智能仪器常见故障与调试_175页.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第7章 智能仪器常见故障与调试,第,7,章,智能仪器常见故障与调试,7.1,智能仪器常见故障诊断与处理,7.2,智能仪器的调试方法,7.3,智能仪器抗干扰技术及使用注意,思考题与习题,7.1,智能仪器常见故障诊断与处理,7.1.1 常见故障类型,1）逻辑错误,仪器硬件的逻辑错误通常是由于设计错误、加工过程中工艺性错误或使用中其他因素所造成的。这类错误主要包括错线、开路、短路、相位出错等几种情况,其中短路是最常见的也较难排除的故障。智能仪器在结构设计上往往要求体积小,从而使印刷电路板的布线密度高,使用中异物等常常造成引线之间的短路而引起故障。开路故障则常常是由于印刷电路板的金属化孔质量不好,或接插件接触不良所造成的。,2）元器件失效,元器件失效的原因主要有两个方面：一是元器件本身已损坏或性能差,诸如电阻电容的型号、参数不正确,集成电路已损坏,器件的速度、功耗等技术参数不符合要求等；二是由于组装原因造成的元器件失效,如电容、二极管、三极管的极性错误,集成块的方向安装错误等。,3）可靠性差,系统不可靠的因素很多,例如,金属化孔、接插件接触不良会造成系统时好时坏,经不起振动；内部和外部的干扰、电源的纹波系数过大、器件负载过大等都会造成逻辑电平不稳定,；另外,走线和布局的不合理等情况也会引起系统可靠性差。,4）电源故障,若智能仪器存在电源故障,则加电后将造成器件损坏。电源的故障包括：电压值不符合设计要求；电源引出线和插座不对应；各档电源之间短路；变压器功率不足,内阻大,负载能力差等。,2.常见的软件故障,1）程序失控,这种故障现象是以断点连续方式运行时,目标系统没有按规定的功能进行操作或什么结果也没有。这是由于程序转移到没有预料到的地方或在某处循环所造成的。这类错误产生的原因有：程序中转移地址计算有误、堆栈溢出、工作寄存器冲突等。,在采用实时多任务操作系统时,错误可能在操作系统中,没有完成正确的任务调度操作；也可能在高优先级任,务程序中,该任务不释放处理机,使,CPU,在该任务中死循环。,2）中断错误,（1）不响应中断。,CPU,不响应任何中断或不响应某一个中断。这种错误的现象是连续运行时不执行中断服务程序的规定操作。当断点设在中断入口或中断服务程序中时反而碰不到断点。造成错误的原因有：中断控制寄存器（,IE、IP）,初值设置不正确,使,CPU,没有开放中断或不允许某个中断源请求；,对片内的定时器、串行口等特殊功能寄存器的扩展,I/O,口编程有错误,造成中断没有被激活；某一中断服务程序不是以,RETI,指令作为返回主程序的指令,CPU,虽已返回到主程序,但内部中断状态寄存器没有被清除,从而不响应中断；由于外部中断的硬件故障使外部中断请求失效。,（2）循环响应中断。,这种故障是,CPU,循环地响应某一个中断使,CPU,不能正常地执行主程序或其他的中断服务程序。这种错误大多发生在外部中断中。若外部中断以电平触发方式请求中断,那么当中断服务程序没有有效清除外部中断源（例如,8251的发送中断和接收中断在8251受到干扰时,不,能被清除）时,或由于硬件故障使得中断一直有效,此时,CPU,将连续响应该中断。,3）输入输出错误,这类错误包括输入操作杂乱无章或根本不动作。错误的原因有：输出程序没有和,I/O,硬件协调好（如地址错误、写入的控制字和规定的,I/O,操作不一致等）；时间上没有同步；硬件中还存在故障等。,总之,软件故障相对比较隐蔽,容易被忽视,查找起来一般很困难,通常需要测试者具有丰富的实际经验7.1.2 故障诊断的基本方法,前面已经说过,由于微处理器引入到仪器仪表中,使智能仪器的功能大大增强,同时也给诊断故障和排除故障增加了困难。首先,判断出仪器故障属于软件故障还是硬件故障就比较困难,这项工作要求维修人员具有丰富的微处理器硬件知识和一定的软件编程技术才能正确判断故障的原因,并迅速排除。,虽然利用自诊断程序可以帮助我们进行故障的定位,但是,任何诊断程序都要在一定的环境下运行,如电源、微处理器工作正常等环境。当系统的故障已经破坏了这个环境,诊断程序本身都无法运行时,诊断自然就无能为力了；另外,诊断程序所列出的结果有时并不是惟一的,不能定位在哪一具体部位或芯片上。因此,必要时还应辅以人工诊断才能奏效。下,面介绍一些诊断故障的基本方法。,1.