电子电路故障排除的基本方法和技术.pdf

1、年 第 期 安 徽 电 子 信 息 职 业 技 术 学 院 学 报第 卷 总 第 期 巡 。 夕 四 口 坦 望 丛 匹 丝 匹 继 丝 仁 丝 必 到 哑 翅 塑 鲤 吓 迎 匹 匹 昼 旦 口 。 盛 乞文 章 编 号 一 一 一电 子 电 路 故 障 排 除 的 基 本 方 法 和 技 术吕 俊 霞河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 电 气 工 程 系 , 河 南 南 阳摘 要 在 电 子 电 路 实 践 教 学 中 , 电 路 中 的 故 阵 现 象 是 大 量 存 在 的 , 那 么 , 如 何 准 确 的 判 断 故 障 的 位 里 , 并 排 除 故 障 , 使 电路 能 够

2、 正 常 工 作 , 本 文 提 出 了 几 种 方 法 。【 关 键 词 电 子 电 路 故 障 观 察中 图 分 类 号 文 献 标 识 码在 电 子 技 术 的 实 践 教 学 环 节 中 , 故 障 常 常 不 可 避 免 。 故障 就 是 电 路 发 生 了 异 常 状 况 , 分 析 、 寻 找 和 处 理 故 障 , 可 以 不仅 提 高 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的 能 力 , 也 是 工 程 技 术 人 员 必 备的 素 质 。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 的 找 出 故 障 是 不

3、 容 易 的 。 分 析 和 处 理 故 障 的 过 程 ,就 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 的 过 程 。 首 先 要 通 过 对 原 理 图 的 分 析 , 把 系 统 分 成 不同 功 能 的 电 路 模 块 , 通 过 逐 一 测 量 找 出 故 障 模 块 , 然 后 对 故障 模 块 内 部 加 以 测 量 并 找 出 故 障 , 即 从 一 个 系 统 或 模 块 的 预期 功 能 出 发 , 通 过 实 际 测 量 , 确 定 其 功 能 是 否 正 常 来 判 断 它是 否 存 在 故 障 ,

4、 然 后 逐 层 深 入 , 进 而 找 出 故 障 的 原 因 并 加 以排 除 。常 见 的 故 障 现 象如 果 原 来 是 正 常 运 行 的 电 子 设 备 或 电 子 电 路 , 使 用 一段 时 间 出 现 故 障 , 其 原 因 可 能 是 元 器 件 损 坏 , 或 连 线 发 生 短路 或 断 路 , 也 许 是 使 用 条 件 的 变 化 如 电 网 电 压 波 动 、 过 热 或过 冷 的 工 作 环 境 等 等 影 响 电 子 设 备 的 正 常 运 行 。对 于 新 设 计 的 电 路 来 说 , 调 试 中 出 现 故 障 , 常 见 现 象 如下 。 放 大 电

5、 路 有 输 入 信 号 , 但 没 有 输 出 波 形 , 或 者 波 形 异常 。 放 大 电 路 没 有 输 入 信 号 , 而 有 输 出 波 形 。 串 联 稳 压 电 源 无 输 出 电 压 , 或 输 出 电 压 过 高 且 不 能 调整 , 或 输 出 电 压 稳 定 性 能 变 坏 、 输 出 电 压 不 稳 定 等 。 振 荡 电 路 不 产 生 震 荡 。 计 数 器 输 出 波 形 不 稳 定 , 或 不 能 正 确 计 数 。故 障 产 生 的 原 因故 障 产 生 的 原 因 很 多 , 情 况 也 很 复 杂 , 有 些 是 一 种 原 因引 起 的 简 单 故

6、障 , 有 些 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 。 对 于 成 型 的 实 验板 , 出 现 故 障 的 原 因 可 能 是 元 器 件 损 坏 , 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 。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 器 件 使 用 不 当 或 损 坏 连

