电子设备的调试工艺技术

2010-04-03吕俊霞

电子工业专用设备 2010年10期

关键词：静态元件调试

吕俊霞

(河南工业职业技术学院电气工程系，河南南阳473009)

由于无线电电路设计的近似性，电子元器件的离散性和装配工艺的局限性等，装配完的整机须进行不同程度的调试。所以在电子产品的生产过程中，调试是一个非常重要的环节。

1 调试工作的一般程序

1.1 调试前的准备工作

(1)技术文件的准备技术文件是产品调试工作的依据。调试之前应准备好下列文件：产品技术条件和技术说明书、电气原理图、调试工艺文件等。调试人员应仔细阅读调试说明及调试工艺文件，熟悉整机工作原理，技术条件及有关指标，了解各参数的调试方法和步骤。

(2)仪器仪表的放置和使用按照技术条件的规定，准备好测试所需的各类仪器设备。调试过程中使用的仪器仪表应是经过计量并在有效期之内。但在使用前仍需进行检查，是否符合技术文件规定的要求，尤其是能否满足测试精度的需要。检查合格后，应掌握这些仪器的正确使用方法并能熟练地进行操作。调试前，仪器应整齐地放置在工作台或专用的仪器车上，放置应符合调试工作的要求。

(3)被调试产品的准备产品装配完毕后，并经检查符合要求后，方可送交调试。根据产品的不同，有的可直接进行整机调试，有的则需要进行分机调试，然后再进行总装总调。调试人员在工作前应检查产品的工序卡，查看是否有工序遗漏或签署不完整、无检验合格章等现象，产品可调元件是否连接可靠等。此外，在通电前，应检查设备各电源输入端有无短路现象。

(4)调试场地的准备调试场地应按要求布置整洁。调试大型机高压部分时，应在机器周围铺设好合乎规定的地板或绝缘胶垫，并将工作场地用拉网围好，必要时可加“高压危险”的警告牌，备好放电棒。

调试人员应按安全操作规程做好个人准备，调试用的图纸，文件、工具、备件等都应放在适当的位置上。

1.2 调试的一般程序

由于电子设备种类繁多，电路复杂，各种设备单元电路的种类及数量也不相同，所以调试程序也不尽相同。但对一般电子产品来说，调试程序为：

(1)通电检查。先置电源开关于“关”位置，检查电源变换开关是否符合要求 (是交流220 V还是110 V)、保险丝是否装入，输入电压是否正确，然后插上电源开关插头，闭合电源开关通电。

接通电源后，电源指示灯亮，此时应注意有无放电，打火，冒烟等现象，有无异常气味，手摸电源变压器有无超温，若有这些现象，立即停电检查。另外，还应检查各种保险开关、控制系统是否起作用，各种风冷水冷系统能否正常工作。

(2)电源调试。电子设备中大都具有电源电路，调试工作首先进行电源部分调试，才能顺利进行其他项目的调试。电源调试通常分两个步骤：

①电源空载粗调。电源电路的调试，通常先在空载状态下进行，切断该电源的一切负载进行调试。其目的是避免因电源电路未经调试而加载，引起部分电子元器件的损坏。

调试时，插上电源部分的印制电路板，测量有无稳定的直流电压输出，其值是否符合设计要求或调节取样电位器使达到预定的设计值。测量电源各级的直流工作点和电压波形，检查工作状态是否正常，有无自激振荡等。

②电源加负载时的细调：在粗调正常的情况下，加上额定负载，再测量各项性能指标，观察是否符合额定的设计要求，当达到要求的最佳值时，选定有关调试元件，锁定有关电位器等调整元件，使电源电路具有加载时所需的最佳功能状态。

有时为了确保负载电路的安全，在加载调试之前，先在等效负载下对电源电路进行调试，以防匆忙接入负载电路可能会受到冲击。

(3)分级分板调试。电源电路调好后，可进行其他电路调试，这些电路通常按单元电路的顺序，根据调试的需要及方便，由前到后或从后到前依次插入各部件或印制电路板，方便进行调试。首先检查和调整静态工作点，然后进行各参数的调整，直到各部分电路均符合技术文件规定的各项指标为止。注意在调整高频部件时，为了防止工业干扰和强电磁场的干扰，调整工作最好在屏蔽室进行。

