電子電路

電子電路可以將複雜的電子產品內部的連接控制關係以最簡潔、直觀的形式展現出來，使電子產品安裝、調試、檢修人員能夠在很短的時間內明瞭整個電子產品的內部結構和工作原理，進而在電子電路圖的指示下完成相應的工作。在實際的生產、維修工作中，電子電路的連接關係、裝配關係以及工作過程會通過不同的電子電路圖來體現。

通常，我們將表達電子電路連接關係的電路圖稱為電子電路連接關係圖（接線圖），將表達電子電路裝配關係的電路圖稱為電子電路裝調圖，而將表達電子電路結構和工作原理的電路圖稱為電子電路原理圖。不同類型的電子電路圖有不同的特點和用途。 ^[1] 

按照所處理信號形式的不同，通常可將電子電路分為模擬電路和數字電路兩大類。用於傳遞和處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路；對數字信號進行傳遞、處理的電子電路稱為數字電路。

模擬電路通常注重的是信號的放大、信噪比、工作頻率等問題。常見的有放大器電路、濾波電路、變壓電路等。如收音機、電視機、電話機、變壓器等電路。

數字電路被廣泛地應用於數字電子計算機、數字通信系統、數字式儀表、數字控制裝置及工業邏輯系統等領域，能夠實現對數字信號的傳輸、邏輯運算、計數、寄存、顯示及脈衝信號的產生和轉換等功能。

模擬電路和數字電路的結合越來越廣泛，在技術上正趨向於把模擬信號數字化，以獲取更好的效果，如數碼相機、數碼電視機等。 ^[2] 

進行電子電路設計的中心任務是按功能要求設計出具有該功能的電路，或者可以説。設計完備的電路，使其能夠完成預期的功能。一般地説，電子電路設計的內容或步驟為：

(1)先分析所要實現的功能，並對其功能進行歸類整合，明確輸入變量、輸出變量和中間變量。

(2)提出電路的功能要求，明確各功能塊的功能及其相互間的連接關係，並作框圖設計。

(3)確定或者設計各單元電路，確定其中的主要器件，給出單元電路圖。

(4)整合各單元電路，規範設計統一的供電電路即電源電路，並做好級聯的設計。

(5)設計詳盡電路全圖，確定全部元器件並給出需用元器件清單。

(6)根據元器件和電路設計印製電路板圖，並給出相應的元器件分佈圖、接線圖等。如果是整機的，一般還要提供整機結構圖。

(7)實現工藝比較複雜以及有特殊工藝要求的，需要給出工藝要求説明，或者給出工藝設計報告。

(8)進行業餘設計或者屬於單體實驗開發類的電路設計時，還要經過調試與測試。並給出實驗與測試的結果。

(9)寫出設計説明書或者設計報告。

在上面的敍述中，(1)～(5)屬於原理設計，(6)～(8)基本屬於工藝過程，(9)是常規要求，是設計者必須要完成的，也是設計者唯一能夠留存的設計資料，它一定是詳實、具體和規範的，可作為技術交流的依據。 ^[3] 

任何一個電子電路在組裝好之後，都要經過調測過程，才能確定或達到性能指標的要求。電路調測的過程就是利用各種儀器儀表，例如萬用表、示波器、信號發生器、邏輯分析儀等對電路進行各種參數的測量，並根據測量結果有針對性地調整電路，使其各項性能、指標達到設計要求的過程。

(1)分模塊調測

較大型的電路系統一般都要分模塊調測，將總體電路按功能分成若干個模塊，對每個模塊分別進行調測。調試順序可以按信號的流向，逐模塊進行，逐步擴大調試範圍，最後完成總體調試。

分塊調試的優點是：問題出現的範圍小，易於解決。

(2)整體調試

將整個電路組裝完畢後，不進行分塊調試，實行一次性總調。該方法適用於小型電路、已定型的、設計方法較成熟的系統設計電路，或需要相互配合、不能分塊調試的系統。

不論分模塊調測還是整體調測，一般都遵循以下步驟：

(1)不通電檢查

電路安裝完畢後，不要急於通電，應先認真檢查。包括：

①連線是否正確，是否有接錯線、少接線和多接線的現象

通常採用兩種查線方法：一種是根據電路原理圖中的連線，按一定順序在安裝好的電路中逐一對應檢查。這種方法比較容易找出錯線和少線；另一種方法是按實際電路來對照電路原理圖，按主要元器件各個引腳連線的去向和相連元件，查找每個去向和連接元件在原理圖上是否存在。這種方法不但能查出錯線和少線，還能查出多線。不論採用哪種查線方法，一定要在原理圖上對檢查過的線做出標記。

