電子電路設(shè)計(jì)調(diào)試方法與步驟

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摘要：電子電路調(diào)試是電路設(shè)計(jì)中的重中之重，可提升電子電路的實(shí)效性。為實(shí)現(xiàn)電子電路設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)化，文中討論了基于電子電路設(shè)計(jì)基本原則對(duì)其常用調(diào)試方法和調(diào)試步驟，可以優(yōu)化電子電路設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電子電路設(shè)計(jì)；調(diào)試方法；調(diào)試步驟

1電子電路設(shè)計(jì)基本原則

1.1整體性原則

在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)基于宏觀角度進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。具體而言，將設(shè)計(jì)重點(diǎn)聚焦于各個(gè)元件之間的關(guān)系，并兼顧線路布局，對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合考慮?；谡w性原則指導(dǎo)，再深入分析不同部分。基本要點(diǎn)如下：首先，綜合電子電路是為了深入分析各個(gè)部分，只有在整體性原則下進(jìn)行分析，才能使分析過(guò)程有的放矢；其次，分析也是為了之后更好的綜合，基于透徹分析，更好把握不同要素的性質(zhì)；最后，無(wú)論是分析還是綜合，兩者相結(jié)合是為了在整體把握的基礎(chǔ)上，對(duì)部分進(jìn)行兼顧，保證電子電路設(shè)計(jì)較高的完善程度[1]。

1.2功能性原則

無(wú)論是何種復(fù)雜性較強(qiáng)的電子電路設(shè)備，都可以將電路整體分解成不同系統(tǒng)。若系統(tǒng)完整程度較高，則各個(gè)系統(tǒng)功能也應(yīng)保證完好，微小系統(tǒng)同樣應(yīng)保證功能可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)?；谶@個(gè)原則，就可以將整體分解成小系統(tǒng)，并嚴(yán)格排查不同系統(tǒng)的功能，判斷系統(tǒng)功能是否存在一定問(wèn)題，這樣就能夠保證系統(tǒng)整體功能不受影響。

1.3最優(yōu)化原則

即使單個(gè)元件無(wú)懈可擊，但是相互組合的成品也未必相對(duì)完美。電子電路應(yīng)當(dāng)格外重視元件之間相互的配合，保證較高的協(xié)調(diào)性，這樣才能提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率。因此，在組合元件的問(wèn)題上，應(yīng)當(dāng)重視最優(yōu)化原則，保證電子電路設(shè)計(jì)成品達(dá)到要求[2]。

1.4穩(wěn)定性原則

機(jī)器的正常運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)重視電子電路的核心地位，也會(huì)對(duì)機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大影響，因此，電子電路應(yīng)當(dāng)具備一定可靠性和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)對(duì)電子線路性能問(wèn)題引起足夠重視，不能僅僅看重線路的復(fù)雜化，應(yīng)利用數(shù)字線路代替模擬線路，提高軟件和硬件搭配的合理性。除此之外，還應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)階段為薄弱環(huán)節(jié)提供一定保障，這樣在電子電路運(yùn)行受到干擾時(shí)，可以維持較高的穩(wěn)定性。

2電子電路設(shè)計(jì)基本步驟

2.1明確功能需求

設(shè)計(jì)課題之初，應(yīng)當(dāng)對(duì)課題進(jìn)行認(rèn)真研究，明確課題中心，圍繞課題進(jìn)行深入研究，兼顧課題各個(gè)方面細(xì)節(jié)，最后確定電路整體功能，以及所需要的各個(gè)元件，強(qiáng)化電子電路的性能。

2.2確定核心功能器件與總體設(shè)計(jì)方案

在明確課題基本思路的前提下，應(yīng)當(dāng)對(duì)需要設(shè)計(jì)的電子電路進(jìn)行明確定位，了解其具體功能，才能進(jìn)一步確定不同的功能器件，針對(duì)性進(jìn)行采購(gòu)，最終呈現(xiàn)出相對(duì)完整的設(shè)計(jì)方案。鑒于方案可能會(huì)和現(xiàn)實(shí)存在一定偏差，因此基于有備無(wú)患的思想，方案可以額外多出一些，在其中選擇最優(yōu)解，保證最大化提高實(shí)施效果[4]。

2.3功能單元電路設(shè)計(jì)和選擇

功能單元電路設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)明確不同單元電路要求，基于不同要求選定指標(biāo)參數(shù)。選擇單元功能時(shí)，應(yīng)重視功能整體性的選擇，而不僅聚焦于當(dāng)元件的功能，這樣才能和整體性要求相配合。

