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介绍电子产品整机调试的相关知识

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一、调试

1.概述

调试是用测量仪表和一定的操作方法对单元电路板和电子整机的各个可调元器件和零、部件进行调整与测试，使之达到或超过标准化组织所规定的功能、技术指标和质量标准。因此，调试既是保证并实现电子产品功能和质量的重要工序，又是发现电子产品整机设计、工艺缺陷和不足的重要环节。

2.调试的内容   

调试工作包括调整和测试两个方面。

调整主要是指对电路参数而言，即对整机内电感线圈的可调磁芯、可变电阻器、电位器、微调电容器等可调元器件及与电气指标有关的调谐系统、机械传动部分等进行调整，使之达到预定的性能指标和功能要求。

测试是用规定精度的测量仪表对单元电路板和整机的各项技术指标进行测试，以此判断被测项技术指标是否符合规定的要求。

3.调试仪器的配置

（1）各种仪器的布置应便于观测。

（2）仪器的布置应便于操作，即应根据不同仪器面板上可调旋钮的布置情况来安排其位置，使调节方便舒适。

（3）仪器叠放置时，应注意安全稳定，把体积小，重量轻的放在上面。

（4）仪器的布置要力求接线最短。 

4.调整与测试的安全

（1) 试周围环境的安全

测试场所除注意整洁外，室内要保持适当的温湿度，场地内外，不应有激烈的振动和很强的电磁干扰，测试台及部分工作场地必须铺设绝缘胶垫，并将场地用拉网围好，必要时可加“高压危险”警告牌。工作场地必须备有消防设备，灭火器应适用于灭电气起火，且不会腐蚀仪器设备。

(2) 供电设备的安全

测试场所内所有的电源开关，保险丝、插头、插座和电源线等，不许有带电导体裸露部分，所用的电器材料的工作电压和工作电流不能超过额定值。

当调试设备使用调压变压器时，注意调压器的接法。其中（a）错误接法，（b）正确接法。

5.调试工艺方案的制定 

不同的电子产品有不同的调试方案，但总的编制原则是基本相同的：          

1.根据产品的规格、等级、使用范围和环境，确定调试的项目及主要性能      

2.在全面理解该产品的工作原理及性能指标的基础上，确定调试的重点、具体方法和步骤。

3.调试中要充分地考虑各个元件之间、电路前后级之间、部件之间等的相互牵连和影响。          

4.对于大批量生产的电子产品，调试时要保证产品性能指标在规定范围内的一致性，否则，会影响产品的合格率及可靠性。          

5.要考虑到现有的设备条件、人员的技术水平，使调试方法、步骤合理可行，操作安全方便。          

6.尽量采用新技术、新元器件（如免调试元器件、部件等）、新工艺，以提高生产效率及产品质量。          

7.调试工艺文件应在样机调试的基础上制定。      

8.充分考虑调试工艺的合理性、经济性和高效率。

6.调试前的准备工作

1.调试人员的培训；

2.技术文件的准备；

3.仪器、仪表的准备；

4.被测物件的准备；

5.场地的准备；

6.个人准备。 

7.调试的一般程序

（1）通电检查；

（2）电源调试；

 ①电源空载初调   ②电源加负载时的细调

（3）分级分板调试；

（4）整机调整；

（5）整机性能指标的测试；

（6）环境试验；

（7）整机通电老练；

（8）参数复调。

二、电子产品整机调试

小型电子整机指功能单一、结构简单的整机，如收音机、单放机、随身听等，它们的调试工作量较小。单元电路板（又叫分板、分机、电子组合等）的调试是整机总装和总调的前期工作，其调试质量会直接影响到电子产品的质量和生产效率，它是整机生产过程中的一个重要环节。

