實驗一 電路故障檢測與調試分析

• 實驗目的和要求*（目的5分，要求5分）

1.1實驗目的：

通過實驗，熟悉 電路常見的故障以及檢測方法

學會使用萬用表或示波器檢測關鍵點電壓的方法，分析判斷故障所

能夠對自己設計的硬件電路進行仿真模擬驗證，同時對出現的數據誤差進行調整

1.2實驗要求:

掌握對電子技術電路的自主應用及工程設計；

自主設計1~2個隨機出現的電子技術電路的故障（比如電子元器件短路或者斷路，或者參數不準等問題）；

利用第三方仿真軟件自行設置輸入激勵和輸出的儀表檢測，并將所設計的電子技術電路進行黑盒輸入輸出測試（假設不知道故障位置及原因），通過檢測分析故障的位置和故障的原因，并嘗試故障排除的方法，從而解決故障的問題。樹立獨立自主分析及解決問題的能力，激發自主創新的奉獻熱情和工程能力。

• 實驗原理和內容*（原理15分，內容5分）

2.1實驗原理：

2.1.1常見的電路故障產生原因

在模擬電路中，靜態工作點異常、電路輸出波形反常、負載能力差、電路自激振蕩等。實驗中產生故障的原因是多種多樣的，有些是人為因素引起的，有些則是設計、工藝和環境條件引起的。一個新裝電路的故障，主要是器件連接與認為操作等原因。

2.1.2常見的電路故障有以下幾種:

??? 1、連接線接錯、開路、短路（線間或對地等）

??? 2、元器件引腳接錯，如二極管、三極管、穩壓管和電解電容的極性接反或集成電路引腳插反

??? 3、在同一個測量系統中有多點接地或接地不合理。（在同一個測量系統中只能有一個接地點。

??? 4、超出了儀器的正常工作范圍

5、當儀器設備正常且電路連接準確無誤，而測量結果與理論值不符合或出現了不應有的誤差時，往往問題出在操作不當上。

?2.1.3故障處理步驟

??? 1、首先檢查供電電路有無故障

??? 2、采用電壓測量法，判斷故障部位

??? 3、采用信號注入法，判斷故障部位

2.2實驗內容

掌握對電子技術電路的自主應用及工程設計；

自主設計1~2個隨機出現的電子技術電路的故障（比如電子元器件短路或者斷路，或者參數不準等問題）；

利用第三方仿真軟件自行設置輸入激勵和輸出的儀表檢測，并將所設計的電子技術電路進行黑盒輸入輸出測試（假設不知道故障位置及原因），通過檢測分析故障的位置和故障的原因，并嘗試故障排除的方法，從而解決故障的問題。樹立獨立自主分析及解決問題的能力，激發自主創新的奉獻熱情和工程能力。

三、主要儀器設備（10分）

??????? ?????名稱?????????????? ???型號或功能

　

