diào)試中的測(cè)試連線一般應(yīng)選用直徑為Ф0.35mm~Ф0.8mm的單
股導(dǎo)線,長(zhǎng)度適中,布線時(shí)要注意在電路板周?chē)呔€,避免導(dǎo)線在電路板上方跨過(guò),以免妨礙排故或調(diào)換器件;電路中不同功能的導(dǎo)線應(yīng)盡量采用不同的顏色,如電源線用紅色,接地線用黃色等。布線的順序是先布電源線和地線,再布其他連線(如連接信號(hào)源、示波器等),最后再逐級(jí)連接控制線及各種邏輯線。必要時(shí)可以邊接線邊測(cè)試,逐步進(jìn)行。走線時(shí)應(yīng)盡可能遮蓋裸露的金屬,以免其他導(dǎo)線的接觸而造成短路。
(3)做好防靜電措施:保持室內(nèi)濕度、戴防靜電手腕、設(shè)備良好接地、勤洗手等。
5 結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)今沒(méi)有一種電子產(chǎn)品可以“免調(diào)試”,即使某些功能結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的所謂“免調(diào)試”產(chǎn)品,實(shí)際免除的是元器件參數(shù)的調(diào)整,因?yàn)椴唤?jīng)過(guò)調(diào)試檢測(cè)是無(wú)法證明產(chǎn)品質(zhì)量的。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,電子產(chǎn)品已發(fā)展到一個(gè)全新的時(shí)代,產(chǎn)品功能越來(lái)越豐富,更新?lián)Q代速度越來(lái)越快,體積尺寸越來(lái)越小,傳統(tǒng)的人工測(cè)試越來(lái)越不適應(yīng)新的發(fā)展需要,于是自動(dòng)測(cè)試技術(shù)在強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力作用下迅速發(fā)展,由靜態(tài)測(cè)試到動(dòng)態(tài)測(cè)試,由初級(jí)故障檢測(cè)到高級(jí)組合測(cè)試,在引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Boundary Scan(邊界掃描)和CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))等技術(shù)后,將開(kāi)創(chuàng)未來(lái)電子產(chǎn)品調(diào)試檢測(cè)的新時(shí)代。
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