電子電路設計調試方法與步驟

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摘要：電子電路的調試是電路設計成果進行檢驗的重要環節，需要不斷的研究和探討，使得好的設計變為實用成果。本文通過對電子電路設計的基本原理進行講解，重點對調試方法和步驟進行了詳細闡述，以期對電子電路設計調試技術人員有所幫助。

關鍵詞：電子電路；調試方法；調試步驟

引言

隨著社會的發展和科技的進步，我國的電子設備市場在不斷擴大，電子電路的研發和設計也在不斷更新，好的產品不僅設計精巧，功能明確，更加注重的是安全性、實用性和穩定性。如何設計出能用于生產實際的電子電路，這需要經過嚴格的檢測，使得理論能夠聯系實際，這就是電子電路的調試步驟。

1電子電路設計的基本原則和步驟

了解電子電路設計的基本原則是進行調試的前提，同時，對于一個成功的電子電路元件，進行調試也是一個驗證的過程。因此，在對其調試方法和步驟研討之前，有必要對其設計的原則和步驟進行介紹。

1.1基本原則

電子電路設計的思路應該滿足從整體到具體的思維框架，即從宏觀角度了解設計元件所要達到的目標或功能，再對所能實現其功能的組成部分逐個分析達到的條件和組裝依據，從而完成其設計方案。在這一系列過程中需要滿足一些通用的原則。第一，需要滿足功能性原則。不論如何復雜的電子電路設備，具備的所有功能其實是每一個單獨元件的功能集合，也即將復雜的整體電路單獨拆分后，每一個元件都要滿足各自獨立的功能，因此，在對電子電路分析的過程中，首先要認識和發現每一個組成元件的功能，確認功能完善，才能進行下一步的整體連接形成系統。第二，滿足整體性原則。上文已述，一個電子電路要實現某種功能，必然是單獨電子元器件的功能集合，但每一個電子元器件所實現的功能有限，因此，將所有電子元器件系統的連接在一起，實現某種功能的拓展和集合，才是一個完整的電子電路。第三，滿足可靠性原則。電子電路是一臺設備的核心部件，其作用關系到整臺機器的正常運行。因此，設計出的電子電路必須是具備一定的可靠性，即在一個壽命周期內在正常運行的條件下故障率要達標。因此，在設計電子電路時，不僅要實現目標功能，還要滿足諸如材料要求、工藝要求、型號匹配程度、保護設置等，另外，還要考慮軟件運行的可靠性，最終，實現電子電路可靠性的原則。第四，滿足最優化原則。越是可靠性高的電子電路，其構成很可能十分緊湊和協調，甚至其構成可能十分簡單，這與設計人員的設計思維緊密相關。這需要在設計過程中不斷總結和提高。另外，最優化的電子電路其性價比也更高，因為在空間上、材料上可能更節省，因此，電子電路的發展必然要趨向于更優化的原則。

1.2電子電路設計的基本步驟

對電子電路設計的基本步驟進行了解，這有助于我們更好的掌握調試步驟，特別是調試過程中發生的問題能夠更好地進行分析。首先，分析設計課題，確定功能目標。當我們拿到一個電子電路的設計課題后，要對設計的所有的要求和原則進行梳理和分析，主要有功能要求、可靠性要求、使用壽命、成本，包括使用的安全性等。其次，確定整體設計方案。這需要明確設計的核心功能，給本次設計的電子電路一個明確的功能定位，再根據其附屬的功能要求選擇不同的電子元器件，確定所有元器件都能滿足要求了，采取合理的系統設計方案，往往一個電子電路的設計方案有數十種，這就要根據上文中的最優化原則進行選擇，最終確定一種滿足所有設計原則的設計方案。再次，電子電路的設計。這主要是在整體方案構想完成后，對單元電路的功能進行連接組合的過程，在這個過程中，要滿足其整體性的要求，即將電子元器件有機組合的問題，其結果就是對電路圖紙的繪制過程。最后，電路試制與檢驗。電路圖繪制定稿后，就可以進行電路的試紙，采用電路板、電子元器件進行有效的焊接。完畢后，包括進行簡單的測試，最終，采用通電調試的方法進行檢測，確定是否需要修改和完善。

2電子電路設計常用的調試方法

通過上文中對設計的原則和步驟簡單的介紹可知，電子電路從試制完成后就要進行調試。

2.1調試儀器介紹

最常用的調試儀器有萬用表、示波器、信號發生器等。其中萬用表具有測試交流、直流的電壓、電阻，以及二極管的極性和阻值的測試。示波器則可以在測試過程中對信號幅值、頻率、初相角及波形進行監視測量，其靈敏度非常高，是最常用的電子電路檢測儀器。而信號發生器則是模擬電子電路功能檢測輸入設備之一，能夠代替設備實際運行時產生特殊的信號，從而完成電子電路的動態檢測。