7、线 发 生短 路 或 断 路 设 计 的 原 理 图 本 身 存 在 缺 陷 , 不 满 足 技 术 要 求等 。此 外 , 在 电 路 调 试 过 程 中 , 由 于 自 己 操 作 不 当 或 环 境 的影 响 , 也 会 使 电 路 工 作 状 态 不 正 常 。仪 器 使 用 不 当 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 入 的 干 扰 等 。各 种 干 扰 也 能 引 起 的 故 障检 查 故 障 的 一 般 方 法查 找 故 障 的 方 法 有 很 多 , 常 用 的 方

8、 法 如 下 。直 观 检 查 法它 是 指 不 用 任 何 仪 器 , 利 用 人 的 视 觉 、 听 觉来 查 找 故 障 部 位 的 方 法 。 直 观 检 查 包 括 不 通 电 检 查 和 通 电 观不 通 电 检 查电 源 电 压 的 数 值 和 极 性 是 否 符 合 要 求 电 路 元 器 件 的 连 接 是否 正 确 如 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 漏 接 、 错 接 、 碰 触 等 印 刷 板 有 无 断 线 面 包 板的 电 源 线 和 地 线 的 连 接 是 否 正 确 。 电 阻 、 电

9、 容 有 无 烧 焦 和砸 裂 等 。 为 了 避 免 和 减 少 接 线 错 误 , 应 在 实 验 前 画 出 正 确 的安 装 接 线 图 。看 通 电 观 查通 电 后 是 否 有 打 火 、 冒 烟 现 象 听 通 电 后 是否 有 异 常 响 声 闻管 壳 是 否 冰 凉 或 烫 手 , 集 成 电 路 是 否 稳 升 过 高异 常 时 , 应 立 即 断 电 。把 合 适 的 信 号 或 某 个 模 块 的 输 入 信 号 引 到 其 他 模 块 上然 后 依 次 对 每 个 模 块 进 行 测 量 , 直 到 找 到 故 障 模 块 为 止 , 查找 的 顺 序 可 以 从 输

10、 入 到 输 出 , 也 可 以 从 输 出 到 输 入 。收 稿 日 期 一 一作 者 简 介 吕 俊 霞 一 , 河 南 人 , 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 电 气 工 程 系 讲 师 , 从 事 电 工 电 子 类 教 学 工 作国 口 回 困 吕 俊 蔽 电 子 电 路 故 障 排 除 的 基 本 方 法 和 技 术 第 期找 到 故 障 模 块 厄 , 要 对 该 模 块 产 生 的 原 因 进 一 步 检 查 。查 找 模 块 内 部 故 障 的 步 骤 如 下 。测 量 元 器 件 引 脚 电 源 电 压 。 使 用 面 包 板 做 实 验 出 现故 障 时 , 要

11、检 查 是 否 因 引 脚 接 触 不 良 导 致 元 器 件 本 身 没 有 正常 工 作 。断 开 故 障 模 块 所 接 短 路 负 载 , 可 以 判 断 故 障 来 自 模块 本 身 或 负 载 。检 查 安 装 的 线 路 与 原 理 图 是 否 一 致 , 包 括 连 线 、 元 件的 极 性 参 数 、 集 成 电 路 的 安 装 位 置 是 否 正 确 。检 查 用 于 测 量 的 仪 器 是 否 使 用 得 当 。检 查 元 器 件 使 用 是 否 得 当 或 者 已 经 损 坏 。 在 实 验 中大 使 用 的 是 中 规 模 集 成 电 路 , 由 于 它 的 引 出

12、端 较 多 , 使 用中 有 时 会 将 引 出 端 接 错 , 从 而 造 成 故 障 。 在 电 路 中 , 由 于 安 装前 经 过 调 试 , 元 器 件 损 坏 的 可 能 性 较 小 。 如 果 怀 疑 某 一 元 器件 损 坏 , 必 须 对 它 进 行 单 独 测 试 , 对 确 已 损 坏 的 元 器 件 应 予以 更 换 。对 反 馈 回 路 故 障 的 判 断 是 比 较 困 难 , 因 为 它 是 把 输出 信 号 的 部 分 或 全 部 以 某 种 方 式 送 到 前 面 模 块 的 输 入 端 、 使系 统 形 成 一 个 闭 环 回 路 。 在 这 个 闭 环 回

