学“四诊”之法，把电路之脉

单 进

(苏州技师学院，江苏 苏州 215009)

职业教育是培养一线生产的高技能人才，要求学生具备一定的理论知识和较强的实践操作技能。电子维修作为应用电子技术专业核心课程，也是维修电工中级考工的实训项目。在电子维修过程中，故障现象五花八门，维修方法多种多样，令学生学习时无从下手。电路之障，犹如肌体之病，治病需对症。借鉴传统中医望闻问切“四诊”之法，可探电路之故，可排电路之障。《古今医统》中说到“望闻问切四字，诚为医之纲领。”望，指观气色;闻，指听声息;问;指询问症状;切;指摸脉象。合称四诊。望闻问切是中医必经的步骤。以下以电子维修中脉宽调制电路的维修为例，借“四诊”之法与各位探讨。

1 “四诊”之一:望诊

“视其外应，以知其内脏，则知所病矣。”用望诊之法望电路之“形”。望诊是对电路板中各个元器件、焊点、引线等进行有目的的观察，以期发现之端倪。望诊之法有走马观花、逐点扫描等。望诊过程有时有“有意栽花花不开，无心插柳柳成荫”的感觉。一望其表，透过现象看本质。根据各类元器件外观、形态的变化，判断其损坏情况。观察电路板连线是否断线，铜箔是否损坏;若发现电阻外形变黑可知电阻已经烧坏;三极管表面有裂痕，可知三极管已损坏;用手轻触某个元件，输出时有时无，初步断定焊接是否有虚焊;手摸一摸管子、集成电路等是否有烫手，异常发热等［1］。脉宽电路通过调节电位器W1 达到控制灯泡的亮度变化的目的。因此，通过观察灯泡亮、不亮或者灯泡亮不可调等灯泡的亮度变化分析故障。看运放集成电路TL084 是否有裂开的痕迹，摸场效应管IRF630 是否异常发烫。通过外部的观察，可初步断定电路故障所在。二望其内，切中要害。望诊之法，不能浮于表面，需由表及里。有的现象，不能直观看出，需要借助辅助设备。借助常用数字表、示波器等仪器仪表，逐层深入，步步为营［2］。借数字电压表望A 点、B 点电压，看电压是否在正常范围内;借示波器望C 点、D 点、E 点、F 点波形，看是否有三角波、矩形波等波形出现。通过望诊，了解电路的“病症”所在。注意输入电压时，±12 V 不能接错，否则会烧坏集成电路，人为带入故障，造成“误诊”。

2 “四诊”之二:闻诊

听语言气息之变化，分辨病情之虚实寒热。用闻诊之法听电路之“音”，通过听声音和嗅气味两个方法诊断电路。听声音，听什么声音?电容承受不了电压之大有爆炸声，电流要逃跑有“咝咝”电流声。嗅味道，嗅什么味道?嗅元器件烧坏的味道，有一股焦糊味。异常的味道可以断定元器件有烧坏。脉宽电路，把数字万用表调到蜂鸣档，检查元器件的连接，听蜂鸣器的短路报警声音，判断连接是否完好，是否有断路之处。

3 “四诊”之三:问诊

“凡欲诊病者，必问饮食居处。”用问诊之法探究电路之“症”。问诊是询问症状，问谁呢?我们知道病人看病，医生会询问哪里不舒服啊，哪里不适等等。病人会指着某个部位，一一作答。那我们的电路板怎么办呢?他们不会说话，更不会指出“我这个地方有点痛”。无人可问，我们只有问自己了。问什么呢，问脉宽电路的工作原理。脉宽电路通过调节W1 改变B 点电位大小，作为IC:C 组成的调制电路同相输入端的比较电压，与反相输入端送来的三角波相比较，在C 点输出脉冲占空比可以变化的矩形调制波，经过功率放大，在D 点输出可调节平均值大小的直流电压，通过大功率输出管控制灯泡的亮度变化。图1 为脉宽调制电路原理图。脉宽调制电路由给定电压电路、方波/三角波发生电路、PWM 调制器、输出电路四个部分组成。

一问给定电压电路。由R1、R2、R3、W1、IC:B 组成给定电压电路，其中R1、R2、W1 组成分压电路，调节W1 使A 点电压保持在－4 V～+4 V 之间变化，此电压经R3 送入IC:B组成的电压跟随器的同相输入端，在其输出端1 脚产生与A点相同的电压值。

