浅谈电子产品的调试工艺

【摘要】无论是电子仪器设备的维修，还是局部的改进设计、组装，都离不开调试这一至关重要的环节。只有通过科学调试，使各项性能指标满足要求，电子仪器设备才能正常使用。因此，电子产品的调试工艺是否科学，就成为了电子产品质量好坏的关键。文章从调试设备和方法入手，论述了如何达到装配后的质量要求。

【关键词】电子产品；调试工艺；调试设备；检测方法

1.引言

电子产品装配完成之后，必须通过调试才能达到规定的技术要求。装配工作仅仅是把电子元器件按照电路要求连接起来，由于电路设计的近似性、元器件的离散性，在装配过程中产生的各种参数的影响，使整机电路的各项技术指标达不到设计要求，因此，在电子产品的生产过程中，调试是一个非常重要的环节。调试既是保证并实现电子设备功能和质量的重要工序，又是发现电子设备的设计、工艺缺陷和不足的重要环节。

2.电子产品调试设备与内容

2.1 电子产品调试的仪器选用原则

（1）在保证产品调整、测试性能指标范围前提下，应选用要求低、结构简单、通用性强的仪器仪表，这样既可以降低生产成本，又可操作简单，提高调整、测试效率。

（2）测量仪器的工作误差应远小于被测参数所要求的误差，一般误差要求仪器误差小于被测参数要求的1/10。

（3）仪器的测量范围和灵敏度，应符合被测电量的数值范围。

（4）调试仪器量程的选择，应满足测量精度的要求。指针式仪表选择量程时，应使被测量值指在满刻度的2/3以上的位置；数字式仪表选择量程时，应使其测量值的有效数字位数尽量等于所指示的数字位数。

（5）测试仪器输入阻抗的选择，要求在接入被测电路后，应不改变被测电路的工作状态，或者接入电路后所产生的测量误差在允许范围内。

（6）测试仪器的测量频率范围（或频率响应），应符合被测电量的频率范围（或频率响应）。

2.2 电子产品的调试设备配置方案

常规的电子产品调试可配置下列仪器设备：

（1）信号发生器，用于各种测试信号，根据工作性质选频率及档次。

（2）电压测量仪器，用电压表进行电压测量时，要根据被测信号的特点和被测电路的状态正确选择电压表。

（3）示波器，通过将被测信号的时间波形显示出来的同时，实现对被测信号的时间参数和电平参数的测量，具有直观性。

（4）频率测量仪器，如扫频测量仪，用于测量网络（电路）的频率特性。

（5）信号分析仪器，用于测量信号非线性失真度、信号频谱特性等的仪器。

2.3 特定电子产品所需要的检测仪器

对于特定电子产品的调试，又可分为两种情况：

（1）小批量多品种，一般以通用或专用仪器组合，再加上少量自制接口、辅助电路构成，即可以完成对产品的调试工作。

（2）大批量生产，应以专用和自制设备为主，强调高效和操作简单。

专用调试仪器是为一个或几个电子产品进行调试而专门设计的，其功能单一，可检测产品的一项或几项参数，如电冰箱测漏仪等。

通用调试仪器是针对电子设备的一项电参数或多项电参数的测试而设计的，可检测多种产品的参数，例如示波器、函数发生器等。

2.4 电子产品的调试内容

调试工作包括调整和测试两个部分。调整主要是指对电路参数的调整。即对整机内可调元、器件及电气指标有关的调谐系统、机械传动部分进行调整，使之达到预定的功能和性能要求。测试是在调整的基础上，对整机的各项技术指标进行系统地测试，使电子产品各项技术指标符合规定的要求。调试工作的内容有以下几点：

（1）明确电子产品调试的目的和要求。

（2）正确合理地选择和使用测试仪器仪表。

（3）按照调试工艺对电子产品进行调整和测试。

（4）运用电路和元器件的基础理论知识去分析和排队调试中出现的故障。

（5）对调试数据进行分析和处理。

（6）编写调试工作报告，提出改进意见。

调试是对装配技术的总检查，装配质量越高，调试的直通率就越高，各种装配缺陷和错误都会在调度中暴露。调试又是对设计工作的检验，凡是在设计时考虑不周或存在工艺缺陷的地方，都可以通过调试来发现，并为改进和完善产品质量提供依据。

简单的小型整机，比如我们后续要调试的半导体收音机，调试工作简便，一般在装配完成之后，可直接进行整机调试。而复杂的整机，调试工作较为繁重，通常先对单元板或分机进行调试，达到要求后，进行总装，最后进行整机总调。