3電子電路設(shè)計(jì)常用調(diào)試方法

3.1分塊調(diào)試法

分塊調(diào)試法實(shí)質(zhì)就是電子電路整體，基于一定規(guī)律針對(duì)類型不同的模塊，進(jìn)行調(diào)試工作。通常情況下，分塊調(diào)試法在分塊方式的劃分問(wèn)題上，主要是根據(jù)電路模塊功能的不同，單獨(dú)對(duì)模塊性能進(jìn)行調(diào)試。為提升劃分模塊的有效性，提高調(diào)試過(guò)后電路質(zhì)量達(dá)到要求，工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)電子電路工作原理和工作方式了如指掌，后續(xù)再進(jìn)行劃分。在調(diào)試階段劃分工作的落實(shí)上，應(yīng)當(dāng)依照信號(hào)流通線路的不同，將電子電路整體分成不同級(jí)別，逐漸將調(diào)試范圍提升，綜合性調(diào)試單個(gè)模塊的調(diào)試結(jié)果，進(jìn)而達(dá)到調(diào)試電子電路的目的[5]。

3.2整體調(diào)試法

相較于分塊調(diào)試法，整體調(diào)試法是在電子電路整體安裝完成之后，進(jìn)行總體調(diào)試，不會(huì)耗費(fèi)時(shí)間成本，在單獨(dú)測(cè)試上投入過(guò)多。通常情況下，如果電子電路具備相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，則應(yīng)用整體調(diào)試法情況較多，效果一樣很好，尤其是不適合進(jìn)行分塊調(diào)試的產(chǎn)品，整體調(diào)試法具備很強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用價(jià)值[6]。

4電子調(diào)試儀器

階段在電路調(diào)試中，常用儀器主要包含示波器、萬(wàn)用表以及信號(hào)發(fā)生器等，上述工具都能為調(diào)試電子電路帶來(lái)較大幫助，因此，合理使用這些儀器，能夠有效提升調(diào)試電子電路的效果。具體而言，示波器可以測(cè)量電路部間信號(hào)頻率與強(qiáng)度，靈敏度較高；萬(wàn)用表可以對(duì)交流電壓電流、電阻、二極管、三極管等儀器進(jìn)行測(cè)量；信號(hào)發(fā)生器可以在捕捉到電路中的信號(hào)并進(jìn)行測(cè)試[7]。

5電子電路具體調(diào)試步驟

在測(cè)試之前，一定要重視調(diào)試準(zhǔn)備工作的落實(shí)。其中，應(yīng)重視準(zhǔn)備技術(shù)文件，這也是進(jìn)行電子電路調(diào)試的首要任務(wù)，技術(shù)文件主要包含一系列文件，說(shuō)明書、制作原理、線路圖等等，保證調(diào)試工作的理論扎實(shí)程度。在準(zhǔn)備與使用儀器問(wèn)題上，應(yīng)當(dāng)在調(diào)試最開始將其準(zhǔn)備到位，對(duì)各種儀器使用原理和方法了如指掌；在準(zhǔn)備被調(diào)試產(chǎn)品上，應(yīng)當(dāng)檢查工序上是否存在不合格或遺漏現(xiàn)象，防止在正式調(diào)試階段，為應(yīng)付意想不到的麻煩疲于奔命；最后是準(zhǔn)備調(diào)試場(chǎng)地，布置調(diào)試場(chǎng)地應(yīng)當(dāng)和調(diào)試要求相符合，保證場(chǎng)地的清潔程度，并鋪設(shè)絕緣膠墊，避免出現(xiàn)漏電事件。具體而言，電子電路具體調(diào)試步驟大體分成四個(gè)環(huán)節(jié)：線路檢查、通電檢查、功能檢測(cè)和指標(biāo)檢測(cè)[8]。

5.1線路檢查

在電子電路設(shè)計(jì)調(diào)試階段，線路檢查主要應(yīng)當(dāng)集中于兩個(gè)方面：首先，線路檢查在檢查方式上，具備較強(qiáng)直觀性，在作業(yè)過(guò)程中，主要應(yīng)當(dāng)對(duì)電子電路線路連接的正確程度進(jìn)行檢查，判斷其中是否存在多線、少線或錯(cuò)線的問(wèn)題。為使檢查工作質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)檢查人員應(yīng)在電路設(shè)計(jì)圖紙上進(jìn)行對(duì)比，并在檢查階段在圖紙上進(jìn)行標(biāo)記，這種方式不但可以為檢查工作提供較強(qiáng)保障，而且還能促進(jìn)線路檢查效果的提升，防止出現(xiàn)漏查問(wèn)題。其次，檢查線路還應(yīng)當(dāng)檢查元器件的連接方式，在具體檢查時(shí)，應(yīng)當(dāng)借助儀表儀器的支持，判斷元件相互之間連接的正確性，以及元件連接到位情況。舉例來(lái)說(shuō)，在實(shí)際檢查中，工作人員會(huì)在測(cè)試時(shí)用到數(shù)字萬(wàn)用表，應(yīng)著重觀察連線兩側(cè)連接元件引腳位置和設(shè)計(jì)圖紙的對(duì)應(yīng)情況，這種方式可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)各類故障，例如連線和引腳接觸的不良程度[9]。