敲击与手压法,我们经常会遇到仪器运行时好时坏的现象,这种现象大多数是由于接触不良或虚焊造成的,对于这种情况可以采用敲击与手压法。所谓敲击,就是对可能产生故障的部位,通过橡皮榔头或其他敲击物轻轻敲打插件板或部件,看看是否会引起出错或停机故障。所谓手压,就是在故障出现时,关上电源后,对插接的部件和插头插座重新用手压牢,再开机试试是否会消除故障。如果发现敲打一下机壳正常,最好先将所有接插头重新插牢再试；如果手压后仪器正常,则将所压部件或插,头的接触故障消除后再试；若上述方法仍不成功,则选用其他办法。,2.利用感觉法,这种方法是利用视觉、嗅觉和触觉发现故障并确定故障的部位。某些时候,损坏了的元器件会变色、起泡或出现烧焦的斑点；烧坏的器件会产生一些特殊的气味；出故障的芯片会变得很烫；另外,有时用肉眼也可以观察到虚焊或脱焊处。,3.拔插法,所谓“拔插法”,是通过拔插智能仪器机内一些插件板、器件来判断故障原因的方法。如果拔除某一插件或器件后仪器恢复正常,则就说明故障发生在那里。,4.元器件交换试探法,这种方法要求有两台同型号的仪器或有足够的备件。将一个好的备品与故障机上的同一元器件进行替换,查看故障是否消除,以找出故障器件或故障插件板。,5.信号对比法,这种方法也要求有两台同型号的仪器,其中有一台必须是正常运行的。使用这种方法还要具备必要的设备,例如,万用表、示波器等。按比较的性质可将其分为电压比较、波形比较、静态电阻比较、输出结果比较、电流比较等。,具体的做法是：让有故障的仪器和正常的仪器在相同情况下运行,而后检测一些点的信号,再比较所测的两组信号。若有不同,则可以断定故障出在这里。这种方法要求维修人员具有相当的知识和技能。,6.升降温法,有时,仪表工作时间较长或在夏季工作环境温度较高时就会出现故障。关机检查时正常,停一段时间再开机也正常,但是过一会儿又出现故障,这种故障是由于个别,IC,或元器件性能差,高温特性参数达不到指标要求所致。为了找出故障原因,可以采用升降温方法。所谓降温,就是在故障出现时,用棉纤将无水酒精在可能出故障的部位抹擦,使其降温,观察故障是否消除。所谓升温,就是人为地把环境温度升高,比如将加热的电烙铁靠近有疑点的部位（注意,切不可将温度升得太高以致损坏正常器件）,试看故障是否出现。,7.骑肩法,骑肩法也称并联法。把一块好的,IC,芯片安装在要检查的芯片之上,或者把好的元器件（电阻、电容、二极管、三极管等）与要检查的元器件并联,保持良好的接触。如果故障出自于,器件内部开路或接触不良等原因,则采用这种方法可以排除。,8.电容旁路法,当某一电路产生比较奇怪的现象,例如显示器上显示混乱时,可以用电容旁路法确定有问题的电路部分。例如,将电容跨接在,IC,的电源和地端；将晶体管电路跨接在基极输入端或集电极输出端,观察对故障现象的影响。如果电容旁路输入端无效,而旁路它的输出端时,故障现象消失,则问题就出现在这一级电路中。,9.改变原状态法,一般来说,在故障未确定前,不要随便触动电路中的元器件,特别是可调整式元器件更是如此,例如电位器。但是,如果事先采取复位参考措施（例如,在未触动前先做好位置记号或测出电压值或电阻值等）,必要时还是允许触动的,也许改变之后故障会消除。,10.故障隔离法,故障隔离法不需要相同型号的设备或备件做比较,而且安全可靠。根据故障检测流程图，分割包围逐步缩小故障搜索范围,再配合信号对比、部件交换等方法,一般会很快查到故障所在。,11.使用工具诊断法,利用维修工具和测试设备对,IC,芯片、电阻、电容、二极管、三极管、晶闸管等元器件进行测试、分析、判断。测试观察的内容主要是信号波形、电流、电压、频率、相位等参数,根据这些所得信息进行故障诊断。,12.直接经验法,维修人员经过一定时间的维护实践,对于所使用的仪器系统已比较熟悉,积累了丰富的经验,清楚什么部位有什么特征,什么是正常现象,什么是异常现象。当系统发生故障时,常常可用,直接观察的方法,凭借维修经验,找出故障并迅速排除。,13.软件诊断法,软件诊断法也是智能仪器的一种有效的故障诊断方法。通常智能仪器都是具有故障自动诊断功能,这是由预先编制的软件程序实现的。具体方法已在第2章介绍过,这里不再叙述。,7.1.3 故障的处理方法,上面介绍了故障诊断的一些方法,但诊断出故障的准确部位只能说是完成了维修工作的一大部分,剩下的10的任务是修理工作。即便是这一小部分工作,如果不加以重视,也会达不到预期的目标甚至是功亏一篑。本节主要介绍一些智能仪器修理方面的知识,这些知识对于任何电子产品的修理也是适用的。