电子产品结构第9章调试

第9章电子产品调试工艺装配工作只是把成百上千的元器件，按照设计的要求连接起来，而每个元器件的特性参数都不可避免地存在着微小的差异，其综合结果会使电路的各种性能出现较大的偏差，加之在装配过程中产生的各种分布参数的影响，故在整机电路刚组装完成，其各项技术指标一般不可能达到设计要求，必须通过调试才能达到规定的技术要求。第9章电子产品调试工艺第9章电子产品调试工艺9.1.1调试工作的内容1．调试的目的（1）调试的含义调试工作包括测试（检验）和调整两部分内容。①测试。主要是对电路的各项技术指标和功能进行测量与试验，并同设计的性能指标进行比较，以确定电路是否合格。它是电路调整的依据，又是检验结论的判据。②调整：主要是对电路参数的调整。一般是对电路中可调元器件（如可调电阻、可调电容、可调电感等）以及机械部分进行调整使电路达到预定的功能和性能要求。第9章电子产品调试工艺（2）调试的目的①查找设计上的缺陷和安装错误，并进行改进与纠正，或提出改进建议。②通过调整电路参数，避免因元器件参数或装配工艺的不一致，而造成电路性能的不一致或功能、技术指标达不到设计要求的情况发生，确保产品的各项功能和性能指标均达到设计要求。第9章电子产品调试工艺2.调试工作的主要内容电子产品的调试工作主要包含两个阶段的内容：产品研制阶段的调试工作和产品批量生产阶段的调试工作。产品研制阶段的调试由于参考数据少，甚至没有可以参考的数据，只有一些理论上的分析数据，产品电路还不成熟。因此，需要调整的元件较多，调试工作量较大，并且调试工作具有一定的摸索性。第9章电子产品调试工艺在产品批量生产阶段，由于有了研制阶段的调试工作基础，调试工艺已经基本成熟，因此，这个阶段的调试主要考虑调试效率，调试步骤和调试点、调试参数越少越好。生产阶段的调试工作大致有以下内容。⑴通电前的外观和内部连接检查工作。⑵测量电源工作情况。⑶通电观察。⑷测试与调整。⑸调试工作的最后内容是对产品进行老化和环境试验并且作好试验记录准备出厂。第9章电子产品调试工艺9.1.2调试方案的制订调试方案是指一系列适用于调试某产品的具体内容和项目、调试步骤和方法、测试条件和测试设备、调试作业流程和安全操作规定。调试方案的制订一般有以下五个内容：⑴确定测试项目以及每个子项目的调试内容和步骤、调试要求。⑵合理安排调试流程。⑶合理安排好调试工序之间的衔接。⑷调试手段及调试环境的选择。⑸编制调试工艺文件。第9章电子产品调试工艺9.2调试仪器9.2.1调试仪器的选择（1）调试仪器的工作误差应远小于被调试参数所要求的误差。（2）仪器的输入/输出范围和灵敏度，应符合被测电量的数值范围。（3）调试仪器量程的选择，应满足测量精度的要求。（4）测试仪器输入阻抗的选择。（5）测试仪器的测量频率范围，应符合被测电量的频率范围。第9章电子产品调试工艺9.2.2调试仪器的配置（1）各种仪器的布置应便于观测。确保在观察波形或读取测试结果（数据）时视差小，不易疲劳。（2）仪器的布置应便于操作。通常根据不同仪器面板上可调旋钮的布置情况来安排其位置，使调节方便、舒适。（3）仪器叠放置时，应注意安全稳定及散热条件。把体积小、重量轻的放在上面。（4）仪器的布置要力求连接线最短。对于高增益、弱信号或高频的测量，应特别注意不要将被测件输入与输出的连接线靠近或交叉，以免引起信号的串扰及寄生振荡。第9章电子产品调试工艺9.3调试工艺技术9.3.1调试工作的一般程序图9.3.1调试工作的一般程序第9章电子产品调试工艺9.3.2静态调试静态是指没有外加输入信号（或输入信号为零）时，电路的直流工作状态。1.静态测试内容⑴供电电源静态电压测试⑵测试单元电路静态工作总电流⑶三极管静态电压、电流测试⑷集成电路静态工作点的测试⑸数字集成电路静态逻辑电平的测量第9章电子产品调试工艺2.测试的注意事项(1)直流电流测试的注意事项①直接测试法测试电流时，必须断开电路后将仪表（万用表调到直流电流挡）串入电路。