电子产品的调试

电子产品的调试
一、 调试的准备
（1）素质准备
对调试人员的知识能力素质准备的基本要求：
1)明确电路调试的目的和要求达到的技术性能指标。
2)能够掌握正确的使用方法和测试方法，熟练使用测量仪器和测试设备。
3)掌握一定的调整和测试电子电路的调试方法。
4)能够运用电子电路的基础理论分析处理测试数据和排除调试中的故障
5)能够在调试完毕后写出调试总结并提出改进意见。
（2）手段准备
1)准备技术文件：主要是指做好技术文件、工艺文件和质量管理文件的准备，如电路(原
理)图、方框图、装配图、印制电路板图、印制电路板装配图、零件图、调试工艺(参数表和
程序)和质检程序与标准等文件的准备。要求掌握上述各技术文件的内容，了解电路的基本
工作原理、主要技术性能指标、各参数的调试方法和步骤等。
2)准备测试设备：要准备好测量仪器和测试设备，检查是否处于良好的工作状态，是否
有定期标定的合格证，检查测量仪器和测试设备的功能选择开关、量程挡位是否处于正确
的位置，尤其要注意测量仪器和测试设备的精度是否符合技术文件规定的要求，能否满足
测试精度的需要。
3)准备被调试电路：调试前要检查被调试电路是否按电路设计要求正确安装连接，有无
虚：焊、脱焊、漏焊等现象，检查元器件的好坏及其性能指标，检查被调试设备的功能选
择开关、量程挡位和其他面板元器件是否安装在正确的位置。经检查无误后方可按调试操
作程序进行通电调试。
对被调试电路的准备具体分为以下几点：
○ 1
．连线是否正确
检查电路连线是否正确，包括错线、少线和多线。查线的方法通常有两种。
○ A
按照电路图检查安装的线路
这种方法的特点是，根据电路图连线，按一定顺序逐一检查安装好的线路。由此，可比较
容易查出错线和少线。
○ B
按照实际线路来对照原理电路进行查线
这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件（包括器件）引脚的连线一次查清，
检查每个引脚的去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查
出多线。
为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“Ω×1”
挡，或数字式万用表“Ω挡”的蜂鸣器来测量，而且直接测量元、器件引脚，这样可以同
时发现接触不良的地方。
○ 2
．元、器件安装情况
检查元、器件引脚之间有无短路，连接处有无接触不良，二极管、三极管、集成电路和电
解电容极性等是否连接有误。
○ 3
．电源供电（包括极性）、信号源连线是否正确
检查直流极性是否正确，信号线是否连接正确。
○ 4
．电源端对地（⊥）是否存在短路
在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地（⊥）是否存在短路。检查直流稳压电源对地是否短路。
若电路经过上述检查，并确认无误后，就可转入调试。
二、调试方法
调试包括测试和调整两个方面。所谓电子电路的调试，是以达到电路设计指标为目的而进
行的一系列的“测量－判断－调整－再测量”的反复进行过程。
为了使调试顺利进行，设计的电路图上应当标明各点的电位值，相应的波形图以及其他主
要数据。
调试方法通常采用先分调后联调（总调）。
我们知道，任何复杂电路都是由一些基本单元电路组成的，因此，调试时可以循着信号的
流程，逐级调整各单元电路，使其参数基本符合设计指标。这种调试方法的核心是，把组
成电路的各功能块（或基本单元电路）先调试好，并在此基础上逐步扩大调试范围，最后
完成整机调试。采用先分调后联调的优点是能及时发现问题和解决问题。新设计的电路一
般采用此方法。对于包括模拟电路、数字电路和微机系统的电子装置，更应采用这种方法
进行调试。因为只有把三部分分开调试后，分别达到设计指标．并经过信号及电平转换电
路后才能实现整机联调。否则，由于各电路要求的输入、输出电压和波形不符合要求，盲
目进行联调，就可能造成大量的器件损坏。
除了上述方法外，对于已定型的产品和需要相互配合才能运行的产品也可采用一次性调试。
按照上述调试电路原则，具体调试步骤如下。
1．通电观察
把经过准确测量的电源接入电路，观察有无异常现象，包括有无冒烟，是否有异常气味，
手摸元器件是否发烫，电源是否有短路现象等。如果出现异常，应立即切断电源，待排除
故障后才能再通电。然后测量各路总电源电压和各器件的引脚的电源电压，以保证元器件
正常工作。
通过通电观察，认为电路初步工作正常，就可转入正常调试。
在这里，需要指出的是，一般实验室中使用的稳压电源是一台仪器，它不仅有一个“＋”
端，一个“－”端，还有一个“地”接在机壳上，当电源与实验板连接时，为了能形成一