電流表	測量電流
電壓表	測量電壓
運算放大器	實現信號放大
示波器	顯示波形
穩壓管	提供穩定電壓

四、實驗步驟及操作方法*（共20分，其中電路圖和參數10分）

4.1 理論構建電路

1、預期搭建波形發生器

??? 2、在基礎震蕩電路基礎上加上運算放大器以及雙向穩壓管搭建出現基礎的波形發生器

??? 3、對系統供電，測量輸出端，觀察是否實現預期的實驗效果

4.2 搭建的仿真電路

4.3 電路故障分析

1、觀察到無波形

?????? ·分析可能是電源供電不足或者可能是電源電路出現問題，于是用電壓表檢測正電源和負電源，觀察是否達到規定的電壓，或者電源電路是否出現短路以及斷路。

?????? 分析發現負電源有-5V，但是正電源只有1V，沒有達到額定的正5V。

2、觀察到波形不怎么對勁，顯示與預期不符合

?????? ·分析可能是電阻阻值不符合預期，或者電路接觸不當，我們可以采取逐一排查每個電阻阻值，以及對整個電路的通斷性進行檢查，目前我們已經可以排除電源電路

1）發現穩壓管兩端的數值波動有點大

2）運算放大器的輸入電壓太小

3）經過對比發現有個電阻的阻值明顯不合理，如下面所示，我們暫時可以估計應該是電阻比值不符合要求，采取更換電阻的措施。

經過多次調整后，波形顯示總算正常

3、剛才由于不小心，鼠標摔了下，再次打開波形后發現又是啥也沒有了，并且檢測電源電路正常，電阻也是按照正常比例改成了3千歐，但是波形就是啥也沒有，如下所示：

·分析，在已經電源電路供電正常的情況下，并且經過觀察電阻的比例也是正常，由于這是仿真過程，原件應該不會出現損壞，那么現在還有一種可能性，就是某些原件出現了短路。

·另外，觀察發現波形啥也沒有，經過網上查閱資料，波形主要是通過震蕩電路通過外加激勵激發產生的，所以有非常大的可能性就是震蕩電路出現了問題。

檢測發現電容兩端是等勢點，于是我們可以斷定是出現導線將電容短接，經過調整后，電路重新恢復了正常。

五、實驗數據記錄和處理（根據實驗需要自行撰寫20分）

5.1電路黑盒分析

我們假設上圖所示的電路圖，中間紅色框選出來的部分，我們并不知道其中元件組成，但是我們能夠測量輸入輸出。通過輸入輸出我們可以斷定黑盒子里面的原件組成。

5.2 輸入輸出查看

對應的輸入信號：

·改變輸入信號

對應的輸入信號為：

多次改變輸入信號，發現輸出信號與輸入信號存在某種關系：

實驗次數	信號一幅值	信號二幅值	輸出信號幅值
1	1	2	4.8
2	2	1	3.1
3	1.5	1	2.48

發現輸出信號與輸入信號存在某種疊加關系?？山瓶醋魇?#xff1a;

實驗次數	信號一頻率Hz	信號二頻率Hz	輸出信號頻率Hz
1	100	50	99
2	50	50	\波形紊亂
3	200	100	210

發現頻率也是近似滿足上述的關系。

六、實驗結果與分析 （20分）

????? 1)對于黑盒內部元件分析，我們只能大概估計里面究竟有什么成分，但是我們并不能斷定每一個細小的原件，經過我們上述的分析，我們假設我們并不知道里面原件組成（因為是仿真，我們已經知道里面原件的組成），但是通過我們上述的輸入輸出分析，我們也是可以斷定里面應該是個運算放大器和一個乘法器。

??? 2）并且通過我們大概推出的輸入輸出的等式關系，經過多次輸入輸出測試，發現等式的結果都滿足實驗預期，于是我們可以斷定里面的運算放大器是采用差分放大的形式進行連接，并且將一路信號通過乘法器進行輸出。

??? 3）對于電路故障檢測，常見的電路故障我們采用逐一排查的方式，其中最主要的還是電源電路以及信號產生電路，這兩處是關鍵，確保這兩處沒有問題之后，其余的就是小問題，剩下的就是元件短路或者斷路，或者元件損壞，由于是仿真，還有一些實際操作中不會遇到的問題，實際操作中，模電實驗問題還是比較多的，但是也必須都是先排查上述的問題。

七、討論、建議、展望 （10 分）

????? 電子技術故障電路檢測與調試分析對我而言，我覺得是一種開放式的電路實驗，可以根據自己的喜歡來進行電路設計，其實這些都是建立在之前的模電實驗基礎之上，正是由于之前實際操作中遇到過哪些問題，自己又是怎么解決的，這些都可以成為我們這次實驗的素材。

??? 電路故障檢測，我覺得還是主要考察自己的細心程度，很多時候，我們覺得自己設計的電路上理論來講非常的完美，但是實際操作時就是會出現各種問題，特別時模電實驗，有的時候我們仿真明明是沒有問題的，但是實際線下做就會出現問題，但是這個出現的問題基本上都是自己線路連接不到位，比如元件之間存在干擾，特別時電容，我們怎么安放元件這些都需要自己考慮，還有模電處理的信號都是小信號，如果線路過長的話，信號衰減也是問題，而這些問題是我們在仿真中并不會遇到的，所以更加要求我們仔細去檢查電路，分析各個元件的信號成分，是否符合自己的理論預期。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的电路故障检测与调试分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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