電子設(shè)備的維修調(diào)試方法及其技術(shù)

唐東

（卡斯柯信號有限公司 上海市 200436）

一般情況下，各種電子設(shè)備有著不一樣的電路，因此需要采取不同的維修調(diào)試方法，但是其中主要構(gòu)成部分都是基本電路單元，因此維修調(diào)試方法也是有規(guī)律可循的。本文從維修調(diào)試所使用的不同方法、注意事項(xiàng)和電子線路故障檢測通用方法等來總結(jié)其中的規(guī)律，從而為電子設(shè)備維修技術(shù)水平的有效提升提供有益的借鑒。

1 電子設(shè)備的維修調(diào)試方法分析

1.1 通電觀察

在維修通電調(diào)試前，必須要對電路進(jìn)行全面的檢查，尤其是要重點(diǎn)檢查電源和地線，除此之外，還要對焊點(diǎn)進(jìn)行檢查，對其是否有毛刺進(jìn)行檢查，是否正確連接了器件等。另外還要檢查和清理印刷線路板，確保不會污染到板面，以及由此所導(dǎo)致出現(xiàn)的短路現(xiàn)象。對印刷線路板的牢靠與否進(jìn)行檢查，避免在維修調(diào)試過程中銅箔脫離線路板基的情況。當(dāng)電路檢查之后就需要檢查供電電源。一般情況下，設(shè)備中的電源包括三部分，即整流和濾波以及穩(wěn)壓電路，由此向設(shè)備輸送直流穩(wěn)壓電源。在維修調(diào)試前要將所有的電源都關(guān)閉，然后接入相應(yīng)的模擬載荷，接著需要連通電源和電路，在確保供電電源輸出電壓以及電源極性滿足設(shè)計(jì)的要求后，然后才與主電路相連接，最終完成連通調(diào)試。如果由電池來為電子設(shè)備供電，那么也需要對極性安裝的正確與否進(jìn)行檢查，還要檢查電池容量與設(shè)備需求是否匹配。

當(dāng)電路和電源檢查沒有任何問題的情況下，就具備了通電觀察的基本條件。此時無需對數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，而是要觀察電路板是否正常，比如是否會產(chǎn)生異味等，電路板是否出現(xiàn)發(fā)燙的問題等等，如果存在以上問題，就要斷開電源，待處理好故障點(diǎn)之后再測量各個元器件等，從而為各元器件的正常工作提供充分保障。

1.2 維修調(diào)試流程

維修調(diào)試的基本流程如下：第一要進(jìn)行分塊調(diào)試。就是按照不同的模塊對電路進(jìn)行劃分，然后再進(jìn)行測試，然后逐步完成整機(jī)的調(diào)試。分塊調(diào)試順序在很大程度上是由信號流向所決定的，相鄰模塊中，輸入信號會輸入到下一模塊，從而有助于更好地進(jìn)行整機(jī)綜合調(diào)試。分塊調(diào)試一般情況下分為靜態(tài)和動態(tài)兩類。對于前者而言，當(dāng)?shù)玫? 的輸入信號時，對模塊的電路點(diǎn)分別進(jìn)行測試和調(diào)整，確保符合測試標(biāo)準(zhǔn)。在測量振蕩電路模塊時，必須要首先測量各級晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)，然后才能夠接通振蕩電路，并測量相應(yīng)的晶體管，測量UBE和UCE時通常不會產(chǎn)生0V，如果UBE測試得到0 的值，說明晶體管不正常。如果后者得到為0 的值，意味著晶體管存在管飽或者被擊穿的問題。據(jù)此找出問題的原因所在并加以處理。硅晶體管UBE值在正常情況下為0.5 到0.8V 之間，而鍺管UBE則一般情況下在0.2 到0.3V 之間，而UCE則通常會大于1 到2V。

