肖學(xué)波

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生的專業(yè)理論水平相對較弱，在面對“電子電路裝調(diào)及應(yīng)用”競賽中的復(fù)雜故障電路板時(shí)往往無從下手檢修。學(xué)生的電子專業(yè)理論水平的提高需要較長時(shí)間的培養(yǎng)，然而“電子電路裝調(diào)及應(yīng)用”競賽項(xiàng)目內(nèi)容涉及的知識面極廣，不可能一一對學(xué)生進(jìn)行詳盡講解，所以需要找一些妙招來解讀電路圖，完成檢修任務(wù)。以實(shí)例方式，探討如何找出不同電路圖中的關(guān)鍵點(diǎn)，提高學(xué)生的檢修能力，以供讀者思考。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?故障分析;故障排除;傳輸流程

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）18-0204-03

隨著“世界技能大賽”的深入推廣，我國對各行各業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)也是越來越重視。在電子技術(shù)方面，目前的“電子電路裝調(diào)及應(yīng)用”競賽項(xiàng)目是中職學(xué)生最為亮麗的舞臺，如果參加世界技能大賽是學(xué)生的夢想，那么參加“電子電路裝調(diào)及應(yīng)用”競賽項(xiàng)目就是通往夢想的途徑之一。電子故障板維修是該比賽項(xiàng)目中的重要組成部分，也是最考驗(yàn)參賽選手綜合水平的一環(huán)，它是電子理論與維修技能的具體體現(xiàn)。然而我們在傳統(tǒng)的教學(xué)中，總是要求學(xué)生從最基礎(chǔ)學(xué)起，要求學(xué)生能吃透電路圖，然后再根據(jù)故障現(xiàn)象系統(tǒng)分析，最后才動手維修，排除故障。但中職學(xué)生對專業(yè)理論的學(xué)習(xí)不夠深入，理論水平較為薄弱，用傳統(tǒng)方法維修往往會讓學(xué)生面對故障電子板不能快速準(zhǔn)確判斷故障部位，浪費(fèi)大量的比賽時(shí)間。為此本文以三個電子故障板的維修過程為實(shí)例，從簡單到復(fù)雜，探討如何在未能完全看懂電路圖的情況下，用下面幾種方法，抓住電路圖中的關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合故障板的故障現(xiàn)象來破解檢修要點(diǎn)，提升學(xué)生的檢修能力。

一、電、信號的傳輸流程

電、信號的傳輸流程往往在電路圖中都是從左到右的。

如上圖所示電路，首先我們先來理清楚電的傳輸流程，可以在J1處見到一個“DC5V”的文字，我們可知這是一個直流5V的電源輸入端，經(jīng)過一總線向圖中的“1”“2”和“3”三個電子模塊供電;模塊“1”的供電過程為電流經(jīng)過R5->LED1->VT28050->GND;模塊“2”的供電過程就比較復(fù)雜，電流經(jīng)過R9后分三個支路，分別經(jīng)LED2、VT1和VT3再到GND;模塊“3”的供電過程為電流經(jīng)過R12->LED3->HEF4069的10、12腳->GND;此外，還有一個很重要的供電過程是被隱藏的，那就是IC“HEF4069”的供電電路，有的電路圖會標(biāo)示出來，有的不會，我們應(yīng)在看任務(wù)書時(shí)對芯片的供電有所認(rèn)識，理應(yīng)知道“HEF4069”的14腳是接電源的正極，7腳接電源的負(fù)極。

再深入分析，模塊“1”中的電路是一個信號發(fā)射電路，“LED1”是否有信號發(fā)出應(yīng)由三極管“VT2”的導(dǎo)通控制，而“VT2”是否導(dǎo)通則是由“HEF4069”的4腳控制，當(dāng)4腳有高電平時(shí)，三極管“VT2”導(dǎo)通，當(dāng)4腳是低電平時(shí)，三極管“VT2”截止;模塊“2”為信號接收電路，信號由“LED2”接收通過三極管“VT1”的放大，再控制三極管“VT3”導(dǎo)通，使一個“高”或“低”電平信號輸送給“HEF4069”的5腳，從而一系列的電路，使10、12腳同時(shí)出現(xiàn)一個“高”或“低”的電平來控制模塊“3”中的電路中的“LED3”的“亮”或“熄”。