,1.去除被替换元器件,如果已经诊断出某个元器件已经损坏,或者怀疑它有问题,就要把它从原位置上取下来。这一工作对于两个接线端或者带插座的,IC,器件是比较容易的,但是对于那些直接焊接在印刷电路板上的,IC,芯片或者多头的元器件,如三极管、继电器、电阻排等,就决非易事。要拆除这类元器件一般可用下面几种方法：,(1)使用“塑料吸管”,也就是不带电烙铁的吸锡器。使用过程是先用电烙铁加热要去除的焊锡,直到熔化,然后把真空吸管对准热的焊锡,快速移去烙铁,同时放松真空泵上的弹簧,这样就能把焊锡吸到管内的一个存放室。,(2)采用兽医用的大号注射针头将其磨平后,一边用烙铁加热焊锡使其熔化,一边快速将针头套住引脚插下去,使焊锡与引脚分离。,(3)先用一根铜丝束带与焊锡相接触,然后加热焊点附近处的铜束,铜束很快升温,并且把热量传给焊锡,焊锡就熔化,在毛细作用下进入铜丝束带,焊锡被吸走。,(4)采用一种叫做“起出器”和“熔焊头”的专用工具。要焊下芯片时,只要把这个“起出器”插在芯片上,同时用“熔焊头”在印刷板的背面加热,待焊锡全部熔化后，压下“起出器”上方的按钮,这时弹簧片对芯片产生一个向上的弹力,芯片就会弹起,脱离电,路板。,2.去除焊接残留物,取出元器件后,电路板孔中不可避免地还有残留的焊锡。这时可以先加热使其熔化,然后快速地将牙签或小铁钉插入孔中待焊锡冷却后拔出,这样就能使孔保持敞开,以便以后再插入元器件。去除堵在焊孔中的焊锡的另一种方法是使用微型钻头把焊孔钻通,但采用这种方法时,一定要把钻孔产生的碎屑全部清除干净。可以用放大镜来进行仔细检查。,3.修理电路板,在焊上新元件以前,先要检查一下有没有与板脱离了的导线或焊片。如果导线断了,则应重新焊接使导线连上,可使用18或20导线。最好使用背面有粘着剂的印刷线重新贴在损坏的地方,刮去新印刷线两端表面的氧化层,使它能与老的线路相焊接,再把多余的锡粒全,部扫清,钻通所有被垃圾填没的引脚孔。,4.检查替换的元器件,在焊接以前先检查一下替换的元器件是很有必要的。这就需要维修人员具有较高的理论知识和测试技术,借助于常用的测试仪器对电阻、电容、二极管、三极管、,IC,芯片等进行测试判断。也可采用更简单的办法,把芯片和其他元器件的引脚插到对应的焊孔中去,并且用牙,签塞紧,然后上电。如果功能正常,则就可以拔去牙签,焊上元件。,5.焊接,毫无疑问,手工焊接是电子维修中最不引起重视、最容易操作失误的一项工作。许多人不但焊接技术差,而且烙铁也经常用错。焊接不是仅仅简单地把两种金属连在一起,它的正确意义是,把两种金属熔化并组合成一种像机械连接在一起的、牢靠的电气连接。在这一过程中对时间和温度的要求很严,在正确使用烙铁时,手工焊接通常在1.5,s,或更短的时间内完成。为了清洁焊接处的油腻、灰尘或氧化层,应该使用品质良好的清洁助焊剂。,焊接成功的关键是电烙铁。要选择一把工作温度与要修理的电路板相适应的烙铁,功率太低或太高的电烙铁都是不正确的。烙铁头应该尽可能大些,但要比被焊的元件稍小。为了使烙铁头不被氧化腐蚀,在使用过程中随时给焊头烫上一层锡,这样既可以使热传导加快,同时也避免其被氧化。用旧了的焊头总是发黑而肮脏的,并有被腐蚀的凹坑,它的导热性能不那么好,应该用砂纸进行摩擦后重新烫上锡,就能再次使用。在焊头还未冷却时,用湿海绵进行拭擦,这是一种错误的方法,这样会擦去其保护层,从而使焊头表面暴露在空气中受到氧化。最好的方法是烫上一些新的锡。,6.调试,修理完毕后,应该对某些参数重新调试并试运行,使得维修后仪器的性能指标和原来,的产品一致。只有这样,整个维修任务才算完成,否则就得重新维修。,7.1.4 仪器设备故障诊断步骤,仪器设备的检修就是对仪器设备故障的查找、确定和排除的过程。仪器设备的检修过程,是思维过程和提供逻辑推理线索的测试过程。所以,调试和检修人员必需要善于在仪,器设备的维护、测试、检修实践过程中,逐渐地积累经验,不断地提高水平。,一般智能化电子仪器都是由较多的元器件或组件所构成的。在维护、检修电子仪器时,若仅靠直接测试电子仪器中的每一个元器件来发现仪器的故障将十分费时,而且真正实施起来也是很困难的。对于一个具备丰富工作经验的电子仪器检修工作者来说,通过对仪器异常现象的观察,便可知道哪一个功能块或部件甚至是哪一个元器件出了问题。,从故障现象到故障原因的对号入座式的检修方式,是一种重要的检修入门方法,特别适宜于典型的单一型号产品的检修人员的培训。