作为一名电子学讲师,我经常被要求帮助学生yabosports官网解决他们的实验室电路故障。然而,当我接触一个学生的自建电路来排除故障时,我的思维方式通常与在真实的工作现场排除故障时截然不同。
除了不同的安全考虑和非常不同的工作环境之外,你认为我在接触学生建造的电路时,还会有什么不同的考虑?具体来说,一个专业安装的发生故障的电子系统和一个学生的实验室项目发生故障之间可能的故障范围有何不同?关于故障排除角度的差异,关于问题中的电路的构造和运行历史,您会做出哪些概括?
密切检查以下“组件”立体声系统:
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CD播放器产生要放大的音频信号,而均衡器/前置放大器修改信号的音调以适应侦听器的偏好,功率放大器提供足够的电源来驱动扬声器。
假设这个系统有问题:没有任何扬声器出来的声音。系统中的所有组件都已打开,如前面板上的电源灯所示。所有控制旋钮似乎也被设置为适当的位置。CD播放器表示磁盘正在播放,并且它目前正在播放一首歌。尽管所有这些良好的指标都没有听到扬声器的声音。
始终准备好进行故障排除电子系统,您可以使用数字万用表关闭,您可以使用它来检查是否存在音频信号(设置仪表以测量AC Millivolts)。可以拔掉所有音频信号电缆(包括扬声器电缆)以提供仪表的测试探针的访问。
在系统中的哪一点您可以开始测试是否存在音频信号?解释为什么您选择该点,并根据该测试的结果来描述您的后续操作。
我个人的偏好是拔掉均衡器/前置放大器单元的输出电缆,并测试那里的信号输出。我将把其他步骤留给你,在课堂讨论中与你的同学详细阐述!
与您的学生讨论如何对“分割和征服”策略进行故障排除的理想应用,在其中将信号路径分成一半,检查每个半路点的信号是否存在,缩小故障组件的位置以快速的方式。
以下是在对发生故障的放大器电路应用任何特定的故障排除策略之前需要采取的几个好步骤:
解释为什么采取这些简单的步骤可以节省大量时间在故障排除过程中。例如,如果您已经知道它没有输出它应该是什么,为什么会打扰放大器的输出信号什么,究竟是构成放大器电路的“质量好的”力量?
在进行故障排除策略之前,通常是一个好主意,即使有人已经告诉你问题,也要验证故障策略。看到你自己的眼睛的故障可能会比你只是在别人的描述,或者更糟糕的是你自己的假设。
检查输入信号的基本原理应该易于理解。我会让你回答这个!
“高质量”电源包括DC在适当的电压范围内放大器电路,纹波电压可以忽略。
后续问题#1:假设你发现“有问题”的放大器实际上是不根本接收任何输入信号?该测试是否会使放大器本身产生?您如何模拟放大器的适当输入信号,以便测试它?
后续问题#2:解释如何测量电源纹波电压,只用一个数字万用表。如何用示波器测量纹波?
在我自己的经验中,我发现这些步骤在开始任何正式的故障排除过程之前是有价值的时间 - 节省者。笼统,检查输出那检查输入, 和检查电源。
新技术人员常常惊讶于复杂的问题往往是由像“脏”功率这样简单的东西引起的。因为检查只需要几分钟,并且可能导致广泛的问题,所以这不是浪费精力。
这里显示的三级放大器存在问题。尽管提供了良好的“清洁”直流电源和充分的输入信号放大,但没有输出信号:
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解释如何使用“分割和征服”或“除以两个”故障排除策略来定位故障的放大阶段。(这是您将信号路径分成不同部分的位置,然后在沿着该路径沿着该路径的点测试良好的信号,以便将问题缩小到电路的一半,然后四分之一的电路等)
显示您将电路分成不同部分的划分线,并为每个部分识别输入和输出测试点。
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挑战问题:您认为如何策略策略如何工作来定位故障之内特定扩增阶段?
多级放大器电路很好地利用了“分而治之”的故障排除策略,特别是当多级电路是对称的时候。
为了成功地排除任何电子电路到元件级的故障,你必须很好地了解每个元件在该电路的上下文中的功能。晶体管放大器也不例外。下图是一个简单的两级音频放大电路:
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确定以下组件在该音频放大器电路中的作用:
此外,还回答以下有关电路设计的问题:
关于47μF去耦电容的必要性的问题是棘手的,所以我会在这里阐述一下。电源去耦是一个很好的设计实践,因为它可以避开各种问题。电源“轨道”导体上方不应存在AC“纹波”电压,作为晶体管电路,最佳纯直流电源。去耦电容器的目的是通过作为源的低阻抗“短”来制止任何纹波,而不是向直流电源呈现任何负载的低阻抗“短”。
虽然乍一看似乎不太可能,但在这个音频放大器电路中缺少解耦电容实际上会导致在特定的电源和负载条件下的自振荡(放大器成为一个音频发生器)!如果电源的调节和/或过滤不好,去耦电容的存在将大大减少在扬声器中听到的线频“哼”声。
对于剩下的问题,我会让你自己找到答案!
