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摘要:近几年我国社会经济的发展和进步使社会对于电子电路设计的要求不断提升,为了使电子电路设计满足当下社会需求,就需要采取正确的调试方法,提升电子电路设计质量。在电子电路设计调试过程中,工作人员应该按照标准调试步骤操作,避免由于调试方法错误降低调试质量,影响电子电路设计制作。鉴于此,文章针对电子电路设计常用调试方法与步骤进行了分析,以供参考。
关键词:电子电路设计;常用调试方法;步骤
1导言
随着社会的发展和科技的进步,我国的电子设备市场在不断扩大,电子电路的研发和设计也在不断更新,好的产品不仅设计精巧,功能明确,更加注重的是安全性、实用性和稳定性。如何设计出能用于生产实际的电子电路,这需要经过严格的检测,使得理论能够联系实际,这就是电子电路的调试步骤。
2电子电路设计的基本原则
电子电路设计的思路应该满足从整体到具体的思维框架,即从宏观角度了解设计元件所要达到的目标或功能,再对所能实现其功能的组成部分逐个分析达到的条件和组装依据,从而完成其设计方案。在这一系列过程中需要满足一些通用的原则。
第一,需要满足功能性原则。不论如何复杂的电子电路设备,具备的所有功能其实是每一个单独元件的功能集合,也即将复杂的整体电路单独拆分后,每一个元件都要满足各自独立的功能,因此,在对电子电路分析的过程中,首先要认识和发现每一个组成元件的功能,确认功能完善,才能进行下一步的整体连接形成系统。第二,满足整体性原则。一个电子电路要实现某种功能,必然是单独电子元器件的功能集合,但每一个电子元器件所实现的功能有限,因此,将所有电子元器件系统的连接在一起,实现某种功能的拓展和集合,才是一个完整的电子电路。第三,满足可靠性原则。电子电路是一台设备的核心部件,其作用关系到整台机器的正常运行。因此,设计出的电子电路必须是具备一定的可靠性,即在一个寿命周期内在正常运行的条件下故障率要达标。因此,在设计电子电路时,不仅要实现目标功能,还要满足诸如材料要求、工艺要求、型号匹配程度、保护设置等,另外,还要考虑软件运行的可靠性,最终,实现电子电路可靠性的原则。第四,满足最优化原则。越是可靠性高的电子电路,其构成很可能十分紧凑和协调,甚至其构成可能十分简单,这与设计人员的设计思维紧密相关。这需要在设计过程中不断总结和提高。另外,最优化的电子电路其性价比也更高,因为在空间上、材料上可能更节省,因此,电子电路的发展必然要趋向于更优化的原则。
3电子电路设计常用调试方法与步骤
电子电路设计作为电子工业中较为重要的专业之一,需要工作人员在使用电子技术的时候对电子电路设计进行合理的规划,使其能够有效安排各个电路安装过程,促使理论与实践相结合。在这种情况下,工作人员会使其主观想象转变为客观,这时就实现了合理的电路设计过程,将其想象转变为现实。也正是因为这一转变使工作人员发现电子技术在日常生活中存在的无限可能。基于理论实践,工作人员可以对其展开理论设计验证,进一步完善理论设计内容,对其不断优化,更好的完善相关系统指标。电子电路的调试主要是为了满足前期计划目标,因此这时可以在满足目标的情况下对其展开合理的分析、判断、测量,保证此系列操作的完整性。
3.1电子电路设计常用调试方法
3.1.1电子电路设计制作中调试工具