②直觀檢查電源線、地線、信號線、各元器件引腳之間有無短路

對於電路的電源線和地線一定要特別注意，謹防極性接錯；觀察各個連線處有無接觸不良；晶體管、電解電容等器件的引腳有無錯接；集成電路芯片是否插錯等。可以輕撥元器件，觀察插接是否牢固可靠。

(2)通電檢查

把經過準確測量符合要求的電源電壓接入電路。電源一經接通，不要急於進行電路的測量，而是要觀察穩壓電源或電路是否有異常現象發生。一般穩壓電源都有輸出電壓和輸出電流顯示，如果穩壓電源接入電路後出現輸出電流過大、輸出電壓下降現象，説明電路存在短路現象，應立即切斷電源，排查故障。同樣如果電路出現冒煙、異常氣味、元器件發燙等現象，則可能出現器件燒燬現象，同樣應立即切斷電源，待故障排除後方可再次通電。

(3)靜態調測

電路的電源接入後，目測無異常現象，即可以測量並調整電路的直流電壓和電流，使電路處於正常的直流偏置狀態。例如，調整共射放大電路的靜態工作點、差分電路的對稱性等等。若出現異常，應及時查找原因並排除。

(4)動態及指標調試

電路的靜態測試正常，靜態參數調整適當後，才可以進入動態工作狀態，進行功能指標的測試。一般不同的動態測試項目，應選擇不同的輸入信號。例如同一個差分電路，在測量其電壓放大倍數時，輸入信號應選用中頻小信號正弦波，而在測其電壓傳輸特性時，則應選擇中頻大信號，波形則不一定非是正弦波。所以，應根據不同的測量任務選擇適當的輸入信號，否則達不到期望的測量效果。

電路加適當的輸入信號後，用測量儀表測量電路的輸出信號是否符合要求，如用示波器觀察輸入/輸出波形，交流毫伏表測正弦輸出信號有效值等。一般來説電路進行動態測量時，都必須用示波器同時監測輸入/輸出波形，根據輸入/輸出波形判斷電路工作正常後，才進行其他如有效值、峯峯值、頻率、週期、相位的測量。

測試的過程中，應認真規範記錄和分析測試數據，做出測試結論。如發現性能指標與要求不符，應分析問題所在並對電路進行調整，最終使電路的各項指標符合要求。 ^[4] 

一個電子電路的故障按其產生的原因大體可以分為4類：設計故障、內部故障、外部故障和人為故障。

(1)設計故障

設計電路時對元器件的工作條件和參數考慮不周。設計電路時，對所使用元器件的參數和特性等考慮不周，如電阻的功率，電容的容量和耐壓，不同種類集成電路之間的電平配合，邏輯電路的時間延遲，電路的極限電流、耐壓，電路動作的邊沿選擇等等。在初次設計某一實用性作品時，這種情況更加突出，由於缺乏實踐經驗，加之設計不熟悉，所以難免會出現這樣或那樣的問題。

(2)內部故障

元器件、印製電路板的損壞。一個電子電路通常都由許多電子元器件或集成芯片組成，大的電子系統甚至可能由多塊印製電路板構成，裏面的元器件多達成千上萬個。而這些元器件當中只要有一個質量不好或印製電路板中用以連接這些元器件的接線中只要有一處出現斷裂，則整個系統都將極有可能處於故障狀態。

(3)外部故障

使用環境惡劣和安裝走線不當。電子電路在嚴寒、酷暑、強幹擾源和電源電壓波動極大的環境中工作，以及安裝中把強幹擾源線和數字信號傳輸線捆紮在一起而又不採取屏蔽措施等操作，都會造成電子電路的故障。

(4)人為故障用户使用不當、誤操作。電子電路在使用或調試的過程中，如果用户使用不當、操作失誤，都極有可能造成電子系統不能正常工作，出現故障。例如：接錯電源；電子系統中的可調器件（如電位器、可調電感、可調電容等）調整不當；用力過猛或方法不對，造成各種旋鈕的破碎、開關的損壞；對測試儀表不熟悉，導致測量錯誤而產生對電子系統的誤判斷等。 ^[5]