谈电子电路维修对象的调试步骤及故障排除

谈电子电路维修对象的调试步骤及故障排除

杨国政,米晴晴

陕西黄河集团有限公司

摘要：随着我国科学技术的快速发展和电子工业的迅速崛起，电子技术已经在各个生产领域得到广泛应用，设计完善、安全、可靠的电子电路系统需要专业的设计人员，而电子设备在投入生产及使用过程中，则离不开一个关键环节—电路调试。电路的调试有助于发现并解决电路中存在的安全隐患，使各项性能指标均能满足产品规范文件的技术指标要求，从而使得电子设备能正常工作。电路调试工作是将平日积累的理论知识与实践应用进行有机结合，在实际的电路调试过程中，由于故障问题品类较多，所以，对电路原理图的深度研究、科学而有效的调试方法、完整的调试过程总结等变得尤为重要。

关键字：  调试  电路维修  测量设备

1电路维修对象的调试步骤

对于电路调试，正确合理的调试步骤可以排除绝大部分故障，大概率消除错焊、漏焊、虚焊、连焊等问题，避免上电造成电路损伤，有效的降低生产成本和提高产品质量。

1.1 调试准备

电路调试前的准备工作非常重要，规范、合理、完备的生产准备能有效加快调试工作的进程，杜绝设备、方法、环境因素的不良影响。准备工作主要有以下几项：一、测试设备准备：对于电路的检测，需要用到专用检测平台，一般有专用试验台、测试工装、检测平台等，其原则是对被检测电路进行上电检测，验证其功能是否满足技术指标要求，测试设备必须在使用的有效期内，由专门的计量单位定期检验，证明该测试设备功能正常，可对被测电路板进行正常检测；二、仪器仪表准备：在电路调试过程中，需要用到不少的仪器仪表，最常见的如万用表、示波器、钳形表、稳压电源等，还有一些特殊功能需求的如信号源、噪声仪、相位仪、频谱仪等，对仪器仪表的选择是基于产品规范有选择的准备，使用前检查其是否在使用的有效期内；三、资料准备：对电路板的检测，必须参照产品规范、工艺文件、图纸等；四、消化电路相关技术文件：在对电路进行调试前，需充分阅读相关纸质文件，对电路的原理，信号的产生、传输，需要完成的项目、内容做充分理解，以便更好的服务电路调试；五、检查：检查供电电源是否连接正确，测试连接电缆是否完好、连接是否正确等。

1.2 静态检查

在对电路进行上电调试之前，需要对维修对象电路进行静态检查，通过静态检查能发现大部分明显的焊接故障和元器件极性、标识错误，也能检查出基本的短路、断路故障。静态检查应保证被测件的基本加电条件，防止（仓促、准备不足）加电扩大故障范围。  一、目测检查：电路板在元器件和电缆连接线焊接完成后，需要对电路板进行目测检查。首先元器件的安装方向要正确，器件无明显损坏现象，接线无缠绕现象；其次检查电路板元器件及导线无虚焊、连焊、漏焊现象；再次检查电路板外观无破损，漆面没有缺失、划痕，漏字无不清楚等；二、利用万用表二极管档对电路进行测量：首先，对照电路原理图或者接线图对所有连接线进行通断检查，确保电路的正常运行；其次，需要用万用表对电路板的电源对地测量阻值，保证电路板电源不短路方可进行下一步操作。

1.3上电检测

调试工作关键的一步是对维修对象进行上电检测，首先将被测板装入测试设备，按照技术文件要求连接相应测试电缆，上电，重点监测供电电压、电流是否符合（范围），如果超出应立即关机排查故障点，待故障原因明确、采取措施后方可重新加电。按照工艺文件及技术规范操作，验证其功能是否符合技术指标要求，如果全部符合技术指标要求则被测件功能正常，可进入下一个程序，如正常产品，生产过程中需要进行温度冲击试验，表面三防处理，验收等工序，维修产品在更换焊接型器件后需要进行涂抹清漆处理等。对于无故障但是技术指标不在范围内的被测电路，可根据需要调整电路，如调整电位器、电容器、更换选配电阻等使得技术指标满足要求。