调试工作一般在装配车间进行，严格按照调试工艺文件进行调试。比较复杂的大型产品，根据设计要求，可在生产厂进行部分调试工作或粗调，然后，在安装场地或试验基地，按照技术的要求进行最后安装及全面调试工作。

2.5 电子产品的调试程序

调试程序大致如下：

（1）通电前的检查工作

对照原理图对装接好的整机再次进行检查，检查插件是否正确，焊接是否虚焊和短路，各仪器连接及工作状态是否正确，从而有效地减小元件损坏，提高调试效率。首次调试，还要检查各仪器能否正常工作，验证其精确度。

（2）通电检查

先置电源开关于“关”位置，检查电源变换开关是否符合要求（是交流220V还是110V）、熔丝是否装入，输入电压是否正确，然后插上电源开关插头，打开电源开关通电。

接通电源后，电源指示灯亮，此时应注意有无放电、打火、冒烟现象，有无异常气味，手摸电源变压器有无过热现象，若有这些异常现象，应立即停电检查，直到排除故障后方能重新通电。另外，还应检查各种保险、开关、控制系统是否起作用，各种风冷水准系统能否正常工作。

（3）电源调试

电子产品中大都具有电源电路，调试工作首先要进行电源部分的调试，才能顺利进行其他项目的调试。电源调试通常分为两个步骤：

（a）电源空载粗调。电源电路的调试，通常先在空载状态下进行，切断该电源的一切负载进行调试。其目的是避免因电源电路未经调试而加载，引起部分元器件的损坏。

（b）电源加负载时的细调。在粗调正常的情况下，加上额定负载，再测量各项性能指标，观察是否符合额定的设计要求，当达到要求的最佳值时，选定有关调试元件，锁定有关电位器等调整元器件，使电源电路具有加载时所需的最佳功能状态。

3.电子产品的检测方法

3.1 观察法

观察法是通过人感官的感觉对故障原因进行判断的方法。这是一种最简单、最安全的方法，也是各种仪器设备通用的检测过程的第一步。观察法又可分为静态观察法和动态观察法两种。

3.1.1 静态观察法

静态观察法又称为不通电观察法。静态观察，要先外后内，循序渐进。在不通电的情况下，仪器设备面板上的开关、旋钮、刻度盘、插口、接线柱、探测器、指示电表、显示装置、电源插线和熔丝管插塞等都可以用观察法来判断有无故障。对仪器的内部元器件、零部件、插座、电路连线、电源变压器和排气风扇等也可以用观察法来判断有无故障。观察元器件有无烧焦、变色、漏液、发霉、击穿、松脱、开焊和短路等现象，一经发现，应立即予以排除，通常就能修复设备。

3.1.2 动态观察法

动态观察法也称通电观察法。即在设备通电的情况下凭感官的感觉对故障部位及原因进行判断，是查找故障的重要检测方法。通电观察法特别适用于检查元器件跳火、冒烟、有异味、烧熔丝等故障。为了防止故障的扩大，以及便于反复观察，通常要采用逐步加压法来进行通电观察。

3.2 测量电阻法

测量电阻法是在设备不通电的情况下，利用万用表的电阻档对设备进行检查，测量电子元器件或电路各点之间电阻值来判断故障的方法。

对电路中的晶体管、场效应晶体管、开关、接插件、导线、印制板导电图形的通断及电阻器的变质，电容器短路，电感线圈断路等故障都可以用测量电阻法进行判断。维修时，先采用“测量电阻法”，对有疑问的电路元器件进行电阻检测，可以直接发现损坏和变值的元器件，对元器件和导线虚焊等故障也是非常有效而且快捷的检测方法。

采用“测量电阻法”时，可以用万用表的Rx1档检测通路电阻，必要时应将被测点用小刀刮干净后再进行检测，以防止因接触电阻过大造成错误判断。

采用“测量电阻法”时应注意以下情况：

（1）不能在仪器设备接退电源的情况下检测各种电阻。

（2）检测电容器时应先对电容进行放电，然后脱开电容的一端再进行检测。

（3）测量电阻元件时，如电阻和其他电路连通的情况下，应脱开被测电阻的一端，然后再进行检测。

（4）对于电解电容和晶体管的检测，应注意测试表笔的极性，不能搞错。

（5）万用表电阻档的档位选择要适当，否则不但检测结果不正确，甚至会损坏被测元器件。

3.3 测量电压法

测量电压法是指用万用表的电压档测量被修仪器的各部分电路电压、元器件的工作电压并与设备正常运行时的电压值进行比较，以判断故障所在部位的检测方法。

检查电子设备的交流供电电源电压和内部的直流电源电压是否正常，是分析故障原因的基础，所以在检修电子仪器设备时，应先测量电源电压，往往会发现问题，查出故障。

对于已确定电路故障的部位，也需要进一步测量应电路中的晶体管、集成电路等各管脚的工作电压，或测量电路中主要节点的电压，看数据是否正常，也有利于发现故障和分析故障原因。因此，当被修仪器设备的技术说明书呀，附有电路工作电压数据表、电子元器件引脚的对地电压值、电路上重要节点的电压值等维修资料时，应先采用测量电压法进行检测。