2.2調試方法

在實施調試之前，需要對調試方法進行選擇。常用的電子電路設計調試方法有兩種，分別是分塊調試法和整體調試法。下面對這兩種方法進行分析。（1）分塊調試法。電子電路雖然是一個高度集成的系統設備，但其組成是由不同的具備單元功能的模塊。因此，對于較大電路的設計制造，往往每完成一個具備單元功能的模塊后就進行調試檢測，這樣可以在制造過程中就發現設計或制造的不足，便于改正和完善。這也同樣節約了工期。另外，對于一些可以劃分單元功能模塊功能的電子電路系統，在整體試制完成后，也同樣可以進行分塊調試法，這樣可以便于發現每一個模塊的功能作用，同樣有助于發現問題。對于一些通過整體調試法調試完成發現問題的，也需要通過分塊調試法來查找電路中的問題。因此，分塊調試法在教復雜且可以劃分功能模塊的電路中應用比較普遍，當然，這種測試相對來說比較耗費時間。（2）整體調試法。整體調試法應用于比較簡單的或者無法劃分功能模塊的整體電子電路的調試。另外，對于比較復雜的電子電路在采用分塊調試法調試完畢后，一般也會用整體調試法總體進行一次調試，以期達到完整功能的檢驗步驟，這種檢測方法效率較高。

3電子電路設計調試步驟

電子電路在正式調試開始前要做好各項準備工作，相關的技術文件，這包括設計課題文件、設計要求、設計圖紙、材料明細表、元器件設備明細表、說明書等，要充分理解設計意圖和相關要求。然后按照設備參數準備好相匹配的儀器儀表和工器具，并對測試儀器的誤差進行仔細的核算檢查。再對調試環境進行檢查，確保調試過程中儀器的干擾在可控范圍內，最后對安全情況，如設備保護接地情況、防漏電情況等進行檢查，確保設備安全、人身安全可以得到保證。上述準備工作完畢后，可以正式開始調試。（1）線路檢查。開展線路檢查主要是兩個方面。第一，是對電路板的直觀性檢查，主要是發現電子電路的連接是否按圖施工，有沒有明顯的錯誤連接和漏接情況，以及明顯的焊接或插拔連接缺陷等。在進行直觀性檢查時，為避免漏查，可以邊查邊在圖紙上做標記的方式進行。第二，對腳管等連接以及細密部件的檢查，這需要運用放大鏡進行查看，用萬用表等逐個進行測量，確保所有腳管位置正確，同樣，這種檢查也需要根據圖紙逐個核對。（2）通電檢查。通電檢查是對電路運行安全性的重要檢查步驟。一般在通電檢查前，不會加入信號及功能檢測，而是單純對電路施加運行電壓，查看在此電壓下電路的安全性和穩定性。在施加電壓時，要對電源有保護性措施，即漏電開關等。通電后，逐步開通電路中的開關電路，每級開通時，要有時間間隔，通過觸摸電路板查看發熱情況，觀察是否存在冒煙的情況。正常的可靠性高的電路板不會出現超過正常溫度的情況，更不會出現冒煙情況，一旦出現這種情況，要立即斷開電源，詳細進行檢查，一般出現問題的地方必然是發熱量較大或冒煙的節點。另外，還要通過氣味進行判斷，正常的電路板在通電初期，會出現少許的焦味，但不會劇烈，且經過短暫的運行后，氣味會慢慢變淡，因此要合理的區分和觀察。另外，針對電路板的過載能力也同樣要進行測試，在設計負載過載的幅值和時間指標范圍內，對電壓源進行調節，且在此過程中通過觀察電路板的情況來判定電路板的過載能力。（3）功能測試。功能測試是對電路板的目標功能實現情況的主要檢查步驟之一，但仍然不需要投入信號源。因為功能測試步驟主要檢測電路板的靜態工作參數值。查看在靜態工作條件下，其數值是否存在偏差。這主要是應用于檢測信號放大器的功能參數是否正常，各單元部件輸出參數是否在指標范圍內，需要使用萬用表、示波器進行檢查電壓和電流的幅值、初相角及頻率、波形是否滿足設計要求，邏輯關系是否正確等。（4）指標檢測。通過上述步驟后，基本判定了電子電路的安全性和穩定性，這時候就需要對電子電路能夠實現的目標功能進行詳細檢測。這需要加入信號輸出設備，通過輸入一定的幅值、波形等信號，讓電子電路實現其應有的功能。這種功能要達到在設備正常運行時的動態信號條件下的運行功能。特別是關鍵核心部件的參數測試，必須包含設計全部功能的邊緣值得測試。采用上文講述的分塊測試法和整體測試法，對單元模塊或整體進行完整的功能測試。

4結束語

綜上所述，電子電路設計常用調試方法，是在通過了解電子電路設計的原理和步驟基礎上，在對其實現功能的全面檢測過程。這其中要注意通過外觀檢查和通電檢查來確保其安全性和穩定性，通過功能檢測和指標檢測來判定電子電路設計是否成功。

作者：王青 單位：溧陽市天目湖中等專業學校