目前工作人员在开展电路调试的过程中需要选择正确的调试工具,其中主要分为万用表,示波器,信号发生器。首先,工作人员在开展电子电路设计调试的时候可以使用万用表测量交流、直流电流,电阻,电容,半导体,二极管,三极管数据参数,并合理判断引脚。目前使用较多的万用表主要包括数字式万用表,指针式万用表。其次,示波器作为电子电路设计中的另一调试设备,能够有效对各个信号的幅度及频率进行有效的测量。示波器的灵敏度较高,同时其具有较高的输入阻抗,对负载干扰相对较低的优势,在实际应用中精确度相对较低,示波器在实际应用过程中所使用的频带应超出被检测信号的频带,假如示波器频未超出被检测信号的频带,那么就会导致检测所得波形严重失真,无法为测试的稳定进行做出保证。最后,信号发生器在实际检测中应该辅以交流信号,这时可以采用信号发生器进行,同时信号发生器还可以产生正弦波形,三角波形及正方波形。
3.1.2调试方法
在实施调试之前,需要对调试方法进行选择。常用的电子电路设计调试方法有两种,分别是分块调试法和整体调试法。下面对这两种方法进行分析:第一,分块调试法。电子电路虽然是一个高度集成的系统设备,但其组成是由不同的具备单元功能的模块。因此,对于较大电路的设计制造,往往每完成一个具备单元功能的模块后就进行调试检测,这样可以在制造过程中就发现设计或制造的不足,便于改正和完善。这也同样节约了工期。另外,对于一些可以划分单元功能模块功能的电子电路系统,在整体试制完成后,也同样可以进行分块调试法,这样可以便于发现每一个模块的功能作用,同样有助于发现问题。对于一些通过整体调试法调试完成发现问题的,也需要通过分块调试法来查找电路中的问题。因此,分块调试法在教复杂且可以划分功能模块的电路中应用比较普遍,当然,这种测试相对来说比较耗费时间。第二,整体调试法。整体调试法应用于比较简单的或者无法划分功能模块的整体电子电路的调试。另外,对于比较复杂的电子电路在采用分块调试法调试完毕后,一般也会用整体调试法总体进行一次调试,以期达到完整功能的检验步骤,这种检测方法效率较高。
3.2电子电路设计常用调试方法的操作步骤
3.2.1电子电路调试准备工作
现阶段,工作人员在进行电子电路内部调试的时候,需要对具体调试方法和调试步骤进行充分的掌握,只有这样才能为电子电路调试工作的开展做出保证。工作人员在开展电子电路调试前期,应对准备工作进行完善。为了保证电子电路调试工作的稳定运行,需要对一些技术性文件进行筹备,为后续电子电路调试工作的开展提供参考。
例如,电子电路内部线路图,电力系统设计内容,设计说明等。工作人员在进行电子电路调试的时候,应该利用正确的调试工具,在电子电路调试开始前进行仪器准备和检查,保证调试设备可以正常运行。另外,工作人员在调试设备准备完毕后可以进行调试作业,保证调试场地内部无杂物,不存在漏电风险即可。电子电路调试准备工作完善后就可以展开以下的调试步骤,绝大多数情况下,准备工作结束后就可以开展线路及通电检查,功能及指标检测。
3.2.2线路检查
第一,是对电路板的直观性检查,主要是发现电子电路的连接是否按图施工,有没有明显的错误连接和漏接情况,以及明显的焊接或插拔连接缺陷等。在进行直观性检查时,为避免漏查,可以边查边在图纸上做标记的方式进行。第二,对脚管等连接以及细密部件的检查,这需要运用放大镜进行查看,用万用表等逐个进行测量,确保所有脚管位置正确,同样,这种检查也需要根据图纸逐个核对。
3.2.3通电检查
通电检查是对电路运行安全性的重要检查步骤。一般在通电检查前,不会加入信号及功能检测,而是单纯对电路施加运行电压,查看在此电压下电路的安全性和稳定性。在施加电压时,要对电源有保护性措施,即漏电开关等。通电后,逐步开通电路中的开关电路,每级开通时,要有时间间隔,通过触摸电路板查看发热情况,观察是否存在冒烟的情况。正常的可靠性高的电路板不会出现超过正常温度的情况,更不会出现冒烟情况,一旦出现这种情况,要立即断开电源,详细进行检查,一般出现问题的地方必然是发热量较大或冒烟的节点。另外,还要通过气味进行判断,正常的电路板在通电初期,会出现少许的焦味,但不会剧烈,且经过短暂的运行后,气味会慢慢变淡,因此要合理的区分和观察。另外,针对电路板的过载能力也同样要进行测试,在设计负载过载的幅值和时间指标范围内,对电压源进行调节,且在此过程中通过观察电路板的情况来判定电路板的过载能力。
