1.1查找故障和排除故障基本條件
同學(xué)們在作實驗的時候,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有些教師很“牛”,面對故障,很輕松就能查找出來。而自己面對相同的故障,卻無計可施。實際上,具備了查找故障和排除故障的基本條件,加上縝密的邏輯思維,任何人都可以使自己的查、排故障能力迅速提高。
查、排故障需要以下基本條件:
1.對待查電路要足夠熟悉
為什么讓大家認(rèn)真預(yù)習(xí),就是要督促你們實現(xiàn)這個要求。排查故障和醫(yī)生給人看病一樣,對人的基本生理結(jié)構(gòu)都不熟悉,你怎么給人看。渴煜さ绞裁闯潭?我覺得應(yīng)該是倒背如流。電路熟悉了,每個關(guān)鍵點的波形就在腦子里,用示波器——像醫(yī)生的聽診器——一看,這里有毛病, OK 了。
2.掌握較為全面的基礎(chǔ)知識
不能僅僅是頭痛醫(yī)頭,還需要對基礎(chǔ)知識有全面的了解。這個要求不是短瞬間就可以達到的。需要同學(xué)們至少在學(xué)習(xí)過程中,抓住每一個知識點,盡量融會貫通。
3.會熟練使用儀器設(shè)備
有人說,現(xiàn)在的醫(yī)生不會看病,只要會用儀器就可以了。這有些夸張,卻也說明了儀器的作用。在查、排故障中,主要儀器設(shè)備也不多,就是示波器、萬用表、圖示儀、毫伏表等。掌握并熟練使用它們并不困難。
4.縝密的邏輯思維
在查、排故障中,縝密的邏輯思維是必不可少的。一個故障的出現(xiàn),通常會有多種原因,而一種原因,可能造成不同的結(jié)果。比如,造成 A 現(xiàn)象的原因可能有 m,n 兩種。 n 原因可能造成 A 、 B 兩種共存現(xiàn)象。 m 原因可能造成 A 、 C 兩種共存現(xiàn)象,F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 A 現(xiàn)象,那么到底是 m 和 n 哪種原因呢?只要看看 B 、 C 原因是否存在,就可以說明問題了。
對于哪個原因會造成哪種結(jié)果,需要對電路熟悉、需要全面的基礎(chǔ)知識,而對結(jié)論的分析,則需要縝密的思維。這種思維能力看似簡單,卻沒有被大多數(shù)同學(xué)所利用。一方面是沒有這種習(xí)慣,另一方面也是缺乏連續(xù)思考的能力——就像下棋只能想一步。
因此,在實戰(zhàn)中,大家要特別注意培養(yǎng)這種思考能力。實在想的頭疼,就用紙筆寫下來。
舉一個實際的例子:有位同學(xué)接好了兩級放大器,打開電源、信號源開關(guān),輸出沒有波形,然后就測量第一級輸出,也沒有波形。那么問題在哪里呢?列出來如下:
1) 電源根本就沒有接上或者電壓太低。
2) 信號源根本就沒有引入。
3) 示波器使用就不正確。
4) 第一級放大器出現(xiàn)錯誤。
這個分析是基本正確的,該同學(xué)就用萬用表的電壓檔測量了電源輸出端,+ 12V 。 OK 。然后用示波器測量信號源輸出端,也正常,這還說明示波器使用正確,于是懷疑是第一次放大器錯誤。就很踏實地拆除了第一級重新搭接。幾個小時過去了,第二次搭接的電路出現(xiàn)了同樣的問題。氣憤溢于言表。教師來了,是這樣處理的:
用示波器直流檔觀察電路中存在的電源點,有+ 12V 。用示波器交流檔觀察電路中信號引入端——發(fā)現(xiàn),沒有交變信號,緊接著,立即將示波器探頭置于信號源輸出端,發(fā)現(xiàn)有信號,中間只有一根導(dǎo)線連接,導(dǎo)線兩端一個有信號,一個沒有信號,懷疑導(dǎo)線斷路。教師謹(jǐn)慎地——注意,越是近鄰成功之時,越要謹(jǐn)慎——記住位置,拔下導(dǎo)線,萬用表電阻檔一測,電阻無窮大, OK 了,導(dǎo)線斷了。教師得意地走了,留下學(xué)生苦惱地思考。那么,這個學(xué)生到底在哪里出了問題?
