電子線路工程實(shí)踐電子教案

1、 電子線路工程實(shí)踐基地電子教案電子電路設(shè)計(jì)方法電子電路設(shè)計(jì)方法 電子電路設(shè)計(jì)，一般包括：擬定性能指標(biāo)、電路的預(yù)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和修改設(shè)計(jì)四個(gè)環(huán)節(jié)。 衡量設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是：工作穩(wěn)定可靠，能達(dá)到所要求的性能指標(biāo)，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔?；電路?jiǎn)單、成本低、功耗低；所采用元器件的品種少、體積小且貨源充足；便于生產(chǎn)、測(cè)試和維修等。 電子電路設(shè)計(jì)一般步驟如圖所示。電子電路設(shè)計(jì)一般步驟電子電路設(shè)計(jì)一般步驟 電子電路的設(shè)計(jì)電子電路的設(shè)計(jì) 由于電子電路種類繁多，千差萬別，設(shè)計(jì)方法和步驟也因情況不同而不同，因而上述設(shè)計(jì)步驟需要交叉進(jìn)行，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)反復(fù)。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。 總體方案的設(shè)計(jì)與選擇總體方案的設(shè)計(jì)

2、與選擇 設(shè)計(jì)電路的第一步就是選擇總體方案，所謂選擇總體方案是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、指標(biāo)要求和給定的條件，分析所要設(shè)計(jì)電路應(yīng)完成的功能，并將總體功能分解成若干單元，分清主次和相互的關(guān)系，形成若干單元功能模塊組成的總體方案。該方案可以有多個(gè)，需要通過實(shí)際的調(diào)查研究、查閱有關(guān)的資料或集體討論等方式，著重從方案能否滿足要求、結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)是否經(jīng)濟(jì)可行方面，對(duì)幾個(gè)方案進(jìn)行比較和論證，擇優(yōu)選取。對(duì)選用的方案，常用方框圖的形式表示出來。注意每個(gè)方框盡可能是完成某一種功能的單元電路，尤其是關(guān)鍵的功能模塊的作用，一定要表達(dá)清楚，還要表示出它們各自的作用和相互之間的關(guān)系，注明信息的走向等。 選擇方案應(yīng)注意的幾個(gè)問題選

3、擇方案應(yīng)注意的幾個(gè)問題 應(yīng)當(dāng)針對(duì)關(guān)系到電路全局的問題，開動(dòng)腦筋，多提些不同的方案，深入分析比較。有些關(guān)鍵部分，還要提出各種具體電路，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析比較，從而找出最優(yōu)方案。 要考慮方案的可行性、性能、可靠性、成本、功耗和體積等實(shí)際問題。選擇方案應(yīng)注意的幾個(gè)問題選擇方案應(yīng)注意的幾個(gè)問題 選定一個(gè)滿意的方案并非易事，在分析論證和設(shè)計(jì)過程中需要不斷改進(jìn)和完善，出現(xiàn)一些反復(fù)是再所難免的，但應(yīng)盡量避免方案上的大反復(fù)，以免浪費(fèi)時(shí)間和精力。單元電路的設(shè)計(jì)與選擇單元電路的設(shè)計(jì)與選擇 在確定了總體方案、畫出詳細(xì)框圖之后，便可進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)。任何復(fù)雜的電子電路，都是由若干具有簡(jiǎn)單功能的單元電路組成的。這些單

4、元電路的性能指標(biāo)往往比較單一。在明確每個(gè)單元電路的技術(shù)指標(biāo)后，要分析清楚單元電路的工作原理，設(shè)計(jì)出各單元的電路結(jié)構(gòu)形式。盡量采用學(xué)過的或熟悉的單元電路，也要善于通過查閱資料、分析研究一些新型電路，開發(fā)利用新型器件。設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和步驟：設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和步驟： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已選定的總體方案的原理框圖，確定對(duì)各單元電路的設(shè)計(jì)要求，必要時(shí)應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類的接口電路，以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)、降低成本。 擬定出各單元電路的要求后，應(yīng)全面檢查一遍，確實(shí)無誤后方可按一定順序分別設(shè)計(jì)各單元電路。設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和步驟

