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0 引言 在電子器件中，常用的放大器種類很多，要求也不同，這里以小信號低頻放大器為例，說明放大電路的基本測試與調(diào)整方法。 實(shí)踐表明，新安裝完成的電路板，往往難于達(dá)到預(yù)期的效果。這是因?yàn)槿藗冊谠O(shè)計時，不可能周全地考慮到元件值的誤差、器件參數(shù)的分散性、寄生參數(shù)等各種復(fù)雜的客觀因素，此外，電路板安裝中仍有可能存在沒有查出來的錯誤。通過電路板的測試和調(diào)整，可發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計方案的不足，并查出電路安裝中的錯誤，然后采取措施加以改進(jìn)和糾正，以使之達(dá)到預(yù)定的技術(shù)要求。 1 通電前的檢查 電路安裝完畢后，必須在不通電的情況下，對電路板進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的檢查，以便糾正安裝錯誤。檢查中應(yīng)特別注意： (1)元器件引腳之間有無短路。 (2) 電源的正、負(fù)極性有沒有接反，正、負(fù)極之間有沒有短路現(xiàn)象，電源線、地線是否接觸可靠。 (3)二極管與電解電容極性有沒有接反，三極管、集成電路引腳接線有沒有接錯，集成電路的型號及安插方向?qū)Σ粚Γ_連接處有無接觸不良。 檢查中，可借助指針式萬用表“Ω×1”檔或數(shù)字式萬用表的蜂鳴器來測量。測量時應(yīng)直接測量元器件引腳，這樣可以同時發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方。 2 通電調(diào)試 通電調(diào)試包括測試和調(diào)整兩個方面，測試是對完成的電路板的參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行測量，以便提供調(diào)整電路的依據(jù)，經(jīng)過反復(fù)的測量和調(diào)整，就可使電路性能達(dá)到要求。最后應(yīng)通過測試獲得電路的各項(xiàng)主要性能指標(biāo)，以作為撰寫調(diào)試報告的依據(jù)。 為了使調(diào)試能順利進(jìn)行，應(yīng)在電路原理圖上標(biāo)明元器件參數(shù)，主要測試點(diǎn)的電位值及相應(yīng)的波形圖。具體調(diào)試步驟如下： (1)通電觀察 把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源電壓接入電路，此時，不應(yīng)急于測量數(shù)據(jù)，而應(yīng)先觀察有無異常現(xiàn)象，這包括電路中有無冒煙、有無異常氣味以及元器件是否發(fā)燙，電源輸出有無短路。如出現(xiàn)異常現(xiàn)象，則應(yīng)立即切斷電源，檢查電路，排除故障，待故障排除后方可重新接通電源。然后再檢查各元器件的引腳電源電壓是否滿足要求。 (2)靜態(tài)調(diào)試 使放大電路接通直流電源，并令放大電路輸入信號為零(必要時將輸入端對”地”交流短路)，用直流電壓表(一般采用萬用表直流電壓檔)測量電路有關(guān)點(diǎn)的直流電位，并與理論值相比較。若偏差不大，則可調(diào)整電路有關(guān)電阻，使電位值達(dá)到所需值；若偏差太大或不正常，則應(yīng)槍杏電路有沒有故障，測量有沒有錯誤，以及讀數(shù)是否看錯等。 調(diào)整測量放大電路靜態(tài)工作狀態(tài)的目的為了保證放大器能工作在線性狀態(tài)，同時，通過直流電位的測量，可發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計、電路安裝以及電路元器件損壞等故障。因此，放大電路的靜態(tài)調(diào)試是極為重要的。在進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a．電路中不應(yīng)存在寄生振蕩及干擾；b．應(yīng)考慮直流電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，因?yàn)橹绷麟妷罕韮?nèi)阻將對被測電路產(chǎn)生分流，使測量結(jié)果偏小。