電子電路的常見故障及排除方法

在電子電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象，因此檢查和排除故障是電氣工程人員必備的實(shí)驗(yàn)技能。

面對(duì)一個(gè)整機(jī)電路，要從大量的元器件和線路中迅速、準(zhǔn)確地找出故障，這確實(shí)不太容易，而且故障又是五花八門，這就要求掌握正確的故障檢查和排除方法。一般來(lái)說(shuō)，故障診斷過程是：從故障現(xiàn)象出發(fā)，通過反復(fù)測(cè)試，做出分析判斷，逐步找出故障原因。

一、常見故障

1．測(cè)試設(shè)備引起的故障?？赡苡械臏y(cè)試設(shè)備本身就有故障，功能不靈或測(cè)試探棒損壞，使之無(wú)法測(cè)試；還有可能是操作者對(duì)儀器使用不正確而引起故障，如示波器旋鈕檔級(jí)選擇不對(duì)，結(jié)果造成波形異常甚至無(wú)波形。

2．電路中元器件本身原因引起的故障。如電阻、電容、晶體管及集成器件等特性不良或損壞。這種原因引起的故障現(xiàn)象經(jīng)常是電路有輸入而無(wú)輸出或輸出異常。

3．人為引起故障。如操作者將連線錯(cuò)接或漏接、元器件參數(shù)選錯(cuò)、三極管管型搞錯(cuò)、二極管或電解電容極性接反等等，都有可能導(dǎo)致電路不能正常工作。

4．電路接觸不良引起的故障。如焊接點(diǎn)虛焊、插接點(diǎn)接觸不牢靠、電位器滑動(dòng)端接觸不良、接地不良、引線斷線等。這種原因引起的故障一般是間歇式或瞬時(shí)出現(xiàn)，或者突然停止工作。

5．各種干擾引起的故障。所謂干擾是指外界因素對(duì)電路有用信號(hào)產(chǎn)生的擾動(dòng)。干擾源種類很多，常見有以下幾種：

（1）接地處理不當(dāng)引入的干擾。如接地線的電阻太大時(shí)，電路各部分電流流過接地線會(huì)產(chǎn)生一個(gè)干擾信號(hào)，以致影響電路的正常工作。減小該干擾的有效措施是降低地線電阻，一般采用比較粗的銅線。

“共地”是抑制噪聲和干擾的重要手段。所謂“共地”是將電路中所有接地的元器件都要接在電源的地電位參考點(diǎn)上。在正極性單電源供電電路中，電源的負(fù)極是電位參考點(diǎn)；在負(fù)極性單電源供電電路中，電源的正地是電位參考點(diǎn)；而在正負(fù)雙電源供電電路中，以兩個(gè)電源的正負(fù)極串接點(diǎn)為電位參考點(diǎn)。

（2）直流電源因?yàn)V波不佳而引入的干擾。各種電子設(shè)備一般都是用50Hz交流電壓經(jīng)過整流、濾波及穩(wěn)壓得到直流電壓源。因此，此直流電壓源含有50Hz或100Hz的紋波電壓，如果紋波電壓幅度過大，必然會(huì)給電路引入干擾。這種干擾是有規(guī)律性的，要減小這種干擾，必須采用紋波電壓幅值小的穩(wěn)壓電源或引入濾波網(wǎng)絡(luò)。

（3）感應(yīng)干擾。干擾源通過分布電容耦合到電路，形成電場(chǎng)耦合干擾；干擾源通過電感耦合到電路，形成磁場(chǎng)耦合干擾。這些干擾均屬于感應(yīng)干擾。它將導(dǎo)致電子電路產(chǎn)生寄生振蕩。排除和避免這類干擾的方法一是：采取屏蔽措施，屏蔽殼要接地；二是引入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，抑制由干擾引起的寄生振蕩。具體做法是在電路的適當(dāng)位置接入阻容網(wǎng)絡(luò)或單一電容網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際參數(shù)大小可通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試來(lái)確定。

