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常见故障现象及原因分析 in 电子电路

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)直流电路常见故障及产生原因直流电源是电子电路工作的动力,直流供电不正常,电子电路肯定不能正常工作。直流电路常见故障有电压、电流过大或过低。2)交流电路常见故障及产生原因电子电路中最容易发生交流电路的故障,这类故障也是最复杂的,查找难度更大。这要根据实验现象和电路原理等具体情况进行深入分析,才能找到故障原因。需要指出的是,一般的集成电路测试仪只能检测器件的某些静态特性。

常见故障现象及原因分析 in 电子电路

1)直流电路常见故障及产生原因

直流电源是电子电路工作的动力,直流供电不正常,电子电路肯定不能正常工作。对于大功率电路,由于消耗能量多,发热量大,供电异常极易损坏大功率器件。因此,查找故障首先从直流供电电路入手。

直流电路常见故障有电压、电流过大或过低。排除电源本身的原因之外,主要是电路直流通道异常引起,其中包括供电回路中的去耦电阻和滤波电容设置不当,晶体管电路中的偏置电阻、负载电阻、耦合电容、旁路电容有问题等。一般情况下,电阻发生断路、电容漏电或短路、晶体管损坏、接线错误造成电路中短路或断路。

2)交流电路常见故障及产生原因

电子电路中最容易发生交流电路的故障,这类故障也是最复杂的,查找难度更大。常见故障的查找思路如下:

(1)有输入信号,无输出信号

在排除直流故障后,这种现象常常是电路中的耦合元件异常引起的,如电感、电容开路或旁路电容短路等,晶体管损坏也是一个原因,这类故障在直流检查过程中很容易被发现。

(2)无输入信号,有输出信号(振荡电路除外)

这种故障极有可能是电路产生了自激振荡,这是多级放大器和深度负反馈放大器最容易出现的故障之一。判别的方法是用示波器观察其输出信号的波形,一般电路自激产生的信号输出幅度较大,并伴有波形失真,其频率常在电路的通频带之外;极低频率的自激振荡(又称为汽船声)主要是供电电源内阻太大或极间去耦不良引起的;高频自激多是分布参数引起的,如晶体管的极间电容、元件布置不合理、电路屏蔽不好、接地不良等。集成运算放大器开环应用时最容易产生自激,应予以足够的重视。

(3)输出信号幅度太小或太大

在电路输入加上测试信号后,观察电路中各点的信号幅度和波形是检查交流故障的有效方法。根据设计要求,电路各级的放大量决定了各级输出幅度的大小。如果出现输出幅度异常,要检查影响各级放大量的因素,如晶体管的电流放大系数、级间耦合电路的衰减量、负载匹配的程度、调谐回路的谐振频率、负反馈系数等。这要根据实验现象和电路原理等具体情况进行深入分析,才能找到故障原因。

(4)输出信号波形严重失真(www.xing528.com)

晶体管本质上是一个非线性元件,用它来作线性放大器是利用其特性曲线的近似线性部分,这是依靠其静态工作点来控制的。如果输出信号波形严重失真,首先要检查晶体管静态工作点是否正确,在对称的电路中要检查晶体管的参数是否对称,元件参数是否对称等。此外,如果电路的放大倍数或反馈系数变化很大,也会引起波形失真,不过这种故障是与输出信号幅度变化同时出现的。

(5)噪声问题

噪声的来源很多,一般分两大类:一类来自电路内部,主要是晶体管、电阻器等产生的热噪声,电源滤波不良产生的低频噪声,高频元件屏蔽不良引起的互相干扰,电路接地不良等;另一类是外部干扰引起的噪声,尤其是高输入阻抗、高灵敏度电路最易受外界的干扰,对这种电路应考虑采取严密的屏蔽措施。

在电子电路中电源变压器是一个主要的噪声源,因此,对电源变压器应采取严格的隔离和屏蔽措施。

(6)振荡电路不起振

振荡电路是采用正反馈的电子电路,起振条件包括相位条件和振幅条件。正反馈的相位条件在设计电路时决定,一般不会有什么问题,只是在变压器反馈的电路中,反馈线圈的极性有可能接错。对此,在调试时反接就可以检验。振幅条件是由放大器的放大倍数来决定的,在设计时应该留有较大的余量或有调节措施,通常是调节晶体管工作点或负反馈系数来满足起振条件。

(7)在数字逻辑电路实验中的问题

在数字逻辑电路实验中,出现的问题一般有3 个方面的原因:器件故障、接线错误和设计错误。

①器件故障。是器件失效或接插问题引起的故障。器件失效表现为器件工作不正常,这需要更换器件;器件接插问题,如管脚折断或器件的某个(或某些)引脚没有插到插座中等,也会使器件工作不正常;对于器件接插错误,有时不易发现,需要仔细检查。判断器件失效的方法是用集成电路测试仪测试器件。需要指出的是,一般的集成电路测试仪只能检测器件的某些静态特性。对负载能力等静态特性和上升沿、下降沿、延迟时间等动态特性,一般的集成电路测试仪不能测试。测试器件的这些参数,需使用专门的集成电路测试仪。

②接线错误。在教学实验中,最常见接线错误有漏线错误和布线错误。漏线的现象往往是忘记连接电源和地、线路输入端悬空。悬空的输入端可用三状态逻辑笔或电压表来检测。一个理想的TTL 电路逻辑0 电平为0.2~0.4 V,逻辑1 电平为2.4 ~3.6 V,而悬空点的电平为1.6~1.8 V。CMOS 的逻辑电平等于实际使用的电源电压和地线。接线错误会使器件(不包括OC 门和OD 门)的输出端短路。两个具有相反电平的TTL 集成电路输出端,如果短路以后将会产生大约0.6 V 的输出电压。

③设计错误。设计错误自然会造成与预想的结果不一致,原因是没有掌握所用器件的原理。在集成逻辑电路实际应用中,不用的输入端是不允许悬空的。因为由于电磁感应,悬空的输入端易受到干扰产生噪声,而这种噪声有可能被逻辑门当作输入逻辑信号,从而产生错误的输出信号。因此,常把不用的输入端与有用的输入端连接到一起,或根据器件类型,把它们接到高电平或低电平。在带有触发器的电路中,未能正确处理边沿转换时间和激励信号变化时间之间的关系,也会造成错误。

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