1.6 电子电路实训的调试
电子电路的设计通常根据理论推导进行,许多复杂的客观因素(如分布参数的影响、元器件的标称值与实际值的偏差等)难以考虑到,实际电路一般达不到预期的效果,需要通过调试发现设计中的问题,采取必要的措施加以改进,以达到设计的指标要求。调试分为静态调试和动态调试。通电调试前需要进行不通电检查。
1.6.1 通电前的检查
连接完实训电路后,不能急于加电,需要先认真检查。检查的内容如下。
(1)连线是否正确。主要检查有无错线、漏线、多线。具体方法:对照电路图,从输入开始,一级一级地排查,一直检查到输出。
(2)连接的导线是否导通,面包板有无接触不良。可以用万用表欧姆挡逐一检查,如果两点之间有电阻存在,则能测出电阻值。
(3)电源正、负极之间连线是否正确,电源正极与地之间是否短路。如果电源短路,通电后,将会造成元器件的损坏。
1.6.2 通电观察
检查无误后,应先通电观察,再进行通电调试。先调节电源电压至所需要的电压值,然后给电路通电,仔细观察电路有无异常现象出现。例如,是否有冒烟、异味、打火、元器件发烫等现象。如果有以上情况出现,应立即断掉电源,排查电路,排除故障后才能再次通电。
1.6.3 静态调试
静态调试是指在无输入信号的情况下,所进行的直流调试与调整。目的是保证电路工作在正确的直流工作状态。在模拟电路中,各级电路的静态工作点主要是通过静态调试保证的。在数字电路中,静态调试是要保证电路的各个输入端能够加入固定的并符合要求的高、低电平,测量输出端的输出电平值,以判断数字电路中逻辑关系是否正常。
通过静态调试,可以准确地判断电路的工作状态,及时发现损坏的元器件。如果工作状态不正常,要调整电路参数以符合设计要求。如果元器件损坏,需要先分析损坏原因,排除故障,再进行更换。
1.6.4 动态调试
静态调试结束后,还需要对电路做动态调试。所谓的动态调试是指加入输入信号的调试,电路在静态调试无误后,在输入端加入幅度与频率都符合设计要求的信号,用示波器根据信号流向逐级观察输出信号,测量各级电路的性能指标、逻辑关系与时序关系是否符合实验要求,如果输出不正常或者性能指标不符合设计要求,需要调整电路参数直到满足要求。
1.6.5 调试中需要注意的问题
测量方法与测量精度直接影响到测量结果的正确性,只有选择正确的测量方法,提高测量精度才能得到正确的测量结果。为了提高调试效率,保障调试效果,调试过程中必须做到如下几点。
(1)保障正确接地。在电路的调试过程中,必须保证仪器的接地端连接正确。正确的接地方法是,将直流电源、信号源、示波器以及毫伏表等电子测量仪器的接地端与被测电路的地线可靠地连接在一起,使仪器和被测电路之间建立一个公共参考地,以保证测量结果的正确。另外,在模数混合电路中,数字“地”与模拟“地”应该分开连接,以避免二者之间的互相干扰。
(2)在微弱信号测量时,尽量使用屏蔽线连接,屏蔽线的屏蔽层连接至电路的公共接地端。
(3)正确使用测量仪器。在测量的过程中,测量电压所用仪器的输入阻抗必须大于被测电路的等效阻抗。测量仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。
(4)在调试过程中,出现异常现象或故障时,要认真分析和查找故障原因,切忌一遇到故障暂时解决不了就拆掉电路重新安装,这是许多学生做实训时的通病,应该杜绝。学生在实训中不仅要学习测量数据的方法,还要锻炼查找故障、分析故障和排除故障的能力。实训中若无故障现象出现,则学生的这种能力无法得到锻炼。如果不知道故障原因,只是重新布线,故障还可能重新出现。