在這個例子中，當(dāng)我們理清楚了電、信號的傳輸過程，我們基本上已經(jīng)明白了這個電路的工作原理了。對一些芯片、內(nèi)部較為復(fù)雜的電路（如模塊“2”中的電路），我們雖然沒有經(jīng)過對整個電路圖的深入了解，但也可以結(jié)合電路的故障現(xiàn)象進(jìn)行檢修，排除故障。

二、關(guān)鍵元件的電、信號輸入輸出點(diǎn)

電路的關(guān)鍵元件往往都是一些傳感器或芯片。

在這個實(shí)例中，我們先理清楚電、信號的傳輸流程，就可以發(fā)現(xiàn)左邊的S1～S8按鍵為控制電路，模塊“1”、模塊“2”為信號處理電路，模塊“1”把信號傳輸給后面的“BELL”元件，控制“BELL”是否發(fā)音，模塊“2”把信號傳輸給后面的發(fā)光管，讓發(fā)光管按要求點(diǎn)亮。如果電路工作正常，我們在按下S1～S8幾個按鈕中的一個時(shí)，會有聲音響起，有發(fā)光管被點(diǎn)亮。

這個電路中的最關(guān)鍵元件為模塊“1”的NE555芯片和模塊“2”中CD4511芯片，如果我們對這兩個芯片資料不是很熟悉或者是一點(diǎn)都不了解，那么我們可以先找出它們的信號輸入、輸出兩個地方，理順這些點(diǎn)與支路的連接關(guān)系，結(jié)合故障現(xiàn)象分析，也可以排除故障。從上圖可知，模塊“1”NE555芯片的輸入處在R16、R17這個支路中，分別向NE555芯片的7腳、2腳和6腳輸入兩個信號;NE555芯片的輸出點(diǎn)在它的3腳，3腳的信號是讓后面電路中的BELL發(fā)音。模塊“2”CD4511芯片的輸入處在于“7”“1”“2”和“6”四個腳，在圖中分別標(biāo)為“A”“B”“C”和“D”;輸出處為“13”“12”“11”“10”“9”“15”和“14”腳，在圖中分別標(biāo)為“A”“B”“C”“D”“E”“F”和“G”。我們找到這些關(guān)鍵點(diǎn)，再找出與這些關(guān)鍵點(diǎn)連接的支路，就可以結(jié)合電路的故障現(xiàn)象進(jìn)行檢修。

如果在按下每一個按鍵時(shí)，“BELL”都不響，那么我們就可以用萬用表或者示波器對模塊“1”中NE555芯片的輸入處7腳、2腳和6腳進(jìn)行檢測，如果沒有電壓或信號變化，那就可以證明是按鍵連接到芯片的支路有故障，應(yīng)該加以排查;如果芯片輸入處的電壓或信號有正常的變化，那么我們就應(yīng)該對輸出腳“3”腳進(jìn)行檢測，如果“3”腳無電壓或信號變化，那么就可以判斷是NE555芯片不正常工作，應(yīng)對芯片周邊的供電等電路進(jìn)行排查;如果“3”腳的電壓或信號有正常變化，那就可以說明是后面電路的問題，后面的電路對學(xué)生來說極為簡單，容易完成檢修。