如果要使自己成为一个有系统的、有条理的、适应能力强的现代智能电子仪器的维修、测试、检修工作者,就不能仅仅满足于对号入,座式的检修方法。,一般而言,要做好电子仪器的测试检修工作,首先要有一个技术准备如通过待修设备技术说明书及其有关资料,了解其工作原理、技术指标、电气性能、电路数据、使用和检查方法等；还要有一定的物质准备,如测试仪器、检修工具、工作场地、供电电源等。其次是进行调查和分析判断,如通过询问设备操作人员,并自己亲自开机观察,以便全面地了解待修仪器设备的故障发生情况和故障现象,并借鉴以往的检修经验,分析判断设备发生故障的原因。在这些基础上,选择检修方案,安排最佳排除故障工作方案,按预定方案进行检查,找出故障的真正原因并修理,直至排除故障修复仪器设备。再次是整理工作,如恢复电路原状,做好清洁工作,擦拭焊点,整顿元器件位置和走线方向等。,最后是检验工作,对设备进行通电测试,检查故障是否真正排除,工作是否正常；做必要的定性检查甚至是定量测试检定,看是否符合技术指标的要求等。一般在结束之后,还要做好总结工作,如填写检修和鉴定记录,总结出经验和教训。,一个初涉检修电子仪器的人,一般宜按初步检查,确定故障症状；熟悉整机,确定故障区域；缩小区域,找出故障电路；缩小范围,找出故障位置；消除故障,检验修复设备这样一个程序进行。,下面介绍对一般电子仪器进行具体测试、检修工作时的5个步骤。,1.初步检查,确定故障症状,通过初步检查,要求检修者能正确判断、识别、确定仪器设备的故障症状。对于完全不能工作的电子仪器,一般来说识别其故障并不困难。如当一台电视机接通电源后,若既无图像又无声音且指示灯也不亮,这就是一种比较明确的故障；但对于仍可工作,却不能完成其正常功能的电子设备,如电视机接通电源后,图像和声音都有,但图像质量差且有嗡嗡之声,这种情况下识别故障就不太容易了。,所谓电子仪器的故障症状,就是电子仪器特性的一种偏离或改变。实际上,对电子仪器故障症状的判断、识别、确定的过程,是分析电子仪器工作正常与否的一种技术过程。在初,步检查、确定故障症状的过程中,特别要注意区分（别）以下3种情况。,1）区分故障症状和非故障症状,在初步检查、确定故障症状的过程中,一定要注意区分故障症状和非故障症状。如一台工作正常的电视机,应该图像清晰、正常。如果图像发生垂直方向的滚动,这就是一种故障症状（场同步故障）；如果由于该地区的广播信号弱或天线方向不对等,在这种不良的接收条件下,本来工作性能正常的电视机现在却因信号弱而不能保证图像质量,这是一种非故障症状,千万不能错误地认为这是电视机的故障症状,而盲目动手打开机箱修理。智能,仪器也一样,当使用场合不能满足技术条件时所出现的异常情况不一定是故障。,2）区分设备故障和设备性能下降,在初步检查、确定故障症状的过程中,要注意区分设备故障和设备性能下降。当然,设备性能下降也是属于一种故障,是另一类性质的、较难检修的故障。,3）区分设备故障和操作不当,在初步检查、确定故障症状的过程中,特别要注意严格区别设备故障和操作不当的异常症状。例如,一台收音机喇叭无声这似乎是一个明显的故障,其原因可能是某个电路或某个元器件损坏引起的；但是当音量调节旋钮调到最小时,也可能出现无声症状。,同样,当一台电视机或一台示波器屏幕上无光栅或光点时,这似乎也是一个明显的故障,其原因可能是显像管或示波管烧坏或高压供电部分损坏等引起的；但是,也有可能是由于亮（辉）度控制旋钮调到了,最小位置造成的,这些都必须严格区分。,按照电子仪器的检查、调整、校准、测试步骤进行操作,对确定电子仪器具体故障症状是十分重要的,这可排除大量由于使用者操作不当造成的异常现象而被误认为是仪器故障的可能。,在不打开电子仪器箱板的情况下,通过调节电子仪器面板装置进行检查、调整、校准和测试,一般均能明确电子仪器的故障症状。这种检查,虽然不一定要求对整个电子仪器电路有十分详尽的了解,且这种检查似乎相当肤浅表面,然而这一步却不容忽视。电子仪器的维护、测试、检修实践证明,众多有故障的电子仪器,在初步检查中,即可明确故障症状甚至排除故障。而一个检修工作者在初步检查时所采取的做法,常常是他们的维护、测试、检修能力的强弱,维护测试检修水平高低的反映。,总之,第一步初步检查、确定故障症状的过程,主要是运用电子仪器运行和操作控制方面的知识,对电子仪器进行定性观察检查的过程。,2.熟悉整机,确定故障区域,电子仪器都可以细分为若干系统或单元,每一个系统或单元都有其确定的功能(即表示完成某种作用)。