5、：設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和步驟： 選擇單元電路的結(jié)構(gòu)形式。一般情況下，應(yīng)查閱有關(guān)資料，以豐富知識(shí)、開闊眼界，從而找到適用的電路。當(dāng)確實(shí)找不到性能指標(biāo)完全滿足要求的電路時(shí)，也可選用與設(shè)計(jì)要求比較接近的電路，然后調(diào)整電路參數(shù)。各單元電路之間各單元電路之間 各單元電路之間要注意在外部條件、元器件使用、連接關(guān)系等方面的配合，盡可能減少元器件的數(shù)量、類型、電平轉(zhuǎn)換和接口電路，以保證電路最簡(jiǎn)單、工作最可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。各單元電路擬定后，應(yīng)全面地檢查一次，看每個(gè)單元各自的功能是否能實(shí)現(xiàn)，信息是否能暢通，總體功能是否滿足要求，如果存在問題必須及時(shí)做出局部調(diào)整。元器件的選擇與參數(shù)計(jì)算元器件的選擇與參數(shù)計(jì)算 選擇元

6、器件只要能清楚“需要什么”和“有什么”兩個(gè)問題，問題就好解決了。所謂“需要什么”是指根據(jù)具體問題的要求所選擇的方案，需要什么樣的元器件，即每個(gè)元器件各應(yīng)具有哪些功能和什么樣的性能指標(biāo)。所謂“有什么”是指有哪些元器件，哪些在市場(chǎng)上能買得到，它們的性能如何、價(jià)格如何、體積多大等。眾所周知，電子元器件的種類繁多，而且不斷出現(xiàn)新產(chǎn)品，這就需要用戶經(jīng)常關(guān)心元器件的新信息和新動(dòng)向，多查資料。一般優(yōu)先選用集成電路。元件的選擇元件的選擇 一般優(yōu)先選用集成電路 集成電路的廣泛應(yīng)用，不僅減少了電子設(shè)備的體積和成本，提高了可靠性，使安裝調(diào)試和維修變得比較簡(jiǎn)單，而且大大減化了電子電路的設(shè)計(jì)。但是，并不是采用集成電路就

7、一定比采用分立元器件好，有時(shí)功能相當(dāng)簡(jiǎn)單的電路，只要用一只二極管或三極管就能解決問題，若采用集成電路反而會(huì)使問題復(fù)雜化，而且增加成本。但在一般情況下，應(yīng)優(yōu)選集成電路，必要時(shí)，可畫出兩種電路，進(jìn)行比較。集成電路的選擇集成電路的選擇 集成電路的種類繁多，選用方法一般是“先粗后細(xì)”，即先根據(jù)主體方案考慮應(yīng)選用什么功能的集成電路，再進(jìn)一步考慮它的具體性能，然后再根據(jù)價(jià)格等因素選用什么型號(hào)。選擇的集成電路不僅要在功能和特性上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，而且要滿足功耗、電壓、溫度、價(jià)格等多方面的要求。阻容元件的選擇阻容元件的選擇 電阻和電容種類很多，正確選擇電阻和電容是很重要的，不同的電路對(duì)電阻和電容性能要求也不同，有

8、些電路對(duì)電容漏電要求很嚴(yán)格，還有些電路對(duì)電阻和電容的精度要求很嚴(yán)，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)電路的要求選擇性能和參數(shù)合適的阻容元件，并要注意功耗、容量、頻率、耐壓范圍是否滿足要求。分立元器件的選擇分立元器件的選擇 分立元器件包括二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管和晶閘管等，選擇器件的種類不同，注意事項(xiàng)也不同。例如三極管，在選用時(shí)應(yīng)考慮是NPN管還是PNP管，是大功率管還是小功率管，是高頻管還是低頻管，并注意管子的電流放大倍數(shù)、擊穿電壓、特征頻率、靜態(tài)功耗等是否滿足電路設(shè)計(jì)的要求。元器件的參數(shù)計(jì)算元器件的參數(shù)計(jì)算 單元電路的結(jié)構(gòu)、形式確定以后，需要對(duì)影響技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)的元器件進(jìn)行計(jì)算。這種計(jì)算有的需要根據(jù)電路理論公式進(jìn)

