电子技术实验操作规程

电子技术实验操作规程-->>>

< 1、实验的目的和要求>

“电子技术”实验内容极其丰富，涉及的知识面也很广，并且在不断的充实、更新。在整个实验过程中，对于示波器、信号源等常用电子仪器的使用方法；频率、相位、时间、脉冲波形参数和电压、电流的平均值、有效值、峰值以及电子电路的主要技术指示的测试技术；常用电路元件、器件的规格、型号、手册的查阅和参数的测量；小系统的设计、组装与调试技工术；以及实验数据的分析、处理能力等都是我们要着重掌握的。

和其它许多实验环节一样，电子技术实验也有它的基本操作规程。电子技术工作者经常要对电子设备进行安装、调试和测量，因此要求我们一开始就注意培养正确、良好的操作习惯，并逐步积累经验，不断提高实验水平。

1．实验仪器的合理布局

实验时，各仪器仪表和实验对象（如实验板或实验装置等）之间，应按信号流向，并跟据联线简捷、调节顺手、观察与读数方便的原则进行合理布局。附图1—1为实验仪器的一种布局形式。输入信号源置于实验板的左侧，测试用的示波器与电压表置于实验板的右侧，实验用的地流电源放在中间位置。

2．电子线路安装与焊接

大家知道，电子线路的安装与焊接质量是使电子设备得以达到预期性指标的基础。学生在安装实验电路板时，应注意做到以下几点：

1）．安装前的准备

a．装配前应通过仪器，认真检查各元器件的标称值与性能参数是否符合电路要求，确认无误后再进行装配，切勿急于求成。

b．装配时应妥善安排元器件的位置，合理布局，即要使布局紧凑，引线短捷，又要避免引线间相互交叉以致造成短路故障。一般，应先按原理电路图画出实物安装图，然后才能进行安装图焊接。

c．元器件本身的引线长度要适当，不要靠近根部弯曲，以免折断。对于印有标称值的元器件，应数字朝外，以便于识别与检查。/p>

2）．焊接与安装

a．选择合适的焊锡和铬铁

在电子线路的焊线中，常采用焊锡丝，并使用中性助焊剂（如松香等）一般选用20W—45W 电铬铁。

b．焊接前应对元件的引线认真地进行清洁处理（一般用刀刮清），并预先上锡，这是防止假焊的有效措施。因为金属表面的氧化物对锡的的吸附力很小，如果不是预先进行清洁和上锡处理，往往会出现焊虽然包信接点，而实际上并未焊牢，这样焊接称为“假焊”或“虚焊”。假焊点将带来严重的隐患，因此必须在一开始就引起足够的重视。

c．焊接时应使烙铁头与焊接物之间的接触面尽可能大，并严格控制焊接时间。

烙铁温度过低，焊接时间过短或不使用松香助焊剂，不但易造成假焊，而且焊点不光亮。焊铁温度过高或焊接时间太长会引起焊锡流散，甚至烫坏元器件、导线和印刷电路板。因此，

初学者应注意掌握好烙铁温度和焊接时间。一般应使焊剂完全挥发，让焊锡均匀地扩散到焊点周围时即可提起烙铁。冷却时要注意防止焊件松动。

d．焊点上的锡量要适中，焊点应光亮、圆滑，大小合适，周围清洁。

3．电子实验板上的接插安装与布线。安装和连接实验电路时，正确和整齐的布线显示得极为重要。这不仅是为了检查、测量的方便，更重要的是可以确保线路稳定可靠地工作，因而是顺利进行实验的基础。实践证明，草率和杂乱无章的接线往往会使线路中出现难以排除的故障，以致最后不得不重新接插和安装全部实验电路，浪费了很多时间。为此，在实验板上安装时应注意做到以下几点：