要熟悉整机,必须首先要了解电子仪器的功能原理图。由于功能原理图通常用方框来表示,因此又称为原理方框图(或功能方框图)。功能方框图是原理电路图的简化,非常重要。一个从事电子仪器维护、测试、检修的工作者,对于功能方框图的理解情况,一定程度上反映了他对这类电子仪器的熟悉程度。功能方框图简单明了地说明了整个电子仪器有几个系统、几级电路,各个系统、各级电路之间的联系(连接)如何,各个系统、各级电路的正常输入和输出情况如何等。,电子仪器故障大多是由于设备某一部分的功能失常所引起的。因此,一个电子仪器的维护、测试、检修工作者,如果熟悉了功能图,在分析故障时,有事半功倍的效果。当然,对电子仪器作进一步的了解和检修时,需要配合电路原理图。电路原理图提供了详细的技术数据,给出了电路中所有部件和元器件的功能关系。在熟悉整机,确定故障区域的这一项特定过程中,电路原理图不是很有价值的。由于电路原理图给出的与电子仪器特定症状不直接有关的信息太多、太详细,因此在检修者尚未完全熟悉设备的功能方框图的情况下,反而使检修者(特别是初学者)无所适从,难以确定真正的故障所在区域。,为了能有条理地查找故障,必须具有预先判断电子仪器功能和各种症状间相互关系的能力。确定故障区域意味着必须确定故障实际出现在哪个功能块。举一个电视机故障检修的例子,若其图像和声音都差,则故障可能出现在图像和声音共同的功能块上(如图像信号系统部分)；另外,如果图像是好的而声音差,则故障可能出现在音频级(如伴音系统)。如果电子仪器的生产厂提供了该仪器的功能方框图和故障症状一览表,那么确定电子仪器故障区域就比较容易了。,现代电子仪器趋向于采用可替换部件的结构,如印刷电路板采用插入式。检查这样的电子仪器,确定其故障区域的过程和方法不尽相同,具体可按顺序插拔替换组件或电路板，直,到查清故障在哪一个部件上为止的方法。,如果更换某部件后电子仪器恢复正常,则故障出在该部件上。这种方法在检修技术的书本上,不能算作是经典的检修方法；但是这种方法在有接插件的电子仪器检修实践中,显得尤其重要,这是一种实用的检查接插部件的方法。当然,在电子仪器的维护检修过程中,要注意到这种仪器容易出现插件和插座间接触不良的现象。另外,由于组件不一定完全按功能块来划分,因此故障症状与组件不一定有完全直接的对应关系。,总之,熟悉整机,确定故障区域,是在熟悉整机功能方框图的基础上进行的,应用功能方框图进行分析、判断、推论,并查出有故障的功能块。,3.缩小区域,找出故障电路,前面介绍的测试检修步骤均借助于功能方框图进行,一般并不使用原理电路图。在缩小故障区域,查出具体故障所在电路这一步骤时,将开始使用电路原理图,并大量运用测试仪器与测试技术。不论查找电路故障的程序是如何安排的,目的只是通过逻辑判断和进行合理的测试,不断缩小故障区域。在这个过程中,要努力减少失误。为了把电子仪器故障判断缩小到某一级电路,在多级放大电路这一类情况下,通常可采用信号寻迹法或信号注入法进行检查。,检查时,在被检修仪器的输入端加上额定的输入信号，由前向后逐级检查输出情况；或在被检修仪器各分级输入端,由后往前逐级加上规定的输入信号,同时检查末级输出情况（指示）。通常,在晶体管电路中,输入信号从基级加入，输出,信号从集电极检出；在电子管电路中,输入信号从栅极加入,输出信号从板极检出。,当判别出哪一级的输入为正常而输出为异常时,即可判定这一级就是有故障的。在另一类电路组合中,如果电源供给电路与多路负载电路把故障区域缩小到某一级电路,可采用电路分隔法。具体检查时,可采用断开（分隔）负载电路的方法,以判断故障电路所在。,总之,缩小故障区域,找出故障电路,是利用已得到的故障症状判断和确定故障区域的信息,进一步查找出可能发生故障的具体电路。在这一步骤中,除继续运用功能原理图外,开始利用原理电路图,深入查找出故障电路；并且开始大量运用测试仪器与测试技术,借助仪器与测试技术迅速地缩小区域,找出故障所在电路。,4.缩小范围,找出故障位置,在判定了有故障的电路级的基础上,接下来即可进行缩小故障范围,查找出具体故障的元器件位置。这一步不仅要确定故障元器件的位置,而且要分析判断所找到的故障元器件是否是真正的故障源,或是由于其他的原因造成的故障（前一种故障习惯上称之为“源发性故障”,后一种故障习惯上称之为“继发性故障”还要进一步分析判断该元器件的损坏是否还会造成其他元器件的损坏。因为一个元器件的损坏常常会引起电路中电压和电流的不正常,也可能造成其他元器件的损坏,所以查出的已损坏的元器件可能是故障的根源,也可能不是故障的根源,而是故障产生的结果,这些必须引起大家的重视。