个完整的屏蔽系统，实验板的“地”一般要与电源的“地”连起来，而实验板上用的电源
可能是正电压，也可能是负电压，还可能正、负电压都有，所以电源是“＋”端接“地”
还是“－”端接“地”，使用时应先考虑清楚。如果要求电路浮地，则电源的“＋”与“－”
端都不与机壳相连。
另外，应注意一般电源在开与关的瞬间往往会出现瞬态电压上冲的现象，集成电路最怕过
电压的冲击，所以一定要养成先开启电源，后接电路的习惯，在实验中途也不要随意将电
源关掉。
2．静态调试
交流、直流并存是电子电路工作的一个重要特点。一般情况下，直流为交流服务，直流是
电路工作的基础。因此，电子电路的调试有静态调试和动态调试之分。静态调试一般是指
在没有外加信号的条件下所进行的直流测试和调整过程。例如，通过静态测试模拟电路的
静态工作点、数字电路的各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系等，可以及时发现
已经损坏的元器件，判断电路工作情况，并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计
要求。
对于运算放大器，静态检查除测量正、负电源是否接上外，主要检查在输入为零时，输出
端是否接近零电位，调零电路起不起作用。当运放输出直流电位始终接近正电源电压值或
负电源电压值时，说明运放处于阻塞状态，可能是外电路没有接好，也可能是运放已经损
坏。如果通过调零电位器不能使输出为零，除了运放内部对称性差外．也可能运放处于振荡状态，所以实验板直流工作状态的调试，最好接上示波器进行监视。
3．动态调试
动态调试是在静态调试的基础上进行的。调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅
值的信号，并循着信号的流向逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标。调试的关键是
善于对实测的数据、波形和现象进行分析和判断。这需要具备一定的理论知识和调试经验。
发现电路中存在的问题和异常现象，应采取不同的方法缩小故障范围，最后设法排除
故障。因为电子电路的各项指标互相影响，在调试某一项指标时往往会影响另一项指标。
实际情况错综复杂，出现的问题多种多样，处理的方法也是灵活多变的。
动态调试时，必须全面考虑各项指标的相互影响，要用示波器监视输出波形，确保在
不失真的情况下进行调试。作为“放大”用的电路，要求其输出电压必须如实地反应输入
电压的变化，即输出波形不能失真。
常见的失真现象：一是晶体管本身的非线性特性引起的固有失真，仅用改变电路元件
参数的方式很难克服；二是由电路元件参数选择不当使工作点不合适，或由于信号过大引
起的失真，如饱和失真、截止失真、饱和兼有截止的失真。
测试过程中不能凭感觉和印象，要始终借助仪器观察。使用示波器时，最好把示波器
的信号输入方式置于“DC”挡，通过直流耦合方式，可同时观察被测信号的交、直流成分。
通过调试，最后检查功能块和整机的各项指标（如信号的幅值、波形形状、相位关系、增
益、输入阻抗和输出阻抗等）是否满足设计要求，如必要，再进一步对电路参数提出合理
的修正。
三、调试中的注意事项
调试结果是否正确，很大程度上受测量正确与否和测量精度的影响。为了保证调试的
效果，必须减小测量误差，提高测量精度。为此，需注意以下几点。
① 正确使用测量仪器的接地端。
凡是使用低端接机壳的电子仪器进行测量，仪器的接地端应和放大器的接地端连接在
一起，否则仪器机壳引入的干扰不仅会使放大器的工作状态发生变化，而且将使测量结果
出现误差。根据这一原则，调试发射极偏置电路时，若需测量UCE，不应把仪器的两端直接
接在集电极和发射极上，而应分别地测出UC、UE，然后将二者相减得UCE。若使用干电池
供电的万用表进行测量，由于电表的两个输入端是浮动的，所以允许直接接到测量点之间。
② 在信号比较弱的输入端，尽可能用屏蔽线连接。屏蔽线的外屏蔽层要接到公共地线
上。在频率比较高时要设法隔离连接线分布电容的影响，例如用示波器测量时应该使用有
探头的测量线，以减少分布电容的影响。
③ 测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。因为，若测量仪器输
入阻抗小，则在测量时会引起分流，给测量结果带来很大的误差。
④ 测量仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。例如，MF－20 型万用表的工作频率为
20～20000Hz。如果放大器的fH＝100kHz，就不能用MF－20 来测试放大器的幅频特性。否