整机调试的过程是一个有序的过程，一般来说，先调结构部分，后调电气部分。电气指标应先调基本的或独立的项目，后调互相关联的或影响大的项目。

整机调试的具体内容和方法步骤，主要取决于电路构成和性能指标，同时也取决于生产工艺技术。

1.整机调试工艺要求

（1）整机调试工作应在屏蔽室或屏蔽笼内进行；

（2）测试仪表应定期进行计量校准，以保持仪表正常的工作性能和精度；

（3）调试现场应保持整齐，清洁，调试需用的工装设备应按工艺要求严格制作，调试大型机高压部分时，应按要求做好安全防护工作；

（4）调试人员应按工艺操作规程做好个人准备，以便调试工作顺利进行，并保证调试工作中的安全。

2.整机调试程序

1.外观直观检查；

2.静态工作点的测试与调整；

3.波形、点频测试与调整；

4.频率特性的测试与调整；

5.性能指标综合测试 。

三、电子产品的功能测试与老化

 测试系统是现代电子产品制造系统中的重要组成部分，用来检验产品质量，分析产品缺陷，反馈可测性要求，是保证产品质量的重要手段。

 测试系统一般包括在线测试系统和功能测试系统。

1.功能测试的定义

功能测试一般是通过被测板的对外接口对它进行测试，测试原理如图1所示，测试装备本身提供各种激励信号源，通过接口激励被测板，同时测试装备接收被测板的响应信号，并将响应信号和预期结果相比较，最后判断功能的好坏。

2.功能测试的特点

功能测试主要是面向大批量生产的，它的目的是从单板的外部接口来测试硬件功能好坏，不是测试单板设计的对与错、优与劣、软件的所有分支以及单板的总体性能。功能测试前提条件是默认单板的设计是成功的，只是有些单板在生产的过程中由于种种原因损坏，导致不能正常工作，功能测试可以剔除这些坏板。功能测试仪一般只需要做与被测试物对应的连接器或夹具，只要对外接口不变，原有的测试仪就可以用于新的被测板，只需要升级软件即可，所以功能测试仪对被测板改动的适应能力较强。功能测试仪一般是模拟整机环境，让单板正常工作后，测试其输入输出信号，全面检测其硬件好坏，测试可靠性高。但由于是在接口处测试，所以故障定位模糊，只能判断单板某些功能的好坏，如果想定位到具体的芯片还需要作进一步的分析。

3.老化

（1）含义：

 严格意义上来讲，老化（Burn in）是指采用高温方法对产品施加环境应力，而环境应力筛选（ESS：Environment Stress Screen ）则不仅包括高温应力，还包括其他很多应力，例如温度循环、随机振动等，如图7所示。所以，老化是属于环境应力筛选的一种。但现在很多公司已经把“老化”这个词的意义扩展了，老化就等同环境应力筛选，环境应力筛选俗称为老化 。

（2）目的

在电子产品在加工过程中，由于经历了复杂的加工和元器件物料的大量使用，将引入各种缺陷。无论是加工缺陷还是元器件缺陷，都可分为明显缺陷和潜在缺陷 。明显缺陷可通过常规检验手段（即上面提到的ICT、FT等）加以发现。潜在缺陷则无法用常规检验手段发现，而是运用老化的方法来剔除 。其实，老化还有一个更重要的目的（和测试一样）：通过老化使产品加工工艺不断改进，使元器件品质不断改进，改进到不需要老化为止。

（3）原理

老化的理论基础是电子产品的故障率曲线（简称浴盆曲线），如图所示。老化是以剔除早期故障为目标，其理想的老化点为图中的D点，D点的选择主要靠经验数据。图中的A、B、C……表示老化程度的不同，A点表示老化不足，老化后仍有较大比率的缺陷流入市场，而E点则是过老化，这样增加了老化成本，缩短了产品使用寿命。

四、电子产品整机故障的查找与排除 

在整机调试过程中，往往会遇到在调节工艺文件指定的调整元件或调谐部件时，被调部件或整机的指标达到不到规定值（如静态工作点、输出波形等），或者调整这些元件时根本不起作用，这时可按以下步骤进行故障查找与排除。