（a．首先要弄清楚实验电路和实验的结构，虽后根据实验电路的特点来安排元、器件位置和电路的布线。一般可以以集成电路或晶体管为中心，并根据输入、输出分离的原则，以适当的间距来安排其它元件。最好先画出实物布置图和布线图，以免发生错误。

b．在实验仪上接插或连接导线时要非常细心。接插时，应小心地插入，以保证插脚与插座间接触良好。实验结束时，应一一转动并轻轻拔下连接导线，切不可用力太猛。

c．布线的顺序一般是先布电源与地线，然后按布线图从输入到输出依次连接好各元、器件和接线。在可能条件下应尽量做到接线短、接点少，但同时要考虑到测量方便。

d．在接通电源之前，要仔细检察查所有连接线。特别应注意检查各电源的连线和公共地线是否接得正确。查线时仍以集成电路或晶体管的外引线为出发点，逐一检查与之相连接的元件和连线，在确认正确无误后果方可接通电源。

4．正确的接线规则

仪器和实验板间的接线要用颜色加以区别，以便于检察查，如电源线（正极）常用红色，公地线（负极）常用黑色……。接线头要拧紧或夹牢，以防接触不良或脱落而引起短路。

a．电路的公共地端（⊥）和各种仪表的接地端通常应连接在一起，如附图1—2所示，既作为电路参考零点（即零电位点），同时又避免引起干扰。在某些特殊场合，还需将一些仪器的外壳与大地（）接通，这样可避免外壳带电而确保人身和设备安全，同时又能起到良好的屏蔽作用。如在焊接和测试MOS元件时，电铬铁和测试仪器均要接大地，以防它们漏电面造成MOS元件的击穿。

b．信号的传输应采用具有金属编织线作为外套的屏蔽线，而不能用普通导线。并且屏蔽线外套要选择接地，否则又可能引进干扰，使测量结和波形常，如附图1—3所示。

5．测试前的准备

线路按要求安装完毕后，在通电测试前，应做好以下准备工作。

a．先检查各种仪器面板上的旋钮，使之处于所需的待用位置。对直流稳压电源，应置于所需的档级，并将其输出电压调整到所要求的数值。切勿在调整电压前与实验电路板接通。

b．对照实验电路图，对实验电路中板中的元件和接线进行仔细的寻迹检查，检察院查引线有无接错，特别是电源与电解电容的极性有否接反，各元件及接点有无漏焊、假焊，并注意防止碰线短路等问题。经过认真仔细检查，确认安全无差错后，方可按前述的接线原则，将实验电路板与电源和测试仪器接通。

6．数据的读取与波形的观察

为获得正确的数据和波形，应做到以下几点：

a．必须根据不同的测试对象正确选用合适的仪器仪表和量程。如在不同场合下，测量不同频率范围和不同电压量级的信号电压，应注意选用不同灵敏度和内阻，不同频响的电压表。观察不同的信号波形，同样要选用频率范围适合的示波器。另外，所选的量程要合适，否则将造成较大的测量误差。

b．所记录的数据必须是原始读数，而不是经换算后的数值。并应标明名称、单位。需绘制曲线时，注意在曲线变化显著的部位要多读取一些数据。对测得的原始数据还需预先作出估算，做到心中有数，以便及时发现并解决问题；另外，还应记录所使用仪器的型号，精度等级，必要时还应记下环境条件（如温度等），发供实验后分析、核对。

7．注意人身和仪器设备的安全

1）．注意安全操作规程，确保人身安全

a．为了确保人身安全，在调换仪器进必须切断实验台的电源。另外为防止器件损坏，要求在切断实验室电路板上的电源后才能改接线路。

b．仪器设备的外壳如能良好接地，可防止机壳带电，以保证人身安全。要调试时，要逐步养成用右手进行单手操作的习惯，并注意人身与大地之间有良好的绝缘。

2）．爱护仪器设备，确保仪器和实验设备的使用安全

a．仪器使用过程中，不必经常开关电源。因为多次开关电源往往会引起冲击，结果反而使仪器有使用寿命缩短。

b．切记无目的地随意板弄仪器面板上的开关和旋钮。实验结束后，通常须要关断仪器电源和实验台的电源，而不必将仪器的电源线拔掉。

c．为了确保仪器设备的安全，在实验室配电屏、实验台及各仪器中通常都安装有电源保险丝。仪器使用的保险丝，常用的有0.5V,1A,2A,3A和5A等几种规格，应注意按规定的容量调换保险丝，切勿随意代用！