13、 路 中 只 要 有 一 个 模 块出 故 障 , 则 整 个 系 统 处 处 存 在 故 障 现 象 。 查 找 故 障 需 要 把 反馈 回 路 断 开 , 擂 入 一 个 合 适 的 输 入 信 号 , 使 系 统 成 为 一 个 开环 系 统 , 然 后 再 逐 一 查 找 发 生 故 障 的 模 块 及 故 障 元 器 件 等 。观 察 判 断 法前 述 的 通 用 方 法 对 一 般 系 统 都 适 用 , 但 它 具 有 一 定 的 盲目 性 , 效 率 较 低 。 对 于 自 己 设 计 的 系 统 或 非 常 熟 悉 的 电 路 , 可以 采 用 观 察 判 断 法 , 它

14、将 大 大 缩 短 排 除 故 障 时 间 。 寻 找 自 己设 计 的 系 统 或 非 常 熟 悉 的 电 路 时 , 因 为 对 各 部 分 的 原 理 及 性能 指 标 、 波 形 形 状 已 有 较 透 彻 的 了 解 , 所 以 通 过 仪 器 、 仪 表 观察 到 的 现 象 读 数 和 波 形 , 可 以 直 接 判 断 故 障 发 生 的 原 因 及部 位 , 从 而 准 确 、 迅 速 的 查 找 故 障 并 加 以 排 除 。数 字 电 路 故 障 分 析 的 特 点对 于 数 字 电 路 , 如 果 无 论 愉 入 信 号 如 何 变 化 , 输 出 一 直保 持 高 电

15、 平 不 变 时 , 这 可 能 是 被 测 集 成 电 路 的 地 线 接 触 不 良或 未 接 地 线 。如 输 出 信 号 的 变 化 规 律 和 输 入 信 号 相 同 , 则 可 能 是 集 成电 路 未 加 上 电 源 电 压 或 电 源 线 接 触 不 良 所 至 。数 字 电 路 的 故 障 寻 找 和 排 除 相 对 比 较 简 单 , 除 三 态 电 路中 , 它 的 输 入 与 输 出 只 有 高 电 平 和 低 电 平 两 种 状 态 。 查 找 故障 可 以 先 进 行 动 态 测 试 , 缩 小 故 障 的 范 围 , 再 进 行 静 态 测 试 ,查 出 故 障

16、的 具 体 位 置 。查 找 故 障 首 先 要 有 合 适 的 信 号 源 和 合 适 的 示 波 器 , 示 波器 的 频 带 一 般 大 于 , 至 少 大 于 信 号 频 率 。 而 且 应 该 用双 踪 示 波 器 观 察 输 入 与 输 出 波 形 、 相 位 关 系 。 查 找 故 障 的 过程 仍 然 可 以 按 顺 序 进 行 测 童 , 把 输 出 的 结 果 和 预 期 的 状 态 相比 较 , 通 过 动 态 测 试 把 故 障 缩 小 到 最 小 的 范 围 , 如 果 信 号 是非 周 期 性 的 , 应 该 借 助 逻 辑 分 析 仪 和 其 他 辅 助 设 备

17、观 察 各 处的 状 态 。如 前 所 述 , 数 字 电 路 除 三 态 电 路 外 , 输 出 不 是 高 电 平 就是 低 电 平 , 不 允 许 出 现 不 高 不 低 的 电 平 。 对 于 使 用 电 源的 电 路 来 说 , 高 电 平 要 大 于 , 低 电 平 要 低 于才 能 满 足 要 求 。在 电 路 中 , 当 某 个 元 器 件 静 态 电 平 正 常 而 动 态 波 形 有 问题 时 , 往 往 会 认 为 这 个 元 器 件 本 身 有 问 题 而 去 更 换 它 , 其 实有 时 不 是 这 个 原 因 。 例 如 , 一 个 计 数 器 加 入 单 脉 冲