,在查找故障元器件时,可以运用直觉检查法。这是在查找故障的电路之后,确定该级电路中具体故障位置（元器件）的首先采用的方法。该方法是凭人的直觉,即视觉、嗅觉、听觉和触觉来检查故障的。,在已判定了有故障电路的情况下,若用直觉检查法未能找到该级明显的故障元器件时，则可采用测试该级电路工作状态的办法,把故障范围缩小到故障的元器件。此法通常称之为参数测试法,是电子设备检修中的一个基本方法。运用此法一般都能比较快地找出有故障的元器件。用参数测试法进行具体检查时,可在设备不通电（即不开机）的情况下测量电阻（甚至拆下元器件测量参数）；在设备通电（即开机）的情况下测量电路的波形和电压（又有静态和动态之分）。,虽然现代电子仪器中开始普遍采用集成电路组件模块,但在更换可采用插拔式、可替换的集成电路模块之前,仍需要对集成电路组件模块外围部分的电路元器件进行测试检查。在早期的电子仪器中大量采用电子管,由于电子管是插拔式可替换器件,因此有些检修工作者往往习惯采用替代法更换检查,或在测试仪器上测试所有电子管。我们并不推荐这种方法，特别是在现代电子设备检修过程中,我们不赞成在对电路未作任何检查的情况下,随便更换管子或模块,因为这不能完全排除电路的故障。正确的做法应该是在查出哪一个电路有故障以后,才替换、测试管子或模块。总之,在对电路进行检查的基础上,首先区别故障元器件是由于长期使用而自然损坏,还是由于电路故障而引起的损坏,随后才着手工作。,故障症状和波形有一定的关系。在查找故障级电路时,通常要分析该电路的输出信号波形,用示波器观察、测量其波形形状,具体分析信号的幅度参数和时间参数等。通过对波形的详细分析,通常可以正确地指出有故障电路的位置。通过测试确定有故障元器件位置时,需要在工作电路输入已知的测试信号,并测量其输出端的信号波形与参数。已知的测试信号是由信号发生器（信号源）提供的,应按被检修仪器技术资料规定的信号和规定的测试方法进行（如规定的信号输入输出位置、规定的控制装置位置、典型输入输出信号的波形形状、幅度,和时间参数等）。,在进行了电子仪器的波形分析之后,若未能找到有故障的元器件位置,接下来则是进行电压测量。在波形不正常的地方,电压大多也不正常,测量时应引起注意。在备有被检修仪器正常波形、电压及电阻值等技术资料时,将实际测量得出的电压与正常值相比较,这一测量有助于找到有故障元器件的位置。一般在检查晶体管电路的故障时,常常只需要知道管脚的相对电压值（不一定需要各脚的准确电压值）,而管脚的相对电压值是可以通过分析估算得出的。电路中各点电压的测量,一般是在输入端短路（即无外加信号输入）的情况下进行的。如果想应用电子技术资料提供的电压值,须按技术资料中的规定方法进行。,若仍未找到有故障的元器件位置,则在波形和电压均不正常的电路点上,可继续进行电阻的测试（在不通电的情况下）。根据测试所得的实际电阻数值与正常电阻数值进行比对,一般均能找到故障的位置。,作为一个有经验的电子设备检修工作者,当其开始负责维修某一类型的电子仪器时,通常会先在一台工作正常的电子仪器上进行波形、电压和电阻测试并记录下来,与电子仪器技术资料提供的数据进行对照比较。俗话说：“磨刀不误砍柴工”,这样做对于你从事,的这一类型仪器的维护、测试与检修工作带来了极大的好处总之,缩小故障范围,找出有故障的元器件位置,是利用所得到的全部信息来确定被怀疑的元器件是否有故障的过程。在这一步骤查找故障时,要进一步运用原理电路图来,寻找故障,并大量使用测试仪器与测试技术。,4.缩小范围,找出故障位置,在判定了有故障的电路级的基础上,接下来即可进行缩小故障范围,查找出具体故障的元器件位置。这一步不仅要确定故障元器件的位置,而且要分析判断所找到的故障元器件是否是真正的故障源,或是由于其他的原因造成的故障（前一种故障习惯上称之为“源发性故障”,后一种故障习惯上称之为“继发性故障”）,还要进一步分析判断该元器件的损坏是否还会造成其他元器件的损坏。因为一个元器件的损坏常常会引起电路中电压和电流的不正常,也可能造成其他元器件的损坏,所以查出的已损坏的元器件可能是故障的根源,也可能不是故障的根源,而是故障产生的结果,这些必须引起大家的重,视。,在查找故障元器件时,可以运用直觉检查法。这是在查找故障的电路之后,确定该级电路中具体故障位置（元器件）的首先采用的方法。该方法是凭人的直觉,即视觉、嗅觉、听觉和触觉来检查故障的。