如何在電子組裝實(shí)習(xí)中提高學(xué)生的動(dòng)手能力

傅擊浪

一、引言

筆者在教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生反映電子專業(yè)的理論課程比較抽象，不好理解。另外，一部分素質(zhì)較好的學(xué)生則認(rèn)為，對(duì)于老師課堂上講授的電路理論，感覺是聽明白了，但是，在碰到具體的電路問題時(shí)，就不知道怎么辦了，不懂得怎樣運(yùn)用所學(xué)過的電路理論知識(shí)進(jìn)行分析問題，解決問題。筆者認(rèn)為，能夠運(yùn)用所學(xué)的電路理論，分析、解決電路中的實(shí)際問題，是電子專業(yè)的關(guān)鍵能力，必須注意培養(yǎng)，而僅僅通過上理論課是培養(yǎng)不出這種能力的。

為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的電路理論分析、解決實(shí)際問題的能力，筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，組裝實(shí)用電子電路是一種比較有效的方式。當(dāng)然，整個(gè)組裝實(shí)習(xí)過程要精心組織，不能放任自流。下面以組裝OCL功放電路為例，介紹如何組織實(shí)習(xí)教學(xué)。

二、實(shí)習(xí)前的準(zhǔn)備

學(xué)生在實(shí)習(xí)前要有一定的理論知識(shí)的儲(chǔ)備，比如對(duì)各種元器件的認(rèn)識(shí)、檢測；掌握功放電路的工作過程、工作原理；根據(jù)電路原理分析電路故障；等等。沒有這些理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，理論和實(shí)踐相結(jié)合就會(huì)變成一句空話，特別是后面的電路檢修，就很難做得下去。另外，學(xué)生還要有一定的動(dòng)手組裝電路的經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)镺CL功放電路是一個(gè)規(guī)模比較大，比較復(fù)雜的一個(gè)電子電路，沒有一定的動(dòng)手基礎(chǔ)，是不容易做好的。

三、清點(diǎn)、檢測元器件

這一步工作是組裝電路前的準(zhǔn)備工作，主要是實(shí)驗(yàn)室要準(zhǔn)備一個(gè)小膠盤，讓學(xué)生放電子元器件，不要直接把元器件放到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，以免在實(shí)習(xí)的過程中丟失元器件。其次，在實(shí)習(xí)中，我們還要強(qiáng)調(diào)元件檢測的重要性，比如，功放電路中的第一級(jí)差分管，就要求其性能基本一致；功放電路的第三級(jí)，也要求這些復(fù)合管的參數(shù)基本一致。這些都可以通過元器件的檢測來進(jìn)行粗略的判斷。但是，我們?cè)趯?shí)習(xí)中也發(fā)現(xiàn)，有不少學(xué)生是不檢測器件就直接裝到電路板上的。

四、安裝、焊接元器件

在學(xué)生安裝電路板之前，教師應(yīng)該向?qū)W生強(qiáng)調(diào)，要把組裝電路與識(shí)讀電路板結(jié)合起來，特別對(duì)于初學(xué)電子的學(xué)生，這是組裝電路的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。電路板的印刷圖彎彎曲曲，要看懂是比較困難的，而看懂印刷圖又是調(diào)試、檢修電路的重要基礎(chǔ)，如果看到電路印刷圖就覺得眼花繚亂，那檢修工作就難以開展了。

那怎樣把組裝電路與識(shí)讀電路板結(jié)合起來呢？就是按照電路原理圖，一部分一部分電路去安裝元器件，比如，先把電源電路的器件裝到電路板上，焊好。然后用手機(jī)拍下電源電路在電路板正面的位置的照片，以及電源電路器件管腳在電路板背面的位置的照片，這些照片就是后面檢修電路的輔助資料。

按照這個(gè)步驟，學(xué)生把功放電路中的第一級(jí)放大電路、第二級(jí)放大電路、第三級(jí)放大電路、高低音調(diào)節(jié)電路、顯示電路等都裝完之后，他們就會(huì)對(duì)每一部分電路在電路板哪個(gè)位置都有了清楚的認(rèn)識(shí)，這也就完成了識(shí)讀電路板的任務(wù)，為后面的檢修工作打好基礎(chǔ)。