針對運(yùn)算放大器來看，靜態(tài)檢查不僅需要判斷正、負(fù)極電源是否處于接通狀態(tài)，還需要著重檢查在輸入等于0 的情況下輸出端是否趨近于零電位，調(diào)零電路是否能夠正常發(fā)揮作用。在運(yùn)放輸出直流電流電位維持在趨近于正或負(fù)電源電壓值時，表明運(yùn)放處于阻塞狀態(tài)下，由此能夠進(jìn)一步說明外電路可能存在問題，或運(yùn)算放大器發(fā)生了損壞。若利用調(diào)零電位無法使得輸出等于0，則意味著運(yùn)算放大器內(nèi)部具有較差的對稱性，或運(yùn)算器放大器處于振蕩狀態(tài)下，在這種情況中，通常需要接上示波器展開密切的監(jiān)視。

在集成電路中，其中的晶體管、電容以及電阻都處于封裝狀態(tài)，不能作出各種調(diào)整。通常來說，集成電路各腳的對地電壓可以較為準(zhǔn)確地對內(nèi)部工作狀態(tài)進(jìn)行反映，進(jìn)而判斷其工作狀態(tài)。若能夠排除外圍元件損壞這一原因，僅需將測得的電壓和正常電壓展開相應(yīng)的對比，便能夠完成判斷。盡管部分情況下集成電路處于正常的工作狀態(tài)，然而發(fā)熱現(xiàn)象較為嚴(yán)重，意味著其功耗較高，靜態(tài)工作電流存在問題，因此需要對其靜態(tài)工作電流進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測。測量過程中可以將集成電路的供電引腳銅皮進(jìn)行斷開處理，將萬用表串入電路中，通過電流擋展開測量。如果是正、負(fù)電源，那么需要分別進(jìn)行測量。

通常來說，數(shù)字電路僅存在兩種電平，例如TTL 與非門電路，不高于0.8V 的統(tǒng)稱為低電平，高于1.8V 的統(tǒng)稱為高電平。若電壓處于0.8 ～1.8V 的范圍內(nèi)，則電路的狀態(tài)缺乏穩(wěn)定性，因此這一電壓范圍是禁止使用的。不同的數(shù)字電路所對應(yīng)的高低電平界限也存在一定的差異，但差異較小。對數(shù)字靜態(tài)邏輯電平進(jìn)行測量的過程中，首先要針對輸入端添加高電平或者低電平，再進(jìn)一步對各個輸出端的電壓進(jìn)行測量，判斷高低電平，同時做好相應(yīng)的記錄。在完成測量后對其邏輯狀態(tài)電平進(jìn)行全面分析，判斷其與該數(shù)字電路的邏輯關(guān)系是否相契合。如果不相契合，便需要針對電路引線展開全方位的檢查，或?qū)呻娐愤M(jìn)行必要的更換。

動態(tài)調(diào)試需要以靜態(tài)調(diào)試為基礎(chǔ)才能夠展開，實(shí)際上是在模塊中輸入允許進(jìn)行幅值以及頻率調(diào)整的信號，再通過信號流向進(jìn)一步針對電路點(diǎn)的波形以及參數(shù)等各種指標(biāo)展開分層檢測。調(diào)試過程中的重點(diǎn)是針對實(shí)測得到的數(shù)據(jù)、波形以及具體現(xiàn)象展開合理的分析、判斷。這對于理論知識以及調(diào)試經(jīng)驗(yàn)有一定的要求。若性能指標(biāo)以及信號存在非正常的現(xiàn)象，可以逐級針對輸入信號作出適當(dāng)?shù)男薷模纱瞬粩嗫s小故障范圍，來鎖定問題的根源，最終通過維修來排除故障。由于電子電路中的所有指標(biāo)都存在相互影響，對某一指標(biāo)進(jìn)行調(diào)試的過程中通常會對其他指標(biāo)產(chǎn)生干擾。實(shí)際情況中存在許多難以預(yù)料的問題，因此需要通過靈活的處理方法加以應(yīng)對。在進(jìn)行動態(tài)調(diào)試的過程中，需要對所有指標(biāo)間的相互干擾進(jìn)行全面分析，通過示波器進(jìn)行監(jiān)視，將波形展現(xiàn)出來，在不失真的前提下展開調(diào)試。對于發(fā)揮“放大”作用的電路來說，其輸出電壓需要將輸入電壓的變化進(jìn)行反映，也就是說要保證輸出波形不失真。較為普遍的失真現(xiàn)象主要包括：首先是晶體管自身具有的非線性特性所導(dǎo)致的固有失真，僅對電路元件參數(shù)進(jìn)行調(diào)整無法解決這種失真；二是電路元件參數(shù)的選擇與實(shí)際情況不符，造成工作點(diǎn)不合理，或因?yàn)樾盘栠^大而造成失真，比如飽和失真、截止失真或二者兼具的失真。在測試時不允許以感覺與印象為判斷依據(jù)，而是需要利用儀器進(jìn)行監(jiān)測與觀察。完成以上調(diào)試后，進(jìn)一步針對各個功能模塊以及整機(jī)所有參數(shù)指標(biāo)展開全面檢查，例如信號幅值等系列指標(biāo)和電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)能否相契合?，F(xiàn)階段利用計(jì)算機(jī)能夠?qū)﹄娐返撵o態(tài)調(diào)試以及動態(tài)調(diào)試進(jìn)行仿真模擬，可以為維修工程師排查故障點(diǎn)提供方便，縮短耗時，提升維修調(diào)試工作的效率與準(zhǔn)確性。

