机电之家论文网

电子技术

您现在的位置：机电论文网>> 电子技术>> 正文内容

作者： 来源： 发布时间：2011/2/14 16:53:02  点击数：2061

1．1查找故障和排除故障基本条件 
　　同学们在作实验的时候，经常发现有些教师很“牛”，面对故障，很轻松就能查找出来。而自己面对相同的故障，却无计可施。实际上，具备了查找故障和排除故障的基本条件，加上缜密的逻辑思维，任何人都可以使自己的查、排故障能力迅速提高。 
　　查、排故障需要以下基本条件： 
      1．对待查电路要足够熟悉 
　　 为什么让大家认真预习，就是要督促你们实现这个要求。排查故障和医生给人看病一样，对人的基本生理结构都不熟悉，你怎么给人看病？熟悉到什么程度？我觉得应该是倒背如流。电路熟悉了，每个关键点的波形就在脑子里，用示波器——像医生的听诊器——一看，这里有毛病， OK 了。 
      2．掌握较为全面的基础知识 
　　 不能仅仅是头痛医头，还需要对基础知识有全面的了解。这个要求不是短瞬间就可以达到的。需要同学们至少在学习过程中，抓住每一个知识点，尽量融会贯通。 
      3．会熟练使用仪器设备 
　　 有人说，现在的医生不会看病，只要会用仪器就可以了。这有些夸张，却也说明了仪器的作用。在查、排故障中，主要仪器设备也不多，就是示波器、万用表、图示仪、毫伏表等。掌握并熟练使用它们并不困难。 
      4．缜密的逻辑思维 
　　 在查、排故障中，缜密的逻辑思维是必不可少的。一个故障的出现，通常会有多种原因，而一种原因，可能造成不同的结果。比如，造成 A 现象的原因可能有 m,n 两种。 n 原因可能造成 A 、 B 两种共存现象。 m 原因可能造成 A 、 C 两种共存现象。现在已经发现了 A 现象，那么到底是 m 和 n 哪种原因呢？只要看看 B 、 C 原因是否存在，就可以说明问题了。 
　　 对于哪个原因会造成哪种结果，需要对电路熟悉、需要全面的基础知识，而对结论的分析，则需要缜密的思维。这种思维能力看似简单，却没有被大多数同学所利用。一方面是没有这种习惯，另一方面也是缺乏连续思考的能力——就像下棋只能想一步。 
　　 因此，在实战中，大家要特别注意培养这种思考能力。实在想的头疼，就用纸笔写下来。 
　　 举一个实际的例子：有位同学接好了两级放大器，打开电源、信号源开关，输出没有波形，然后就测量第一级输出，也没有波形。那么问题在哪里呢？列出来如下： 
　　 1)  电源根本就没有接上或者电压太低。 
　　 2)  信号源根本就没有引入。 
　　 3)  示波器使用就不正确。 
　　 4)  第一级放大器出现错误。 
　　 这个分析是基本正确的，该同学就用万用表的电压档测量了电源输出端，＋ 12V 。 OK 。然后用示波器测量信号源输出端，也正常，这还说明示波器使用正确，于是怀疑是第一次放大器错误。就很踏实地拆除了第一级重新搭接。几个小时过去了，第二次搭接的电路出现了同样的问题。气愤溢于言表。教师来了，是这样处理的： 
　　 用示波器直流档观察电路中存在的电源点，有＋ 12V 。用示波器交流档观察电路中信号引入端——发现，没有交变信号，紧接着，立即将示波器探头置于信号源输出端，发现有信号，中间只有一根导线连接，导线两端一个有信号，一个没有信号，怀疑导线断路。教师谨慎地——注意，越是近邻成功之时，越要谨慎——记住位置，拔下导线，万用表电阻档一测，电阻无穷大， OK 了，导线断了。教师得意地走了，留下学生苦恼地思考。那么，这个学生到底在哪里出了问题？ 
　　 首先，认定故障要从根部认定，在逻辑上，证明信号源没有引入，必须从电路的信号引入端测量，而不是在信号源的输出端。其中对电源的证明，学生也犯了相同的错误，只是问题不在那里，侥幸而已。 
　　 其次，怀疑必须得到确认，不要急于拆除电路。 
　　 从这个例子，大家可以知道，缜密的逻辑思考比任何手快都重要。就像丢了东西，认真地回想，比手忙脚乱的瞎找重要的多。 
 