顺便说一句,这个电路对于学生项目来说是一个很好的“对讲机”放大器。使用一个小型动态扬声器作为麦克风,另一个扬声器(或音频耳机)在接收端通过一根长电缆连接到放大器输出,学生可以轻松地在一个建筑物的两个房间之间,甚至建筑物之间交谈。
通常,晶体管电路中的组件故障将导致DC(静态)参数的显着变换。这是故障排除程序的好处,因为它意味着可以通过测量直流电压(没有信号输入)并将这些电压与预期的内容进行比较来定位许多故障。但是,最困难的部分是确定放大器电路中各个点的直流电压电平。
检查这两个两级音频放大器电路,并估计由粗体字母和箭头标记的所有点处的直流电压(一种通过G),与地面有关。假设导电PN结将降0.7伏,负载对分压器的影响可以忽略不计,晶体管的集电极和发射极电流实际上是相同的幅度:
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V.一种≈
V.B.≈
V.C≈
V.D.≈
V.E.≈
V.F≈
V.G≈
研究此音频放大器电路:
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然后,确定每个测试点的直流电压(VTP1.通过V.TP6.)关于地面将增加,减少或保持相同的给定的故障条件:
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分析组件故障时,一次只考虑一个故障。也就是说,对于表中的每一行,您应该分析电路,好像它中唯一的错误是该行的左侧列中列出的电路。
如果电压变为零,我在表中表示为零。如果增加或减少相对较小,我使用细箭头(↑或↓)。如果变化大,我就用粗箭头(彦宏或⇓)。
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后续问题:为什么不测试点电压VTP1.或五TP6.永远改变?
我能够通过建立这个电路和故障描述的每个组件来验证特定的电压。虽然我不能总是预测变化的大小,但我总是能预测变化的方向。这确实是所有应该期待的初学者。
这个问题真正重要的方面是让学生理解为什么测试点的电压随着变化而变化。和你的学生讨论每一个故障,以及如何通过观察电路来预测其影响。
给定组件在“打开”模式下将失败的可能性通常与其失败的可能性不一样“短路”。根据您的研究,您可以使用电子电路故障排除的个人体验,确定以下组件是否更可能失败开放或失败短缺(这包括部分或高阻,短路):
我鼓励您研究有关这些设备的失败模式的信息,以及来自您自己的经验建设和故障排除电子电路的收集。
请记住,这些答案中的每一个都仅仅代表最有可能的在两个故障模式中,打开或短路,并且该概率可以与操作条件转换(即,由于焊接触点由于焊接触点而导致的开关可能更容易出现由于焊接接触而短路)。
随访问题:什么时候双极晶体管短路故障时,在集电极和发射极之间的短路通常是明显的(尽管有时所有三个端子都可能登记短路,就好像晶体管只不过是三根线之间的一个结)。你觉得这是为什么?是什么使它不太可能与其他终端“融合”?
强调你的学生对常见故障模式有多了解如何高效的故障排除技术。在正常操作条件下知道特定组件更有可能失败的方式使得在评估系统故障最可能原因时,可以进行故障排除程序进行更好的判断。
当然,适当的故障排除技术应该始终揭示故障源,无论是故障排除程序是否有任何特定设备的故障模式的经验。然而,拥有对失败概率的详细知识允许人们首先检查最可能的麻烦来源,这通常会导致更快的维修。
一个称为的组织可靠性分析中心,或RAC.,发布了各种各样的电子和非电子元件的故障模式的详细分析。你可以拨打纽约罗马米尔街201号13440-6916与他们联系。这个问题的数据来自RAC的出版物,零件故障模式分布。
假设你正在排除下列放大器电路的故障,发现输出信号被夹在负的峰值上:
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如果您知道该放大器是一种新设计,可能没有其所有组件正确大小,您会在电路中怀疑什么类型的问题?请尽可能具体。
这个放大器很可能存在不适当的偏置,可以通过改变R的值来补救1或者r.2。(我会让你确定所选择的电阻值必须改变,增加或减少的方式!)
根据观察到的输出波形,与学生讨论如何确定偏置电压是否太大或太小。只要学生理解,这一切并不难为什么存在偏见以及它的工作原理。
假设你正在对下面的放大器电路进行故障排除,发现输出信号在正峰和负峰上都是对称的“限幅”:
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如果您知道该放大器是一种新设计,可能没有其所有组件正确大小,您会在电路中怀疑什么类型的问题?请尽可能具体。
该B类音频功率放大器电路存在问题:其输出非常扭曲,类似于来自功能发生器的输入信号的正弦波的一半:
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根据示波器显示的输出信号,列出本系统中可能出现的一些故障。此外,根据相同的数据确定哪些组件(如果有的话)已知是好的:
首先,认识到我们不能知道推挽电路的哪一半是失败的,由于变压器的隔离和由此产生的极性的不确定性。请注意,这里列出的清单并非详尽无遗。
后续问题#1:假设在你的工作台上用一个“虚拟”负载(8 Ω电阻连接到扬声器终端)测试这个放大器后,你碰巧注意到晶体管Q2触摸起来有点热,而晶体管Q3.仍然在室温下。这个额外信息会表明放大器的问题是什么?
后续问题2:描述潜力安全隐患涉及在操作电路中触摸电源晶体管。如果您希望比较这两个晶体管的工作温度,您如何安全地执行呢?
推挽放大器固有的对称性在某些方面使故障排除更容易。但是,元件级故障诊断通常需要详细了解被诊断的特定电路中的元件功能。无论电路多么“简单”,学生将无法对其进行故障排除,除非他们了解每个元件如何以及为什么起作用。
提出关于晶体管温度的线索对于两个原因很重要。首先,它为学生提供更多数据来确认故障可能性。其次,它强调了非电信数据的重要性。有效的故障排除者在调查问题时使(安全)使用所有可用数据,并且通常需要创造性思维。