电子产品调试技术及故障分析

摘 要：在调试过程中出现故障是不可预计又是不可避免的，要在大量的元器件和电路结构中迅速、准确地找出故障原因是不易的。排故思路和依据就是从故障现象出发，通过分析电路原理图，查线路和以元器件为中心进行排查，检查每个连接点是否在理论范围内，逐步找出故障的原因。当调试过程中出现故障时，不可盲目地拆焊某些元器件，这样不但会损坏电路板，而且会误判断故障来源，给真实故障的出现埋下隐患。

关键词：仪器；调试；电路；电源

目前，随着电子科学技术的不断发展和更新，其应用已经广泛渗透到工业、农业、交通、环境、国防等各个领域。一个合格的电子产品的诞生，不仅在初级阶段要有完善可靠的设计思路、先进的电子电路设计软件的支持，更离不开精密电子元器件的安装焊接和后期成熟的调试检测技术，其中产品调试是一个重要的生产环节，它是产品出厂前的最后一道关口，是鉴定产品性能好坏和保证质量稳定可靠性的关键步骤，特别是在涉及人身安全、国防军事的电子产品，调试环节显得尤为重要。具体地来说，电子电路在调试中应注意以下几个方面。

1 调试与检测仪器

调试的常用的电源仪器有：直流稳压源、交流电源、可编程控制电源等；信号分析仪器有：示波器、信号发生器、微波源等；测量仪器有：电流电压表、数字多用表、频谱仪等；专用测量仪器：阻抗、容抗测试仪、绝缘电阻表等；辅助设备：工控机、仿真器、烧录器等。传统仪器的使用方法应注意以下几点：

（1）首先熟悉掌握仪器仪表的使用说明书，操作是选择正确的仪器功能键。

（2）合理接线：顺着信号传输方向，力求最短；正负极接线避免短接。

（3）保证精度：定期校验校准；仪器开启后预热一段时间后再使用。

（4）防干扰：多台仪器并用时应采用共地方式；输入信号与输出信号分离，传输线勿平行，必要时可用锡纸缠绕线束；有接插件时应减少线缆的扭矩。

（5）插好电源线后，再打开仪器开关，避免因瞬间电流过大损坏仪器；断开电源开关不等于切断电源，只有把下电源插头断开才是真正断开。

2 调试前的准备

（1）调试工作台的搭设：工作台配备所需的调试仪器摆设应遵循：操作使用方便，电源重物设备在下，测量仪器在上的原则，目的是便于信号观察、便于仪器操作，减少和避免错误概率的发生；工作台台面应保持干净、整洁和做好防静电措施保护等，养成良好的调试习惯。

（2）工艺、图纸、工装的准备：调试工艺文件是产品质量保证的唯一依据，是必不可缺少的现场指导资料；图纸是在调试电路板出现故障时便于查阅参考，是设计者的原始思想；调试过程中，不但要认真观察和测量，还要记录测量的数据、波形和相位关系等。只有掌握大量的可靠的记录并与理论结果加以比较，才能不断发现问题，完善工艺文件及改进设计方案。

（3）电源准备：首先确定仪器所使用的电压是否是220V交流，其次要使用稳压稳流电源，用万用表检查电源与地线之间的电阻值，检查电源与地线之间是否存在短路现象。

3 调试的一般步骤

（1）直接观察。首先观察待调试产品的焊接是否无误，有无明显的短路、断路等现象；看元件有无明显的机械损坏，例如破裂、错位、变形、虚焊等，检查芯片是否插牢，不易观察的焊点是否存在虚焊、漏焊的现象，此步骤可以有效地减少故障的发生，将故障排除在最初，降低故障发生率，提高产品质量。

（2）电源调整。调试电源应具有稳压/稳流自动转换的功能，即在保护电流范围内，电源以稳压方式工作，超过保护电流即以稳流方式工作（此时输出电压降低）。电源在接入电路前先调好电压电流，一般调试时，电压采用设计工作电压，保护电流可调到工作电流的1.2～1.5倍。如果电路设计时没有给出电流，可根据电路原理估算，电路板设置通常在1A以下。接通电路时注意观察电压表，如果电压值迅速下降则应立即关电源检查。