(4)整机调整。各部件调整好之后，把所有的部件及印制电路板全部插上，进行整机调整，检查各部分连接有无影响，以及机械结构对电气性能的影响等。整机电路调整好之后，测试整机总的消耗电流和功率。

(5)整机性能指标的测试。经过调整和测试，确定并紧固各调整元件。在对整机装调质量进一步检查后，对设备进行全参数测试，各项参数的测试结果均应符合技术文件规定的各项技术指标。

(6)环境试验。有些电子设备在调试完成之后，需要进行环境试验，以考验在相应环境下正常工作的能力。环境试验有温度、湿度、气压、振动、冲击和其他环境试验，应严格按技术文件规定执行。

(7)整机通电老练。大多数的电子设备在测试完成之后，均进行整机通电老练试验，目的是提高电子设备工作的可靠性。通电老练应按产品技术条件的规定进行。

(8)参数复调。经整机通电老练后，整机各项技术性能指标会有一定程度的变化，通常还需要进行参数复调，使交付使用的设备具有最佳的技术状态。

2 静态测试与调整

晶体管、集成电路等有源器件都必须在一定的静态工作点上工作，才能表现出更好的动态特性，所以在动态调试与整机调试之前必须对各功能电路的静态工作点进行测量与调整，使其符合原设计要求，这样才可以大大降低动态调试与整机调试时的故障率，提高调试效率。

2.1 静态测试内容

2.2.1 供电电源静态电压测试

电源电压是各级电路静态工作点是否正常的前提，若电源电压偏高或偏低都不能测量出准确的静态工作点。电源电压若可能有较大的起伏(如彩电的电源开关)，最好先不要接入电路，测量其空载和接入假负载时的电压，待电源电压输出正常后再接入电路。

2.2.2 测试单元电路静态工作总电流

通过测量分块电路静态工作电流，可以及早知道单元电路工作状态，若电流偏大，则说明电路有短路或漏电。若电流偏小，则电路有可能出现开路，只有及早测量该电流，才能减小元件损坏。此时的电流只能作参考，单元电路各静态工作点调试完后，还要再测量一次。

2.2.3 三极管静态电压、电流测试

首先要测量三极管的三个极对地的电压，即Ub、Uc、Ue，或测量 Ube、Uce 电压，判断三极管是否在规定的状态(放大、饱和、截止)内工作。例如，测量出Uc=0V、Ub=0.68V、Ue=0V，则说明三极管处于饱和导通状态，该状态是否与设计相同，若不相同，则要细心分析这些数据，并对基极偏置进行适当的调整。

其次，再测量三极管集电极静态电流，测量方法有两种：

(1)直接测量法。把集电极焊接铜皮断开，然后串入万用表，用电流挡测量其电流。

(2)间接测量法。通过测量三极管集电极电阻或发射极电阻电压，然后根据欧姆定律，计算出集电极静态电流。

2.4 集成电路静态工作点的测试

(1)集成电路各引脚静态对地电压的测量。集成电路内的晶体管、电阻、电容都封装在一起，无法进行调整。一般情况下，集成电路各引脚对地电压基本上反映了其内部工作状态是否正常。在排除外围元件损坏(或插错元件、短路)的情况下，只要将所测电压与正常电压进行比较，即可作出正确判断。

(2)集成电路静态工作电流的测量。有时集成电路虽然工作正常，但发热严重，说明其功耗偏大，是静态工作电流不正常的表现，所以要测量其静态工作电流。测量时可断开集成电路供电引脚铜皮，串入万用表，使用电流挡来测量。若是双电源供电(即正负电源)，则必须分别测量。

2.5 电路调整的方法

进行电路测试的时候，可能需要对某些元件的参数作以调整。调整方法如下：

2.5.1 选择法

通过替换元件来选择合适的电路参数(性能或技术指标)。电路原理图中，在这种元件的参数旁边通常标注有“*”号，表示需要在调整中才能准确地选定。因为反复替换元件很不方便，一般总是先接入可调元件，待调整确定了合适的元件参数后，再换上与选定参数值相同的固定元件。