②注意电流表的极性，应该使电流从电流表的正极流入，负极流出。第9章电子产品调试工艺③合理选择电流表的量程，使电流表的量程略大于测试电流。若事先不清楚被测电流的大小，应先把电流表调到高量程测试，再根据实际测试的情况将量程调整到合适的位置再精确地测试一次。④根据被测电路的特点和测试精度要求选择电流表的内阻和精度。⑤利用间接测试法测试时必须注意：被测电阻两端并联的其他元器件，可能会使测量产生误差。第9章电子产品调试工艺(2)直流电压测试的注意事项①直流电压测试时，应注意电路中高电位端接表的正极，低电位端接表的负极；电压表的量程应略大于所测试的电压。②根据被测电路的特点和测试精度的要求，选择测试仪表的内阻和精度。测试精度要求高时，可选择高精度模拟式或数字式电压表。③使用万用表测量电压时，不得误用其他挡，特别是电流挡和欧姆挡，以免损坏仪表。④在工程中，一般情况下，称“某点电压”均指该点对电路公共参考点（地端）的电位。第9章电子产品调试工艺3.电路调整方法⑴选择法。围绕性能指标要求，通过替换某些元件来选择合适的电路参数，一般在电路原理图中，某些元件的参数旁边通常标注有“*”号，表示该元件参数需要在调试中才能实际最后确定。由于反复替换元件不方便，一般总是先用可调元件接入，等最后调试确定了比较合适的元件参数以后再换上与选定参数相同的固定元件。第9章电子产品调试工艺⑵调节可调元件法。在电路中直接接入可调元件，例如电位器、可调电容等，特点是参数调试方便，而且电路工作一段时间后，如果状态发生变化也可以随时调整，电路维护也比较方便，但是可调元件的稳定性较差，体积也比较大，在振动、运输环境下容易发生参数变化。第9章电子产品调试工艺9.3.3动态调试1.测试电路的动态工作电压。2.测量电路波形、频率和幅度。3.电路频率特性的测试与调整。信号发生器被测量电路电压表1电压表2电子示波器图9.3.2点频法检测幅频特性的原理图第9章电子产品调试工艺123456789101112020040060080010001200U(mV)f(kHz)图9.3.3幅频特性曲线示意图图9.3.4扫频法测试幅频特性的接线示意图第9章电子产品调试工艺9.4整机质检9.4.1质检的基本知识1．检验的概念检验是通过观察和判断，结合测量、测试等手段，对电子产品进行的综合性评价。整机质检就是按照整机技术要求规定的内容进行观察、测量、测试，并将得到的结果与规定的设计指标和工艺要求进行比较，以确定整机各项指标的合格情况。检验与测量、调试有着本质的区别，不要混淆了概念。第9章电子产品调试工艺2．检验的分类检验过程一般分为全检及抽检两类。（1）全检。全检是对所有产品逐个进行检验。一些可靠性要求严格的产品，如军工产品、试制产品及在生产条件、生产工艺改变后的部分产品必须进行全检。全检以后的产品可靠性高，但要投入大量的人力物力，造成生产成本的增加。（2）抽检。抽检是从待检产品中抽取一部分进行检验。在电子产品的批量生产过程中，有些环节不可能也没有必要对生产出的零部件、半成品、成品都采用全检方法。抽检是目前广泛采用的一种检验方法。第9章电子产品调试工艺3．检验过程（1）装配器材入库前检验。主要指元器件、零部件、外协件及材料入库前的检验。装配材料的检验一般采取抽检的检验方式。（2）生产过程检验。生产过程检验是对生产过程中的一个或多个工序，或对半成品、成品的检验，主要包括焊接检验、单元电路调试检验、整机组装后系统检验等。生产过程检验一般采取全检的检验方式。（3）整机检验。整机检验应按照产品标准（或产品技术条件）规定的内容，采取多级、多重复检的方式进行。检验内容主要包括对产品的外观、结构、功能、主要技术指标、兼容性、安全性等方面的检验。第9章电子产品调试工艺9.4.2验收试验1．装配材料入库前检验产品生产所需的原材料、元器件、外协件等，在包装、存放、运输过程中有可能会出现变质或者有的材料本身就不合格，所以入库前的检验就成为产品质量可靠性的重要前提。2．