,在已判定了有故障电路的情况下,若用直觉检查法未能找到该级明显的故障元器件时，则可采用测试该级电路工作状态的办法,把故障范围缩小到故障的元器件。此法通常称之为参数测试法,是电子设备检修中的一个基本方法。运用此法一般都能比较快地找出有故障的元器件。用参数测试法进行具体检查时,可在设备不通电（即不开机）的情况下测量电阻（甚至拆下元器件测量参数）；在设备通电（即开机）的情况下测量电路的波形和电压（又,有静态和动态之分）。,虽然现代电子仪器中开始普遍采用集成电路组件模块,但在更换可采用插拔式、可替换的集成电路模块之前,仍需要对集成电路组件模块外围部分的电路元器件进行测试检查。在早期的电子仪器中大量采用电子管,由于电子管是插拔式可替换器件,因此有些检修工作者往往习惯采用替代法更换检查,或在测试仪器上测试所有电子管。我们并不推荐这种方法，特别是在现代电子设备检修过程中,我们不赞成在对电路未作任何检查的情况下,随便更换管子或模块,因为这不能完全排除电路的故障正确的做法应该是在查出哪一个电路有故障以后,才替换、测试管子或模块。总之,在对电路进行检查的基础上,首先区别故障元器件是由于,长期使用而自然损坏,还是由于电路故障而引起的损坏,随后才着手工作。,故障症状和波形有一定的关系。在查找故障级电路时,通常要分析该电路的输出信号波形,用示波器观察、测量其波形形状,具体分析信号的幅度参数和时间参数等。通过对波形的详细分析,通常可以正确地指出有故障电路的位置。通过测试确定有故障元器件位置时,需要在工作电路输入已知的测试信号,并测量其输出端的信号波形与参数。已知的测试信号是由信号发生器（信号源）提供的,应按被检修仪器技术资料规定的信号和规定的测试方法进行（如规定的信号输入输出位置、规定的控制装置位置、典型输入输出信号的波形形状、幅度,和时间参数等）。,在进行了电子仪器的波形分析之后,若未能找到有故障的元器件位置,接下来则是进行电压测量。在波形不正常的地方,电压大多也不正常,测量时应引起注意。在备有被检修仪器正常波形、电压及电阻值等技术资料时,将实际测量得出的电压与正常值相比较,这一测量有助于找到有故障元器件的位置。一般在检查晶体管电路的故障时,常常只需要知道管脚的相对电压值（不一定需要各脚的准确电压值）,而管脚的相对电压值是可以通过分析估算得出的。电路中各点电压的测量,一般是在输入端短路（即无外加信号输入）的情况下进行的,。如果想应用电子技术资料提供的电压值,须按技术资料中的规定方法进行。,若仍未找到有故障的元器件位置,则在波形和电压均不正常的电路点上,可继续进行电阻的测试（在不通电的情况下）。根据测试所得的实际电阻数值与正常电阻数值进行比对,一般均能找到故障的位置。,作为一个有经验的电子设备检修工作者,当其开始负责维修某一类型的电子仪器时,通常会先在一台工作正常的电子仪器上进行波形、电压和电阻测试并记录下来,与电子仪器技术资料提供的数据进行对照比较。俗话说：“磨刀不误砍柴工”,这样做对于你从事的这一类型仪器的维护、测试与检修工作带来了极大的好处,总之,缩小故障范围,找出有故障的元器件位置,是利用所得到的全部信息来确定被怀疑的元器件是否有故障的过程。在这一步骤查找故障时,要进一步运用原理电路图来,寻找故障,并大量使用测试仪器与测试技术。,5.消除故障,检验修复设备,调换损坏的元器件,是电子仪器消除故障,恢复正常工作的必要步骤。如果在确定了这个损坏的元器件是该仪器故障的根源,则无疑应调换损坏的元器件；如果尚未确定这个损坏的元器件是故障的根源所在,则不要匆忙行事,需进一步追根究底,直至确定电子仪器故障的根源所在。在调换损坏的元器件时,换上元器件的性能应与原来的元器件相同。,当然,亦可用等效的元器件或性能更好的元器件替代。但是,严禁使用残次品或性能差于规定的元器件,这样会“后患无穷”。另外,在故障的检修过程中,应尽可能按电子仪器装配原样、原位置、同样的引线长度来替换原故障元器件。特别是在高频电路中,随意改变了元器件的位置、引线的走向、引线的长度等,均会引起分布参数（如分布电容、分布电感等）,的改变,从而影响到电子仪器的性能。,在找到故障元器件并将其更换、修复之后,应进行操作验收检查,旨在证实电子仪器在修复全部故障之后,确实恢复了正常工作。通常操作检验、检查应在电子设备的各种工作状态下进行,以确保设备功能的真正恢复。,严格来说,对于电子仪器修复后的检验,一般还应进行定量检验,通常称之为检定,这是以该设备的基本技术性能指标为标准的定量检查。