首先,認(rèn)定故障要從根部認(rèn)定,在邏輯上,證明信號源沒有引入,必須從電路的信號引入端測量,而不是在信號源的輸出端。其中對電源的證明,學(xué)生也犯了相同的錯誤,只是問題不在那里,僥幸而已。
其次,懷疑必須得到確認(rèn),不要急于拆除電路。
從這個例子,大家可以知道,縝密的邏輯思考比任何手快都重要。就像丟了東西,認(rèn)真地回想,比手忙腳亂的瞎找重要的多。
1.2 正確使用示波器
示波器可能是排查故障中最為得力的工具。就像醫(yī)生的聽診器。熟練正確地使用好示波器,將大大提高自己的排查能力。
本節(jié)不詳述示波器實驗方法,有一些技巧教給大家。
1.示波器使用前的準(zhǔn)備工作
要很好利用示波器,必須做好準(zhǔn)備工作。
1) 打開電源,檢查灰度和聚焦;
2) 將示波器的一個探頭地線與電路地線連接好;
3) 同時將兩個探頭接信號源,讓示波器雙蹤顯示,檢查屏幕上波形是否正確;
4) 給兩個探頭上都夾上一個短硬導(dǎo)線,導(dǎo)線頭裸露 1cm 左右。
5) 將其中通道 1 的探頭信號端拿在手上,含硬導(dǎo)線。注意不要讓導(dǎo)線脫離示波器探頭。有些同學(xué)習(xí)慣用示波器的夾子,這不好。應(yīng)該習(xí)慣于用導(dǎo)線。
6) 最終的工作狀態(tài)是:示波器兩個通道都正常,通道 1 的地線與電路地線牢靠接觸,永遠(yuǎn)不動它,通道 1 的信號端含一個導(dǎo)線,通道 2 信號端也含導(dǎo)線,備用。
2.示波器粗略觀察“點”電壓
調(diào)整示波器的 Y 軸衰減開關(guān),使得屏幕可以看到電路整個電源范圍,比如電源為 ± 12V ,可以調(diào)整為 5V/DIV ,零線居中, DC 檔。這樣,整個屏幕可以看到 ± 20 V 的電壓。這種狀態(tài)下,用示波器可以對電路內(nèi)所用點進行粗略觀測。比如看看電源電壓,是否基本正確,看看輸出點是否有直流分量等等。這種粗略觀察,可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)故障。
3.示波器細(xì)致觀察“點”交變量
當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一點電壓上既有直流分量,又有交流分量,而又關(guān)心其中交流分量大小時,可以將輸入耦合開關(guān)置于 AC 檔,并減小 Y 軸衰減開關(guān)位置,將交流量放大顯示。
4 .通過掃速調(diào)整發(fā)現(xiàn)地線故障
有時,我們觀察輸出波形,是一個正弦波,可是后級表現(xiàn)又表明這一級存在問題。我們可以將 X 軸掃速旋鈕變一變,讓掃速變慢,在屏幕內(nèi)包含更多時間的波形。這時候,就像站的更遠(yuǎn)看波形一樣,可能會發(fā)現(xiàn)原先的正弦波是在一個更慢的正弦波上疊加著。這樣,我們就發(fā)現(xiàn)了一個故障:原來輸出波形上存在工頻干擾,這種干擾多數(shù)是地線不牢靠造成的。
因此,在 Y 軸, X 軸都存在“站遠(yuǎn)”觀察的可能,就是讓有限的屏幕包含更多的信息,方法是,讓掃速變慢,讓 Y 軸每格顯示更大的電壓。當(dāng)然,這個信息將比較粗略。但是,它有助于我們發(fā)現(xiàn)更多的故障。
5.示波器直接觀察地線
對于運算放大器或者比較器電路,由于輸出很容易飽和達到電源電壓,因此,很多工頻干擾被淹沒,地線是否牢靠,除了直接用萬用表測量與地線電阻外,還可以直接用示波器觀察。當(dāng)示波器地線牢靠,用它測量一個地線時,將在示波器上顯示一條穩(wěn)定的平直線。而用它測量一個浮空點(原本是地線,但是沒有接上,是地線故障),則同樣是一條平直線。
但是,同學(xué)們仔細(xì)觀察,就會發(fā)現(xiàn),很多示波器都可以區(qū)分開測量的到底是準(zhǔn)確的地線還是浮空點。我的經(jīng)驗是,地線很實很平,浮空點則顯得有些虛。同學(xué)們可以試一試。如果你有這個能力,你就可以輕易地發(fā)現(xiàn)地線故障。