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电子电路的常见故障及排除方法

来源:电工学习网 作者:电工学习网 2020-08-25 17:33 次阅读

在电子电路的设计、安装与调试过程中,不可避免地会出现各种各样的故障现象,因此检查和排除故障是电气工程人员必备的实验技能。

面对一个整机电路,要从大量的元器件和线路中迅速、准确地找出故障,这确实不太容易,而且故障又是五花八门,这就要求掌握正确的故障检查和排除方法。一般来说,故障诊断过程是:从故障现象出发,通过反复测试,做出分析判断,逐步找出故障原因。

一、常见故障

1.测试设备引起的故障。可能有的测试设备本身就有故障,功能不灵或测试探棒损坏,使之无法测试;还有可能是操作者对仪器使用不正确而引起故障,如示波器旋钮档级选择不对,结果造成波形异常甚至无波形。

2.电路中元器件本身原因引起的故障。如电阻电容晶体管及集成器件等特性不良或损坏。这种原因引起的故障现象经常是电路有输入而无输出或输出异常。

3.人为引起故障。如操作者将连线错接或漏接、元器件参数选错、三极管管型搞错、二极管或电解电容极性接反等等,都有可能导致电路不能正常工作。

4.电路接触不良引起的故障。如焊接虚焊插接点接触不牢靠、电位器滑动端接触不良、接地不良、引线断线等。这种原因引起的故障一般是间歇式或瞬时出现,或者突然停止工作。

5.各种干扰引起的故障。所谓干扰是指外界因素对电路有用信号产生的扰动。干扰源种类很多,常见有以下几种:

(1)接地处理不当引入的干扰。如接地线的电阻太大时,电路各部分电流流过接地线会产生一个干扰信号,以致影响电路的正常工作。减小该干扰的有效措施是降低地线电阻,一般采用比较粗的铜线。

“共地”是抑制噪声和干扰的重要手段。所谓“共地”是将电路中所有接地的元器件都要接在电源的地电位参考点上。在正极性单电源供电电路中,电源的负极是电位参考点;在负极性单电源供电电路中,电源的正地是电位参考点;而在正负双电源供电电路中,以两个电源的正负极串接点为电位参考点。

(2)直流电源因滤波不佳而引入的干扰。各种电子设备一般都是用50Hz交流电压经过整流、滤波及稳压得到直流电压源。因此,此直流电压源含有50Hz或100Hz的纹波电压,如果纹波电压幅度过大,必然会给电路引入干扰。这种干扰是有规律性的,要减小这种干扰,必须采用纹波电压幅值小的稳压电源或引入滤波网络。

(3)感应干扰。干扰源通过分布电容耦合到电路,形成电场耦合干扰;干扰源通过电感耦合到电路,形成磁场耦合干扰。这些干扰均属于感应干扰。它将导致电子电路产生寄生振荡。排除和避免这类干扰的方法一是:采取屏蔽措施,屏蔽壳要接地;二是引入补偿网络,抑制由干扰引起的寄生振荡。具体做法是在电路的适当位置接入阻容网络或单一电容网络,实际参数大小可通过实验调试来确定。

二、检查排除故障的基本方法

1.直接观察法

直接观察法是指不使用任何仪器,而只凭人的视觉、听觉、嗅觉以及直接碰摸元器件作为手段来发现问题,寻找和分析故障。

直接观察又包括通电前检查和通电观察两个方面。

通电前主要检查仪器的选用和使用是否正确;元器件引脚有无错接、接反、短路;印刷板有无断线等。

通电后主要观察直流稳压电源上的电流指示值是否超出电路额定值;元器件有无发烫、冒烟;变压器有无焦味等。

此法比较简单,也较有效,故可作为对电路初步检查之用。

2.参数测试法

参数测试法是借助于仪器发现问题,并通过理论知识分析找出故障原因。平时利用万用表检查电路的静态工作点就属于该测试法的运用。当发现测量值与设计值相差悬殊时,就可针对问题进行分析,直至得以解决。以图2.9所示电路为例。假定要测量由T2管组成的射极跟随电路的静态工作点。在正常工作时,T2管的b、c、e电极上的静态电位应分别为VB2≈8.3V、VC2=15V、VE2≈7.6V,集电极电流IC2≈0.3mA。但实测结果为VB2≈0.19V,VCE2≈15V,考虑到硅管正常工作时VBE≈0.7V,可见管子已处于截止状态。那么T2管其为什么会截止呢?进一步从决定VB2电位的电阻R/2和R5去寻找,结果发现问题出在R5的选用,把阻值应为150kΩ的R5误用了一个1.5kΩ的电阻,经更换后故障即可排除。

顺便指出,静态工作点也可以用示波器“DC”输入方式测定,其优点是输入阻抗高,因此对被测电路影响小,而且还能同时看到被测点的对地直流电位和信号波形,以及可能存在的干扰信号及噪声电压等,这样就更有利于故障分析。

电子电路的常见故障及排除方法

3.信号跟踪法

在被调电路的输入端接入适当幅度与频率的信号(如F=1kHz的正弦信号),利用示波器,并按信号的流向,从前级到后级逐级观察电压波形及幅值的变化情况,先确定故障在哪一级,然后即可有的放矢地作进一步检查。这种方法对各种电路普遍适用,在动态调试中应用更为广泛。

4.对比法

怀疑某一电路存在问题时,可将此电路的参数和工作状态与相同的正常电路一一进行对比,从中分析故障原因,判断故障点。

5.部件替换法

所谓部件替换法,就是利用与故障电路同类型的电路部件、元器件或插件板来替换故障电路中的怀疑部分,从而可缩小故障范围,以便快速、准确地找出故障点。

6.补偿法

当有寄生振荡时,可用适当容量的电容器,在电路各个合适部位通过电容对地短路。如果电容接到某点,寄生振荡消失,表明振荡就产生在此点附近或前级电路中。

值得注意的是,补偿电容要选得适当,不宜过大,通常只要能较好地消除有害信号即可。

7.短路法

短路法就是采取临时短接一部分电路来寻找故障的方法。例如图2.10所示电路,若用万用表测得T2管的集电极对地电压为零,则有可能L1所在支路为断路,此时不妨将L1两端短路,如VC2正常,那就说明故障发生在L1上。

电子电路的常见故障及排除方法

短路法对检查断路性故障最有效。但要注意的是,在使用此法时,应考虑到短路对电路的影响,例如对于稳压电路就不能采用短路法。

8.断路法

断路法用于检查短路故障最有效。这也是一种逐步缩小故障范围的方法。例如,某稳压电源因接入一带有故障的电路,使输出电流过大,此时,可采取依次断开故障电路某一支路的办法来检查故障。如果断开该支路后,电流恢复正常则说明故障就发生在此支路。

在实际调试中,检查和排除故障的方法是多种多样,上面仅列举了几种常用的方法。这些方法的使用可根据设备条件、故障情况灵活掌握,对于简单的故障或许用一种方法即可查找出故障点,但对于较复杂的故障则需采用多种方法,并互相补充、互相配合,最后才能找出故障点。在一般情况下,寻找故障的常规做法是:

首先采用直接观察法,排除明显的故障。

然后采用万用表或示波器检查静态工作点。

最后可用信号跟踪法对电路作动态检查。

电子电路的常见故障及排除方法

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