高职数字电路实验故障检测与排除方法的探究

摘 要 在数字电路实验教学中，学生会出现各种实验故障，导致实验无法按预期顺利进行，教师如果不能在课堂上有效地指导学生排除故障，就难以按计划完成课堂教学任务，本文根据数字电路实验教学中积累的经验，对一些常见故障产生的原因及排除方法进行总结，并提出培养高职生实验技能与常见故障排除能力的必要性。

关键词 数字电路 实验故障 检测 排除方法

数字电路是高职应用电子技术专业的一门专业基础课程，它具有很强的实践性、工程应用性，因此实验课程在数字电路教学中占有举足轻重的地位。但是实验中不出故障几乎是不可能的，为了保证实验教学的质量，达到高职教育为企业培养懂管理的高技能型人才的目标，培养和提高学生分析故障、排除故障的能力已成为教学中急需解决的问题。

1数字电路实验技巧及故障产生的原因

数字电路实验可以分为验证性实验和课程设计实验，对于初次学习数字电路课程的同学来说，很难做到不出差错、一次性顺利调试通过。如果按照设计好的电路进行组装调试，结果并不能实现其逻辑功能，那就说明电路有故障。故障产生的因素很多，有实验设备方面的客观因素，也有学生操作的主观因素。结合在实验教学中高职生遇到的问题及故障产生的原因，探究数字电路实验技巧及常见故障的检测与排除。

数字电路实验中首先要明确实验目的，搞清实验原理，掌握实验技能和方法，分析实验数据并处理实验结果，完成实验报告。决定实验能否成功的关键环节就是方案设计和电路的制作与调试，初学者只要能掌握这些技巧在关键环节不出差错，实验就能成功。尽管教师反复强调这些实验技巧和注意事项，但是由于学生的个体差异每次实验中出现的故障是五花八门，这些故障固然有实验设备和实验器件自身的因素，但大多数由人的主观性造成的，如常识性、技术性操作错误。常见的故障产生的原因可归纳为以下几点：

1.1电路设计错误

电路设计中单元电路有错误或系统电路有错误。主要原因可能是没有理解设计要求，精心分析设计电路，考虑问题不周全就会在电路设计中出错。

1.2元器件及安装问题

数字电路一般由多个元器件构成，每个元器件参数都有不同要求，如果任何一个元器件参数不符合设定值，就可能使设计电路的功能出现故障。除了人为调整器件参数外，还有老化、运行温度的变化等因素。此外元器件损坏或安装有错误，比如集成芯片插错、引脚折弯引脚间短路、连接处有接触不良；二极管、三极管、电容极性等接反等问题。

1.3布线问题

电路布线有错误，包括错线（连线一端正确，另一端错误；连线乱接）、少线（安装时完全漏掉的线）和多线（连线的两端在电路图上都是不存在的）。电路布线正确是电路功能正常的必要条件，因为一个电路有多个元器件，这就使布线比较复杂，不太容易操作，只要有一条线出现错误，就会导致电路出现故障，所以布线要认真而且合理。清楚和规则的布线有利于实现电路功能和排查故障。

1.4焊点问题

焊点存在虚焊、漏焊、桥接的问题，这个问题也是实验中最难查找的。

1.5电源供电、信号线有误

电源的接线有错误，正负极接反、漏接或电源端对地短路；信号源连线不正确。受潮、短路、断路、烧损等致使数字电路功能无法实现。

1.6测试方法问题

测试方法不对是学生常犯的错误，主要原因是对实验电路的原理没理解透彻，实验目的不明确，不会使用仪器仪表（稳压电源、示波器、脉冲信号发生器、万用表），对各种测试方法并不是很了解，例如，在验证TTL逻辑门功能实验中，要测量与非门电路的的输出高电压和低电压，万用表需要拨到直流电压档测试，有的学生就用交流档测量其电压，在测试过程中，发现电压表的读数不稳定，学生不知道如何解决，误认为仪表有问题。

2数字电路实验故障排除方法

在数字电路实验中要想快速排除故障，就需要学生对常见故障的处理非常熟悉，但这一要求对初学者来说还是有一定难度的。因此，我们总结了实验教学中积累的一些经验，希望对学生有一定的帮助。

2.1观察法

观察法就是不使用仪器仪表测量，凭借人的眼睛、感官来识别故障产生的原因。初学者组装电路时由于没有经验，会在工艺存在一些明显的失误，造成短路、断路、元器件烧坏等故障，部分原因可通过肉眼观察到。例如：集成芯片插错方向、引脚有无折弯、芯片的使能控制端处理是否正确、二极管和三极管极性有无接反、电容极性有无接错、烧焦（糊）、发烫、断线、虚焊、漏焊等现象。这种方法的缺点就是有时观察到的只是表象，并不能看出故障的真正原因。

2.2仪表测量法

如果观察法没有找出故障原因，可以用仪表测量逐级检查，常用万用表、逻辑笔、示波器进行测试。万用表测量比较简单，一般先用万用表测量电子元器件的电压，电路中各电子元件正常工作时各引脚、接点处的电压都有规定的数值或范围，通过测量电压可以判断它是否符合电路理（下转第71页）（上接第58页）论设计要求，从而确定故障点或故障发生的范围。其次可以用示波器观察电路中关键点的电压波形，根据幅值、周期，判断电子元器件动态工作过程是否正确，从而找出一些静态工作点正常但动态工作异常的故障。

3结语

数字电路实验教学中故障出现的原因、检测排除故障的方法，还需要不断积累总结。教师要指导学生如何根据故障现象，自己查找排除故障，不仅可以提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，还能培养他们严谨认真的科学实验态度，达到真正的实验课程的目的。

作者简介：姚聪（1982-），男，安徽滁州人，滁州职业技术学院，工程师，学士，研究方向：电子科学与技术；王健（1967-），男，安徽滁州人，滁州职业技术学院，技师，研究方向：工业自动化；贾秀玲（1979-），女，河南周口人，滁州职业技术学院，讲师，硕士，研究方向：电子科学与技术。

⒖嘉南

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