第二，就是要進(jìn)行整機(jī)聯(lián)調(diào)，然后檢測所有的動態(tài)指標(biāo)，觀察相應(yīng)的結(jié)果，將測量儀器現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)對比系統(tǒng)本身現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)以及設(shè)備正常工作時的指標(biāo)，將故障點(diǎn)排除，確保測量儀器數(shù)值能夠一一對應(yīng)設(shè)備數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)值。對于配備微機(jī)系統(tǒng)的電子設(shè)備而言，必須要調(diào)試相應(yīng)的軟件和硬件，然后再綜合調(diào)試相應(yīng)的硬軟件，確保綜合維修調(diào)試的順利實(shí)現(xiàn)。此外，還需要通過示波器來對維修調(diào)試中的設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行觀察，不能夠依然主觀臆斷，在具體的操作過程當(dāng)中，需要將示波器信號輸入方式置入直流耦合模式的DC 檔，用以觀測被測信號的交直流成分，測試結(jié)果必須要與樣板標(biāo)準(zhǔn)值相符合，在觀察的過程當(dāng)中，如果無法觀察到正常的波形，那么就要對故障進(jìn)行分析排除，直到功能測試正常。

1.3 測試標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)電路能夠正常運(yùn)行之后，就可以進(jìn)行各種技術(shù)指標(biāo)的測試，此時必須要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來逐層測試相應(yīng)的指標(biāo)，對于與測試標(biāo)準(zhǔn)不相符的，要對其中的原因進(jìn)行分析，并進(jìn)行維修調(diào)整，直到與測試標(biāo)準(zhǔn)相符合。

1.4 系統(tǒng)精度及可靠性測試

在設(shè)計(jì)電路的過程中，系統(tǒng)精度是一個關(guān)鍵性指標(biāo)，測量電路所使用的精度校準(zhǔn)元器件必須選擇測量精度比待測電路精度高的儀器，將其接入電路校準(zhǔn)精度的過程中才能夠發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)元器件的作用。比如，對于測量電路來說，校準(zhǔn)精度對應(yīng)的電容并非通過標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算所得出，而是必須利用高精度的電容表對其值進(jìn)行精準(zhǔn)測定，才能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電容的要求。

可靠性的定義為基于特定的條件以及時間范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的能力。若某一產(chǎn)品的基本性能指標(biāo)都非常理想，然而可靠性極低，就意味著其返修率較高，實(shí)際使用價值幾乎為零，注定被淘汰。產(chǎn)品的基礎(chǔ)性能僅能夠?qū)ζ滟|(zhì)量進(jìn)行片面的反映。從正式產(chǎn)品的角度出發(fā)，通常從下列若干個方面展開可靠性的測試：抗干擾性、長時間運(yùn)行的穩(wěn)定性、電網(wǎng)電壓和環(huán)境溫度發(fā)生改變時裝置會如何變化以及抗機(jī)械振動的水平。