d．要注意仪表允许的安全电压（或电流），切勿超过。

当被测量的信号电压大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后逐渐减小量程。

电子技术实验调试及故障排除-->>>

< 〉1．调试前的直观检查>

在实验电路安装完毕后，不要急于通电测试，而首先必须做好以下调试前的检查工作。1）．检查连线情况

对于安装在印刷板上的实验电路，尽管通常连线数量不是很多，但总还是不可避免，因而连线错误的发生也就在所难免。经常碰到的有错接（即连线的一端正确，而另一端误接）、少接（指安装时漏接的线）及多接（指在电路上完全是多余的连线），等连线错误。检查连线一般可直接对照电路原理图进行，但若电路中布线较多，则可以以元器件（如运放、三极管）为中心，依次检察查其引脚的有关连线，这样不仅可以查出错接或少接的线，而且也较易发现多余的线。为确保连线的可靠，在查线的同时，还可以用万用表电阻档对接线作连通检查，而且最好在器件外引线处测量，这样有可能查出某些“虚焊”的隐患。

2）．检查元器件安装情况

元器件的检查，重点要查集成运放、三极管、二极管、电解电容等外引线与极性有否接错，以及外引线间有否短路，同时还须检查元器件焊接处是否可靠。这里需要指出，在焊接前，必须对元器件进行筛选，以免给调试带来麻烦。

3）．检查电源输入端与公共接地端间有否短路

在通电前，还需用万用表检查电源输入端与地之间是否存短路，若有则须进一步检查其原因。在完成了以上各项检查并确认无误后，才可通电调试，但此时应注意电源的正、负极性不能接反。

2．调试方法

调试方法通常采用先分调后联调（总调）。因为对于任何复杂电路，实际都是由一些基本单元电路组成，因此，调试时可以循着信号的流向，由前向后逐级调整各单元电路。其思想方法是由逐步到整体，即分步完成各单元电路调试的基础上，逐步扩大调试范围，最后完成整机调试。采用这种调试方法的最大优点是能及时准确地发现和解决问题，因而新设计的电路一般都采用该调试方法。

按照上述调原则，具体调试步骤如下：

1）．通电观察

先将直流稳压电源调到要求值，然后再接入电路。此时观察电路有无异常现象，包括有无冒烟、是否有异常气味、手摸元器件是否发烫、以及电源有否被短路等。如果出现异常，应立即切断电源，并待排除故障后才能再次通电。经过通电观察，确认电路已能进行测量后，方可转入正常调试。对于电子电路，它的一个重要特点是交、直流并存，而且直流又是电路正常工作的基础。因此，无论是分调还是联调，都应遵循先调静态、后调动态的原则。

2）．静态调试

所谓静态调试是指在没有外加信号的条件下所进行的直流测试和调整过程。通常为防止外界干扰信号窜入电路，输入端与地之间往往需要短接。测量静态工作点的基本工具是万用表，为测量方便，往往是用万用表直流电压档测量各晶体管c、b、e对地的电压，然后计算各管的集电极电流等静态参数。但测试时，必须时时考虑到万用表电压档内阻对被测电路的影响，如500型万用表直流档电压的内阻为20KΩ/V，因此2.5V档的内阻为

20KΩ/V×2.5V=50KΩV ，50V档为1MΩ。通过静态测试，可以及时发现己经损坏的元器件，判断电路工作状态，并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。

3）．动态调试

动态调试是在静态调试的基础上进行的。在电路的输入端接入幅度和频率合适的正弦信号电压，然后采用信号跟踪法，即用示波器和毫伏表沿着信号的传递方向，逐级检查各有关点的波形和信号电压的大小，从中发现问题，并予以调整。在动态测式中过程中，示波器的信号输入方法最好是置于“DC”挡，这样可通过直接耦合方式，同时观察被测信号的交、直流成分。电路在动态工作时，应注意到放大电路的前后级之间是互相影响的。前级放大器相当于后级放大器的信号源，而后级放大器则是前级放大器的负载，两级之间通过输出、输入电阻相互影响，互相牵制。另外，在动态调节试过程中，往往根据测试波形，可对电路工作点再作适当的调整，以便各级电路能更好地发挥其功能。在实验调试中，所有测试仪器的接地端应与实验电路的接地端连接一起，否则引入的干扰不仅会使实验电路的工作状态发生变化，而且将使用测量结果出现误差。