 
1．2 正确使用示波器 
　　示波器可能是排查故障中最为得力的工具。就像医生的听诊器。熟练正确地使用好示波器，将大大提高自己的排查能力。
　　本节不详述示波器实验方法，有一些技巧教给大家。 
     1．示波器使用前的准备工作 
　　要很好利用示波器，必须做好准备工作。 
　　1)  打开电源，检查灰度和聚焦； 
　　2)  将示波器的一个探头地线与电路地线连接好； 
　　3)  同时将两个探头接信号源，让示波器双踪显示，检查屏幕上波形是否正确； 
　　4)  给两个探头上都夹上一个短硬导线，导线头裸露 1cm 左右。 
　　5)  将其中通道 1 的探头信号端拿在手上，含硬导线。注意不要让导线脱离示波器探头。有些同学习惯用示波器的夹子，这不好。应该习惯于用导线。 
　　6)  最终的工作状态是：示波器两个通道都正常，通道 1 的地线与电路地线牢靠接触，永远不动它，通道 1 的信号端含一个导线，通道 2 信号端也含导线，备用。 
     2．示波器粗略观察“点”电压 
　　调整示波器的 Y 轴衰减开关，使得屏幕可以看到电路整个电源范围，比如电源为 ± 12V ，可以调整为 5V/DIV ，零线居中， DC 档。这样，整个屏幕可以看到 ± 20 V 的电压。这种状态下，用示波器可以对电路内所用点进行粗略观测。比如看看电源电压，是否基本正确，看看输出点是否有直流分量等等。这种粗略观察，可以发现绝大多数故障。 
    3．示波器细致观察“点”交变量 
　　当发现某一点电压上既有直流分量，又有交流分量，而又关心其中交流分量大小时，可以将输入耦合开关置于 AC 档，并减小 Y 轴衰减开关位置，将交流量放大显示。 
     4 ．通过扫速调整发现地线故障 
　　有时，我们观察输出波形，是一个正弦波，可是后级表现又表明这一级存在问题。我们可以将 X 轴扫速旋钮变一变，让扫速变慢，在屏幕内包含更多时间的波形。这时候，就像站的更远看波形一样，可能会发现原先的正弦波是在一个更慢的正弦波上叠加着。这样，我们就发现了一个故障：原来输出波形上存在工频干扰，这种干扰多数是地线不牢靠造成的。 
　　因此，在 Y 轴， X 轴都存在“站远”观察的可能，就是让有限的屏幕包含更多的信息，方法是，让扫速变慢，让 Y 轴每格显示更大的电压。当然，这个信息将比较粗略。但是，它有助于我们发现更多的故障。 
    5．示波器直接观察地线 
　　对于运算放大器或者比较器电路，由于输出很容易饱和达到电源电压，因此，很多工频干扰被淹没，地线是否牢靠，除了直接用万用表测量与地线电阻外，还可以直接用示波器观察。当示波器地线牢靠，用它测量一个地线时，将在示波器上显示一条稳定的平直线。而用它测量一个浮空点（原本是地线，但是没有接上，是地线故障），则同样是一条平直线。 
　　但是，同学们仔细观察，就会发现，很多示波器都可以区分开测量的到底是准确的地线还是浮空点。我的经验是，地线很实很平，浮空点则显得有些虚。同学们可以试一试。如果你有这个能力，你就可以轻易地发现地线故障。 
 
 
 