2 故障排除

维修对象产品在使用一段时间后出现故障，故障原因很可能是元器件损坏或性能变差，电缆连接线短路或断路，焊接点出现脱焊，接插件外层氧化导致接触不良，可调器件偏移量发生变化等。调试过程中的会发现各种各样的故障类型，正常流程的调试只能解决部分常见故障，对有些复杂故障难以排除。这种情况只有依据信号流向，采集电路不同部位的波形、状态、数据，必要时甚至要加入温度、湿度、机械等应力条件作为诱因，才能找出隐藏的故障点，从而恢复电路正常机能。以下简单说明产品调试过程中最常见的故障排查方法。

2.1观察法

观察法是指故障板在不上电状态下，根据使用方对故障件的问题描述，借

助放大镜或直接查看故障板连接线是否有断开、短路，元器件是否有丢失、烧黑、鼓包、炸裂、漏液等现象，印制板表面印制线是否有明显损伤，也可以借助X光机查看贴装芯片（尤其是FPGA、DSP类植球芯片）是否有明显虚焊，再没有发现明显问题时也可以用鼻子闻一闻是否有明显糊味，如果有明显糊味则表明有器件烧坏的可能性很大。

    2.2静态测量法

对于电源故障件，可利用万用表的二极管档位，红表笔接地，黑表笔接电源，测量其电源对地阻值，一般电源对地阻值都比较大，特殊的如1.2V电源对地阻值就会很小，此时可以参照工作正常电路板的值。除此之外，电源与电源之间也不可短路，比如5V和3.3V是不可以短路。对于数据线、地址线错误的故障件，可以使用万用表检测总线故障，通常各类总线（地址线、数据线、控制线）的外部特征阻值分别是近似一致的，从外部对总线的对地阻值进行测量，通常将万用表的红表笔接地，黑表笔对总线的测量端子进行测量，如果出现阻值数据差异较大的，则判断此路总线故障，对此路总线上的电阻、组排、芯片测量信号，如果电路的前后级不能脱开无法定位故障点，可将器件管脚脱开，最终定位故障部位。

2.3信号追踪法

当需要测试的信号无输出时，可以根据图纸从信号的输出到输入或从输入到输出一步步测量，在外围信号正常的情况下，当某个芯片有输入无输出时，则可判断该芯片故障，更换即可。

2.4替换法

对于部分可拆卸的器件或者部件，可以将其拆下来，安装到正常的电路板上，如果正常板出现相同故障现象，基本可以判定是该部件或器件故障。再将正常板上的同型号部件或器件安装到故障电路板上，故障电路板故障消失，则可判定为该部件、器件故障，更换即可。

2.5比较法

对于故障电路板，如果调试人员对其电路原理没有完全掌握，对信号流向不甚清楚时，可以先将正常电路板的各个元器件的信号测量、记录，再上电测量故障电路板，与正常电路板的测量数据进行比较，找出差异，最后寻找差异来源。

2.6利用仿真器调试

对运用可编程逻辑器件实现功能的数字电路，可通过编写好的源文件，利用仿真器对该器件进行源程序下载、调试，用仿真器运行软件，在怀疑的数据线通过cpu填入已知状态数据,再从目标数据位提取状态进行比较，相应的不一致的数据位即为故障位，逐级提取数据进行比较，就能定位CPU、FIFO、存储器、缓冲器等的器件故障和焊接故障。

3总结

在没有测量设备的情况下想要简单的定位故障部位可通过“望”、“闻”、“切”的简单方法。“望” 指目测观察，一些故障元器件会有明显的损坏痕迹，如电容器会有鼓包、漏液等现象，色环电阻会烧黑、烧化等现象，而一些集成电路会有穿孔、凸起等现象；“闻”对于一些电路板，出现电流突增或设备自动保护的情况，考虑器件损坏造成的电源短路现象，在不借助测试设备的情况下，可以用鼻子闻，有明显烧糊的味道，可定位器件损坏大概位置；“切”对于一部分器件，损坏以后上电检查，可以通过感知其表面温度来判断器件是否损坏，如果不是大功率器件而温度异常高，则判断器件故障或周围相关器件故障。故障的发生和故障现象多种多样，同一块电路板，不同时间可能会出现各种各样的故障现象，因此，详细记录每一次调试过程中遇到的故障现象和故障排除的方法有助于在后来的调试过程中快速解决问题，使电路板尽快投入生产使用。