电子仪器的定量检验（检定）是电子仪器维护检修过程中的一项十分重要的工作,检定过程中将使用一定精度的测试仪器和多种测试技术。关于电路和电子设备的定量检验（检定）的基本内容,可参考有关书籍。在消除故障,检验修复设备之后,作为一个有准备的检修者,应该做好电子设备档案工作,把电子设备在检修过程中出现的故障症状、故障原因及维修措施等方面的材料记录在案。平时积累的电子设备维修档案材料,只有在电子设备的检修实践中才能获得,是极其宝贵的，务必注意保存,以便日后使用。,7.2,智能仪器的调试方法,智能仪器在完成制作或维修之后都要进行调试,通常可将智能仪器的调试分为硬件调试、软件调试和样机联调。调试的流程可参见图7-1。,图 7-1 智能仪器调试流程,由于硬件和软件的设计是相对独立和平行进行的因此软件调试是在硬件完成之前,而硬件也是在无完整的应用软件的情况下进行调试,它们需要借助于另外的工具为之提供调试的环境。软、硬件分别调试完毕,还要在样机环境中运行软件,进行联调。在调试过程中找出仪器的缺陷,判断故障源,对软、硬件作出修改,反复进行这一过程,直至确信没有错误为止。最后,固化软件,组装整机。,7.2.1 硬件电路调试方法,1.静态测试,静态测试的方法如下：,(1)在仪器加电之前,先用万用表等工具,根据硬件电气原理图和装配图仔细检查仪器线路的正确性,并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。应特别注意电源的走线,防止电源之间的短路和极性错误,并重点检查扩展系统总线（地址总线、数据总线和控制总线）是否存在相互间的短路或与其他信号线的短路,同时要仔细检查插件插入的位置和引脚是否正确。,(2)加电后检查各插件引脚的电位,仔细测量各点电位是否正常,尤其应注意单片机的插座上的各点的电位,若有高压,联机时将会损坏仿真器。此外,如果发现某器件太热、冒烟或电流太大等现象,应马上切断电源,重新查找故障。为慎重起见,器件的插入可以分批进行,逐步插入,以避免大面积损坏器件。,(3)在不加电的情况下,除单片机以外,插上所有的元器件,用仿真头将仪器的单片机插座和仿真器的仿真接口相连,这样便为联机调试作好了准备。,2.联机仿真器调试,在静态测试中,只对仪器的硬件进行初步测试,排除了一些明显的硬件故障,而目标样机中的硬件故障主要靠联机调试来排除。联机仿真器是一种功能很强的调试工具,它用一个仿真器代替样机系统的,CPU。,由于联机仿真器是在开发系统控制下工作的,因此,可以利用开发系统丰富的硬件和软件资源对样机系统进行研制和调试。而调试的方法是预先编制简单的测试程序,这些程序一般由少数指令组成,而且程序具有可观察的功能。,这就是说,测试者能借助适当的硬件感觉到程序运行的结果,从而由此可以判断电路是否存在故障。例如检查微处理器时,可编制一个自检程序,让它按预定的顺序执行所有的指令。如果微处理器本身有缺陷,便不能按时完成预定的操作,此时,定时装置就自动发出告警信号。实际的调试中通常可进行如下的测试。,1）测试扩展,RAM,存储器用仿真器的读出/修改目标系统扩展,RAM/IO,口的命令,将一批数据写入样机的外部,RAM,存储器,然后用读样机扩展,RAM/IO,口的命令,读出外部,RAM,的内容。,若对任意的单元读出和写入的内容一致,则该,RAM,电路和,CPU,的连接没有逻辑错误；若存在写不进、读不出或读出与写入的内容不一致的现象,则有故障存在。故障原因可能是地址线、数据线短路,或读写信号没有加到芯片上,或,RAM,电源没有电,或总线信号对,ALE、WR、RD,的干扰等。此时可编写一,段程序,循环地对某一,RAM,单元进行读和写,例如：,TEST：MOV DPTR,ADRM,；ADRM,为,RAM,中的一个单元地址,MOV A,0AAH,LOOP：MOVX DPTR,A,MOVX A,DPTR,SJMP LOOP,连续运行这段程序,用示波器测试,RAM,芯片上的选片信号、读信号、写信号以及地址和,数据信号是否正常,以进一步查明故障原因。,2）测试,I/O,口和,I/O,设备,I/O,口有输入和输出口之分,也有可编程和不可编程之分,应根据系统对,I/O,口的定义进行操作。对于可编程接口电路,先把检测字写入命令口,然后分别将数据写入数据口,测量或观察输出口的设备状态变化（如显示器是否被点亮,继电器、打印机是否被驱动等）,用读命令读输入口的状态,观察读出内容与输入口所接输入设备