核工业北京化工冶金研究院 冯威锋
电子电路设计常用调试方法和步骤分析
核工业北京化工冶金研究院冯威锋
随着社会的发展,电子设备的应用越显广泛,其中电子电路设计便显得越发重要。为了优化电子电路设计质量,本文详细分析电子电路设计的常用调试方法以及调试的步骤。
电子电路设计;调试方法;步骤
当前许多的电子类专业都开展了相关的电子电路设计课程,但是想要通过单纯的课本知识教育,很难达到真正实效性的设计。理论的电子电路设计只是一种描述或者假设,在实际的电子电路设计中很难达到相应的效果,这也就导致许多的电子电路在设计完成之后发生各类问题。对此,电子电路的调试方法和调试步骤便显得非常重要。
电子电路设计的常用调试方法主要有两种,分别为分块调试法以及整体调试法[1]。
1.1分块调试法
分块调试法顾名思义就是将整个电子电路按照一定的规律分为不同类型的模块进行调试[2]。一般情况下,分块调试法的分块方式主要是按照电路的不同部分的不同功能进行划分,将每一个模块的性能进行单独性的调试。为了保障模块的划分有效性,确保调试之后的电路质量,就必须在真正熟悉电子电路工作方式、原理的基础上进行划分,然后在调试的过程中按照相应的信号流通线路进行划分,将整个电子电路分为多个级别,然后逐渐提升调试的范围,最后将所有模块的调试结果实行综合性的调试,从而完成对电子电路的调试。
分块调试法也可以是在电子电路的安装过程中进行的调试,也就是在每安装一个模块就实行一次调试,这样的调试方式虽然会增加调试的难度,但是其调试的效果非常理想,能够第一时间发现发生故障的模块,并且在整个电子电路安装完成时,也就基本完成了整个电子电路的调试。分块调试法在较小的电路当中应用效果非常好,但是在较为复杂、大型的电子电路中并不适应。
1.2整体调试法
整体调试法主要是在整个电子电路安装完成之后,实行的一次总体性的调试,在一定角度上可以说与分块调试法正好相反。整体调试法同样在结构简单的电子电路中应用效果理想,特别是在无法实行分块调试的定型产品中,有着必要的调试意义。
电子电路设计的常用调试步骤主要有四步,分别为线路检查、通电检查、功能检测以及指标检测[3]。
2.1线路检查
线路检查的调试目的主要在于两个方面,一个方面是检查线路是否正常连接,是否存在多线、少线或者错线的现象[4]。其中需要尤其注重检查地线的连接以及电源的连接正确性,一般情况下,是以和电路设计图纸进行对照性的检查,依据相应的顺序进行逐步、逐级的检查,需要确保检查的思路清晰,保障无任何漏查现象,可以在图纸上标注已经检查过的线路,从而确保检查的全面性、有效性;另一方面主要是对元器件的连接正确性进行检查。例如,对电解电容的极性以及二极管的极性进行核对,对集成电路与三极管的各个引脚是否正确连接等等。在检查时,需要对可能焊接不良的元器件进行轻拔,确保其有效焊接。
2.2通电检查
通电检查主要是对已经接入了电源的电子电路进行通电性的检查。一般情况下,通电检查是不接入任何信号源的,在接入电源之后,观察电子电路是否发生任何的异常状况,例如放电打火、冒白烟、出现异味等情况,在通电之后需要确保所有的元器件无发热、发烫的情况,如果有这些情况也不要急,需要及时关闭电源,然后将发生故障的元器件拔出,并针对故障的类型使用相关的处理方式在排除故障之后再进入电源进行测试。在再次接入时需要注意元器件的引脚连接是否正确等等,然后再检测集成块的引脚的电源电压值是否处于正常状态,在保障为正常状态下再接入电子电路接通电源再实行一次通电检查。
2.3功能检测
功能检测一般情况下也是不接入任何信号源的。针对模拟的电子电路,功能检测的检测内容主要是对电路的静态工作参数值进行合理性检测。例如,检测放大功能的元器件的工作状态是否处于正常的放大区域;针对数字电子电路,主要的检测是对各个门电路的输入端、输出端的电瓶电压值合理性进行检测,并分析逻辑关系是否正确;针对运算放大器而言,除了需要检查电源的正负以外,还需要检查凋零电路,是否存在零点漂移的情况,如果有必须切断电源进行针对性整改。
功能检测还需要在电路输入端接入一定的幅度、频率的信号源,并使用双踪示波器记录输入输出信号的信号幅值、频率、放大效果、相位关系以及波形形状等等数值,在检测的过程中需要逐层逐级的进行,从而实现全面性的电子电路功能检测。
2.4指标检测
指标检测是整个调试的最后一步,在通过前三步的检测之后,基本上能够保障整个电子电路能够正常工作,之后便是对整个电子电路的应用效果进行检测了。在指标监测中,需要针对设计的实际需求对相关的参数指标进行检测。准确的记录整个检测中显示的数据,并进行全面性分析,最终总结电子电路的工作指标,明确电路的参数指标是否符合相关要求,如果未达到先关要求,则需要先对设计图纸重新审视,在确保图纸的合理性之后再对电子电路重复上述三步的检测。
综上所述,电子电路的调试方法比较多,并且每一项调试方法调试的目的都有所不同。对此,在对电子电路设计进行实际的调试过程中,需要严格按照相关的调试步骤进行。除此之外,电子电路设计的调试方法并不是恒定不变的,许多情况下也不是某一种方式就能够完成电子电路的调试,只有在多种方式的结合以及多种方式的一次进行,才能够真正实现有价值意义的电子电路调试。
[1]夏敏磊.电子电路分析制作与调试(第2版)(全国高职高专院校规划教材)[M].电子工业出版社,2012.
[2]王培生.单元电子电路设计步骤及几种重要单元电路的设计方法分析[J].大观周刊,2012(51):172-173.
[3]雷志坤.基于工作过程的高职电子电路分析与应用课程的教学设计[J].广西教育c:职业与高等教育版,2013(31):68-69.
[4]陈丹.浅谈”共射放大电路的分析、装配与调试”一体化教学过程设计[J]. 新课程学习:学术教育,2012(6):76-77.
冯威锋(1983—),男,河南商丘人,硕士,工程师,研究方向:仪器仪表研发。