故障查找和排除方法 
1．3 故障查找顺序 
　　在输出不满足预定要求的情况下，测试者可以确认整个电路出现了故障。在此情况下，不同的测试者有不同的查找故障的顺序。有些人习惯于立即从输入端入手，正确—正确—直到不正确，这叫正查或者顺查。有些人则习惯于从输出端向回查，错误—错误—直到正确，这叫反查或者逆查。 
　　 不管正查还是反查，其中都隐含了一个假设，就是将整个电路拆分成了若干个部分的串联，因此，同学们在使用这种检查故障的方法时，要习惯于将电路分成若干部分，哪怕是一级电路。比如一个单级晶体管放大器，就可以分成 1 ）输入耦合电容； 2 ）晶体管； 3 ）输出耦合电容等部分。 
　　在对待多级放大电路时，同学们应该学会先大块划分，后细致划分的方法。比如 3 级放大电路，先将整个电路分为 3 级，使用正查或者反查，确定故障在第 2 级，又将第 2 级分为输入耦合电容，晶体管，输出耦合电容等 3 部分，最后就可以准确地确定故障位置。 
　　对于闭环电路，整个电路没有明确的输入点，同学们可能会感觉无从下手。实际上，你只需要画出信号流向，依据信号流向仍然具有反查和正查两种方法。 
　　
1．4 保护故障现场 
　　 遇到故障，高手最忌讳现场被破坏，就像大侦探重视现场一样。什么叫保护故障现场，怎么保护呢？ 
　　如果故障可以随时得以重现，说明故障现场得到了保护。反之，故障再也出现不了，就是破坏了故障现场。有些故障，有一定的发作概率，当故障概率没有发生明显改变，说明故障现场也得到了保护。 
　　 保护故障现场，并不仅仅是为了叫来老师，帮助你查找故障，在你自己查找故障时，也同样需要保护现场。因为，莫名其妙的故障消失，并不表示故障被根本排除，侥幸会给后期工作埋下隐患。只有准确找到故障原因，并且做到，在排除故障后，仍可按照故障原因，重新制造出故障，才表明故障被彻底消除了。如果，现场被破坏，这个要求就难以实现了。 
　　 保护故障现场，有以下需要注意的： 
     1．对供电电源的处理 
　　 故障种类很多，从危险性上，可以分为有危险和没有危险两类。有危险故障又分为人身危险和设备器件危险两种。在不同的故障下，对电源的处理不同。 
　　 人身危险故障：指通电后，整个实验系统可能引起人身伤害或者存在人身伤害可能。比如，较大的电解电容被反接，存在爆炸可能；不正确的连接，存在燃烧的可能。对这种故障，一旦明确发现，应立即切断电源。但是，发现它们是不容易的，多数都是在危险发作后才发现。然而，保持灵敏的观察，眼睛看——打火、冒烟、明显的爆裂，鼻子嗅——焦糊味，耳朵听——异常的声音，手摸——明显的温度上升等，都有助于此种故障的及早发现。
　　 设备器件危险故障：指通电后，整个实验系统的一部分或者全部存在被损坏的可能。比如，输出短接，电源和地的短接，器件反接，仪器使用不当，实际功率大于设计功率等，这种故障一般不会给人身带来危害，但是可能造成设备和元器件的损坏。对这种故障，一旦明确发现，应立即切断电源。但是，发现它们也是不容易的。仔细观察也是必要的。 
　　 有些设备具有自保护功能和警示功能，比如意外的电源短接，可能立即引起电源的自保护，并在电压显示表上指示出来。一方面，保护电源不至于被烧坏，另一方面，提醒实验者已经出现设备危险故障。但是，也有一些设备缺乏这样的功能，还需要实验者密切观察。 
　　 有些器件的损坏是瞬间的，一旦发生即不可挽回。比如器件反接，多数将立即损坏。也有一些器件的损坏是积累的，比如实际功率大于设计功率时，需要足够长的时间，才会引起烧毁。因此，仔细观察，也可能会及早发现，挽回一些损失。 
　　无危险故障，指系统实际功能、性能没有满足设计要求或者不能正常工作，但是既不会给人身带来伤害，也不会损毁设备和元器件。确认是这类故障时，可以不切断电源。比如一般的晶体管放大电路，当确认电容没有反接、电源没有断路、输出没有断路时，而工作又不正常，一般可以认为属于这类故障。 
     2．不能使电路受到突变的冲击，不能随意按压、拨动元器件和导线 
　　发生故障后，很多同学习惯这里按按、那里碰碰，甚至拿起电路板，在桌子上磕打。说不定，故障就消失了。如果故障依旧，万幸吧，你没有破坏现场，如果故障消失了，你可能会因此而侥幸通过教师验收，但是，这样做，弊端是明显的。 
　　首先，你没有找到故障原因，对你排查故障的能力没有丝毫提高。 
　　其次，你的电路板仍存在巨大的隐患，如果是正式产品，这样的产品将随时发生故障。 
　　第三，它进一步增强了你下次仍然这样做的信心。 
　　那么，电路板就娇贵的一点都不能动了吗？不是。大家记住，按压、拨动都属于排查故障的手段，可以做，必须在有逻辑推理结论、有步骤、有次序、有记录的情况下，谨慎进行，而不是随意进行。特别是突变的冲击，就是磕打电路板，可能使很多电路连接状态无规则的发生改变，更是不允许的。 
 
