电子设备的调试技术及故障排查方法探析

2024-04-11楼建洋

中国设备工程 2024年2期

楼建洋

（第七一五研究所，浙江杭州 310000）

当前，由于工作人员技术和科研方法的不断发展，对电子设备调试技术进行了优化和改进。目前，电子设备在各个行业中都扮演着重要角色，将这种设备应用到企业生产流程中，可以对改善企业生产现状起到积极的作用。然而，在实际操作过程中，因为各种原因，设备不能正常使用，这就要求企业必须及时采取有效的措施，开展调试管理工作，以尽量减少企业的损失。

1 电子设备开展调试工作的重要作用

电子设备在各种生产领域受到青睐，很大程度上是因为它们可以帮助企业改善生产状况。随着时间的流逝，电子设备调试技术与其他技术之间进行了有效融合，推动了电子设备的繁荣发展，设备功能与质量也在持续进行着优化，在一定程度上可以满足企业不断升级的需要，从而促进社会的前进。因此，为提高电子设备可靠性，做好电子设备调试是一种必然选择。通过对电子设备的调试，可以及早发现可能存在的问题，从而避免在使用过程中发生故障，对生产、交付、售后维保工作的正常开展造成不利影响，有助于企业在市场中站稳脚跟。

2 电子设备调试过程中面临的困难

2.1 设备调试工作的存在感较低，调试人员水平不高

实际上，不管是制造单位，还是从事电子设备故障处理的人员，都没有将故障处理视为一项重要任务。当前，有关工业部门还没有从全局视角来构建一个系统性的问题解决系统。在正式上岗前，对电子设备故障解决和管理，无法提前对工作的业务流程进行熟悉，这就造成了相关理论知识的缺失，从而导致了某些员工专业技术技能与相关要求不相符，同时还存在责任心不足的问题。当前，由于技术的变革和升级，电子设备的结构日趋复杂化和多样化，检修人员若不能在短时间内掌握先进的技术经验，自己动手操作，将会使调试与管理工作陷入困境。

2.2 管理制度存在漏洞

为了保证电子设备调试人员可以严格遵循调试工作的有关程序和规定，有关部门需制定调试管理制度，对工人的操作行为进行规范和限制。但是，就现阶段而言，我国电子设备调试管理制度还存在诸多缺陷，给其执行带来了诸多困难。同时，故障调试人员对自己的工作没有任何认识，他们在工作中表现得太放松，不能保证电子设备在故障整改后能够恢复正常，这严重影响了电子设备的生产质量。

2.3 调试技术没有得到创新

随着社会的不断发展，电子设备性能也在不断地得到提高。为了与电子设备的演化相适应，调试技术也应该相应地进行优化和创新，但从实际情况来看，目前调试技术水平还停留在原来的状态。在调试时，如果没有为工作人员配备先进设备，很可能会造成调试人员不能针对设备出现的问题，从而影响调试工作的进行。

3 调试过程中需要注意的重点事项

因为电子设备调试是一个综合性过程，所以要正确掌握各环节的要点，才能保证整个调试过程的顺利进行。首先，要通过阅读操作手册、技术文档等，对电子设备性能、技术指标、工作原理等有较深的了解，要使调试结果更加精确，就需要：（1）调试点的选取。（2）调试方法应具有适用性和便于实施的特点。（3）所用调试仪器的输入阻抗一定要尽量大，要高于被测电路模块的中等效阻抗，以避免出现分流现象，保证调试结果更加精确。（4）为了不对振幅频率特性产生影响，调试仪器带宽应大于被测试电路带宽。（5）为有效避免屏蔽干扰，需在信号微弱的输出端安装屏蔽线，并将其外部屏蔽层与公用线路相连。（6）所用的各种调试设备，都需要与被测电路的地线相连，从而形成一个共同参考点，获得更精确的调试结果。如发现有问题，则需在停电后立即进行检修或替换。对问题进行确认，才能对故障进行解决。除此以外，还需要对故障处理全过程进行详细的记录，比如，对不同的测量值，观察到的现象，需要进行分析数据，尤其是对与有较大差别的现象进行详细记录。在修理故障时，应仔细考虑这些问题，要沉着应对，分析并找出故障的原因，避免在出现问题后，盲目的拆除线路，或更换元器件。

4 电子设备的调试方法分析

4.1 通电观察

在检修前，必须对线路进行认真检查，尤其是对电源、接地等线路要特别注意。同时，还需要对焊接部位的毛刺、设备等进行检查。此外，还需要对印刷电路板进行清洁，避免造成板面的污染。检查印制电路板是否牢固，防止在调试时出现铜箔与电路板基底脱开的现象。检查完电路，接下来就是通电。一般情况下，一个设备内的电力供应包括3个部分：整流、滤波以及稳压电路。在排除故障前，应首先切断电源，接上对应的模拟负荷，再接上电源。同时，确定电源的输出电压及极性满足设计要求后，再与主电路相连，并进行断开处理。如果用电池来驱动电子设备，还需检查极性安装的正确性，以及电池容量是否满足设备要求。在对线路、电源等进行检查后，确认无异常后，便可进行必要的通电观测。这时，不需要核对数据，只要看一下电路板的状况就可以，比如，有没有臭味或者电路板发热等。若有以上所述情况，则在移除故障部位后，应立即切断电源，对各组件进行检测，以确保各组件均能正常工作。

4.2 调试流程

4.2.1 分块调试

分块调试是将电路按模块划分，并通过测试，最后逐步实现整个设备的调试。分块调试顺序主要是通过信号流向来确定，在邻近的模块中，信号将被输入下一个模块中，这样可以更好地实现整机的综合调试。分块调试通常可分为两种：一种是静态，另一种是动态。