如果在按下大部分按鍵時(shí)，“BELL”響，發(fā)光管都相對點(diǎn)亮，只有某一個或兩個按鍵按下時(shí)，有響聲，但無發(fā)光管變化。相對于這一現(xiàn)象，我們就要檢查CD4511芯片的輸入與輸出點(diǎn)了。當(dāng)按下某個按鍵時(shí)，我們根據(jù)相應(yīng)按鍵的連線找到連接CD4511芯片的輸入點(diǎn)，用萬用表或者示波器對該點(diǎn)進(jìn)行電壓或信號檢測。如果沒有電壓或信號的變化，則說明該支路有故障，應(yīng)該加以排查;如果有電壓或信號的變化，則說明該支路正常，應(yīng)對該芯片的輸出腳進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測的結(jié)果再進(jìn)行進(jìn)一步的故障排除。

三、對電路圖進(jìn)行功能模塊劃分

對于怎樣按照特定功能來劃分電路，主要基于兩點(diǎn)。第一點(diǎn)是基于畫電路圖的習(xí)慣，每一張成熟的電路圖，它都會把有特定功能的電路畫在一起;第二點(diǎn)就是這個特定的電路往往會只有一條支路與外面相連接。

面對復(fù)雜的電路，我們最好的選擇就是先把這復(fù)雜的電路按照一定的功能劃分成若干個模塊，理順每個模塊的電、信號傳輸過程，再在每個模塊中用上面的兩個方法，在每一個模塊中理清楚電、信號傳輸過程和里面的關(guān)鍵元件關(guān)鍵點(diǎn)，這樣對我們分析有極大的幫助?；睘楹喼?，我們無需清楚每個芯片、每塊電路的功能、作用，我們也可以對復(fù)雜電路進(jìn)行檢修。

如電路原理圖3所示，相對于中職學(xué)生來說，這是一個復(fù)雜的電路。在比賽中，時(shí)間較緊，氣氛緊張，如果學(xué)生用常規(guī)方法對電路一點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)行分析，那么學(xué)生要讀懂整張電路圖就要花費(fèi)很長時(shí)間。如果我們能用本文介紹的方法分析電路，再結(jié)合本電路的名稱“保險(xiǎn)柜防盜”，我們可知這是一個報(bào)警電路。在報(bào)警電路中，最基本的組成應(yīng)該包含電源電路、信號收集電路、信號處理電路和警報(bào)電路這幾部分。因此，我們先將圖中的電路分成6個模塊，模塊“1”為電源電路，模塊“2”“3”和“4”為信號收集電路，模塊“5”為信號處理電路，模塊“6”為警報(bào)電路。按功能劃分好模塊后，我們就來理順這些模塊的電、信號傳輸過程。模塊“1”為電源模塊，它的作用就是為整個電路提供可靠的電源;模塊“2”“3”和“4”是獨(dú)立的三個收集信號的電路，它們把收集來的信號傳輸給模塊“5”電路進(jìn)行處理，再由模塊“5”控制模塊“6”的警報(bào)電路是否報(bào)警。

在理清楚模塊的電、信號傳輸過程后，我們要做的就是對每一個模塊內(nèi)部電路進(jìn)行電、信號傳輸和關(guān)鍵元件分析，具體情況如下：

模塊“1”電源電路中，分析和檢修電路時(shí)第一步就應(yīng)該對電源電路進(jìn)行分析。該電路最左邊有一處電源接入口標(biāo)注著“AC12V”，說明是接入12V的交流電，這交流電經(jīng)一整流橋向右供電，經(jīng)過一元件“LM7809”，這個元件為這個模塊的核心元件，它的輸入點(diǎn)為“1”腳，輸出點(diǎn)為“3”腳，而且輸出電壓正常為9V，再向右輸出到VCC，也就是說當(dāng)電路正常工作時(shí)，用萬用表的電壓檔對電子元件“D1”負(fù)極檢測應(yīng)該為9V，如果不是這個電壓，那么我們應(yīng)該重點(diǎn)對這部分電路進(jìn)行排查。