则，测试结果就不能反映放大器的真实情况。
⑤ 要正确选择测量点。
用同一台测量仪进行测量时，测量点不同，仪器内阻引进的误差大小将不同。例如，
对于图3-3-l所示电路，测C1点电压UC1时，若选择E2为测量点，测得UE2，根据UC1＝UE2
＋UBE2求得的结果，可能比直接测C1点得到的UC1的误差要小得多。所以出现这种情况，
是因为RE2较小，仪器内阻引进的测量误差小。

⑥ 测量方法要方便可行。需要测量某电路的电流时，一般尽可能测电压而不测电流，
因为测电压不必改动被测电路，测量方便。若需知道某一支路的电流值，可以通过测取该
支路上电阻两端的电压，经过换算而得到。
⑦ 调试过程中，不但要认真观察和测量，还要善于记录。记录的内容包括实验条件，
观察的现象，测量的数据、波形和相位关系等。只有有了大量可靠的实验记录，并与理论
结果加以比较，才能发现电路设计上的问题，完善设计方案。
⑧ 调试时出现故障，要认真查找故障原因。切不可一遇故障解决不了就拆掉线路重新安装。因为重新安装的线路仍可能存在各种问题，如果是原理上的问题，即使重新安装也解决不了问题。应当把查找故障并分析故障原因看成一次好的学习机会，通过它来不断提高自己分析问题和解决问题的能力。
四、检查故障的一般方法
故障是我们不希望出现但又是不可避免的电路异常工作状况。分析、寻找和排除故障
是电气工程人员必备的实际技能。
对于一个复杂的系统来说，要在大量的元器件和线路中迅速、准确地找出故障是不容易的。一般故障诊断过程，就是从故障现象出发，通过反复测试，作出分析判断，逐步找出故障的过程。
（一）、故障现象和产生故障的原因
1．常见的故障现象
① 放大电路没有输入信号，而有输出波形。
② 放大电路有输入信号，但没有输出波形，或者波形异常。
③ 串联稳压电源无电压输出，或输出电压过高且不能调整，或输出稳压性能变坏、输
出电压不稳定等。
④ 振荡电路不产生振荡。
⑤ 计数器输出波形不稳，或不能正确计数。
⑥ 收音机中出现“嗡嗡”交流声、“啪啪”的汽船声和炒豆声等。
⑦ 发射机中出现频率不稳，或输出功率小甚至无输出，或反射大，作用距离小等。
以上是最常见的一些故障现象，还有很多奇怪的现象，在这里就不一一列举了。
2．产生故障的原因
故障产生的原因很多，情况也很复杂，有的是一种原因引起的简单故障，有的是多种
原因相互作用引起的复杂故障。因此，引起故障的原因很难简单分类。这里只能进行一些
粗略的分析。
① 对于定型产品使用一段时间后出现故障，故障原因可能是元器件损坏，连线发生短
路或断路（如焊点虚焊，接插件接触不良，可变电阻器、电位器、半可变电阻等接触不良，接触面表面镀层氧化等），或使用条件发生变化（如电网电压波动，过冷或过热的上作环境
等）影响电子设备的正常运行。
② 对于新设计安装的电路来说，故障原因可能是：实际电路与设计的原理图不符；元
件使用不当或损坏；设计的电路本身就存在某些严重缺点，不满足技术要求；连线发生短
路或断路等。
③ 仪器使用不正确引起的故障，如示波器使用不正确而造成的波形异常或无波形，共
地问题处理不当而引人的干扰等。
④ 各种干扰引起的故障。
（二）、检查故障的一股方法
查找故障的顺序可以从输入到输出，也可以从输出到输入。
1．直接观察法
直接观察法是指不用任何仪器，利用人的砚、听、嗅、触等手段来发现问题，寻找和
分析故障。
直接观察包括不通电检查和通电观察。
检查仪器的选用和使用是否正确；电源电压的数值和极性是否符合要求；电解电容的
极性，二极管和三极管的管脚、集成电路的引脚有无错接、漏接、互碰等情况；布线是否
合理；印制板有无断线；电阻电容有无烧焦和炸裂等。
通电观察元、器件有无发烫、冒烟，变压器有无焦味，示波管灯丝是否亮，有无高压
打火等。
此法简单，也很有效，可作初步检查时用，但对比较隐蔽的故障无能为力。
2．用万用表检查静态工作点
电子电路的供电系统、电子管或半导体三极管、集成块的直流工作状态（包括元、器
件引脚、电源电压）、线路中的电阻值等都可用万用表测定。当测得值与正常值相差较大时，
经过分析可找到故障。
顺便指出，静态工作点也可以用示波器“DC”输入方式测定。用示波器的优点是，内
阻高，能同时看到直流工作状态和被测点上的信号波形，以及可能存在原干扰信号及噪声
电压等，更有利于分析故障。
3．信号寻迹法
对于各种较复杂的电路，可在输入端接入一个一定幅值、适当频率的信号（例如，对
于多级放大器，可在其输入端接入f＝1000Hz 的正弦信号），用示波器由前级到后级（或者
相反），逐级观察波形及幅值的变化情况，如哪一级异常，则故障就在该级。这是深入检查
电路的方法。
4．对比法
怀疑某一电路存在问题时，可将此电路的参数与工作状态和相同的正常电路中的参数