9、行，有的按照工程估算方法，有的可用典型電路參數(shù)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。選用的元器件參數(shù)值最終都必須采用標(biāo)稱值。計(jì)算電路參數(shù)時(shí)應(yīng)注意如下問題： 元件選擇的原則元件選擇的原則 各元器件的工作電流、工作電壓、頻率和功耗應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，以保證電路在規(guī)定的條件下正常工作，達(dá)到所要求的性能指標(biāo)。 對(duì)于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件，計(jì)算參數(shù)時(shí)應(yīng)按最不利的情況考慮。 設(shè)計(jì)元器件的極限參數(shù)時(shí)，必須留有足夠的余量，一般按1.5倍左右考慮。例如，如果實(shí)際電路中的三極管的VCE的最大值為20V，挑選三極管時(shí)應(yīng)按V(BR)CEO30V考慮。元件計(jì)算的原則元件計(jì)算的原則 電阻值應(yīng)盡可能選在1M范圍內(nèi)，一般最大

10、不超過10 M，其值應(yīng)在常用電阻標(biāo)稱值系列內(nèi)，并根據(jù)具體情況正確選擇電阻的品種。 非電解電容盡可能在100pF0.1F范圍內(nèi)選擇，其數(shù)值應(yīng)在常用電容標(biāo)稱值系列內(nèi)，并根據(jù)具體情況正確選擇電容的品種。元件計(jì)算的原則元件計(jì)算的原則 保證電路性能的前提下，盡可能設(shè)法降低成本，減少元器件的品種、功耗和體積，并為安裝調(diào)試創(chuàng)造有利條件。 在滿足性能指標(biāo)和上述各項(xiàng)要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先用現(xiàn)有的或容易買到的元器件，以節(jié)省時(shí)間和精力。 應(yīng)把根據(jù)計(jì)算所確定的各參數(shù)值標(biāo)在電路圖中適當(dāng)?shù)奈恢?。總體電路圖設(shè)計(jì)總體電路圖設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)好各單元電路以后，應(yīng)畫出總電路圖。總電路圖是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和印制電路板設(shè)計(jì)制作的主要依據(jù)，也是進(jìn)行生產(chǎn)

11、、調(diào)試、維修的依據(jù)，因此畫好一張總電路圖非常重要。畫總電路圖的一般方法如下：畫總電路圖的一般方法如下： 畫總電路圖應(yīng)注意信號(hào)的流向，通常從輸入端或信號(hào)源畫起，由左到右或由上到下按信號(hào)的流向依次畫出各單元電路。但一般不要把電路畫成很長(zhǎng)的窄條，必要時(shí)可按信號(hào)流向的主通道依次把各單元電路排成類似字母“U”的形狀，它的開口可以朝左，也可以朝向其他方向。 盡量把總電路圖畫在同一張圖上，如果電路比較復(fù)雜，一張圖畫不下，應(yīng)把主電路畫在同一張圖上，而把一些比較獨(dú)立或次要的部分(例如直流穩(wěn)壓電源)畫在另一張或者幾張圖上，并用適當(dāng)?shù)姆绞秸f明各圖之間的信號(hào)聯(lián)系。 電路圖中所有的連線都要表示清楚，各元器件之間的絕大多

12、數(shù)連線應(yīng)在圖上直接畫出。連線通常畫成水平線或豎線，一般不畫斜線。互相連通的交叉線，應(yīng)在交叉處用圓點(diǎn)標(biāo)出。連線要盡量短。電源一般只標(biāo)出電源電壓的數(shù)值(例如+5V，+15V，-15V)。電路圖的安排要緊湊、協(xié)調(diào)，疏密恰當(dāng)，避免出現(xiàn)有的地方畫得很密，有的地方卻空出一大塊?？傊?，要清晰明了，容易看懂，美觀協(xié)調(diào)。 電路圖中的中大規(guī)模集成電路，通常用方框圖表示。在框中標(biāo)出它的型號(hào)，框的邊線兩側(cè)標(biāo)出每根連線的功能名稱和管腳號(hào)。除中大規(guī)模器件外，其余元器件的符號(hào)應(yīng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化。 集成電路器件的管腳較多，多余的管腳應(yīng)作適當(dāng)處理。 如果電路比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)不足，有些問題在畫出總體電路之前難以解決，可以先畫出總電路

13、圖的草圖，調(diào)整好布局和連線之后，再畫出正式的總電路圖。審圖審圖 因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過程中有些問題難免考慮不周，所以在畫出總電路圖后，要進(jìn)行全面審查，審圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 先從全局出發(fā)，檢查總體方案是否合適，有無問題，再檢查各單元電路的原理是否正確，電路形式是否合適。審圖審圖 檢查各單元電路之間的電平、時(shí)序等配合有無問題。 檢查電路圖中有無煩瑣之處，是否可以化簡(jiǎn)。 要特別注意電路圖中各元器件是否工作在額定值范圍內(nèi)，以免實(shí)驗(yàn)時(shí)損壞。 解決所發(fā)現(xiàn)的全部問題后，若改動(dòng)較多，應(yīng)當(dāng)復(fù)查一遍。電子電路的安裝與調(diào)試電子電路的安裝與調(diào)試 電子電路的安裝與調(diào)試在電子電路實(shí)踐和電子工程技術(shù)中都占有非常重要的地位。它是把理