 
1．5 排查故障中试探性改变的次序 
　　 如前所述，不同的故障原因可能造成相同的故障现象。面对罗列的多种可能，需要一种一种试探和确认。这就涉及到试探性改变的次序。 
　　首先介绍的依据故障概率的试探次序。 
　　 每种原因，都有其发作的条件，在大量样本中，就有其发作的概率。依据概率大小进行试探，有可能加快确认故障的速度。 
　　 比如示波器黑屏，我们罗列了多种可能，要一种一种试探。而从概率上讲：如果是考试，概率从大到小依次次序为 1 ）灰度不合适； 2 ）没有触发信号； 3 ）光点初始位置不正确。如果在平时实验中，则概率依次为 1 ）光点初始位置不正确； 2 ）没有触发信号； 3 ）灰度不合适； 4 ）电源未打开； 5 ）示波器损坏。 
　　 当然，对于不同故障，分析概率并不是那么可靠。印象和经验可能会发生作用。 
　　 其次，介绍依据困难程度的试探次序 
　　 每个人都或多或少有一些畏难心理，比如一个楼房中有一种奇怪的气味，你可能会怀疑楼房外、楼顶、房间内或者地下、墙壁内隐藏着一些腐烂物品。那么从哪里试探性地搜索呢？此时，即便你认为腐烂物品在地下的概率很大，你也不会立即拆楼，撅地三尺，而是先从房间内开始，进而到楼外、楼顶，实在没有，再考虑墙壁内和地下。这就是依据困难程度采取的试探次序。 
　　 实际工作中，应该将这两种次序结合考虑。 
1．6 怀疑能力 
　　 所谓的怀疑能力，并不是要求同学们笼统的怀疑一切。但是，用开放的思维，谨慎而有理、有胆量地怀疑，是排查故障遇到障碍时，必须具备的能力。 
　　比如，一台含有电源电压指示表的直流稳压电源，给一个晶体管单级放大电路供电，要求电压为 12V ，稳压源上表头指示为 12.1V ，可是输出总是达不到要求。在大家困惑时，有人提出，是不是电压不对，有人反对，明明显示的 12.1V ，有什么不对？（因为大家都知道，电源电压比要求多 0.1V ，不会造成这种故障）。可是，提出人坚持自己的怀疑，用万用表一量，果然只有 6V ，原来稳压源的表头损坏了。 
　　下面有一些大胆的怀疑，你可以想象一下： 
　　1)  连续更换 3 个同型号器件，故障现象一样。你敢不敢怀疑这 3 个器件都是坏的？ 
　　2)  新买来的器件，上去就不能用。你敢不敢怀疑，买来就是坏的？ 
　　3)  一个测量仪器，显示值与估计值完全不吻合，你敢不敢怀疑仪器使用不正确或者干脆仪器就是坏的？ 
　　4)  一个老师给的电路，怎么也实现不了预期功能。你敢不敢怀疑电路设计本身就不正确？ 
　　敢于怀疑，并不是抛弃正常思路，随意怀疑，而是面对很多想当然的结论，能够退一步，问一问，只要思路不被禁锢即可。
 
1．7 经验的积累 
　　排查故障类似于医生诊病，也像警察探案，不仅需要扎实的理论基础和良好的设备，还需要有大量的经验积累。 
　　奢求同学们有大量的排查故障经验是不现实的。但是，在实验中，同学们要多观察、多思考、多记忆。这样，不仅可以使排查故障的经验增多，还可以锻炼大家的观察力和逻辑思维能力。 
　　要做到这一步，办法很简单。同学们准备一个比较结实的本子，像记录实验过程一样，对每次遇到的故障，进行认真的记录就行了。一般要记录实验的基本描述，实验环境，实验中遇到的故障现象，思考的过程，排查的过程，最终的结论。 
　　也许，同学们今后再也不会翻开这个本子。但是，等你再次翻开它的时候，你可能会有诸多感触。 
1．8 排查故障的乐趣 
　　如果你遇到故障，感到自己很倒霉，那么你绝对没有对排查故障产生兴趣。就像福尔摩斯，如果他对探案充满厌倦，他一定不会成为大师。我们眼中的福尔摩斯，越是遇到“疑案”，越是兴趣十足。在兴趣十足的心态下，排查一个一个越来越困难的故障，对迅速提高故障排查能力至关重要。在学生中，良好的排查故障心态是：将遇到故障，视为对自己排查故障能力的考验，视为一种挑战，特别是，对其他同学的故障，也跃跃欲试，就非常好。 
　　那么，如果现在还没有兴趣，怎么办？不要着急，有办法。 
　　 首先要重视简单故障，从简单故障的顺利排查上，用心理暗示增强自信。 
　　 其次，可以在同学间相互制造故障，就像出题一样。特别在振荡器实验中，制造故障很容易（注意，只能制造无危险故障）。将一个正常工作的电路，有目的的剪掉一根线的裸线头，让别人以为这根线插进了孔里，交给同学排查。这种互相制造故障，比赛谁做得又快又准，不仅对排查能力的提高大有帮助，而且很好玩。

更多	字体：【小】-【中】-【大】【关闭此页】