3.4 波形观察法

对于直流状态正常而交流状态不正常的电子设备，采用示波器观察信号通路各点的波形，以此来判断电路中各元器件是否损坏和变质是最直观、最有效的故障检测方法。

波形法能够检测电路的动态是否正常。用波形法检测振荡电路时不需要外加任何信号，而检查放大、整形、变频、调制和检波等有源电路时，则需要把信号源的标准信号反馈到电路的输入端。通过波形法检查多级放大器的增益下降、波形失真、波形参数等找出故障原因。用扫频仪来观察频率特性也可以归属为波形法。

应用波形观察法要注意：

（1）对电路高压和大幅度脉冲部位一定要注意不能超过示波器的允许电压范围，必要进采用高压探头或对电路观测点采用分压取样等措施。

（2）示波器接入电路时本身输入阻抗对电路也有一定的影响，特别在测量脉冲电路时，要采用有补偿作用的10：1探头，否则观测的波形与实际不符。

3.5 替代法

替代法是指对可疑的元器件、部件、插板、插件等用同类型的部件通过替换来查找故障的检测方法。

在检修电子仪器设备时，如果怀疑某个元器件有问题但又不能通过检测给出明确的判断，就可以使用与被怀疑器件同型号的元器件，暂时替代有疑问的元器件。若设备的故障现象消失，说明被替代元器件有问题。若替换的是某一个部件或某一块电路板，则需要再进一步检查，以确定故障的原因和元器件。替代法对于缩小检测范围和确定元器件的好坏很有效果，特别是对于结构复杂的电子仪器设备进行检查时最为有效。

替代法比较适用于电容器失效及参数下降、晶体管性能变坏、电阻器变值及电感线圈Q值下降等故障的排除。

随着电子仪器设备所用元器件的集成度增大，智能化仪器设备迅速增多，使用替代法进行检查越来越具有重要的地位。在进行具体操作时，要脱开有疑问的有源元器件，使用好的元器件来替代，然后开机观察仪器的反应。对于开路有疑问的电阻和电容等元件，可使用好的元器件直接在板上进行并联焊接，以确定该元件的好坏。

在进行元器件替代后，若故障现象仍存在，说明被替代的元器件或单元部件没有问题，这也是确定某个元器件或某个部件正常的一种方法。

在进行替代元器件的过程中，要切断仪器设备的电源，严禁带电进行操作，以免发生危险。

3.6 信号注入法

信号注入法是将一定频率和幅度的信号逐级输入到被检测的电路中，或注入仪器设备到可能存在故障的有关电路中，然后利用自身的指示器或外接示波器、电压表等测出输出的波形或数据，作出逻辑判断的一种检测方法。在检测中哪一级没有通过信号，故障就在该级单元电路中。

对于本身不带信号产生电路或信号产生电路有故障的信号处理电器，采用信号注入法是有效的检测方法。

用信号注入法检测故障时有两种检测方法：

（1）顺向注入法，它是将信号从电路的输入端输入，然后用示波器、电压表逐级进行检测，测量出各级电路的输出波形和输出电压，从而判断出故障部位。

（2）逆向注入法，它是将信号从后级逐级往前输入，示波器、电压表接在输出端，从而查出故障部位。

在检测故障的过程中，有时只用一种方法不能解决问题，要根据具体情况采用不同的检测方法。无论采用哪种方法，都应遵循以下的顺序原则：先外后内、先粗后细、先易后、先常见后稀少。

4.电子产品静态调试

测量静态工作点就是测量各级直流工作电压和电流。

4.1 供电电源静态电压调试

电源电压是各级电路静态工作点是否正常的前提，若电源电压偏高或偏低都不能测量出准确的静态工作点。电源电压若可能有较大起伏，最好先不要接入电路，测量其空载和接入假负载时的电压，待电源电压输出正常后再接入电路。