14、論付諸于實(shí)踐的階段，也是將理論電路轉(zhuǎn)換為實(shí)際電路和電子設(shè)備的過程。這一過程的實(shí)現(xiàn)，為電子技術(shù)在人類的社會(huì)生活和生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮巨大作用提供了現(xiàn)實(shí)性和可能性的保證。同時(shí)，這一過程也是對(duì)理論設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)、修改和完善。電子電路的安裝電子電路的安裝 簡(jiǎn)單的電子電路安裝可在接插板(面包板)上完成。較復(fù)雜的電子電路需制作專門的印制電路板，還必須考慮電路的布局、焊接、組裝等工藝。這些內(nèi)容將在后面的有關(guān)章節(jié)中做詳細(xì)的介紹。電子電路的調(diào)試電子電路的調(diào)試 電子電路的調(diào)試在電子工程中占有重要地位，是對(duì)設(shè)計(jì)電路的正確與否及性能指標(biāo)的檢測(cè)過程，也是初學(xué)者實(shí)踐技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。 調(diào)試過程是利用符合指標(biāo)要求的各種電子測(cè)量?jī)x器

15、，如示波器、萬用表、信號(hào)發(fā)生器、頻率計(jì)、邏輯分析儀等。對(duì)安裝好的電路或電子裝置進(jìn)行調(diào)整和測(cè)量，以保證電路或裝置正常工作；同時(shí)，判別其性能的好壞，各項(xiàng)指標(biāo)是否符合要求等。因此，調(diào)試必須按一定的方法和步驟進(jìn)行。調(diào)試的方法和步驟調(diào)試的方法和步驟 不通電檢查 電路安裝完畢后，不要急于通電，應(yīng)首先認(rèn)真檢查接線是否正確，包括多線、少線、錯(cuò)線等，尤其是電源線不能接錯(cuò)或接反，以免通電后燒壞電路或元器件。查線的方式有兩種：一種是按照設(shè)計(jì)電路接線圖檢查安裝電路，在安裝好的電路中按電路圖一一對(duì)照檢查連線；另一種方法是按實(shí)際線路，對(duì)照電路原理圖按兩個(gè)元件接線端之間的連線去向檢查。無論哪種方法，在檢查中都要對(duì)已經(jīng)檢查過

16、的連線做標(biāo)記，使用萬用表檢查連線很有幫助。調(diào)試的方法和步驟調(diào)試的方法和步驟 直觀檢查 連線檢查完畢后，直觀檢查電源、地線、信號(hào)線、元器件接線端之間有無短路，連線處有無接觸不良，二極管、三極管、電解電容等有極性元器件引線端有無錯(cuò)接、反接，集成塊是否插對(duì)。調(diào)試的方法和步驟調(diào)試的方法和步驟 通電檢查 把經(jīng)過準(zhǔn)確測(cè)量的電源電壓加入電路，但暫不接入信號(hào)源信號(hào)。電源接通之后不要急于測(cè)量數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果，首先要觀察有無異常現(xiàn)象，包括有無冒煙、有無異常氣味、觸摸元件是否有發(fā)燙現(xiàn)象、電源是否短路等。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，排除故障后方可重新通電。調(diào)試的方法和步驟調(diào)試的方法和步驟 分塊調(diào)試 調(diào)試包括測(cè)試和調(diào)整

17、兩個(gè)方面。測(cè)試是在安裝后對(duì)電路的參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量；調(diào)整則是在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)電路的結(jié)構(gòu)或參數(shù)進(jìn)行修正，使之滿足設(shè)計(jì)要求。 為了使測(cè)試能夠順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)的電路圖上應(yīng)標(biāo)出各點(diǎn)的電位值、相應(yīng)的波形以及其他參考數(shù)值。分塊調(diào)試分塊調(diào)試 調(diào)試方法有兩種。第一種是采用邊安裝邊調(diào)試的方法，也就是把復(fù)雜的電路按原理圖上的功能分塊進(jìn)行調(diào)試，在分塊調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大調(diào)試的范圍，最后完成整機(jī)調(diào)試，這種方法稱為分塊調(diào)試。采用這種方法能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，這是常用的方法，對(duì)于新設(shè)計(jì)的電路更為有效。另一種方法是整個(gè)電路安裝完畢后，實(shí)行一次性調(diào)試。這種方法適用于簡(jiǎn)單電路或定型產(chǎn)品。這里僅介紹分塊調(diào)試。 分塊調(diào)試是把