二、檢查排除故障的基本方法

1．直接觀察法

直接觀察法是指不使用任何儀器，而只憑人的視覺、聽覺、嗅覺以及直接碰摸元器件作為手段來(lái)發(fā)現(xiàn)問題，尋找和分析故障。

直接觀察又包括通電前檢查和通電觀察兩個(gè)方面。

通電前主要檢查儀器的選用和使用是否正確；元器件引腳有無(wú)錯(cuò)接、接反、短路；印刷板有無(wú)斷線等。

通電后主要觀察直流穩(wěn)壓電源上的電流指示值是否超出電路額定值；元器件有無(wú)發(fā)燙、冒煙；變壓器有無(wú)焦味等。

此法比較簡(jiǎn)單，也較有效，故可作為對(duì)電路初步檢查之用。

2．參數(shù)測(cè)試法

參數(shù)測(cè)試法是借助于儀器發(fā)現(xiàn)問題，并通過理論知識(shí)分析找出故障原因。平時(shí)利用萬(wàn)用表檢查電路的靜態(tài)工作點(diǎn)就屬于該測(cè)試法的運(yùn)用。當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與設(shè)計(jì)值相差懸殊時(shí)，就可針對(duì)問題進(jìn)行分析，直至得以解決。以圖2.9所示電路為例。假定要測(cè)量由T2管組成的射極跟隨電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。在正常工作時(shí)，T2管的b、c、e電極上的靜態(tài)電位應(yīng)分別為VB2≈8.3V、VC2=15V、VE2≈7.6V，集電極電流IC2≈0.3mA。但實(shí)測(cè)結(jié)果為VB2≈0.19V，VCE2≈15V，考慮到硅管正常工作時(shí)VBE≈0.7V，可見管子已處于截止?fàn)顟B(tài)。那么T2管其為什么會(huì)截止呢？進(jìn)一步從決定VB2電位的電阻R／2和R5去尋找，結(jié)果發(fā)現(xiàn)問題出在R5的選用，把阻值應(yīng)為150kΩ的R5誤用了一個(gè)1.5kΩ的電阻，經(jīng)更換后故障即可排除。

順便指出，靜態(tài)工作點(diǎn)也可以用示波器“DC”輸入方式測(cè)定，其優(yōu)點(diǎn)是輸入阻抗高，因此對(duì)被測(cè)電路影響小，而且還能同時(shí)看到被測(cè)點(diǎn)的對(duì)地直流電位和信號(hào)波形，以及可能存在的干擾信號(hào)及噪聲電壓等，這樣就更有利于故障分析。

3．信號(hào)跟蹤法

在被調(diào)電路的輸入端接入適當(dāng)幅度與頻率的信號(hào)（如F=1kHz的正弦信號(hào)），利用示波器，并按信號(hào)的流向，從前級(jí)到后級(jí)逐級(jí)觀察電壓波形及幅值的變化情況，先確定故障在哪一級(jí)，然后即可有的放矢地作進(jìn)一步檢查。這種方法對(duì)各種電路普遍適用，在動(dòng)態(tài)調(diào)試中應(yīng)用更為廣泛。

4．對(duì)比法

懷疑某一電路存在問題時(shí)，可將此電路的參數(shù)和工作狀態(tài)與相同的正常電路一一進(jìn)行對(duì)比，從中分析故障原因，判斷故障點(diǎn)。

5．部件替換法

所謂部件替換法，就是利用與故障電路同類型的電路部件、元器件或插件板來(lái)替換故障電路中的懷疑部分，從而可縮小故障范圍，以便快速、準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)。

6．補(bǔ)償法

當(dāng)有寄生振蕩時(shí)，可用適當(dāng)容量的電容器，在電路各個(gè)合適部位通過電容對(duì)地短路。如果電容接到某點(diǎn)，寄生振蕩消失，表明振蕩就產(chǎn)生在此點(diǎn)附近或前級(jí)電路中。

值得注意的是，補(bǔ)償電容要選得適當(dāng)，不宜過大，通常只要能較好地消除有害信號(hào)即可。

7．短路法

短路法就是采取臨時(shí)短接一部分電路來(lái)尋找故障的方法。例如圖2.10所示電路，若用萬(wàn)用表測(cè)得T2管的集電極對(duì)地電壓為零，則有可能L1所在支路為斷路，此時(shí)不妨將L1兩端短路，如VC2正常，那就說(shuō)明故障發(fā)生在L1上。

短路法對(duì)檢查斷路性故障最有效。但要注意的是，在使用此法時(shí)，應(yīng)考慮到短路對(duì)電路的影響，例如對(duì)于穩(wěn)壓電路就不能采用短路法。

8．?dāng)嗦贩?/p>

斷路法用于檢查短路故障最有效。這也是一種逐步縮小故障范圍的方法。例如，某穩(wěn)壓電源因接入一帶有故障的電路，使輸出電流過大，此時(shí)，可采取依次斷開故障電路某一支路的辦法來(lái)檢查故障。如果斷開該支路后，電流恢復(fù)正常則說(shuō)明故障就發(fā)生在此支路。

在實(shí)際調(diào)試中，檢查和排除故障的方法是多種多樣，上面僅列舉了幾種常用的方法。這些方法的使用可根據(jù)設(shè)備條件、故障情況靈活掌握，對(duì)于簡(jiǎn)單的故障或許用一種方法即可查找出故障點(diǎn)，但對(duì)于較復(fù)雜的故障則需采用多種方法，并互相補(bǔ)充、互相配合，最后才能找出故障點(diǎn)。在一般情況下，尋找故障的常規(guī)做法是：

首先采用直接觀察法，排除明顯的故障。

然后采用萬(wàn)用表或示波器檢查靜態(tài)工作點(diǎn)。

最后可用信號(hào)跟蹤法對(duì)電路作動(dòng)態(tài)檢查。