被測電路阻值越大，這種影響也就越大；C．要測量電路中的電流，一般不采用斷開電路串入電流表的方法測量，而是用電壓表測量已知電阻上的壓降，然后通過換算得到電流。 (3)動態(tài)調(diào)試 放大器的動態(tài)調(diào)試應(yīng)在靜態(tài)調(diào)試已完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行。動態(tài)調(diào)試的目的是為了使放大電路的增益、輸出電壓動態(tài)范圍、波形失真、輸入和輸出電阻等性能達(dá)到要求。 在電路的輸入端接入適當(dāng)頻率和幅度的信號，并循著信號流向，逐級檢測各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)，并通過計算測量結(jié)果，估算電路性能指標(biāo)，然后進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使指標(biāo)達(dá)到要求(若發(fā)現(xiàn)工作不正常，應(yīng)先排除故障后，再進(jìn)行動態(tài)測量和調(diào)整)。電路性能經(jīng)調(diào)整初測達(dá)到指標(biāo)要求后，則可進(jìn)行電路性能指標(biāo)的全面測量。 測試過程中，不能憑感覺和印象，要始終借助儀器仔細(xì)觀察，要邊測量，邊記錄，邊分析，邊解決問題。 1)增益的測量測量放大電路的電壓增益需要采用信號發(fā)生器、交流毫伏表、示波器以及直流穩(wěn)壓電源等電子儀器(這些儀器的使用方法請參閱有關(guān)輔助教材和資料)，其接線如圖l所示。測量時應(yīng)注意合理選擇輸入信號的幅度和頻率。輸入信號過小，則不便于觀察，且容易串入干擾，輸入信號過大，會造成失真。輸入信號的頻率應(yīng)在電路工作頻帶中頻區(qū)域內(nèi)。另外還應(yīng)注意，由于信號源都有一定的內(nèi)阻，所以測量曲時，必須在被測電路與信號源連接后進(jìn)行測量。 先用示波器觀察輸出電壓協(xié)的波形，在波形不失真的情況下，用電子交流毫伏表分別測出輸入電壓礬和輸出電壓礪，于是求得電壓放大倍數(shù)為：Au=Uo／Ui。 
2)輸入電阻的測量 測量輸入電阻的方法很多，圖2所示為常用的電流電壓法測量電阻的電路，圖中，R為外接測試輔助電阻，RL為放大器輸出端所接實(shí)際負(fù)載電阻。給定一個合適的Ui’(頻率在頻帶內(nèi)中頻區(qū)域)，即可測得u(此時放大器的輸出電壓‰應(yīng)為不失真的正弦波)。由測得的研和U，即可求得電路的輸入電阻Ri為：
測量輔助電阻R的數(shù)值應(yīng)選擇適當(dāng)，不宜太大或太小。R太大，將使Ui的數(shù)值很小，從而加大尺j的測量誤差；R太小，則Ui’與Ui讀數(shù)又十分接近，導(dǎo)致(Ui’-Ui)的誤差增大，故也使用的測量誤差加大。一般選取R與Ri為同數(shù)量級的電阻。 當(dāng)被測電路輸入電阻很高時，上述測量法將因R和電壓表的接入而在輸入端引起較大的干擾誤差。特別是電壓表內(nèi)阻不是很高時，將會使Ui’、Ui測量值偏小。 3)輸出電阻的測量 測量電路如圖3所示。設(shè)斷開RL時測得輸出電壓為Uout，接入RL后測得輸出電壓為陰，于是可求得輸出電阻Ro為：
測量時應(yīng)注意：a．兩次測量時輸入電壓u應(yīng)保持相等；b．Ui的大小應(yīng)適當(dāng)，以保證RL接入和斷開時，輸出電壓為不失真的正弦波；c．輸入信號的頻率應(yīng)在頻帶內(nèi)中頻區(qū)域；d．一般選取RL與Ro為同數(shù)量級的電阻。
4)輸出電壓波形失真及動態(tài)范圍的測量 一般對放大器的失真不作定量測量時，可采用示波器來觀察，測試電路如圖1所示。在工作頻帶內(nèi)任選一頻率信號輸入，調(diào)節(jié)輸入信號的幅度，觀察示波器中的輸出電壓波形的幅度，并使之達(dá)到指標(biāo)要求值，然后觀察波形的項(xiàng)部和底部有沒有因限幅或截止而變平，最后檢查正、負(fù)周期時間間隔是否相等。如果波形頂部或底部變平，正、負(fù)半周期時間間隔相差較多，則說明電路產(chǎn)生了較嚴(yán)重的失真。此時，應(yīng)先檢查所產(chǎn)生的失真現(xiàn)象是否正常。