2.5.2 调节可调元件

在电路中已经装有调整元件，如电位器、微调电容或微调电感等。其优点是调节方便，而且电路工作一段时间后，如果状态发生变化，也可以随时调整，但可调元件的可靠性差，体积也比固定元件大。

两种方法都适用于静态调整和动态调整。

3 动态测试与调整

动态测试与调整是保证电路各项参数、性能、指标的重要步骤。其测试与调整的项目内容包括动态工作电压、波形的形状及其幅值和频率、动态输出功率、相位关系、频带、放大倍数、动态范围等。

3.1 测试电路动态工作电压

测试内容包括三极管b、e、c极和集成电路各引脚对地的动态工作电压，动态电压与静态电压同样是判断电路是否正常工作的重要依据。例如有些振荡电路，当电路起振时测量Ube直流电压，万用表指针会出现反偏现象，利用这一点可以判断振荡电路是否起振。

3.2 测量电路重要波形

无论在调试还是在排除故障的过程中，波形的测试与调整都是一个相当重要的技术。各种整机电路中都可能有波形产生或波形处理变换的电路。为了判断电路各种过程是否正常，是否符合技术要求，常需要观察各被测电路的输入、输出波形，并加以分析。对于不符合技术要求的，则要通过调整电路元件的参数，使之达到预定的技术要求。在脉冲电路的波形变换中，这种测试更为重要。

大多数情况下观察的波形都是电压波形，有时为了观察电流波形，则可通过测量其限流电阻的电压，再转成电流的方法来测量。用示波器观察波形时，示波器上限频率应高于测试波形的频率。对于脉冲波形，示波器的上升时间还必须满足要求。观察波形的时候可能会出现以下几种不正常的情况，只要细心分析波形，总会找出排除的办法。

3.2.1 测量点无波形

这种情况应重点检查电源，静态工作点，测试电路的连线等。

3.2.2 波形失真

波形失真或波形不符合设计要求，必须根据波形特点而采取相应的处理方法。功率放大器输出的波形应为正弦波，否则就是波形失真。

3.2.3 波形幅度过大或过小

这种情况主要与电路增益控制元件有关，只要细心测量有关增益控制元件即可排除故障。

3.2.4 电压波形频率不准确

这种情况与振荡电路的选频元件有关，一般都设有可调电感(如空心电感线圈、中周等)或可调电容器来改变其频率，只要作适当调整就能得到准确频率。

3.2.5 波形时有时无

这种情况可能是元件或引线接触不良而引起。如果是振荡电路，另一种原因则是电路处于临界状态，对此必须通过调整静态工作点或一些反馈元件才能排除故障。

3.2.6 有杂波混入

这种情况首先要排除外来的干扰，即要做好各项屏蔽措施，若仍未能排除，则可能是电路自激引起的，因此只能通过加大消振电容的方法来排除故障，如加大电路的输入输出端对地电容、三极管bc间电容，集成电路消振电容(相位补偿电容)等。

3.3 频率特性的测试与调整

频率特性是电子电路的一项重要技术指标。电视机接收图像质量的好坏主要取决于高频调谐器及中放通道频率特性。所谓频率特性是指一个电路对于不同频率、相同幅度的输入信号(通常是电压)在输出端产生的响应。测试电路频率特性的方法一般有两种，即信号源与电压测量表和扫频仪测量法。

3.3.1 用信号源与电压表测量法

这种方法是在电路输入端加入按一定频率间隔的等幅正弦波，并且加入一个正弦波就测量一次输出电压。功率放大器常用这种方法测量其频率特性。

3.3.2 用扫频仪测量频率特性

把扫频仪的输入端和输出端分别与被测电路的输入端和输出端相连，在扫频仪的显示屏上就可看出电路对各点频率的响应幅度曲线。采用扫频仪测试频率特性，具有测试简便、迅速、直观、易于调整等特点，常用于各种中频特性调试、带通调试等。如收音机的AM465 kHz和FM10.7 MHz中频特性常使用扫频仪(或中频特性测试仪)来调试。