五、功放電路的檢修

功放電路的檢修，是電子組裝實(shí)習(xí)中最重要的環(huán)節(jié)，但也是最困難的環(huán)節(jié)，其中關(guān)鍵是運(yùn)用電路理論知識(shí)，分析電路中出現(xiàn)的問題，并提出檢修方案來驗(yàn)證對(duì)電路的分析、判斷（功放板部分電路見圖1）。我們?cè)趯?shí)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，由于元器件的質(zhì)量、學(xué)生的安裝、焊接等原因，學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中會(huì)遇到各種各樣的故障。現(xiàn)在把學(xué)生在實(shí)習(xí)中遇到的一些典型的故障提出來，同時(shí)把分析的過程以及如何提出檢修方案也寫出來，希望對(duì)提高學(xué)生電子專業(yè)技能水平有所幫助。

（一）中點(diǎn)電位偏移

某學(xué)生組裝好功放電路之后，檢查沒有短路現(xiàn)象之后，通電，用萬用表檢測輸出端的直流電壓，發(fā)現(xiàn)一面聲音通道電壓正常，等于0伏；而另一面聲音通道電壓為-17伏，明顯不正常，不能接揚(yáng)聲器，因?yàn)槲覀冞@個(gè)實(shí)習(xí)機(jī)型沒有保護(hù)電路。

這個(gè)輸出電壓是一個(gè)負(fù)值，并且接近負(fù)電源的電壓，這是什么原因造成的呢？根據(jù)電路圖進(jìn)行分析，可能的原因有：第三級(jí)放大電路中的三極管Q13和集成塊的性能變差或擊穿。但擊穿的可能性很小，因?yàn)楸ｋU(xiǎn)絲完好無損，用萬用表在電路板測量這些器件，發(fā)現(xiàn)沒有擊穿短路。是不是三極管Q13和集成塊的性能變差呢？可以用什么辦法來判斷呢？

①把這些器件拆下來測量，但這樣很麻煩，特別是拆集成塊，對(duì)電路上的銅箔也會(huì)造成傷害，對(duì)于性能變差這種問題，用萬用表測量也不大準(zhǔn)確。

②把第三級(jí)放大電路中的Q13和Q14兩個(gè)三極管的基極斷開，再通電測量中點(diǎn)電位的電壓，如果是上面分析的原因，那么輸出電壓還會(huì)是-17伏，并且這種操作不會(huì)有過流、燒壞電路的危險(xiǎn)，因?yàn)榈谌?jí)的三極管、集成塊都處于截止?fàn)顟B(tài)。如果中點(diǎn)輸出電壓變?yōu)?伏，則說明第三級(jí)沒有問題。

第二種方法更加易于操作，判斷起來也更加準(zhǔn)確，決定采用第二種辦法。斷開Q13和Q14兩個(gè)三極管的基極，通電測量，發(fā)現(xiàn)中點(diǎn)輸出電壓變?yōu)?伏，這說明第三級(jí)沒有問題。

接著分析，問題會(huì)不會(huì)出在第二級(jí)放大電路呢？第二級(jí)放大電路中的器件并不多，就是一個(gè)三極管、兩個(gè)二極管和一個(gè)電阻。用萬用表進(jìn)行簡單測量，發(fā)現(xiàn)二極管沒有損壞，電阻也沒有明顯的變值。根據(jù)電路圖，如果三極管Q15損壞，集電極和發(fā)射極之間斷路，那么c、e極之間的電阻會(huì)變成無窮大，正負(fù)電源加到第二級(jí)放大電路的電壓就全部降落在c、e極上，則c極的電位就會(huì)接近負(fù)電源的電壓，這也就會(huì)將第三級(jí)輸出端的電壓鉗定在一個(gè)負(fù)電壓，這和電路表現(xiàn)出來的故障現(xiàn)象是吻合的。通電測量，發(fā)現(xiàn)三極管Q15的c極電位確實(shí)為負(fù)電壓，等于-18伏，說明第二級(jí)放大電路工作不正常。關(guān)斷電源，對(duì)濾波電容進(jìn)行放電，在路測量三極管Q15，發(fā)現(xiàn)沒有問題，拆下來測量，也沒有問題。