在电子电路的设计、安装与调试过程中，不可避免地会出现各种各样的故障现象，所以检查和排除故障是电气工程人员必备的实际技能。面对一个整机电路，要从大量的元器件和线路中迅速、准确地找出故障，这确实不太易容，而且故障又是五花八门，这就要求掌握正确方法。一般来说，故障诊断过程是：从故障现象出发，通过反复测试，作出分析判断，逐步找出故障原因。下面在具讨论排除故障方法之前，不防先看一下常见的一些故障现象。

1）．常见故障

a．测试设备引起的故障，可能有测试设备本身就有故障，功能不灵或测试棒损坏使用权之无法测试；还有可能操作者对仪器使用不正确引起故障，如示波器旋钮级选择不对，造成波形异常甚至无波形。

b．电路元器件本身因原引起的故障。如电阻、电容、晶体管及集成器件等特性不良或损坏。这种原因引起的故障现象经常是电路有输出入而无输出或输出异常。

c．人为引起故障。如操作者将连线接错或漏接、无接，元器件参数选错，三极管管型搞错，二极管或电解电容极性接反等等，都有可能导致电路和不能正常工作

d．电路接触不良引起的故障。如焊接虚焊、插接点接触不牢靠、电位器滑动端接触不良、接地不良、也有的是引线断线等。这种原因引起的故障一般是间歇或瞬时，或者突然停止工作。

e．各种干扰引起的故障。所谓干扰是指外界因素对电路有信号产生的扰动。干扰源种类很多，常见的有以下几种

①接地处不当引进的干扰。如接地线的电阻太大时，电路和各部分电流以流过接地线会产生一个干扰信号，以致影响电路的正常工作。减小该干扰的有效措施是降低地线电阻，一般采用比较粗的铜线。

②“共地”是抑制噪声和防止干扰的重要手段。所谓“共地”是将电路中所有接地的元器件都要接在电源的电位参考点上。在正极性单电源供电电路中，电源的负极是电位参考点；在负极性单电源供电电路中，电源的正极；是电位参考点：而在正负比电源供电电路中，以两个电源的正负极串接点作为电位参考点。

③直流电源滤波不佳引入的干扰。各种电子设备一般都是用50Hz电压经过整流、滤波及稳压得到直流电压源。可是此直流电压包含有频率为50Hz或100Hz的纹电压，如果纹波电压幅度过大，必然会给电路引入干扰。这种干扰是有规律性的，要减少这种干扰，必须采用纹电压幅值小的稳压电源或引入滤波网络。

④感应干扰。干扰源通过分布电容耦合到电路，形成电场耦合干扰；干扰源通过电感耦合到电路，形成磁场耦合，形成磁场耦合干扰。这些干扰均属于感应干扰。它将导致电子电路产生寄生振荡。排除和避免这类干扰的方法一是：采用屏蔽措施，屏蔽壳要接地；二是引入补偿网络，抑制由干扰引起的寄生持振荡。具体做法是在电路的适当体位置接入电阻与电子相串联或单一电容网络，实际参数大小可通过实验调试来确定。

2）．检查排除故障的基本方法

a．直接观察法直接观察法是指不使用任何仪器，而只利用人的视觉、听觉、嗅觉以及直接碰摸元器件作为手段来发现问题，寻找和分析故障。

直接观察又包括通电前检查和通电观察两个方面。

通电前主要检查仪器的选用和使用是否正确；电源电压的数值和极性是否符合要求；三极管、二极管和管脚以及集成电路的引脚有无错接；电解电容的极性是否接反；元器件间有没有互碰短路；布线是否合理；印刷板有无断线等。通电后主要观察直流稳压电源上提电流指示值有否超出电路额定值；元器件有无发烫、冒烟；变压器有无焦味等。