（或理论分析的电流、电压、波形等）进行一一对比，从中找出电路中的不正常情况，进
而分析故障原因，判断故障点。
5．部件替换法
有时故障比较隐蔽，不能一眼看出，如这时你手中有与故障产品同型号的产品时，可
以将工作正常产品中的部件、元器件、插件板等替换有故障产品中的相应部件，以便于缩
小故障范围，进一步查找故障。
6．旁路法
当有寄生振荡现象，可以利用适当容量的电容器，选择适当的检查点，将电容临时跨
接在检查点与参考接地点之间，如果振荡消失，就表明振荡是产生在此附近或前级电路中。
否则就在后面，再移动检查点寻找之。

应该指出的是，旁路电容要适当，不宜过大，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性短接一部分电路来寻找故障的方法。例如图3-4-2 所示的放大电
路，用万用表测量VT2的集电极对地无电压。我们怀疑L1断路，则可以将L1两端短路，如
果此时有正常的UC2值，则说明故障发生在L1上。

8．断路法
断路法用于检查短路故障最有效。断路法也是一种使故障怀疑点逐步缩小范围的方法。
例如，某稳压电源接入一个带有故障的电路，使输出电流过大，我们采取依次断开电路的
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，则故障就发生在此支路。
9．暴露法
有时故障不明显，或时有时无，一时很难确定，此时可采用暴露法。检查虚焊时对电
路进行敲击就是暴露法的一种。另外还可以让电路长时间工作一段时间，例如几小时，然
后再来检查电路是否正常。这种情况下往往有些临界状态的元器件经不住长时间工作，就
会暴露出问题来，然后对症处理。
实际调试时，寻找故障原因的方法多种多样，以上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取多种方法互相补充、互相配合，才能找出故障点。在
一般情况下，寻找故障的常规做法是：
① 采用直接观察法，排除明显的故障；
② 再用万用表（或示波器）检查静态工作点；
③ 信号寻迹法是对各种电路普遍适用而且简单直观的方法，在动态调试中广为应用。
应当指出，对于反馈环内的故障诊断是比较困难的。在这个闭环回路中，只要有一个
元器件（或功能块）出故障，则往往整个回路中处处都存在故障现象。寻找故障的方法是
先把反馈回路断开，使系统成为一个开环系统，然后再接入一适当的输入信号，利用信号
寻迹法逐一寻找发生故障的元、器件（或功能块）。例如，图3-4-3 是一个带有反馈的方波
和锯齿波电压产生器电路，A1的输出信号uO1作为A2的输入信号，A2的输出信号uO2作为
A1的输人信号。也就是说，不论A1组成的过零比较器或A2组成的积分器发生故障，都将
导致uO1、uO2无输出波形。寻找故障的方法是，断开反馈回路中的一点（例如B1点或B2
点），假设断开B2点，并从B2点与R7连线端输入一适当幅值的锯齿波，用示波器观测uO1
输出波形应为方波，uO2输出波形应为锯齿波，如果uO1没有波形或uO2波形出现异常，则
故障就发生在A1组成的过零比较器（或A2组成的积分器）电路上。

五、安全事项
在检修过程中，应当切实注意安全问题。有许多安全注意事项是普遍适用的。有的是
针对人身安全的以保护操作人员的安全，有的是针对电子设备的以避免测试仪器和被检设
备受到损坏。对于有些专用的精密设备，还有特别的注意事项是需要在使用前引起注意的。
1)许多电子设备的机壳与内电路的地线相联，测试仪器的地应与被检修设备的地相联。
2)检修带有高压危险的电子设备(如电视机显像管)时，打开其后盖板时应特别留神。
3)在连接测试线到高压端于之前，应切断电源。如果做不到这点，应特别注意避免碰及
电路和接地物体。用一只手操作并站在有适当绝缘的地方，可减少电击的危险。
4)滤波电容可能存有足以伤人的电荷。在检修电路前，应使滤波电容放电。
5)绝缘层破损可以引起高压危险。在用这种导线进行测试前，应检查测试线是否被划破。
6)注意仪表使用规则，以免损坏表头。
7)应该使用带屏：蔽的探头。当用探头触及高压电路时，决不要用手去碰及探头的金属端。
8)大多数测试仪器对允许输入的电压和电流的最大值都有明确规定，不要超过这一最大值。
9)防止振动和机械冲击。
10)测试前应研究待测电路，尽可能使电路与仪器的输出电容相匹配。
11)在一些测试仪器上可以见到两个国际标准告警符号。一个符号是内有惊叹号的三角
形，告诫操作员在使用一个特别端口或控制旋钮时，应按规程去做。另一个符号是表示电
击的Z 字形符号，告诫操作人员在某一位置上有高压危险或使用这些端口或控制旋钮时，
应考虑电压极限。