若屬不正常，則戍找出故障原因，并加以消除，若屬正常，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整電路工作點(diǎn)、增加負(fù)反饋量或調(diào)整其他電路有關(guān)參數(shù)，真到波形失真消除且幅度達(dá)到指標(biāo)要求為止。 調(diào)節(jié)輸入信號幅度，使輸出電壓剛出現(xiàn)平頂而又不產(chǎn)生明顯失真為止，此時，示波器中所顯示波形的峰一峰值，就是該放大電路的動態(tài)范圍。 (4)調(diào)試注意事項(xiàng) 測試結(jié)果的正確性是保證調(diào)試效果的條件，要使調(diào)試過程快且效果好，則在調(diào)試時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1)調(diào)試前先要熟悉各種儀器的使用方法，并仔細(xì)加以檢查，以避免由于儀器使用不當(dāng)或儀器的性能達(dá)不到要求(如測量電壓的儀器輸入電阻比較低、頻帶過窄等)而造成測量結(jié)果不準(zhǔn)，以致做出錯誤的判斷。 2)測奄儀器的地線和被測電路的地線應(yīng)連接在一起，并形成系統(tǒng)的參考地電位，這樣才能保證測量結(jié)果的正確性。 3)接線要用屏蔽線，屏蔽線的外屏蔽層要接到系統(tǒng)的地線上。在頻帶比較高時，要使用帶探頭的測量線，以減小分布電容的影響。 4)要正確選擇測量點(diǎn)和測量方法。 5)凋試過程自始至終要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，決不可急于求成。調(diào)試過程中，不但要認(rèn)真觀察測量，還要記錄并善于進(jìn)行分析、判斷。切不可一遇問題，就沒有目的地亂調(diào)、亂測和亂改接線，甚至把電路拆掉重新安裝。這樣，不但不能解決問題，相反還會發(fā)生更大的故障，甚至損壞元器件及測量儀器。 3 故障的排除 新電路板出現(xiàn)故障是常見的，每位初裝者都必須認(rèn)真對待。查找故障時，首先要有耐心，還要細(xì)心，切忌馬馬虎虎，同時還要開動腦筋，認(rèn)真進(jìn)行分析、判斷。 現(xiàn)將查找故障的一般方法敘述如下： (1)認(rèn)真查線 當(dāng)電路不能正常工作時，應(yīng)關(guān)斷直流電源，再認(rèn)真檢查電路是否有接錯、掉線、斷線，有沒有接觸不良、元器件損壞、元件用錯、元器件引腳接錯等，查找時可借助萬用表進(jìn)行。 (2)認(rèn)真檢查直流工作狀態(tài) 線路檢查完畢后，若電路仍不能正常工作，則可將電路接通直流電源，測量被測電路主要點(diǎn)的直流電位，并與理論設(shè)計值進(jìn)行比較，以便發(fā)現(xiàn)不正常的現(xiàn)象(很多故障原因可通過測量直流電位找到)。對于多級電路，則要逐級進(jìn)行測量，并立即分析測量結(jié)果是否正確，以便發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。 (3)動態(tài)檢查 在電路輸入端加入輸入信號，用示波器由前級向后級逐級觀察有關(guān)點(diǎn)的電壓波形，并測量其大小是否正常。必要時可斷開后級進(jìn)行測量，以判斷故障在前級還是在后級。 4 結(jié)論 對于一個完整的系統(tǒng)電路，要迅速而準(zhǔn)確地排除故障，需要一定的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。對于初學(xué)者來說，首先應(yīng)該認(rèn)真分析電路圖，并善于將全電路分解成幾個功能塊，明確各部分傳遞關(guān)系及作用原理。然后，根據(jù)故障現(xiàn)象以及有關(guān)測試數(shù)據(jù)，分析和初步確定故障可能出現(xiàn)的部位，再按上述步驟仔細(xì)檢查這一部分電路，就可能比較快地找到故障點(diǎn)及故障原因。 另外，在進(jìn)行故障檢查時，還需注意測量儀器所引起的故障。例如，測量儀器本身故障或測量儀器使用方法不當(dāng)可造成儀器設(shè)備不能正常工作或造成測量數(shù)值錯誤；儀器聯(lián)接方法不當(dāng)可造成儀器之間的故障。此外，測試線故障(如測試線斷線、接觸不良等)、測試點(diǎn)接錯等，都可造成故障。 作者：蘇州技師學(xué)院石湖分院 顧敏燕 來源：電子技術(shù) 2009 36(11) |