進(jìn)一步分析，如果Q15處于截止?fàn)顟B(tài)，同樣也會(huì)出現(xiàn)其c極電位變成負(fù)值的情況；那為什么Q15會(huì)處于截止?fàn)顟B(tài)呢？直接的原因就是電阻R34上面的電壓為0伏，通電用萬用表測量，電阻R34上面的電壓果然為0伏，那為什么電阻R34上面的電壓為0伏呢？根據(jù)歐姆定律，應(yīng)該是沒有電流流過電阻R34，根據(jù)電路分析，原因只能是三極管Q16損壞或截止，拆下三極管Q16測量，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)斷路損壞。換上一個(gè)三極管，中點(diǎn)輸出電位變?yōu)?伏，問題解決。

（二）音量調(diào)大則失真嚴(yán)重

首先進(jìn)行一些簡單的操作，試著把聲音調(diào)小，發(fā)現(xiàn)功放電路的發(fā)音是正常的，如果把音量調(diào)大，則從揚(yáng)聲器輸出的聲音失真很嚴(yán)重，并且左右聲音通道都是這樣。

根據(jù)這種現(xiàn)象進(jìn)行分析，應(yīng)該不是功放電路本身的問題，因?yàn)槁曇粜〉臅r(shí)候，電路是正常的，另外，左右兩路功放電路同時(shí)出現(xiàn)問題的機(jī)率還是比較小的。比較大的可能是電源出了問題，因?yàn)槿绻娫吹男阅懿缓茫诠Ψ烹娐仿曇粽{(diào)大的時(shí)候，就會(huì)使電源輸出電流增大，輸出電壓下降，而電壓的下降就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)波形的失真，也就是聲音的失真。用萬用表監(jiān)測濾波電容兩端的電壓，發(fā)現(xiàn)聲音較小的時(shí)候，電壓有30伏，電壓正常，當(dāng)調(diào)節(jié)電位器使聲音變大時(shí)，那這個(gè)電壓很快就降下來，只有10伏左右，這就說明供電的直流電源肯定有問題了。

進(jìn)一步分析，究竟是濾波電容容量下降引起的呢？還是變壓器本身的性能有問題呢？用萬用表監(jiān)測負(fù)電源，同樣出現(xiàn)這種聲音變大電壓下降的現(xiàn)象，這就說明應(yīng)該是變壓器出了問題，換上一個(gè)變壓器，通電試機(jī)，故障排除。

（三）接上揚(yáng)聲器，交流噪音很大

有名學(xué)生裝好功放電路后，測試中點(diǎn)電位等于0伏，但接上揚(yáng)聲器后，能夠播放音樂，但噪音很大。針對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行分析，首先要判斷這個(gè)噪音是音樂引起的，還是功放電路自己本身產(chǎn)生的。

撥掉音頻信號(hào)的輸入，發(fā)現(xiàn)噪音還是存在，這說明噪音是由功放電路本身引起的。這個(gè)功放電路有調(diào)音板和功放電路兩部分，是用一條軟排線連起來的，把這條軟排線撥掉，發(fā)現(xiàn)噪音還是存在，說明噪音是由功放部分的電路產(chǎn)生的。按一般的理解，應(yīng)該是功放電路中產(chǎn)生了自激振蕩，第二級(jí)放大電路中的中和電容，就是用于防止高頻自激，是否這個(gè)電容失效呢？拆下來測量，沒有損壞，換上一個(gè)新的100皮法的中和電容，故障依舊。

那會(huì)不會(huì)是第二級(jí)放大電路中的三極管的電流放大系數(shù)太大，而導(dǎo)致出現(xiàn)自激呢？斷開第二級(jí)放大電路中三極管的基極，但噪音還是存在，這說明不是電路自激，因?yàn)榉糯箅娐芬呀?jīng)切斷。把揚(yáng)聲器接到另外一個(gè)聲音通道，發(fā)現(xiàn)同樣也有很大的噪音。兩個(gè)通道都產(chǎn)生自激振蕩，這種機(jī)率還是比較小的，很有可能是電源的問題了，就是電源中的交流成分沒有濾除干凈，耦合到揚(yáng)聲器發(fā)出噪音。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，整流電路中有一個(gè)二極管損壞，換上一個(gè)二極管，故障消失。