18、信 号 时 , 测量 输 出 电 平 完 全 正 确 , 加 入 连 续 脉 冲 时 输 出 波 形 出 现 问 题如 波 形 成 台 阶 式 。 遇 到 这 种 情 况 , 不 要 急 于 更 换 元 器 件 , 需要 检 查 计 数 器 本 身 的 负 载 能 力 及 为 它 提 供 输 入 信 号 的 元 器件 的 负 载 能 力 。 把 计 数 器 的 输 出 负 载 断 开 , 检 查 它 的 工 作 是否 正 常 , 若 正 常 工 作 , 说 明 计 数 器 负 载 能 力 有 问 题 , 可 以 更 换它 。 如 果 断 开 负 载 电 路 仍 有 问 题 , 则 要 检 查

19、提 供 给 计 数 器 的输 入 信 号 波 形 是 否 符 合 要 求 , 或 把 输 入 信 号 通 过 斯 密 特 电 路整 形 后 再 加 到 计 数 器 输 入 端 , 检 查 输 入 波 形 。 这 种 方 法 检 查完 毕 若 仍 存 在 问 题 , 则 必 须 更 换 计 数 器 。电 阻 法在 断 电 条 件 下 , 用 万 用 表 测 量 电 路 电 阻 和 元 件 电 阻 , 以发 现 故 障 部 位 及 故 障 元 件 。通 断 法 用 于 检 查 电 路 中 连 线 是 否 正 确 元 器 件 引脚 是 否 虚 连 。 要 注 意 检 查 是 否 有 不 允 许 悬

20、空 的 输 入 端 未 接 入电 路 , 尤 其 是 电 路 的 任 何 输 入 端 不 能 悬 空 。 一 般 采 用万 用 表 电 阻 档 或 档 进 行 测 量 。电 阻 值 法 用 于 检 查 电 路 中 电 阻 元 件 的 阻 值 是 否 正确 检 查 电 容 器 是 否 断 连 、 击 穿 和 漏 电 检 查 半 导 体 器 件 是 否击 穿 、 开 断 及 各 结 的 正 反 向 电 阻 是 否 正 常 等 。 检 查 二 极 管和 三 极 管 时 , 一 般 用 万 用 表 的 或 档 进 行 测。 在 检 查 大 容 电 容 器 时 如 电 解 电 容 器 时 , 应 先 用

21、 导 线将 电 解 电 容 器 时 的 两 端 短 路 , 泄 放 掉 电 容 器 中 存 储 的 电 荷后 , 再 检 查 电 容 器 有 没 有 被 击 穿 或 漏 电 是 否 严 重 , 否 则 , 可 能会 损 坏 万 用 表 。在 测 电 阻 时 , 如 果 是 在 线 测 试 , 还 要 考 虑 到 被 测 元 件与 电 路 中 其 它 元 器 件 的 等 效 并 联 关 系 , 需 要 准 确 测 量 时 , 元器 件 的 一 端 必 须 与 电 路 断 开 。电 压 法用 直 流 电 压 档 检 查 电 源 、 各 静 态 工 作 点 、 集 成 电 路 引 脚的 对 地 电

22、位 是 否 正 确 。 也 可 以 用 交 流 电 压 档 检 查 有 关 交 流 电压 值 。 测 电 压 时 , 应 当 注 意 电 压 表 内 阻 及 频 率 响 应 对 被 测电 路 的 影 响 。电 流 法用 万 用 表 测 晶 体 管 和 集 成 电 路 的 工 作 电 流 、 各 部 分 电路 的 分 支 电 流 及 电 路 的 总 负 载 电 流 , 以 判 断 电 路 及 元 件 正 常工 作 与 否 。信 号 寻 迹 法通 常 是 在 电 路 加 上 输 入 信 号 时 进 行 检 查 , 这 是 一 种 动 态口 口 回 四 吕 俊 艘 电 子 电 路 故 障 排 除 的