3.2.4遵循电子电路设计中的接地原则
电子产品设计者在设计产品电子电路的过程中,若想运用接地技术取得良好的效果,必须遵循以下几点原则:首先,照产品使用原则,设计者要根据产品需要面对的工作环境,采用多样化的技术与工艺,不能心存侥幸地认为只采用一种技术就可以应对一切,寻求综合性的解决方案,才能够完成达到理想的抗干扰效果。同时,产品接地点要选择适当,避免出现“反人性”“反操作”的设计,要充分地考虑到安全性和兼容性,让企业电子产品发挥最大的价值,得到客户的青睐与认可。其次,在使用不接触大地的浮地接地方法时,要将电子设备与公共导线隔离开来,进而抑制住地下线路的干扰。但不可否认的是,这种方式舍弃了与大地相连接的方法,极容易造成静电的累积,这种累积达到一定电荷后,瞬间释放的静电电流容易将电子设备击穿。
3.2.5电子电路功能检测指标检测
电子电路功能检测在一般情况下,不需要进行信号源接入,电子电路设计调试过程中,工作人员对其采取检测时的检测方向主要集中在检测电路处于静态下的工作参数值,也就是检测电路的工作状态,可以对其内部数据合理性进行检测。比如,工作人员在实际检测过程中应该检测带有放大效果的元件是否处于其规定范围内,对电子电路内部的各个电路输入端,输出端,电瓶电压值进行检查,观察数值是否科学合理,检查电子电路内部逻辑检测关系是否符合规定。工作人员在检测的时候除了要对电子电路正向电源,负向电源进行检测还需要对调零电路上的漂移情况进行检查,为电子电路的稳定运行做出保证。另外,工作人员想要进一步促使全面性电子电路功能检测的实现,需要在行动检测过程中使电路输入端与输出端保持相同的频率及幅度,采取双踪示波器对输入,输出信号的波形,幅值,相位关系进行观察,为工作人员的逐级检测提供相应的支持。
电子电路内部在结束线路检查,通电检查,功能检测之后,工作人员即可掌握电子电路内部的实际运行情况。而指标检测属于电子电路检测中的最后一步,将其放在最后一步的原因是为了使其能够在上述操作的基础上开展电子电路使用效果检测。工作人员在进行电子电路检测的时候,需要按照设计标准进行,使其满足设计要求。同时指标检测作业的实施可以基于设计要求内部的技术标准实施。在这其中,如果相关参数标准内部存在较大差异,这时就需要工作人员对电子电路设计图纸进行二次分析,采取合理的电子电路调试方法完善设计图纸。
3.2.6功能测试
功能测试是对电路板的目标功能实现情况的主要检查步骤之一,但仍然不需要投入信号源。因为功能测试步骤主要检测电路板的静态工作参数值。查看在静态工作条件下,其数值是否存在偏差。这主要是应用于检测信号放大器的功能参数是否正常,各单元部件输出参数是否在指标范围内,需要使用万用表、示波器进行检查电压和电流的幅值、初相角及频率、波形是否满足设计要求,逻辑关系是否正确等。
结束语
总之,目前电子电路设计中采取的调试方法相对较多,为了使电子电路设计调试方法优势充分展示出来就需要结合电子电路设计情况选择正确的调试方法。另外,在一些电子电路设计制作中会存在特殊情况,这时如果使用单一的调试方法就无法实现完整的调试,因此在这时就需要工作人员结合多种调试方法,多种调试方法并行获得较好的调试效果。
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