（四）通電立刻燒斷保險(xiǎn)絲

某學(xué)生裝好功放電路之后，通電試機(jī)，保險(xiǎn)絲立刻燒斷。仔細(xì)觀察保險(xiǎn)絲，發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲雖然斷開，但不是完全炸開，保險(xiǎn)絲管壁也沒有燒黑，因此判斷電流不是很大，不應(yīng)該是大功率集成塊擊穿所致，用萬用表在路檢測第三級(jí)三極管Q13、Q14和集成塊，發(fā)現(xiàn)沒有擊穿短路。

進(jìn)一步分析，如果只有第一級(jí)和第二級(jí)的放大電路工作，而燒斷了保險(xiǎn)絲，那些三極管肯定要燒壞的，因?yàn)槟切┒际切」β嗜龢O管，但現(xiàn)在看來，那些三極管沒有燒焦的氣味，因此，在第三級(jí)特別是大功率集成塊，應(yīng)該出現(xiàn)了過流現(xiàn)象，才會(huì)導(dǎo)致保險(xiǎn)絲燒斷，為了確認(rèn)這個(gè)分析，斷開Q13、Q14兩個(gè)三極管的基極，換上保險(xiǎn)絲，通電，發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲沒有燒斷，這就驗(yàn)證了前面的分析。

那是什么原因?qū)е碌谌?jí)放大電路的電流變大呢？根據(jù)電路原理分析，如果第二級(jí)放大電路出現(xiàn)了問題，比如，三極管Q15擊穿損壞，或者二級(jí)管D7、D6斷路損壞，都是會(huì)導(dǎo)致第三級(jí)放大電路的電流增大的。但這兩種情況是有區(qū)別的，如果Q15擊穿斷路，那正電源電壓就直接加到第三級(jí)放大電路Q13的基極上，就會(huì)導(dǎo)致第三級(jí)放大電路的電流急劇增大，這往往會(huì)把第三級(jí)放大電路中的三極管、集成塊燒壞。而第二種情況，就是D7或D6斷路，也會(huì)使從Q15集電極輸出的電流全部流進(jìn)8Q13的基極和Q14的發(fā)射極，從而導(dǎo)致第三級(jí)放大電路出現(xiàn)過流現(xiàn)象，但這樣產(chǎn)生的過流要比前面的要小一些，第三級(jí)放大電路中的三極管、集成塊一般不會(huì)燒壞。結(jié)合保險(xiǎn)絲燒斷的形狀，Q13、Q14也沒有損壞的情況作出判斷，D7或D6

功放板部分?jǐn)嗦返目赡苄员容^大。用萬用表對(duì)第二級(jí)放大電路中的器件在路測量，發(fā)現(xiàn)Q15的c、e極沒有擊穿，而D6的正反電阻都很大，拆下來測量，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)斷路損壞，換上一個(gè)相同的二極管通電，故障排除。

如果學(xué)生在組裝電路實(shí)習(xí)中能夠按照這些步驟進(jìn)行，學(xué)生就會(huì)在組裝的過程中學(xué)到很多東西，特別在檢修電路方面，嚴(yán)格按照“運(yùn)用電路理論分析電路故障，提出檢修方案，逐步縮小故障范圍，最后確定故障的準(zhǔn)確位置”這種程序來訓(xùn)練自己，那學(xué)生對(duì)功放電路的工作原理就會(huì)有更深刻的理解，并且實(shí)實(shí)在在地鍛煉了運(yùn)用電路理論分析、解決實(shí)際電路故障的能力。

這是一個(gè)很艱苦的理論和實(shí)踐相結(jié)合的過程，但要培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力，舍此是別無他法的。我們教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在組裝電路的實(shí)習(xí)中，只要精心組織，循序漸進(jìn)，就可以有效提高中職學(xué)生的專業(yè)動(dòng)手能力。

責(zé)任編輯何麗華