電路試驗(yàn)板試驗(yàn)和電路故障排查使用技巧

電子實(shí)驗(yàn)室便成了我最喜歡的課——雖然我需要花費(fèi)數(shù)小時(shí)，彎腰坐在一堆蛛網(wǎng)式電線前，跟蹤和探測(cè)每個(gè)電源和接地連接以及每個(gè)信號(hào)節(jié)點(diǎn)，只是為了發(fā)現(xiàn)自己試驗(yàn)版中的缺陷。我 非常喜歡電路故障排查，所以我自愿擔(dān)任電子實(shí)驗(yàn)室的助教。

專業(yè)技術(shù)提示：如果用完美修剪后的電線鋪設(shè)在試驗(yàn)板上，構(gòu)建整潔的電路（如圖1，而非圖2所示），電路故障排查會(huì)更容易。

圖1. 無焊試驗(yàn)板上極其整潔的電路。照片提供者：佐治亞理工學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程數(shù)字設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的Kevin Johnson。

圖2. 無焊試驗(yàn)板上的電線這樣鋪設(shè)，您一定會(huì)后悔！照片提供者：佐治亞理工學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程數(shù)字設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的Kevin Johnson。

但這些并沒能為我提供高級(jí)項(xiàng)目所需的知識(shí)和技能。我們需要制作一輛（微型）自動(dòng)駕駛汽車，聽起來并不難，但我的團(tuán)隊(duì)決定用"僅模擬"電路來實(shí)施（非常感謝團(tuán)隊(duì)中某位精通控制理論的 成員）。雖然我們唯一能夠成功實(shí)施的功能是"撞墻前停車"， 但至少比那些嘗試用微控制器構(gòu)建汽車的團(tuán)隊(duì)有進(jìn)步。

由于幾乎不具備任何經(jīng)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)自己需要研究設(shè)計(jì)的每個(gè)方面。用哪種傳感器來感測(cè)汽車是否正在靠近墻？如何購(gòu)買這種傳感器？購(gòu)買后又該怎么安裝？如何解釋輸出信號(hào)？我在電子實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)驗(yàn)并不如預(yù)期的那么有用。

當(dāng)時(shí)可能有大量資源可以幫助我完成這個(gè)項(xiàng)目，但我知之甚少（那是互聯(lián)網(wǎng)的早期階段，而我還是名學(xué)生）。多年以來，我收集了許多可以搜索資源的地方，每次開始新項(xiàng)目前都會(huì)去看看，有些地方或許對(duì)您的項(xiàng)目也有幫助。

如果您希望了解電路試驗(yàn)板試驗(yàn)和原型制作方面的入門技巧，請(qǐng)查看11月份的學(xué)子專區(qū)文章。

從Analog.com獲取樣片

首先談?wù)劽赓M(fèi)資源——ADI公司的免費(fèi)樣片計(jì)劃。您可以導(dǎo)航到產(chǎn)品頁(yè)面，然后向下滾動(dòng)到樣片和購(gòu)買來申請(qǐng)樣片。如果器件提供樣片（再?gòu)?qiáng)調(diào)一下，這是免費(fèi)的），您將在從ADI訂購(gòu)列中看到一個(gè)樣片按鈕：

圖3. 可申請(qǐng)樣片的ADI公司產(chǎn)品頁(yè)面。

請(qǐng)?jiān)L問上方鏈接，了解所有詳細(xì)信息——您需要注冊(cè)myAnalog帳戶才能申請(qǐng)樣片。另外，注冊(cè)帳戶時(shí)，請(qǐng)務(wù)必使用您的大學(xué)電子郵件地址——您無法使用Gmail或Yahoo Mail等免費(fèi)電子郵件帳戶來申請(qǐng)樣片。

在線搜索和訂購(gòu)器件

對(duì)于試驗(yàn)板試驗(yàn)，推薦采用DIP封裝（雙列直插式封裝）。如果您發(fā)現(xiàn)采用DIP封裝的試驗(yàn)板可以購(gòu)買，但不提供樣片，該怎么辦？您可以選擇從Digi-Key、Mouser等供應(yīng)商處購(gòu)買該器件。我最喜歡的器件搜索引擎之一是Octopart——例如，在Octopart搜索采用DIP封裝的10kΩAD5206電位計(jì)：https://octopart.com/search?q=AD5206&specs.resistance.value=10000&start=0&specs.case_package.value=DIP