2 維修調(diào)試過程中需要注意的重點(diǎn)事項(xiàng)

由于電子設(shè)備維修調(diào)試涉及到多個方面，因此必須要對其中的關(guān)鍵點(diǎn)準(zhǔn)確把握，從而確保調(diào)試工作順利開展。首先要查閱使用說明書和工藝文件，熟悉電子設(shè)備的各項(xiàng)性能技術(shù)指標(biāo)、功能原理等，其次掌握各種測試工具儀器的使用。

為了得到更為準(zhǔn)確的維修調(diào)試結(jié)果，必須要做到以下幾點(diǎn)：

（1）測量點(diǎn)的選擇必須要正確；

（2）測量方法必須要適合，且易于操作；

（3）使用測量儀器的輸入阻抗必須要盡可能大，要在被測電路模塊中等效阻抗之上，從而防止分流情況的出現(xiàn)，從而確保得到更為準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

（4）測量儀器的帶寬要比被測電路的帶寬大很多，防止影響到幅頻特性。

（5）為了使屏蔽干擾問題得到有效規(guī)避，需要將屏蔽線加裝到信號較弱的輸出端，且其外屏蔽層蔽線要與公共線相連接。

（6）使用的各種測量儀器設(shè)備地線必須要連接被測電路的地線，完成公共參考點(diǎn)的構(gòu)建，由此才能夠得到較為準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

對于存在問題的元器件或連接線，必須要在電源處于關(guān)閉的狀態(tài)下對其進(jìn)行維修或更換，確保故障排除之后，并反復(fù)進(jìn)行確認(rèn)后再進(jìn)行通電調(diào)試。除此之外，記錄工作也是整個維修調(diào)試中必不可少的環(huán)節(jié)，比如對各種測量數(shù)據(jù)、觀察到的現(xiàn)象等進(jìn)行記錄，對于需要分析的數(shù)據(jù)等，尤其是那些與設(shè)計(jì)差距較大的現(xiàn)象要重點(diǎn)進(jìn)行記錄。在維修調(diào)試電路的過程中不能粗心大意，必須要冷靜面對和處理出現(xiàn)的故障，通過分析和查找故障原因來將其排除，避免故障出現(xiàn)后盲目的將線路重新拆除，或者對元器件重新進(jìn)行更換。這樣就難以徹底解決出現(xiàn)的故障，也無法通過調(diào)試將故障排除，因此難以切實(shí)提高維修調(diào)試水平。

3 電子線路故障檢測通用方法

失效原因很多，有的是單一原因引起的簡單失效，有的是多種因素相互作用引起的復(fù)雜失效。因此，很難簡單地對故障原因進(jìn)行分類，利用電子電路的基本理論對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，消除缺陷是非常必要的，常見的故障原因如下：

（1）部件損壞；

（2）短路、斷路；

（3）焊點(diǎn)焊接不正確，零件接觸不良；

（4）電源電壓、電流、功率異常，負(fù)載能力低；

（5）非正常使用；

（6）接地不良；

（7）受到外部干擾。

檢查故障的一般方法如表1 所示。

表1

4 結(jié)語

總之，要想保證返修電子設(shè)備的健壯性和穩(wěn)定性，就需要維修檢測電子設(shè)備的電路，并將結(jié)果與樣板標(biāo)準(zhǔn)值對比，確保電子設(shè)備與設(shè)計(jì)使用要求相符合。因此必須要通過各種各樣的電路調(diào)試技術(shù)和方法來維修檢測相應(yīng)的電子設(shè)備，從而確保能夠更加全面地對電子設(shè)備進(jìn)行維修檢測。對于維修工程師而言，本文所總結(jié)到的電子設(shè)備調(diào)試的一般規(guī)律對其具有借鑒意義，將其充分結(jié)合實(shí)踐，才能夠更好的提升其維修調(diào)試技術(shù)水平。