18、電路按功能分成不同的部分，把每個(gè)部分看成一個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試。比較理想的調(diào)試程序是按信號(hào)的流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。分塊調(diào)試分為靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試一般指在沒有外加信號(hào)的條件下測(cè)試電路各點(diǎn)的電位。如測(cè)試模擬電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，數(shù)字電路的各輸入、輸出電平及邏輯關(guān)系等，將測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，若超出指標(biāo)范圍，應(yīng)分析原因，并進(jìn)行處理。動(dòng)態(tài)調(diào)試動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試可以利用前級(jí)的輸出信號(hào)作為后級(jí)的輸入信號(hào)，也可利用自身的信號(hào)來檢查電路功能和各種指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，包括信號(hào)幅值、波形的形狀、相位關(guān)系，頻率、放大倍數(shù)、輸

19、出動(dòng)態(tài)范圍等。模擬電路比較復(fù)雜，而對(duì)數(shù)字電路來說，由于集成度比較高，一般調(diào)試工作量不大，只要元器件選擇合適，直流工作點(diǎn)狀態(tài)正常，邏輯關(guān)系就不會(huì)有太大問題。一般是測(cè)試電平的轉(zhuǎn)換和工作速度等。 整機(jī)聯(lián)調(diào)整機(jī)聯(lián)調(diào) 對(duì)于復(fù)雜的電子電路系統(tǒng)，在分塊調(diào)試的過程中，由于是逐步擴(kuò)大調(diào)試范圍，故實(shí)際上已完成了某些局部聯(lián)調(diào)工作。只要做好各功能塊之間接口電路的調(diào)試工作，再把全部電路接通，就可以實(shí)現(xiàn)整機(jī)聯(lián)調(diào)。整機(jī)聯(lián)調(diào)只需要觀察動(dòng)態(tài)結(jié)果，即把各種測(cè)量?jī)x器及系統(tǒng)本身顯示部分提供的信息與設(shè)計(jì)指標(biāo)逐一比較，找出問題，然后進(jìn)一步修改電路參數(shù)，直到完全符合設(shè)計(jì)要求為止。整機(jī)聯(lián)調(diào)整機(jī)聯(lián)調(diào) 調(diào)試過程中不能單憑感覺和印象，要始終借助儀

20、器觀察。使用示波器時(shí)，最好把示波器的信號(hào)輸入方式置于“DC”擋，它是直流耦合方式，同時(shí)可以觀察被測(cè)信號(hào)的交、直流成分。被測(cè)信號(hào)的頻率應(yīng)處在示波器能夠穩(wěn)定顯示的頻率范圍內(nèi)，如果頻率太低，觀察不到穩(wěn)定波形時(shí)，應(yīng)改變電路參數(shù)后測(cè)量。 調(diào)試注意事項(xiàng)調(diào)試注意事項(xiàng) 測(cè)試之前要熟悉各種儀器的使用方法，并仔細(xì)加以檢查，避免由于儀器使用不當(dāng)或出現(xiàn)故障而做出錯(cuò)誤判斷。 測(cè)試儀器和被測(cè)電路應(yīng)具有良好的共地，只有使儀器和電路之間建立一個(gè)公共地參考點(diǎn)，測(cè)試的結(jié)果才是準(zhǔn)確的。 調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)器件或接線有問題需要更換或修改時(shí)，應(yīng)關(guān)斷電源，待更換完畢認(rèn)真檢查后方可重新通電。調(diào)試注意事項(xiàng)調(diào)試注意事項(xiàng) 調(diào)試過程中，不但要認(rèn)真觀

