南华大学黄智伟系列--电子设计竞赛作品制作过程中的一般调试方法

小煜

南华大学黄智伟系列--电子设计竞赛作品制作过程中的一般调试方法 [复制链接]

   电子设计竞赛作品制作过程中与一般电子产品类似。根据经验，电子产品调试的一般方法可以归纳为：电路分块隔离、先直流后交流、先调节后固定、正确使用仪器、注意人机安全。

 

1. 电路分块隔离

在比较复杂的电子产品中，整机电路通常可以分成若干个功能模块，相对独立地完成某一特定的电气功能。而每一个功能模块，往往又可以进一步细分为几个具体电路。对于分立元件电路来说，可以以某一两只半导体三极管为核心进行电路细分；对于集成元件的电路来说，可以以某个集成电路芯片为核心进行电路细分。例如自动往返电动小汽车，可以分成单片机系统、电动机驱动调速电路、路面黑线检测电路、车速检测电路、显示电路和电源电路等几个功能电路模块。

   在调试电路时，对各个功能电路模块分别加电，逐块调试。这样做，可以避免模块之间电信号的相互干扰；当电路工作不正常时，大大缩小了搜寻故障的范围。实际上，有经验的设计者在设计电路时，往往都为各个电路模块设置了一定的隔离元件，例如电源插座、跨接导线或接通电路的某一电阻。电路调试时，除了正在调试的电路，其他各部分都被隔离元件断开而不工作，因此不会产生相互干扰和影响。当每个电路模块都调整完毕，再接通各个隔离元件，使整个电路进入工作状态。对于那些没有设置隔离元件的电路，可以在装配的同时逐级调试，调好一级以后再装配下一级。

 

2. 先直流后交流（先静态后动态）

   直流工作状态是一切电路的工作基础。直流工作点不正常，电路就无法实现其特定的电气功能。在设计的电路原理图上，建议标注它们的直流工作点（晶体管各极的直流电位或工作电流），集成电路各引脚的工作电压，作为电路调试的参考依据。应该注意，由于元器件的数值都具有一定偏差，并因所用仪表内阻和读数精度的影响，可能会出现测试数据与图标的直流工作点不完全相同的情况，但是一般说来，它们之间的差值不应该很大，相对误差至多不应该超出±10％。当直流工作状态调试完成之后，再进行交流通路的调试，检查并调整有关的元件，使电路完成其预定的电气功能。

 

3. 先调节后固定

在进行上述测试时，可能需要对某些元器件的参数作出调整。调整参数的方法一般有以下两种。

   ①选择法。通过替换元件来选择合适的电路参数。设计时可以在电路原理图中，在这种元件的参数旁边通常标注有“*”号，表示需要在调整后才能准确地选定。因为反复替换元件很不方便，一般总是先接入可调元件，待调整确定了合适的元件参数值后，再换上与选定参数值相同的固定元件。

②调节可调元件法。在电路中已经装有调整元件，如电位器、微调电容器或微调电感器等。其优点是调节方便，并且电路工作一段时间以后，如果状态发生变化，可以随时调整；但可调元件的可靠性差一些，体积也常比固定元件大。可调元件的参数调整确定以后，必须用胶或粘合漆将调整端固定。

 

4. 正确使用仪器

正确使用仪器，包含两方面的内容，既保障人机安全，又能完成测试任务。例如：初学者错用了万用表的电阻挡或电流挡去测量电压，使万用表被烧毁的事故是常见的。另一方面，正确使用仪器，才能保证正确的调试结果，否则，错误的接入方式或读数方法会使调机陷入困境。

当示波器接入电路时，为了不影响电路的幅频特性，不要用塑料导线或电缆线直接从电路引向示波器的输入端，而应当采用衰减探头；在测量小信号的波形时，要注意示波器的接地线不要靠近大功率器件，否则波形可能出现干扰。

在使用频率特性测试仪（扫频仪）测量检波器、鉴频器，或者当电路的测试点位于三极管的发射极时，由于这些电路本身已经具有检波作用，就不能使用检波探头，而在测量其他电路时均应使用检波探头。