分析和檢修電路時(shí)也應(yīng)該從簡單電路到復(fù)雜電路。在這個實(shí)例中，模塊“2”電路在三個報(bào)警電路中是最簡單的，應(yīng)該先進(jìn)行分析。該電路上方連接電源，下方接地，中間只有一個震動開關(guān)和一支路連接模塊“5”電路中“CD4075”芯片的“5”腳。工作過程很簡單，當(dāng)震動開關(guān)“BZ”打開時(shí)，會有一個低電平信號傳輸給“CD4075”芯片的“5”腳;當(dāng)震動開關(guān)“BZ”閉合時(shí)，會有一個高電平信號傳輸給“CD4075”芯片的“5”腳。同理可知，模塊“3”“4”也應(yīng)該是向“CD4075”芯片傳輸信號為高低電平。

從上面的分析可知，模塊“3”“4”也和模塊“2”類似，電路輸出的信號也是高低電平，因此我們可以不需要對它們進(jìn)行詳細(xì)分析，但對它們兩個電路與“CD4075”芯片的連接腳要著重注意。模塊“3”的核心元件是“RT”熱敏電阻，當(dāng)作用于它身上的溫度變化時(shí)（用火燒），該電路輸出到“CD4075”芯片“4”腳的電平信號會有變化。模塊“4”的核心元件是“Y1”壓電傳感器，當(dāng)外界有力作用于它身上時(shí)（用力壓），該電路輸出到“CD4075”芯片“3”腳的電平信號會有變化。

模塊“5”電路的核心元件是“CD4075”芯片，它的信號輸入點(diǎn)在“3”“4”和“5”腳，輸出為“10”腳;此外還有一處應(yīng)該引起我們重視的，就是在“6”腳到“11”“12”和“13”腳這段電路中有一個“SA1”按鍵，該按鍵直接接地，應(yīng)該是一個強(qiáng)制給低電平起清除警報(bào)的作用。

模塊“6”報(bào)警電路，當(dāng)“CD4075”芯片的“10”腳有高電平信號過來時(shí)，三極管“VT2”導(dǎo)通，繼電器“JK1”吸合，蜂鳴器“BL1”響起報(bào)警;當(dāng)繼電器“JK1”吸合時(shí)，三極管“VT3”導(dǎo)通，繼電器“JK2”也吸合，蜂鳴器“BL2”也隨即會響起報(bào)警。

當(dāng)我們把這個復(fù)雜電路按功能劃分開，再結(jié)合電路的故障現(xiàn)象，我們就可以把問題鎖定在某一個局部電路，再加以檢測，這樣就大大提高我們的檢修效率。

例如，有一故障現(xiàn)象：當(dāng)電路工作時(shí)，震動和力壓“Y1”時(shí)警報(bào)會響起，用火燒“RT”熱敏電阻沒有報(bào)警。我們結(jié)合這個現(xiàn)象，可以知道除了模塊“3”的電路外，其它電路應(yīng)該是正常的，所以我們就可以重點(diǎn)對該電路進(jìn)行檢測。該電路的核心元件為“LM358”四運(yùn)放芯片，在改變“RT”熱敏電阻的溫度時(shí)，檢測“LM358”芯片輸入輸出腳的電、信號是否正常跳變等，完成檢修不是難事。

中職學(xué)生由于理論水平有限，在面對一些不常見的、較為復(fù)雜的電路檢修時(shí)，加上在競賽過程中時(shí)間比較緊等因素，往往在故障分析和故障排除時(shí)會無從下手。當(dāng)我們在檢修過程中若能用以上三種方法抓住電路中的關(guān)鍵點(diǎn)，就可以讓復(fù)雜電路變成一個一個簡單的、有特定的功能小電路，再結(jié)合故障現(xiàn)象，把檢測的電路從整體縮小到局部，從復(fù)雜問題中抽絲剝繭，理順?biāo)悸?，大大提高檢修效率，完成比賽任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡杏山.電子工程師自學(xué)速成[M].北京：人民郵電出版社，2014.

[2]林紅華，聶輝海，陳紅云.電子產(chǎn)品模塊電路及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

編輯 王 敏