电子科技大学820真题模拟电路分析：故障排除与性能提升


参考资源链接：[电子科技大学820真题1999-2019终极版.pdf](https://wenku.csdn.net/doc/6401abbecce7214c316e9574?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. 模拟电路故障排除基础

在现代电子设备中，模拟电路扮演着至关重要的角色。从基本的电源管理到复杂的信号处理，模拟电路故障都会影响设备的性能和可靠性。因此，掌握模拟电路故障排除的基本技能对于电子工程师来说是必不可少的。

## 1.1 故障排除的重要性

故障排除不仅是维修电子设备的必要技能，也是深入理解电路工作原理的重要途径。通过故障排除，工程师可以验证电路设计是否符合预期，识别潜在的设计缺陷，并在早期阶段进行纠正，从而减少产品召回和维护成本。

## 1.2 故障排除过程

通常，故障排除过程遵循以下步骤：
1. 故障识别：确定电路是否真的存在故障。
2. 故障隔离：定位故障发生在电路的哪个部分。
3. 故障诊断：通过测量和分析，确定故障的具体原因。
4. 故障修复：应用适当的修复措施，恢复电路的正常功能。
5. 性能验证：确保电路在修复后恢复正常，并符合性能指标。

通过这些步骤，工程师可以有效地解决模拟电路中的问题，并提高电子系统的整体性能和可靠性。在接下来的章节中，我们将详细介绍模拟电路故障的分类、诊断方法和排除策略，帮助读者深入了解并掌握故障排除的艺术。

# 2. 常见模拟电路故障诊断方法

在本章中，我们将深入探讨模拟电路故障诊断的常见方法。这些方法不仅仅是技术操作，它们代表了从初学者到高级工程师在模拟电路故障排除中所要掌握的必备技能。模拟电路故障诊断的目的是为了确定电路中的故障点并进行修复，以确保电路的正常运行。我们会从基本测量技巧开始，逐步过渡到故障分类与分析，最终到达故障排除的策略和步骤，帮助读者构建起从诊断到修复的整个过程的知识框架。

### 2.1 基本测量技巧

在模拟电路故障排除中，基本测量技巧是诊断的第一步。这些技巧包括但不限于使用多用电表、示波器等工具进行电气参数的测量。正确的使用这些工具可以帮助我们快速定位到故障发生的位置，以及初步判断故障的类型。

#### 2.1.1 使用多用电表进行故障诊断

多用电表是最基础的电子测量工具，它能够测量电压、电流和电阻，甚至有些高端型号还支持电容、温度、频率等参数的测量。在模拟电路故障排除中，正确使用多用电表是诊断故障的关键。

使用多用电表诊断故障时，首先需要选择合适的测量模式和量程。例如，要测量一个电阻是否开路，应选择欧姆档，并确保量程能够覆盖被测量电阻的阻值范围。将两个表笔接触电阻两端，读取显示的阻值，若显示值远高于正常值，则可认为电阻开路。

graph TD
    A[开始测量] --> B[选择电阻档位]
    B --> C[选择合适量程]
    C --> D[测量电阻两端电压]
    D --> E{判断是否开路}
    E -- 是 --> F[查找开路原因]
    E -- 否 --> G[继续检查其他元件]

### 2.1.2 示波器在故障诊断中的应用

如果说多用电表是电子工程师的听诊器，那么示波器就是他们的显微镜。在模拟电路中，示波器能够显示电路信号随时间变化的波形，这对于发现信号完整性问题、电源噪声等故障至关重要。

使用示波器进行故障诊断时，首要任务是确保波形的稳定和准确。调整时基（Timebase）和垂直灵敏度（Vertical Sensitivity）来获取清晰的信号波形。通过观察信号的幅度、频率、相位等参数，可以快速定位到信号完整性问题或电源噪声问题。

graph LR
    A[开始使用示波器] --> B[连接探头]
    B --> C[选择合适的输入通道]
    C --> D[调整时基]
    D --> E[调整垂直灵敏度]
    E --> F[观察波形]
    F --> G{波形是否异常}
    G -- 是 --> H[进一步分析波形异常原因]
    G -- 否 --> I[确认电路正常工作]

### 2.2 故障分类与分析

在完成基础测量之后，需要根据测量结果对故障进行分类和分析。故障分类与分析是故障排除过程中重要的一步，它有助于缩小故障范围，并制定出合理的故障排除策略。

#### 2.2.1 开路与短路故障

开路和短路是最常见的两种故障类型。开路意味着电路中某个连接点断开，导致电流无法流过；短路则相反，是电路中不应该直接连接的两点被意外连接在一起，造成电流流向异常。

在进行故障分析时，我们通常会检查电路板上的线路是否有烧毁的迹象，元件是否有破损或虚焊。此外，对于多层PCB板，也要考虑是否有内部层间短路的情况发生。对于开路故障，可以通过多用电表的电阻档来判断；而对于短路故障，则需要借助示波器检测异常电流和电压。

#### 2.2.2 参数漂移和元件失效

模拟电路的稳定性和准确性在很大程度上依赖于电路中各个元件的准确参数。当电路中使用的电阻、电容、晶体管等元件的参数发生漂移时，将会导致电路性能的下降或完全失效。

参数漂移可能是由于长时间工作导致的自然老化，也可能是由于环境温度变化、湿度、震动等因素引起的。元件失效通常是由于设计寿命到期或生产缺陷导致的。诊断此类故障时，可以通过替换疑似元件的方法进行验证。

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