二问三角波发生电路。三角波发生电路由IC:D、IC:A、R12－R17、W2、W3、C1、V5、V6 组成，其中IC:D、R12、R13组成了滞回电压比较电路;IC:A、W2、R16、R17、C1 组成积分电路，输出电压UF 反馈到输入IC:D 的同相端5 脚，构成正反馈的振荡电路。如图2 所示。

图2 三角波发生电路

三问PWM 调制电路。由IC:C 及R4、R5 组成PWM 调制电路，实际上是由IC:C 等元件组成的电压比较器，其反相输入端13 脚输入的是f=1 kHz、Vpp=±3 V 的等腰三角波;同相输入端12 脚输入的是B 点电压，即±4 V 范围内的给定电压。当U12 ＞U13 时，IC:C 输出高电平+12 V，反之则输出－12 V。12 脚设定的电压越高，IC:C 输出高电平时间越长，即占空比就大，输出的直流电压平均值就高;反之，给定电压低时，占空比小，直流电压平均值就低，从而实现了通过调节脉冲宽度达到调节输出电压的目的。图3 为不同给定电压值时输入、输出波形图。

图3 不同给定电压值时的输出脉冲波形

四问输出电路。输出电路由两部分组成，D 点之前是功率放大电路部分，由V1、R6、R7、V7 组成前置放大级，V2、V3、R8、R9 等组成互补推挽功率放大电路。D 点之后是开关电路和负载组成，大功率开关电路由V4、R10 组成，直接控制负载输出。

4 “四诊”之四:切诊

用手触按身体，藉此了解病情。用切诊之法把脉电路板，诊电路板的脉象。也就是我们通过电子仪器对电路板进行检测。通过测量不同元件不同的参数，判断器件的好坏，电路的正常与否。借助电子仪器，万用表、示波器等，采用电阻法、电压法、电流法、代换试验法、示波器法、信号注入法、分割法、短路法等，全面把脉电路板。有时一法即可;有时需要多法合一。脉宽调制电路的切诊，借助示波器检测5 个关键点。A 点和B 点是给定电压电路中的关键检测点，电路正常工作时，通过调节W1 它们都可在－4 V～+4 V 之间变化。如图4 所示。若A 点、B 点均不正常，故障可能范围在给定电压电路A 点之前;若A 点正常、B 点不正常，故障可能范围在给定电压电路A、B 之间。E 点和F 点是三角波形成电路的关键检测点，电路正常工作时，F 点为幅度、频率均可调节的三角波，按要求调整为±3 V，1 kHz，如图5 所示;E点为幅度±5.8 V 的矩形波。E、F 两点频率相同。若E 点、F 点波形均不正常，故障范围可能在电压比较器电路等;若E 点、F 点波形有波形，但频率不正常，故障范围可能在三角波形成电路中积分电路等。C 点是调制电路的关键检测点，电路正常工作时，C 点为幅度±10 V 左右的矩形波，通过调节W1 可改变矩形波的调制度。当E 点、F 点正常时，C 点波形不正常，故障范围可能在调制电路。D 点是输出电路的关键检测点，电路正常工作时，D 点为幅度±10 V 左右的矩形波，如图6 所示，调节W1 可改变矩形波的调制度，并且灯泡的亮度也会随之发生变化。当C 点正常时，D 点波形不正常，故障范围可能在输出电路的C 点和D 点之间;当D 点波形正常，灯泡不亮或光不可调，故障范围可能在输出电路的D 点之后。借“切诊”之法，把电路之脉，逐步分析故障所在。

图4 检测A 点给定电压范围

图5 脉宽调制电路F 点波形调试

图6 脉宽调制电路F 点、D 点波形调试

5 结束语

借助“四诊”之法，检查电路，发现故障现象，分析故障产生原因，判断故障范围，检查关键检测点，缩小故障范围，合理检测故障点，查找故障元件、对故障元件修理或更换，然后进行必要的调整，使电路恢复良好的性能，重新调试电路，填写《脉宽调制电路维修记录》，电子维修完成。“四诊”之法，切中要害，提高了课堂教学的实效，更提升了学生技能。

［1］许志刚.电子部件制作［M］.江苏:江苏教育出版社，2013.

［2］杨正辉.浅谈电子教学中的多种维修方法和技巧［J］.职业，2014(27):160－161.

［3］杨德海.怎样上好电子维修操作课［J］.青海教育，2008(6):23－23.