圖4. 常見的電子器件供應(yīng)商網(wǎng)頁(yè)。以O(shè)ctopart為例。

AD5206是一款數(shù)控電位器，適用于很多項(xiàng)目。但我無法從analog.com/cn獲取采用DIP封裝的免費(fèi)樣片?？梢愿鶕?jù)成本從Octopart中列出的供應(yīng)商中選擇一家購(gòu)買。

無論是通過Octopart，還是直接在供應(yīng)商網(wǎng)站上查看，請(qǐng)務(wù)必注意MOQ（最小可訂購(gòu)數(shù)量）。通常情況下，同一器件可以多種庫(kù)存單位銷售，唯一的區(qū)別就是最小數(shù)量。

找不到適合我試驗(yàn)板的DIP器件

不如在進(jìn)行過試驗(yàn)板試驗(yàn)的電路中嘗試SOIC（或其他封裝）器件。例如，采用其他封裝（特別是SOIC和TSSOP）的AD5206可以提供免費(fèi)樣片，如圖5所示。

圖5. 適用于AD5206數(shù)字電位器的SOIC和TSSOP封裝選項(xiàng)。

對(duì)于使用不太支持試驗(yàn)板的SOIC器件進(jìn)行的試驗(yàn)板試驗(yàn)，SOIC轉(zhuǎn)DIP分線板非常適合——只要您會(huì)焊接或找人教您即可。

我通常在sparkfun.com 和 adafruit.com上查看分線板和電路教程。這兩個(gè)網(wǎng)站都有SOIC轉(zhuǎn)DIP適配器——只需在網(wǎng)站搜索欄中搜索"SOIC"即可。例如：

● https://www.adafruit.com/products/1208

● https://www.sparkfun.com/products/496

（另外，在這種情況下，Adafruit分線更加靈活易用——超長(zhǎng)焊盤可以容納多種SOIC封裝，并使焊接變得更容易一點(diǎn)。）

我不知道如何焊接

還是建議您前往Sparkfun和Adafruit網(wǎng)站。這兩個(gè)網(wǎng)站上提供非常詳細(xì)的書面教程以及視頻。例如，如果您要將SOIC焊接到SOIC轉(zhuǎn)DIP分線，那么您需要了解一些表面貼裝技術(shù)，網(wǎng)址如下：

● https://learn.adafruit.com/adafruit-guide-excellent-soldering/surface-mount?view=all

● https://www.sparkfun.com/tutorials/category/2

如果您要構(gòu)建具有通孔元件的器件，請(qǐng)?jiān)L問以下網(wǎng)址：

● https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder---through-hole-soldering

● https://learn.adafruit.com/collins-lab-soldering/video?view=all

焊接需要時(shí)間去學(xué)習(xí)——實(shí)踐會(huì)讓您變得更加擅長(zhǎng)。如果有合適的設(shè)備，焊接就會(huì)更加容易。全部購(gòu)買可能非常昂貴，所以要盡力為您可使用的設(shè)備找到創(chuàng)客空間或?qū)嶒?yàn)室。老虎鉗、燈、放大鏡和夾取效果出色的鑷子等工具對(duì)您焊接項(xiàng)目的結(jié)果影響極大。盡量準(zhǔn)備好優(yōu)質(zhì)焊鐵。前文提到的所有教程都有類似推薦建議。

如果這是您第一次閱讀學(xué)子專區(qū)，請(qǐng)?jiān)凇赌M對(duì)話》檔案中查找以前的專欄。另外，如果您想收到《模擬對(duì)話》的電子郵件，請(qǐng)務(wù)必在myAnalog帳戶設(shè)置的管理更新 > 我的快訊部分訂閱。

圖6. MyAnalog帳戶入門指南。

最后是電路測(cè)驗(yàn)

繼續(xù)我們刺激思維過程的傳統(tǒng)，本月的測(cè)驗(yàn)如圖7所示。在EngineerZone?中文技術(shù)論壇的學(xué)子專區(qū)部分查看答案。

圖7. 測(cè)驗(yàn)：確定1 mA電流源兩端的源電壓。
編輯：hfy