（3）连接测试电缆和测试工装，进一步检查电源是否设置正确，确认无误后再给产品加电，加电顺序遵循电压由小后大的原则。通电后立刻观察电路板是否有异常声响，是否有烧焦的异味；用手去试探元器件的表面温度是否异常，例如，一些功率器件如果摸上去是凉的，则基本上可以判断它没有工作起来；但如果不该热的地方热了或者发烫，应立刻关闭电源按键，进行全面检查。

（4）先静态调试，后动态调试。a.对模拟电路而言，一般是不加输入信号并将输入端接地，进行直流测试，包括各部分直流工作点，静态电流等参数进行调整，使之符合设计要求，然后再加上输入信号，进行测量和调整电路。b.对数字电路来说，先不送入数据而先测量各逻辑电路的有关直流参数，然后再输入数据进行功能调试。c.对多级信号处理电路或多种功能组合电路要采用先分级、分模块调试，最后进行整体系统调试的方法。这样使调试工作条理清楚、便于操作，另一方面可以避免一部分电路失常而影响或损坏相关其他电路。

（5）故障排除。在调试过程中出现故障是不可期望又是不可避免的，要在大量的元器件和电路结构中迅速、准确地找出故障原因是不易的。排故思路和依据就是从故障现象出发，通过分析电路原理图，查线路和以元器件为中心进行排查，用仪器检查每个连接点是否在理论范围内，逐步找出故障的原因。当调试过程中出现故障时，不可盲目地拆焊某些元器件，这样不但会损坏电路板焊点，提高调试排故成本，而且会误判断故障来源，给真实故障的出现埋下隐患。故障原因有的是元器件损坏失效，还有的是连线发生短路或断路（如焊点虚焊，接插件接触不良，可变电阻器、电位器、电容等接触不良，接触面表面镀层氧化等），还可能是外界环境的使用条件发生变化（如电网电压波动，过流，电磁干扰，过冷或过热的等环境因素）影响电子设备的正常运行。

4 调试中应注意的其他问题

（1）在插入和拔出集成电路芯片时，为防止芯片受损需谨慎操作。插入芯片时芯片缺口应与管座缺口的方向一致，一般缺口朝左，使所有引脚均对准插座板上的针孔，均匀用力按下；拔出时，必须用专用拔钳，夹住集成块两端，垂直向上拔起，或用小起子对撬，以免使其引脚因受力不匀而弯曲或折断。

（2）调试中的测试连线一般应选用直径为Ф0.35mm～Ф0.8mm的单

股导线，长度适中，布线时要注意在电路板周围走线，避免导线在电路板上方跨过，以免妨碍排故或调换器件；电路中不同功能的导线应尽量采用不同的颜色，如电源线用红色，接地线用黄色等。布线的顺序是先布电源线和地线，再布其他连线（如连接信号源、示波器等），最后再逐级连接控制线及各种逻辑线。必要时可以边接线边测试，逐步进行。走线时应尽可能遮盖裸露的金属，以免其他导线的接触而造成短路。

（3）做好防静电措施：保持室内湿度、戴防静电手腕、设备良好接地、勤洗手等。

5 结束语

当今没有一种电子产品可以“免调试”，即使某些功能结构较简单的所谓“免调试”产品，实际免除的是元器件参数的调整，因为不经过调试检测是无法证明产品质量的。随着电子信息产业的飞速发展，电子产品已发展到一个全新的时代，产品功能越来越丰富，更新换代速度越来越快，体积尺寸越来越小，传统的人工测试越来越不适应新的发展需要，于是自动测试技术在强大的驱动力作用下迅速发展，由静态测试到动态测试，由初级故障检测到高级组合测试，在引入网络技术、Boundary Scan（边界扫描）和CIMS（计算机集成制造系统）等技术后，将开创未来电子产品调试检测的新时代。

参考文献

[1]罗小华.电子技术工艺实习[M].华中科技大学出版社，2003：251-289.

[2]康华光，等.电子技术基础（第2版）[M].高等教育出版社，2004：441-446.

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