在静态情况下，在输入为0的情况下，分别检测并调节各模块的电路点数，以保证电路点数满足试验要求。对振荡器进行测试时，首先，要对各个级别的晶体管进行测试；然后，再对其进行检测。在对UBE和UCE进行测量时，一般不会出现0V，UBE测试结果为0时，说明晶体管不正常。如果UCE是0，那就说明晶体管已经饱和，或者出现了故障。根据这一点，找到问题的根源，并解决。硅晶体管UBE值通常为0.5～0.8V，而锗管UBE通常为0.2～0.3V，UCE通常会大于1～2V。至于运放，则需要进行静态检测，以确定正、负极电源是否处于开启状态，以及当输入为0时，输出是否接近0，判断调试电路是否可以正常工作。

动态调试是在静态调试基础上进行的，其实质就是在模块中输入允许进行幅值和频率调节的信号，再根据信号流向对电路点的波形和参数等各项指标进行分层检测。调试关键是对实测得到的数据、波形以及具体现象进行合理分析、判断，这需要一定的理论基础，也需要一定的调试经验。如果性能指标和信号出现异常，则可以对输入信号进行相应的调整，从而逐渐减小故障范围，锁定问题的根本原因，最后进行调试解决。因为电子线路中各个参数之间是相互影响的，所以在进行一个参数的调试时，往往会对其他参数造成一定影响。在现实生活中，很多问题都不可预测，这就要求人员采取灵活的处理方式，在进行动态调试时，要综合分析所有指标间的相互干扰，利用示波器进行监控，显示波形，在不失真的情况下进行调试。对起到“放大”功能的电路而言，输出电压要反映出输入的变化，即要确保输出的波形不发生畸变，比较常见的畸变现象主要有：（1）由晶体管本身非线性特征引起的畸变，不能通过简单的调节电路元件参数来解决；（2）由于电路器件参数没有正确地选择，可能会引起诸如饱和、截断，或者两种畸变共存等不合理的运行状态。所以，在调试时，不能仅仅依靠经验和印象做出正确的判断，并且监控与观测不能离开仪器设备。在解决完以上的问题后，还要对整机的各个功能模块及各项参数指标进行全面检测，确保其信号幅度及其他各项指标都达到设计要求。另外，通过计算机对静态、动态两种情况进行仿真，使得检修人员能够更好地判断出故障，减少检修时间，提高检修工作的效率与精度。

4.2.2 整机联调

在整机联调的时候，要对全部的动态指标进行检测，通过将测试设备的实测数据与系统自身数据以及设备的正常工作参数进行对比，从而解决上述问题，同时也保证测试设备数值与整机数值相一致。对装有微型计算机系统的电子设备，必须先对其软硬件进行调试，再对其进行整机检测，才能保证整机调试的顺利进行。另外，在使用时，用示波器来观察设备的运行情况，这不应该带有主观色彩。在实际操作中，要将示波器的输入方式设定为直流通讯方式，以便对测试信号进行实时监控，测试结果必须与测试试样上的标准值一致。在观测期间，若不能观测到正常的波形，必须进行分析和排除，直至其功能正常运转。

4.3 测试标准

只要电路运行正常，就能对各项技术参数进行检测，这个时候，一定要严格按照设计标准，对对应指标进行一步一步的测试，对不符合测试标准的，对问题进行分析和解决，直至检测合格。

4.4 系统精度及可靠性测试

在电路设计中，系统精度是一项很重要的指标。在测量线路中，所采用的精密标定元件，其标定精度要比被测线路高，当他们被整合到一个电路精度上时，他们就会成为一个标准元素。比如，对于相应于标定精度的电容，不能按标定数值进行计算，而需要采用高精度的电容计进行准确测量，才能达到标定要求。可靠性是指在一定情况下，根据一定的时间间隔，能够完成一定的功能。当电子设备基本性能指标很好，而可靠性很差时，其维修周期就会很长，其实用价值就会变得微乎其微，最终会被淘汰。一个设备的基本特性只是一个单边反应，从标准设备的角度，可靠性试验一般是根据系统的抗干扰能力，长期稳定运行，并对系统的性能进行评估。

5 电子设备故障排查方法

5.1 电阻法

一般指的是通过万用表电阻，来测定线路上的接触器等是否接通和断开，有的时候还会使用万用表或电桥来测定线圈电阻是否与额定值相一致，同时，还应使用兆欧表来测定相间的绝缘电流等。在进行测量时，要注意选取范围（通常的测量路径，选用低档）：以表为准；要留心是否有其他线路，避免产生错误的判断；不能带着电荷进行测量。

5.2 电流法

该方法主要是通过对线路上电流的检测，判断出线路上出现的故障，从而确定故障。弱电回路，通常是用安培计或万用计串联的电流档来测定，而强电回路，通常是用夹子式安培计来测定。

5.3 替换法

当怀疑某一设备有故障，但又无法确认，并且有替代品时，可以进行替换法，看看故障是否可以复原。短接法：在低压小电流线路上，把疑似故障的部位用粗线短接来调试。但是，一定要确保短接时不会引起短路，而且短接后一但工作，应确保没有危险。

5.4 比较、分析、判断法

它以系统工作原理、控制环节动作程序以及二者之间的逻辑关系为基础，与错误现象相结合，对其进行比较、分析和判断，减少测量、检查等环节，从而迅速判断出故障的程度。举例来说，多条线路共用一台电力，其中一条线路正常运行，其他线路也正常运行；如果两条控制线中的一条正常，那么就说明电源、负荷和公共线路都正常。经过分析对比，得出判断结果，可缩短检测环节，缩小故障范围，加快故障排除速度。对于某些线路故障，可以直接判断出其故障的范围和位置，并在故障处理的全过程中进行。