5.2通電檢查

通電檢查可以檢查電子電路通電性，從而為電路整體安全性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)提供較強(qiáng)保障。在進(jìn)行通電檢查時(shí)不會(huì)有任何信號(hào)源接入，在接入電源之后，可以對(duì)電子電路中存在冒火、冒煙，或者產(chǎn)生一味等情況進(jìn)行觀察，在保證最初觀察和判斷準(zhǔn)確性較強(qiáng)的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)入后續(xù)檢查工序。如果電子電路處于正常運(yùn)行狀態(tài)，在通電之后，就不會(huì)產(chǎn)生發(fā)燙發(fā)熱的情況?；诖?，若出現(xiàn)任何異常情況，工作人員不用立即進(jìn)入緊急狀態(tài)，可以第一時(shí)間將電源切斷，基于出現(xiàn)故障的實(shí)際位置，采取針對(duì)性處理手段，例如可以拔出出現(xiàn)故障的元器件，將故障排除之后在進(jìn)行電源測(cè)試。在接入元器件之后，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真檢查元器件引腳連接的正確程度，正確判斷電源電壓狀態(tài)是否正常，如果處在正常狀態(tài)，可以二次將電源接通，進(jìn)行相應(yīng)通電檢查。除此之外，為最大化強(qiáng)化檢測(cè)電子電路功能的全面性，在落實(shí)檢測(cè)工作時(shí)，還應(yīng)當(dāng)在電路輸入端接入信號(hào)源，信號(hào)源應(yīng)當(dāng)具備一定頻率和幅度。最后，還能夠應(yīng)用雙蹤示波器，對(duì)輸入和輸出信號(hào)信號(hào)幅值、波形形狀、頻率、相位關(guān)系等一系列參數(shù)值進(jìn)行觀察，檢測(cè)人員可以逐級(jí)，提高檢測(cè)的全面性。

6電子電路設(shè)計(jì)調(diào)試應(yīng)注意的問(wèn)題

調(diào)試之前應(yīng)當(dāng)事先確定儀器儀表各項(xiàng)正常功能是否符合規(guī)定，工作人員對(duì)儀器的使用應(yīng)當(dāng)熟極而流，這樣才能保證調(diào)試工作的準(zhǔn)確性。調(diào)試過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)力求工作嚴(yán)謹(jǐn)，仔細(xì)認(rèn)真落實(shí)相關(guān)工作，找到當(dāng)中存在的一些問(wèn)題，并認(rèn)真記錄各項(xiàng)調(diào)試數(shù)據(jù)，這樣才能夠?qū)Ξa(chǎn)生問(wèn)題的癥狀與原因，進(jìn)行深入的分析，從而在出現(xiàn)類似問(wèn)題之后，第一時(shí)間進(jìn)行維修。另外，在調(diào)試的同時(shí)，工作人員還應(yīng)當(dāng)兼顧自身安全，安裝或拆卸儀器時(shí)，一定要保證先斷電，之后進(jìn)行正常的拆卸安裝，同時(shí)應(yīng)兼顧電流電壓的量程，防止出現(xiàn)儀器儀表?yè)p壞，或者人身安全事故。調(diào)試電子電路并不是一蹴而就的事情，而是需要先進(jìn)行測(cè)量判斷，調(diào)整過(guò)后再重新測(cè)量，過(guò)程反反復(fù)復(fù)，直到電子電路問(wèn)題得到解決為止。7結(jié)束語(yǔ)電子電路調(diào)試方法較多，而且目的和手段各不相同。實(shí)際調(diào)試階段，工作人員一定要依照調(diào)試步驟嚴(yán)格進(jìn)行，視實(shí)際情況采用行之有效的調(diào)試方法，進(jìn)而提高電子電路設(shè)計(jì)的實(shí)效性。

參考文獻(xiàn)

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[5]谷士鵬,馬亞平,張洋.基于LM3S811的多路電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2019,27(1):134-139.

作者：魏邦霞 單位：貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院