21、察和檢測(cè)，還要認(rèn)真記錄。包括記錄觀察的現(xiàn)象、測(cè)量的數(shù)據(jù)、波形及相位關(guān)系，必要時(shí)在記錄中應(yīng)附加說明，尤其是那些和設(shè)計(jì)不符合的現(xiàn)象更是的記錄的重點(diǎn)。依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)才能把實(shí)際觀察的現(xiàn)象和理論預(yù)計(jì)的結(jié)果加以定量比較，從中發(fā)現(xiàn)問題，加以改進(jìn)，最終完善設(shè)計(jì)方案。通過收集第一手資料可以幫助自己積累實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，切不可低估記錄的重要作用。調(diào)試注意事項(xiàng)調(diào)試注意事項(xiàng) 安裝和調(diào)試自始至終要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，不能抱有僥幸心理。出現(xiàn)故障時(shí)，不要手忙腳亂，馬虎從事，要認(rèn)真查找故障原因，仔細(xì)做出判斷，切不可一遇到故障解決不了時(shí)就拆線重新安裝。因?yàn)橹匦掳惭b的線路仍然存在各種問題，況且原理上的問題也不是重新安裝電路就能解決的。電子

22、電路的故障分析與處理電子電路的故障分析與處理 在實(shí)踐、訓(xùn)練過程中，電路故障常常不可避免。分析故障現(xiàn)象、解決故障問題可以提高實(shí)踐和動(dòng)手能力。分析和排除故障的過程，就是從故障現(xiàn)象出發(fā)，通過反復(fù)測(cè)試，做出分析判斷、逐步找出問題的過程。首先要通過對(duì)原理圖的分析，把系統(tǒng)分成不同功能的電路模塊，通過逐一測(cè)量找出故障所在區(qū)域，然后對(duì)故障模塊區(qū)域內(nèi)部加以測(cè)量并找出故障，即從一個(gè)系統(tǒng)或模塊的預(yù)期功能出發(fā)，通過實(shí)際測(cè)量，確定其功能的實(shí)現(xiàn)是否正常來判斷是否存在故障，然后逐步深入，進(jìn)而找出故障并加以排除。電子電路的故障分析與處理電子電路的故障分析與處理 假如是原來正常運(yùn)行的電子電路，使用一段時(shí)間出現(xiàn)故障，其原因可能是

23、元器件損壞，或連線發(fā)生短路，也可能是使用條件的變化影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行。 調(diào)試中常見的故障原因 實(shí)際電路與設(shè)計(jì)的原理圖不符。 元器件使用不當(dāng)。 設(shè)計(jì)的原理本身不滿足要求。 誤操作等。查找故障的方法查找故障的方法 查找故障的通用方法是把合適的信號(hào)或某個(gè)模塊的輸出信號(hào)引到其它模塊上，然后依次對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)試，直到找到故障模塊為止。查找的順序可以從輸入到輸出，也可以從輸出到輸入。找到故障模塊后，要對(duì)該模塊產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行分析、檢查。查找模塊內(nèi)部故障的步驟如下。查找步驟查找步驟 檢查用于測(cè)量的儀器是否使用得當(dāng)。 檢查安裝的線路與原理是否一致，包括連線、元件的極性及參數(shù)、集成電路的安裝位置是否正確

24、等。 測(cè)量元器件接線端的電源電壓。使用接插板作實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)檢查是否因接線端不良而導(dǎo)致元器件本身沒有正常工作。 斷開故障模塊輸出端所接的負(fù)載，可以判斷故障來自模塊本身還是負(fù)載。查找步驟查找步驟 檢查元器件使用是否得當(dāng)或已經(jīng)損壞。在實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)中大量使用的是中規(guī)模集成電路，由于它的接線端比較多，使用時(shí)會(huì)將接線端接錯(cuò)，從而造成故障。在電路中，由于安裝前經(jīng)過調(diào)試，元器件損壞的可能性很小。如果懷疑某個(gè)元器件損壞，必須對(duì)它進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試，并對(duì)已損壞的元器件進(jìn)行更換。查找步驟查找步驟 反饋回路的故障判斷是比較困難的，因?yàn)樗前演敵鲂盘?hào)的部分或全部以某種方式送到模塊的輸入端口，使系統(tǒng)形成一個(gè)閉環(huán)回路。在這個(gè)