扫频仪的输出阻抗一般为75Ω，如果直接接入电路，会短路高阻负载，因此在信号测试点需要接入隔离电阻或电容。

仪器的输出信号幅度不宜太大，否则将使被测电路的某些元器件处于非线性工作状态，造成特性曲线失真。

 

5. 注意人机安全

   在电路调试时，由于可能接触到危险的高电压，要特别注意人机安全，采取必要的防护措施。特别是近年来一般都采用高压开关电源，由于没有电源变压器的隔离220V交流电的火线可能直接与整机底板相通，如果通电调试电路，很可能造成触电事故。为避免这种危险，在调试、维修这些设备时，应该首先检查底板是否带电。必要时，可以在电气设备与电源之间使用变比为1，1的隔离变压器。例如，在三相正弦波变频电源中，采用220V交流电供电，调试时稍有不慎，就很容易触碰到高压线路而受到电击。

 

6.整机调试的大致步骤为：

   （1）在整机通电调试之前，各部件应该先通过装配检验和分别调试。

   （2）检查确认产品的供电系统（如电源电路）的开关处于“关”的位置，用万用表等仪表判断并确认电源输入端无短路或输入阻抗正常，然后接上地线和电源线，插好电源插头，打开电源开关通电。

接通电源后，要观察电源指示灯是否点亮，注意有无异样气味，产品中是否有冒烟的现象；对于低压直流供电的产品，可以用手来摸测有无温度超常。如有这些现象，说明产品内部电路存在短路，必须立即关断电源检查故障。如果看起来正常，可以用仪器仪表（万用表或示波器）检查供电系统的电压和纹波系数。

   （3）按照电路的功能模块，在调试方便的前提下，从前往后或者从后往前依次将它们接入电源，分别测量各电路（或电路各级）的工作点和其他工作状态。

注意：应该在调试完成一部分以后，再接通下一部分进行调试，不要一开始就把电源加到全部电路上。这样，不仅使工作有条理，还能减少因电路接错而损坏元器件，避免扩大事故。对于一些特殊的的作品，应为该作品的调试制作专用调试工装，这样能够极大地提高测试的工作效率。例如电动小车、悬挂运动控制系统等。

   （4）当各级或各块电路调试完成以后，把它们连接起来，测试相互之间的影响，排除影响性能的不利因素。

   （5）如果调试高频部件，要采取屏蔽措施，防止工业干扰或其他强电磁场的干扰。

   （6）测试整机的消耗电流和功率。

   （7）对整机的其他性能指标进行测试，例如软件运行、图形、图像及声音的效果。

   （8）有条件时可以对产品进行必要的老化和环境试验，如适当的改变电源电压、轻微的冲击和振动等。

 

7.推荐一本教材

全国大学生电子设计竞赛“十二五规划”教材“全国大学生电子设计竞赛 技能训练（第2版）”一书，从7个方面，系统介绍了元器件的种类、特性与选用原则和注意问题；印制电路板的设计基本原则、设计工具和印制电路板的制作；元器件、导线、电缆、线扎和绝缘套管的安装工艺和焊接工艺；电阻、电容、电感、晶体管等基本元器件的检测，电压和电平的测量，信号参数测量，时间和频率的测量，电路性能参数测量，噪声和接地对测量的影响；电子产品调试基本方法，故障检测的一般方法，模拟电路的调试与故障检测，数字电路的故障检测，整机的调试与故障检测；设计总结报告写作的基本格式、写作要求与示例；赛前培训、赛前题目分析和赛前准备等内容。可使学生全面、系统地掌握在电子竞赛作品制作过程中必需的一些基本技能。

“全国大学生电子设计竞赛“十二五规划”教材 全国大学生电子设计竞赛技能训练（第2版）”由黄智伟编著，北京航空航天大学出版社2011.1出版

 

鑫海宝贝

这个帖子不错，还是建议楼主做成问档，方便收藏

 

ruther1234

好东西 谢谢楼主！

 

luguangzhen110

谢谢

 

yyblike

学习了。

 

476347130

学习了。

x2010501

好帖，，收下了

 

lxp-jack

学习了

0900820417

不错的东西，合作愉快