电路调试详解：手把手教你如何排除故障（上）
1、概述
调试在初级电子工程师初级阶段是必须的！所以综合了几家的调试文章，再加上自己的心得推荐给大家，不足之处请多指教。
实践表明，一个电子装置，即使按照设计的电路参数进行安装，往往也难于达到预期的效果。这是因为人们在设计时，不可能周全地考虑各种复杂的客观因素(如元件值的误差、器件参数的分散性、分布参数的影响等)，必须通过安装后的测试和调整，来发现和纠正设计方案的不足，然后采取措施加以改进，使装置达到预定的技术指标。因此，调试电子电路的技能对从事电子技术及其相关领域工作的人员来说，是不应缺少的。
调试的常用仪器有：稳压电源、万用表、示波器、频谱分析仪和信号发生器等。
电子电路调试包括测试和调整两个方面。调试的意义有二：一是通过调试使电子电路达到规定的指标；二是通过调试发现设计中存在的缺陷并予以纠正。
2、电子电路调试的一般步骤传统中医看病讲究“望、闻、问、切”，其实调试电路也是如此。
首先“望”，即观察电路板的焊接如何，成熟的电子产品一般都是焊接出的问题；第二“闻”，呵呵，这个不是说先把电路板闻下，而是说通电后听电路板是否有异常响动，不该叫的叫了，该叫的不叫；第三“问”，如果是自己第一次调试，不是自己设计的要问电源是多少？别人是否调过？有什么问题？第四“切”，元器件有没焊全、芯片焊接是否正确、不易观察的焊点是否焊好？一般调试前做好这几步就可发现不少问题。
根据电子电路的复杂程度，调试可分步进行：对于较简单系统，调试步骤是：电源调试→单板调试→联调。对于较复杂的系统，调试步骤是：电源调试→单板调试→分机调试→主机调试→联调。由此可明确三点：(1) 不论简单系统还是复杂系统，调试都是从电源开始入手的；(2) 调试方法一般是先局部(单元电路)后整体，先静态后动态；(3) 一般要经过测量→调整→再测量→再调整的反复过程；对于复杂的电子系统，调试也是一个“系统集成”的过程。
在单元电路调试完成的基础上，可进行系统联调。例如数据采集系统和控制系统，一般由模拟电路、数字电路和微处理器电路构成，调试时常把这3部分电路分开调试，分别达到设计指标后，再加进接口电路进行联调。联调是对总电路的性能指标进行测试和调整，若不符合设计要求，应仔细分析原因，找出相应的单元进行调整。不排除要调整多个单元的参数或调整多次，甚至有修正方案的可能。
3、电子电路调试的具体步骤
(1) 通电观察：通电后不要急于测量电气指标，而要观察电路有无异常现象，例如有无冒烟现象，有无异常气味，手摸集成电路外封装，是否发烫等。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后再通电。
(2) 静态调试：静态调试一般是指在不加输入信号，或只加固定的电平信号的条件下所进行的直流测试，可用万用表测出电路中各点的电位，通过和理论估算值比较，结合电路原理的分析，判断电路直流工作状态是否正常，及时发现电路中已损坏或处于临界工作状态的元器件。通过更换器件或调整电路参数，使电路直流工作状态符合设计要求。
(3) 动态调试：动态调试是在静态调试的基础上进行的，在电路的输入端加入合适的信号，按信号的流向，顺序检测各测试点的输出信号，若发现不正常现象，应分析其原因，并排除故障，再进行调试，直到满足要求。
测试过程中不能仅凭感觉或印象，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种指标(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、灵敏度等)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。
4、电子电路调试中的若干问题
(1) 根据待调试系统的工作原理(原理图和PCB)拟定调试步骤和测量方法，确定测试点，并在图纸上和板子上标出位置，画出调试数据记录表格等。
(2) 搭设调试工作台，工作台配备所需的调试仪器，仪器的摆设应操作方便，便于观察。学生往往不注意这个问题，在制作或调机时工作台很乱，工具、书本、衣物等与仪器混放在一起，这样会影响调试。特别提示：在制作和调试时，一定要把工作台布置的干净、整洁。这便是“磨刀不误砍柴工”。
(3) 对于硬件电路，应为被调试系统选择测量仪表，测量仪表的精度应优于被测系统；对于软件调试，则应配备微机和开发工具。
(4) 电子电路的调试顺序一般按信号流向进行，将前面调试过的电路输出信号作为后一级的输入信号，为最后统调创造条件。
(5) 选用可编程逻辑器件实现的数字电路，应完成可编程逻辑器件源文件的输入、调试与下载，并将可编程逻辑器件和模拟电路连接成系统，进行总体调试和结果测试。 (6) 在调试过程中，要认真观察和分析实验现象，做好记录，保证实验数据的完整可靠。
5、调试前的工作
电路安装完毕，通常不宜急于通电，应该先认真检查一下。
检查内容包括：(1) 连线是否正确：检查电路连线是否正确，包括错线(连线一端正确，另一端错误)、少线(安装时完全漏掉的线)和多线(连线的两端在电路图上都是不存在的)。
查线的方法通常有两种：1) 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，由此可比较容易地查出错线和少线。2) 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，而且应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、集成器件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。
(4) 电源端对地是否存在短路。
若电路经过上述检查，并确认无误后，就可转入调试。
6、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，设计的电路图上最好标明各点的电位值，相应的波形图以及其它主要数据。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向，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、输出电压和波形不匹配，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。
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