23、 甚 本 方 法 和 技 术 第 期测 试 法 。 用 示 波 器 观 察 电 路 有 关 点 的 信 号 波 形 , 以 及 信 号 各级 的 祸 合 、 传 输 是 否 正 常 来 判 断 故 障 所 在 部 位 , 是 在 电 路 静态 工 作 点 处 于 正 常 条 件 下 进 行 的 检 查 。断 路 法用 于 检 查 短 路 故 障 最 有 效 。 断 路 法 是 一 种 使 故 障 怀 疑 点逐 步 缩 小 范 围 的 一 种 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 , 采 取 依 次 断 开 电 路

24、的 某 一 支路 的 办 法 来 检 查 故 障 。 如 果 短 开 该 支 路 后 , 电 流 恢 复 正 常 , 则故 障 就 发 生 在 此 支 路 。元 件 替 代 法对 于 怀 疑 有 故 障 的 元 器 件 , 可 用 一 个 完 好 的 元 器 件 替代 , 置 换 后 , 若 电 路 工 作 正 常 , 则 说 明 原 有 元 器 件 或 擂 件 板 存在 故 障 , 可 对 它 进 行 进 一 步 的 检 查 测 定 。 这 种 方 法 力 争 判 断准 确 , 对 连 接 线 层 次 较 多 、 功 率 大 的 元 器 件 及 成 本 较 高 的 部件 , 不 宜 采 用

25、此 方 法 。对 于 集 成 电 路 , 可 在 同 一 芯 片 上 的 相 同 电 路 来 替 代 怀 疑有 故 障 的 电 路 。 对 于 有 多 个 与 输 入 端 的 集 成 器 件 , 如 在 实 际使 用 中 有 多 余 输 入 端 时 , 则 可 换 用 其 余 输 入 端 进 行 试 验 , 以判 断 原 输 入 端 是 否 有 问 题 。暴 露 法故 障 不 明 显 , 或 时 有 时 无 , 一 时 难 以 确 定 , 此 时 可 采 用 此法 。 如 检 查 虚 焊 时 , 可 敲 击 电 路 板 。 使 电 路 长 时 间 工 作 , 把 经不 住 长 时 间 工 作

26、的 临 界 状 态 的 元 器 件 幕 露 出 来 。逐 步 通 近 法 分 析 与 排 除 故 障在 不 能 直 接 迅 速 地 判 断 故 障 时 , 可 采 用 逐 级 检 查 的 方 法逐 步 退 近 故 障 。 其 步 骤 如 下判 断 故 障 级在 判 断 故 障 时 , 可 采 用 下 面 两 种 方 式 。由 前 向 后 逐 级 推 进 , 寻 找 故 障 级 。 这 时 从 第 一 级 输 入信 号 。 用 示 波 器 或 电 压 表 逐 级 测 试 其 后 各 级 输 出 端 信 号 , 如发 现 某 一 级 的 输 出 波 形 不 正 确 或 没 有 输 出 时 则 故

27、障 就 发 生在 该 级 或 下 级 电 路 , 这 时 可 将 级 间 连 线 或 祸 合 电 路 断 开 , 进行 单 独 测 试 , 即 可 判 断 故 障 级 。 模 拟 电 路 一 般 加 正 弦 波 , 数 字电 路 可 根 据 功 能 的 不 同 输 入 方 波 、 单 脉 冲 或 高 、 低 电 平 。由 后 向 前 逐 级 推 进 寻 找 故 障 级 。 可 在 某 级 输 入 端 加信 号 , 测 试 其 后 各 级 输 出 端 信 号 是 否 正 常 , 无 故 障 则 往 前 逐级 推 进 。 若 在 某 级 输 出 信 号 不 正 常 时 , 处 理 方 法 同 上

