摘 要

故障檢測是電子工程師的必備技能，學生在學習的過程中往往遇到困惑無從下手。本文利用系統(tǒng)科學的方法對電路進行化簡與分析，幫助學生認清電路的主次，為故障檢測提供理論依據(jù)。學生能夠靈活運用相應方法，必將在故障檢測中起到事半功倍的效果。

【關鍵詞】故障檢測 系統(tǒng)科學 簡化

電子電路故障檢測是指電子電路發(fā)生故障時，觀察及檢測故障現(xiàn)象，通過分析確定故障部位，找到故障原因的檢測過程。故障檢測的方法有很多，國內(nèi)外學者提出了多種檢測的理論方法。但是，在學生日常接觸到的電路中，并不需要這些方法。本文利用系統(tǒng)科學的方法進行故障檢測，將電路化繁為簡，分清主次，為學生掌握電路的故障檢測提供幫助。

1 利用系統(tǒng)科學分析電路

根據(jù)方法論的原理， 在工程實踐中有多種方法可以采用如：系統(tǒng)科學方法（系統(tǒng)方法）， 信息方法， 控制方法；邏輯方法（比較），歸納，演繹，分析，綜合等。其中，系統(tǒng)科學方法是在當代科學技術發(fā)展過程中總結(jié)提煉出來的科學、全面、系統(tǒng)的方法體系，邏輯方法則是傳統(tǒng)的分析和解決問題的方法體系。方法本身并沒有優(yōu)劣之分，采用適當?shù)姆椒ń鉀Q碰到的實際問題才是我們的最終目的?？紤]到混合電路中模擬電路更容易出現(xiàn)故障，占到總故障的80%我們以模擬電子技術實驗中的兩級負反饋放大電路實驗為例，分析系統(tǒng)科學方法在電路故障診斷的應用，實驗原理圖如圖1所示。

所謂系統(tǒng)是指兩個或兩個以上的相互聯(lián)系作用的要素按內(nèi)在的必然聯(lián)系所構(gòu)成的，具有一定的結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)特定的功能的有機整體。在這里要素、結(jié)構(gòu)、功能、環(huán)境是定義系統(tǒng)的充要條件。在兩級負反饋放大電路中，電路看作一個整體，可以稱為一個系統(tǒng)；將電路分為前后級，則每一級可以看成一個獨立的子系統(tǒng)，如圖2所示。

要素是構(gòu)成系統(tǒng)的基本單元和實際載體，要素和系統(tǒng)是相對而言的。一個大系統(tǒng)的要素都是子系統(tǒng)，系統(tǒng)與要素的關系是整體和部分的關系。比如：對于一個電路而言，電源部分是一個要素；對于前后級的放大電路而言，晶體管是一個要素。理解這一點，有助于我們了解系統(tǒng)的層次，縮小故障定位的范圍。

結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)內(nèi)組成要素的相互聯(lián)系和作用的方式，要素之間相互制約的耦合關系是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形成的根源。結(jié)構(gòu)是決定功能的內(nèi)部依據(jù)，不同的結(jié)構(gòu)在一定程度上決定了功能的性質(zhì)、水平和范圍，在模擬電路中主要由模擬電信號驅(qū)動，。

環(huán)境是與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的該系統(tǒng)外所有事物的總和。系統(tǒng)和環(huán)境存在著復雜的信息、能量、物質(zhì)的輸入輸出交換關系。環(huán)境作為系統(tǒng)功能發(fā)揮的外部條件， 制約系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。

在系統(tǒng)科學方法中，我們要把研究對象看作一個整體，把事物的普遍聯(lián)系和永恒運動看成一個總體過程，全面地把握和控制對象，綜合地探索系統(tǒng)中要素與要素、要素與系統(tǒng)、系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)與系統(tǒng)的相互作用和變化規(guī)律，把握住對象的內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境的關系，以便有效地認識和改造對象。

2 故障檢測

通過上述分析，我們可以將故障檢測分為以下步驟進行。

2.1 從整體入手查找故障

放大電路搭建好之后，我們第一步要檢查電路的供電，如電源的供電電壓是否正常，電路板上的電源指示燈是否點亮。如果指示燈不亮還應測量對應的電壓，確定是供電故障還是指示燈故障。

2.2 從環(huán)境入手確定故障的屬性

在本電路中，可以將外圍設備看作是外部環(huán)境，只有保證外部環(huán)境的準確無誤才能確定故障的屬性。如，觀測輸出信號的示波器不能正常工作，就可能是儀器故障而非電路故障；作為電源的直流穩(wěn)壓源不能正常工作，就造成電路無法正常工作，同樣無法確定是儀器故障還是電路故障；測量電壓的萬用表不能正常工作，就無法判斷電路的電壓是否正確，進而無法判斷引起故障的原因。

2.3 從結(jié)構(gòu)入手縮小故障范圍

我們知道該電路由模擬電信號作為驅(qū)動，由此入手可以不斷縮小故障的范圍。首先測試輸入端的電信號是否正常，如果此處出現(xiàn)故障，則可以將故障縮小到信號發(fā)生器以及對應的線纜上。若輸入端信號正常，再測試前級的輸出端即后級的輸入端信號是否正常，如果出現(xiàn)故障，則表明故障在前級；反之，故障在后級。由此我們將故障的范圍逐漸縮小。

2.4 由要素入手明確故障

我們以前級故障為例進行說明。明確故障在前級后，通過前級子系統(tǒng)的重要要素三極管T1，來進一步縮小故障的范圍。比如，通過測量T1的集電極電壓，來判斷R3，R4，R5支路是否斷路。若電壓為12v，則為斷路；測量基極與發(fā)射極之間的電壓差，即判斷相應的二極管是否導通，判斷是否存在三極管損壞的情況。

3 結(jié)論

掌握一定的分析、查找和排除電路故障的方法是電子工程技術人員應該具備的一項基本技能。通過兩級放大電路故障診斷的例子，我們可以看到，利用系統(tǒng)科學方法可以將電路由繁化簡，逐步縮小故障的范圍，直到最終確定故障點。學生通過理論與實際相結(jié)合，在實踐過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，必將達到事半功倍的效果。

參考文獻

[1]孫顯元.一般系統(tǒng)科學方法體系[J].安徽師大學報（哲學社會科學版），1990（04）： 333-341.

[2]模擬電路故障診斷故障字典法研究[D].西安：西安電子科技大學，2007.

[3]應柏青，趙錄懷.電路故障檢測技能的培養(yǎng)[J].高校實驗室工作研究，2002（04）：10-11.

作者簡介

張明（1979-），男，山東省煙臺市人。碩士學位?，F(xiàn)為桂林電子科技大學教學實踐部講師。研究方向為電子電路教學。

作者單位

桂林電子科技大學教學實踐部 廣西壯族自治區(qū)桂林市 541004