此法比较简单，也比较有效，故可作为对电路初步检查之用。

b．参数测试法参数借助于仪器帮助发现问题，并应用理论知识分析找出故障原因。平时利用万用表检查电路的静态工作点就属该测试法的运用。当发现测量值与设计值相差悬殊时，就可针对问题进行分析，直至得以解决。

c．信号跟踪法

在被调试电路的输入端接入适当幅度与频率的信号（如在模拟电路中常用f=1KHz的正弦波信号），利用示波器，并按信号的流向，由前级到后级逐级观察电压波形及幅值的变化情况，如哪一级异常，则故障就在该级，然后即可有效的放矢地作进一步检查。这种方法对各种电路普通适用。在动态调试中应用更为广泛。

d．对比法

怀疑某一电路存在问题时，可将此电路的参数与工作状态和相同的正常电路进行一一对比，从中分析故障原因判断故障点。

e．部件替换法

所谓部件替换法，就是利用与故障电路同类型的电路部件、元器件或插件板来替换故障电路中怀疑部分，从而可缩小故障范围，以便快速、准确地找出故障点。

f．断路法

断路法用于检查短路故障最有效。其也是一种逐步缩小故障范围的方法。在一般情况下，寻找故障的常规做法是：首先采用直接观察法，排除明显的故障。进而采用万能用表（或示波器）检查静态工作点。最后可用信号跟踪法对电路作动态检查。

关于交流电子仪表的共地-->>>

交流信号本身无正负极性，但交流仪表的输入或输出的两个端子却有红、黑两色之分，也就是说使用中是有所区别的。其原因在于交流电路中存在电磁感应现象，空间的各种电磁波会经过各种途径窜扰到交流电子仪表线路中，影响仪表的正常工作。为防止这种干扰，一般采用电磁屏蔽的办法，即将交流仪表的电子线路罩在金属外壳内，并把外壳与仪表的黑色端子相连，还常常通过电源插头的接地端把外壳与电网的地相连。故常称黑色端子为接地端。这样当外界电磁干扰袭来时，则会被金属外壳短路到地，而不会窜入仪表和实验电路中，于是减少了对实验系统的干扰。但目前交流电子仪表的电源插头并不统一，有两端的，也有三端的。两端插头没有接地端，故该种仪表的黑色端子只与其外壳相连，当插入电源插座时，并没有与电网的地相连。只有三端插头是真正接地的。但不管是否真正接了大地，只要在测量中将各种电子仪表的黑色端子连在一起，则其外壳就连在一起了，即都处于某电位点。这个公共点虽然不一定是接地点，我们也需称之为“共地端”。当电磁干扰袭来时，会被各仪表的外壳短路到“共地端”，也同样起到屏蔽的作用。

所以在交流电路测量中最重要的一点是要使交流电子仪表“共地”——即将其黑色端子全部

连在一起。

由于“不共地”或“共地”不良造成的干扰可以在示波器上观察到，附图一至三所示的几种就是常见的波形

附图一是在示波器上看到的50Hz工频电压波形。附图二是迭加了50Hz工频干扰有用信号。附图三是迭加了高频干扰的有有用信号。

如何进行“共地”连接呢？除了将它们的黑色端子相连外，有一点要特别注意的是：

由于许多仪器是采用三端电源插头，故其外壳和黑色端子己经由电网连在一起，这样当实验中如不注意，很容易造成短路事故，严重时可将仪器烧毁。

图中凡画“⊥”附号的均为仪器的接地端（即黑色端子）。本应将它们都连在实验板的接地端，图中却错连到非接地端，结果将信号源的输出端子经实验析短接到一起。造成信号源输出短路，以致烧毁信号源。

另外，对双踪影示波器，其两路信号输入端子的地端（黑色端子）在内部己连通，并同时接外壳。故当同时观察两路信号时或将输入线中两黑子端连在同地一点，或只用其中一个黑端子，另一个甩空不用。