28、。寻 找 故 障 的 具 体 部 位 或 元 器 件静 态 的 检 查 对 于 开 关 电 路 , 如 果 三 极 管 处 于 截 止状 态 关 , 则 根 据 电 压 加 以 判 断 , 它 应 略 徽 处 于 正 偏 或处 于 反 偏 如 果 三 极 管 处 于 饱 和 状 态 开 , 则 。 若 工作 点 值 不 正 常 , 可 检 查 该 级 电 路 的 接 线 点 以 及 电 阻 、 三 极 管是 否 完 好 , 查 处 故 障 点 所 在 。 若 仍 不 能 找 出 故 障 , 应 做 动 态 检查 。如 输 出 信 号 的 变 化 规 律 和 输 入 信 号 相 同 , 则 可

29、能 是 集 成电 路 未 加 上 电 源 电 压 或 电 源 线 接 触 不 良 所 至 。动 态 的 检 查 要 求 输 入 端 加 检 查 信 号 , 用 示 波 器 或电 子 电 压 表 观 察 测 试 各 级 各 点 波 形 , 并 与 正 常 波 形 对 照 , 根据 电 路 工 作 原 理 判 断 故 障 点 所 在 。更 换 元 器 件有 时 故 障 比 较 隐 蔽 , 不 能 一 眼 看 出 , 如 果 有 与 故 障 产 品同 型 号 的 产 品 时 可 以 用 工 作 正 常 的 部 件 、 元 器 件 、 擂 件 板 等替 换 有 故 障 产 品 中 的 相 应 部 件

30、, 以 便 于 缩 小 故 障 范 围 , 进 一步 查 找 故 障 。元 器 件 拆 下 后 , 先 测 试 其 损 坏 程 度 , 并 分 析 故 障 原 因 , 同时 检 查 相 邻 元 器 件 是 否 也 有 故 障 。 在 确 认 无 其 他 故 障 后 , 再动 手 更 换 元 器 件 。 更 换 元 器 件 时 应 注 意 以 下 事 项更 换 电 阻 应 采 用 同 类 型 、 同 规 格 同 阻 值 和 同 功 率级 的 电 阻 , 一 般 不 可 用 大 功 率 等 级 代 用 , 以 免 电 路 失 去 保 护功 能 。对 于 一 般 退 藕 、 滤 波 电 容 器 ,

31、可 用 同 容 量 、 同 耐 压 或高 容 、 高 耐 压 电 容 器 代 用 。 对 于 高 中 频 回 路 电 容 器 , 一 定 要用 同 型 号 瓷 介 电 容 器 或 高 频 介 质 损 耗 及 分 布 电 感 相 近 的 其他 电 容 器 代 换 。集 成 电 路 应 采 用 同 型 号 、 同 规 格 芯 片 替 换 。 对 于 型 号相 同 但 前 缀 或 后 缀 字 母 、 数 字 不 同 的 集 成 电 路 , 应 查 有 关 资料 , 弄 明 白 其 意 义 后 可 使 用 。晶 体 管 的 代 换 , 尽 量 采 用 同 型 号 , 参 数 相 近 的 代 用 。当

32、使 用 不 同 型 号 的 晶 体 管 代 用 时 , 应 使 其 主 要 参 数 满 足 电 路要 求 , 并 适 当 调 整 电 路 相 应 元 件 的 参 数 , 使 电 路 恢 复 正 常 工作 状 态 。综 上 所 述 , 我 们 就 可 以 根 据 电 路 故 障 的 实 际 情 况 , 准 确的 判 断 出 故 障 的 所 在 位 置 和 类 型 , 排 除 故 障 , 使 电 子 电 路 系统 能 够 正 常 稳 定 的 工 作 。【 参 考 文 献王 慧 玲 主 编 电 子 技 术 实 验 低 频 、 高 频 、成 机 械 工 业 出 版 社 , 一毕 满 清 主 编 电 子 技 术 实 验 与 课 程 设 计业 出 版 社 , 一