生产过程检验检验合格的元器件、原材料、外协件在部件组装、整机装配过程中，可能因操作人员的技能水平、质量意识及装配工艺、设备、工装等因素，使组装后的部件、整机有时不能完全符合质量要求。3．整机检验整机检验是检查产品经过总装、调试之后是否达到预定功能要求和技术指标的过程。整机检验主要包括直观检验、功能检验和主要性能指标测试等内容。第9章电子产品调试工艺9.4.3例行试验1.环境试验（1）机械试验不同的电子产品，在运输和使用过程中都会不同程度地受到振动、冲击、离心加速度以及碰撞、摇摆、静力负荷、爆炸等机械力的作用，这些机械应力可能使电子产品内部元器件的电气参数发生变化甚至损坏。（2）气候试验气候试验是用来检查产品在设计、工艺、结构上所采取的防止或减弱恶劣气候环境条件对原材料、元器件和整机参数影响的措施。第9章电子产品调试工艺（3）运输试验运输试验是检查产品对包装、储存、运输环境条件的适应能力。本试验可以在运输试验台上进行，也可以直接以行车试验作为运输试验。目前工厂做运输试验一般是将已包好的产品按要求放置到卡车后部，卡车以一定的速度在三级公路（相当于城乡间的土路）上行若干公里。运输试验后，打开包装箱，先检查产品有无机械损伤和紧固件有无松脱现象，然后测试产品的主要技术指标是否符合整机技术条件。（4）特殊试验特殊试验是检查产品适应特殊工作环境的能力。特殊试验包括盐雾试验、防尘试验、抗雾试验、抗霉试验和抗辐射试验等。该试验不是所有产品都要做的试验，而只对一些在特殊环境条件下使用的产品或按用户的特定要求而进行的试验。第9章电子产品调试工艺2.寿命试验寿命试验是用来考察产品寿命规律的试验，它是产品最后阶段的试验。寿命试验是在试验条件下，模拟产品实际工作状态和储存状态，投入一定样品进行的试验。试验中要记录样品失效的时间，并对这些失效时间进行统计分析，以评估产品的可靠性、失效率、平均寿命等可靠性数据特征。第9章电子产品调试工艺9.5故障检修9.5.1故障检修一般步骤故障检修分为故障查找和故障排除。通常是先查找、分析出故障的原因，判断故障发生的部位，然后排除故障，最后对已修复的整机的各项性能进行全面检验。故障检修的流程为：观察故障现象→确定故障位置→故障排除→检验。第9章电子产品调试工艺1．观察故障现象首先对被检查电路表面状况进行直接观察，从而发现问题找到故障点。直接观察按照不通电检查，通电检查的顺序进行。对于新安装的电路，首先要在不通电情况下，检查电路是否有元器件用错、元器件引脚接错、元器件损坏、掉线、断线，有无接触不良等现象。对于不能正常工作的电路，应在不通电情况下观察被检修电路的表面，可能会发现变压器烧坏、电阻烧焦、晶体管断极、电容器漏油、元器件脱焊、接插件接触不良或断线等现象。第9章电子产品调试工艺2．测试结果分析与故障判断通过观察可能直接找出故障点，有些故障可直接排除，如焊接、装配故障。但需要指出的是，许多故障仅为表面现象，表面现象下面可能隐藏着更深层的原因，必须根据故障现象，结合电路原理对测试结果（现象）进行分析，才能找出故障的根本原因和真正的故障点。第9章电子产品调试工艺3．排除故障在故障原因和故障部位找到之后，排除故障就很简单了。排除故障不能只求将功能恢复，必须要求全部的性能都达到技术要求；更不能不加分析，不把故障的根源找出来，而盲目更换元器件，只排除表面的故障，没有彻底地排除故障。第9章电子产品调试工艺4．功能和性能检验故障排除后，一定要对其功能和性能进行全部的检验。通常的做法是，故障排除后应进行重新调试和检验。5．总结故障检修结束后应及时进行总结，对检修资料进行整理归档，贵重仪器设备要填写档案。这样做可以积累经验，提高业务水平，给用户作为参考，推荐优质、适用的产品，还可将检修信息反馈回来，完善产品的设计与装配工艺，提高产品质量。第9章电子产品调试工艺9.5.2故障检修方法1．观察法观察法是通过人体感觉发现线路故障的方法。这是一种最简单最安全的方法，也是各种电子设备检测过程中通用的第一步。（1）静态观察法静态观察法又称不