1.故障排除步骤

（1）了解故障现象；

（2）故障分析；

（3）处理故障；

（4）部件、整机的复测；

（5）修理资料的整理归档。

2.排除故障的分析方法

具体的排除故障的方法归纳为以下十二种。对于某一产品的调试检测而言，要根据需要灵活选择、组合使用这些方法。

（1）不通电观察法

在不接通电源的情况下，打开产品外壳进行观察。用直观的办法和使用万用表电阻档检查有无断线、脱焊、短路、接触不良，检查绝缘情况、保险丝通断、变压器好坏、元器件情况等等。查找故障，一般应该首先采用不通电观察法。

(2)通电观察法

 接通电源进行表面现象观察。通过观察，有时可以直接发现故障的原因。例如，是否有冒烟、烧焦、跳火、发热的现象。如遇这些情况，必须立即切断电源分析原因，再确定检修部位。

(3)信号替代法

利用不同的信号加入待修产品的有关单元的输入端，替代整机工作时该级的正常输入信号，以判断各通讯电路的工作情况是否正常，从而可以迅速确定产生故障的原因和所在单元。检测的次序是，从产品的输出端单元电路开始，逐步移向最前面的单元。

(4)信号寻迹法

 用单一频率的信号源加在整机的输入单元入口，然后使用示波器或万用表等测试仪器，从前向后逐步观测各电路的输出电压波形或幅度。

(5)波形观察法

 用示波器检查整机各级电路的输入和输出波形是否正常，是检修波形变换电路、振荡器、脉冲电路的常用方法。这种方法对于发现寄生振荡、寄生调制或外界干扰及噪声等引起的故障，具有独到之处。

(6)电容旁路法

在电路出现寄生振荡或寄生调制的情况下，利用适当容量的电容器，逐级跨接在电路的输入端或输出端上，观察接入电容后对故障现象的影响，可以迅速确定有问题的电路部分。

(7)部件替代法

利用性能良好的部件（或器件）来替代整机可能产生故障的部分，如果替代后整机工作正常了，说明故障就出现在被替代的那个部分里。这种方法检查简便，不需要特殊的测试仪器 。

(8)整机比较法

用正常的同样整机，与待修的产品进行比较，还可以把待修产品中可疑部件插换到正常的产品中进行比较。这种方法与部件替代法很相似，只是比较的范围更大。

(9)分割测试法

这种方法是逐级断开各级电路的隔离元件或逐块拔掉各块印制电路板，使整机分割成多个相对独立的单元电路，测试其对故障现象的影响。例如，从电源电路上切断它的负载并通电观察，然后逐级接通各级电路测试，这是判断电源本身故障还是某级负载电路故障的常用方法。

(10)测量直流工作点法

根据电路原理图，测量各点的直流工作电位并判断电路的工作状态是否正常，是检修电子产品的基本方法 。

(11)测试电路元件法

 把可能引起电路故障的元器件从整机中拆下来，使用测试设备（如万用表、晶体管特性图示仪、集成电路测试仪、万用电桥等）对其性能进行测量。

(12)变动可调元件法

在检修电子产品中，如果电路中有可调元件，适当调整它们的参数以观测对故障现象的影响。

4.维修调试应注意以下安全措施

（1）维修测试场地内所有的电源线、插头、插座、保险丝、电源开关等都不允许有裸露的带电导体，所用电器材料的工作电压和电流均不能超过额定值。 

（2）当调试设备需使用调压变压器时，应注意其接法。因调压器的输入端与输出端不隔离，因此接入电网时必须使公共端接零线，以确保后面所接电路不带电。若在调压器前面再接入1:1隔离变压器，则输入线无论如何连接，均可确保安全。 

（3）维修测试仪器的安全措施

（4）维修操作安全措施

检查评价

5 min

1.电子产品整机故障维修的方法有哪些？

2.调试的注意事项有哪些？

小结

5 min

课程小结