25、閉環(huán)回路中只要有一個(gè)模塊出故障，則整個(gè)系統(tǒng)都存在故障現(xiàn)象。查找故障需要把反饋回路斷開，接入一個(gè)合適的輸入信號(hào)使系統(tǒng)成為一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，然后再逐一查找發(fā)生故障的模塊及故障元器件等?？偨Y(jié)總結(jié) 前面介紹的通用方法對(duì)一般電子電路都適用，但它具有一定的盲目性，效率低。對(duì)于自己設(shè)計(jì)的系統(tǒng)或非常熟悉的電路，可以采用觀察判斷法，通過儀器、儀表觀察到結(jié)果，直接判斷故障發(fā)生的原因和部位，從而準(zhǔn)確、迅速地找到故障并加以排除?？偨Y(jié)總結(jié) 在電路中，當(dāng)某個(gè)元器件靜態(tài)正常而動(dòng)態(tài)有問題時(shí)，往往會(huì)認(rèn)為這個(gè)元器件本身有問題，其實(shí)有時(shí)并非如此。遇到這種情況不要急于更換器件，首先應(yīng)檢查電路本身的負(fù)載能力及提供輸入信號(hào)的信號(hào)源的負(fù)載能力

26、。把電路的輸出端負(fù)載斷開，檢查是否工作正常，若電路空載時(shí)工作正常，說明電路負(fù)載能力差，需要調(diào)整電路。如斷開負(fù)載電路仍不能正常工作，則要檢查輸入信號(hào)波形是否符合要求?？偨Y(jié)總結(jié) 由于諸多因素的影響，原來的理論設(shè)計(jì)可能要作修改，選擇的元器件需要調(diào)整或改變參數(shù)，有時(shí)可能還要增加一些電路或元器件，以保證電路能穩(wěn)定地工作。因此，調(diào)試之后很可能要對(duì)前面的“選擇元器件和參數(shù)計(jì)算”一步中所確定的方案再作修改，最后完成實(shí)際的總體電路，制作出符合設(shè)計(jì)要求的電子設(shè)備來。模擬電路的設(shè)計(jì)模擬電路的設(shè)計(jì) 傳感器電路部分主要是將非電信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信號(hào)放大、變換電路是對(duì)得到的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大和變換，再傳送到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)、執(zhí)

27、行機(jī)構(gòu)。其基本的功能電路有放大器、振蕩器、整流器及各種波形產(chǎn)生、變換電路等。驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)可輸出足夠的能量，并根據(jù)課題或工程要求，將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量，完成所需的功能。 模擬電子電路的設(shè)計(jì)方法，從整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來說，應(yīng)首先根據(jù)任務(wù)要求，再經(jīng)過可行性的分析、研究后，拿出系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，畫出總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖。模擬電子電路組成模擬電子電路組成 模擬電路的設(shè)計(jì)模擬電路的設(shè)計(jì) 在確定總體方案后，根據(jù)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，選擇合適的功能單元電路，然后確定所需要的具體器件的型號(hào)和參數(shù)。 最后再將單元器件及單元電路組合起來，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和修改，最終設(shè)計(jì)出完整的系統(tǒng)電路。需要說明的是，隨著科技的進(jìn)步，集成電

28、路正在迅速的發(fā)展，線性集成電路日漸增多，采用模擬線性集成電路組建電路已日趨廣泛，其電路的設(shè)計(jì)性能更加可靠。模擬電子線路設(shè)計(jì)舉例模擬電子線路設(shè)計(jì)舉例正弦波發(fā)生器的設(shè)計(jì)正弦波發(fā)生器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 確定電路形式 正弦振蕩器有RC正弦振蕩器和LC正弦振蕩器兩類。其中，RC橋式(文氏電橋)振蕩器是應(yīng)用較為普遍的典型正弦振蕩器。電路如圖2-5所示，令R1=R2=R，C1=C2=C，則該電路的振蕩頻率由式(1)決定。起振條件由式(2)決定. 在電路圖2-5中，表示二極管導(dǎo)通時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻。RCfo21dfPFrRRR/dfPFrRRR/RCfo212RRF采用二極管穩(wěn)幅的RC橋式振蕩器電路 選擇電路

29、參數(shù)選擇電路參數(shù) 因?yàn)镽C橋式振蕩器的振蕩頻率是由RC網(wǎng)絡(luò)決定的，所以選擇RC的值時(shí)，應(yīng)該把已知的振蕩頻率作為主要依據(jù)。 為了使選頻網(wǎng)絡(luò)的特性不受集成運(yùn)算放大器輸入電阻和輸出電阻的影響，選擇R時(shí)還應(yīng)考慮下列條件oirRrFRfCo0106. 010151014. 3212133kkRR6 .23161 . 21 . 31 . 21 . 3kkRRF4 .50241 . 21 . 2其他步驟其他步驟 計(jì)算電阻和電容的數(shù)值 選擇電阻 穩(wěn)幅電路的作用及參數(shù)選擇穩(wěn)幅電路的作用及參數(shù)選擇穩(wěn)幅電路的作用及參數(shù)選擇在實(shí)際電路中，由于元件誤差、溫度等外界因素的影響，振蕩器往往達(dá)不到理論設(shè)計(jì)效果。因此，一般在振