4.2 晶体管静态工作点的调整

调整晶体管的静态工作点就是调整它的偏置电阻，使它的集电极电流达到电路设计要求的数值。调整一般是从最后一级开始，逐级往前进行。调试是要注意静态工作点的调整应在无信号输入时进行，特别是变频级，为避免产生误差，可采取临时短路振荡的措施。各级调整完毕后，接退所有各级的集电极电流检测点，即可用电流表检测整机静态电流。

集电极静态电流的测量方法有两种：

（1）直接测量法

把集电极焊接铜皮断开，然后串入万用表，用电流档测量其电流。

（2）间接测量法

通过测量晶体管集电极电阻或发射极电阻的电压，然后根据欧姆定律I=U/R，计算出集电极静态电流。

4.3 集成电路静态的调整

由于集成电路本身的特点，其“静态工作点”与晶体管不同，一般情况下，集成电路各脚对地电压反映了其内部工作状态是否正常，因此只要测量各脚对地电压值，与正常数值进行比较，就可判断其“工作点”是否正常。有时还需要对整个集成块的功耗进行测试，除判断其能否正常工作外，还能避免可能造成电路元器件的损坏，需要测量其静态工作电流。测量时可断开集成电路供电引脚铜皮，串入万用表，使用电流档来测量出电流值，计算所出耗散功率。若集成块用双电源供电（即正负电源），则应分别进行测量，得出总的耗散功率。

对于数字集成电路往往还要测量其输出电平的大小，来判断其性能的好坏。

模拟集成电路种类繁多，调整方法不一，以使用最广泛的集成运放为例，除一般直流电压测试外，使用中还要进行零位调整。

5.电子产品动态调试

5.1 测试电路动态工作电压

测试晶体管b、e、c极和集成电路各引脚对地的动态工作电压，动态电压与静态电压同样是判断电路是否正常工作的重要依据，例如有些振荡电路，当电路起振时测量Ube直流电压，万用表指针会出现反偏现象，利用这一点可判断振荡电路是否起振。

5.2 波形的观察与测试

波形的测试与调整是电子产品调试工作的一项重要内容。各种整机电路中都有波形产生、变换和传输的电路。通过对波形的观测来判断电路工作是否正常，已成为测试与维修中的主要方法。观察波形使用的仪器是示波器。通常观测的波形是电压波形，有时为了观察电流波形，可通过测量其限流电阻的电压，再转成电流的方法来测量或使用电流探头。

利用示波器进行调试的基本方法，是通过观测各级电路的输入端和输出端或某些点的信号波形，来确定各级电路工作是否正常。若电路对信号变换处理不符合技术要求的，则要通过调整电路元器件的参数，使其达到预定的技术要求。

这里需要注意的是，电路在调整过程中，相互之间是有影响的。例如在调整静态电流时，中点电位可能会发生变化，这就需要反复调整，以求达到最佳状态。

示波器不仅可以观察各种波形，而且还可以测试波形的各项参数，如幅度、周期、频率、相位、肪冲信号的前后沿时间、脉冲宽度以及调幅信号的调制等。

用示波器观测波形时，示波器上限频率应高于测试波形的频率。对于脉冲波形，示波器的上升时间还必须满足要求。

5.3 频率特性的测试与调整

频率特性的测试是整机测试中的一项主要内容，如收音机中频放大器频率特性测试的结果反映收音机选择性的好坏。电视机接收图像质量的好坏主要取决于高频调谐器及中放通道频率特性。所谓频率特性是指一个电路对于不同频率、相同幅度的输入信号（通常是电压）在输出端产生的响应。

测试电路频率特性的方法一般有两种：一是点频法（又称插点法），二是扫频法。

5.3.1 点频法

就是通过逐点测量一系列规定频率点上的网络增益（或衰减）来确定幅频特性曲线的方法。测试时宝石输入电压不变，逐点改变信号发生器的频率，并记录个点对应输出的数值。点频法的优点是准确度高，缺点是繁琐费时，而且可能因频率间隔不够密，儿漏掉被测频率中某些细节。

5.3.2 扫频法

利用一个扫频信号发生器取代了点频法中的正弦信号发生器，用示波器取代了点频法中的电压表而组成的。扫频测量法简单、速度快，可以实现频率特性测量的自动化。由于扫频信号的频率变化是连续，不会象点频法由于测量的频率点不够密而遗漏某些被测特性的细节。反映的是被测网络的动态特性。测量的准确度比点频法低。

6.结语

综上所述，我们即可对于电子设备等进行调试，通过调试过程，使电路的各项性能指标达到要求，使系统能够正常的工作。

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作者简介：冯蕾琳（1974—），女，江苏南京人，讲师，现供职于无锡机电高等职业技术学校电子信息工程系，研究方向：电子产品装配及测量技术。