30、蕩器的負(fù)反饋支路中加入自動(dòng)穩(wěn)幅電路，根據(jù)振蕩幅度的變化自動(dòng)改變負(fù)反饋的強(qiáng)弱，達(dá)到穩(wěn)幅的目的。穩(wěn)幅二極管的選擇應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：a.為了提高電路的溫度穩(wěn)定性，應(yīng)盡量選用硅管；b.為了保證上下振幅對(duì)稱，兩個(gè)穩(wěn)幅二極管特性參數(shù)必須匹配。 電阻、值的確定實(shí)驗(yàn)證明，二極管的正向電阻與并聯(lián)電阻阻值差不多時(shí)，穩(wěn)幅特性和改善波形失真都有較好的效果。通常選幾千歐，選定后，的阻值便可以初步確定。 集成運(yùn)算放大器的選擇集成運(yùn)算放大器的選擇 選擇集成運(yùn)算放大器時(shí)，除希望輸入電阻較高和輸出電阻較低外，最主要的是要選擇其增益帶寬積滿足下列關(guān)系安裝調(diào)試安裝調(diào)試 安裝電路時(shí)應(yīng)注意所選用運(yùn)算放大器各引腳的功能和二極管的極性。 調(diào)

31、試電路時(shí)，首先應(yīng)反復(fù)調(diào)整值使電路起振，且波形失真最小。如果電路不起振，說明振蕩的幅值條件不滿足，應(yīng)適當(dāng)加大，如果波形失真嚴(yán)重，則應(yīng)減小或。 測(cè)量振蕩頻率，若不滿足設(shè)計(jì)要求，可適當(dāng)改變選頻網(wǎng)絡(luò)的R和C值，使振蕩頻率滿足設(shè)計(jì)要求。常見的模擬電子線路常見的模擬電子線路 有源濾波器是由運(yùn)算放大器和阻容元件組成的一種選頻網(wǎng)絡(luò)，其階數(shù)越高，濾波性能越好。 波形產(chǎn)生電路主要用來產(chǎn)生正弦波、方波和三角波等信號(hào)，其電路有多種結(jié)構(gòu)形式，但它們的基本結(jié)構(gòu)部分都是由放大電路構(gòu)成。目前，集成運(yùn)算放大器以其性能優(yōu)越、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。常見的模擬電子線路常見的模擬電子線路 直流穩(wěn)壓電源是將

32、交流市電降壓后，由二極管整流、電容濾波，經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，供給直流負(fù)載恒定的直流電源的一種裝置，其穩(wěn)壓電路可由分立元件來組成，也可由集成三端器件來組成。目前，集成三端器件以其優(yōu)越的性能獲得越來越廣泛的應(yīng)用。 鎳鎘電池充電器是一種很普通的充電裝置，其采用半波整流方式，具有線路簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠等優(yōu)點(diǎn) 數(shù)字電路的設(shè)計(jì)數(shù)字電路的設(shè)計(jì) 近年來，隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，由數(shù)字邏輯電路組成的數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)等已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。隨著電子電路的數(shù)字化程度越來越高，數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)顯得越來越重要，它已成為高等教育中相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及工程技術(shù)人員所必須掌握的基本技能。 數(shù)字電路的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：基本邏輯功能電路設(shè)計(jì)和邏輯電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。關(guān)于基本邏輯功能電路設(shè)計(jì)在數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中已做了詳細(xì)的介紹，這里主要介紹數(shù)字邏輯功能電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和指標(biāo)，將基本邏輯功能電路組合成邏輯電路系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱數(shù)字電路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 數(shù)字邏輯電路通常由四部分組成：輸入電路、控制運(yùn)算電路、輸出電路、電源電路，如圖所示。 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 輸入電路接收被測(cè)或受控電路系統(tǒng)的有關(guān)信息并進(jìn)行必要的變換或處理，以適應(yīng)控制運(yùn)算電路的需要。 控制電路則把接收到的信息進(jìn)行邏輯判斷