通過電路故障提高學生分析能力和創(chuàng)新能力

摘 要：電路故障是電工教學中經(jīng)常遇到的問題之一，故障的分析方法對于電子技術(shù)專業(yè)的學生有一定難度的，但非常重要。因此，搞好電路故障判斷方法的教學意義非常重大。這不但能解決教學中的難點，提高學生的學業(yè)成績，而且有助于同學們對基礎(chǔ)知識的理解，提高綜合分析問題能力，培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：故障分析；分析能力；創(chuàng)新能力

電路故障是電工教學中經(jīng)常遇到的問題之一，故障的分析方法對于電子技術(shù)專業(yè)的學生有一定難度的，但非常重要。因此，搞好電路故障判斷方法的教學意義非常重大。不但能解決教學中的難點，提高學生的學業(yè)成績，而且有助于同學們對基礎(chǔ)知識的理解，提高綜合分析問題能力，培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。本文結(jié)合多年的教學經(jīng)驗和教學體會， 從電路故障判斷的理論基礎(chǔ)、常見故障種類、故障的判斷方法等方面進行闡述。教師教學有法，學生學習輕松，才能把理論知識與實踐知識融會貫通。

一、分壓式偏置電路的故障檢測

以三極管為核心組成的分壓式偏置放大電路是電子技術(shù)課程中最基礎(chǔ)最重要的一節(jié)，它的主要作用是對輸入信號的放大作用，如果分壓式偏置電路失去了放大作用，就要檢測該級放大器靜態(tài)工作點是否正常。若靜態(tài)工作點正常，說明該放大器中的三極管已具備放大信號的能力。如果放大器還是沒有放大信號輸出，不外乎以下兩個原因：一是沒有信號送入三極管的基極和發(fā)射極，即輸入耦合電容不良；二是三極管放大后的信號輸送不出去，即輸出耦合電容不良。若靜態(tài)工作點不正常，故障的組合形式很多種。無論何種故障，還是要從三極管靜態(tài)工作點入手。下面我們以標準分壓式偏置放大電路為例，學習分析故障的檢測。首先我們要知道三極管靜態(tài)工作點的正常值，如果是Vc=-3伏、Ve=-0.47伏、Vb=-0.67伏、Ic=1毫安，出現(xiàn)故障時，Ve的實際測量值有以下兩種情況：①約等于零伏特、②約等于-0.8（一般由器件損壞而引起的靜態(tài)工作點不正常，其電壓值通常都是極端值）。

（1）若Ve的實際測量值約等于零伏特（正極端值），應首先切斷電源電壓，用萬用表歐姆擋測量發(fā)射極對地電阻值，若約等零歐姆，故障是發(fā)射極旁路電容Ce擊穿。若電阻值小于發(fā)射極電阻Re阻值，說明Ie約等于零毫安，這可能是管子內(nèi)部開路性損壞。從三極管外圍電路分析，則是外圍電路沒有提供給三極管發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的工作條件，導致三極管不工作。因此，要檢查三極管外圍電路是否正常：①測量Vc電壓，若Vc為零伏特，說明故障元件是Rc；若Vc電壓約等于電壓電源，再測量Vb電壓。②Vb約等于零，則故障元件是上偏置電阻Rb1開路；若Vb電壓約等于-0.67，則說明三極管自身不良。

（2）若Ve的實際測量值約等于-0.8伏（負極端值）時，Ie約等于1.7毫安。正常值Ic=Ie=1毫安，可能是管子內(nèi)部c-e擊穿或管子飽和導通，從三極管外圍電路分析是三極管發(fā)射結(jié)的正向偏壓太大，引起三極管飽和導通。再測量Vb電壓，若Vb電壓值正常，故障元件是三極管不良。若Vb電壓值大于正常值，則故障元件是下偏置電阻Rb2開路，導致基極電流太大而引起三極管飽和導通。

（3）若Ve的實際測量值接近正常值，不要誤認為偏置就正常，還應測量三極管的Vbe電壓值。這是因為若發(fā)射極電阻Re開路，當萬用表測量Re端電壓時，萬用表內(nèi)部電阻并入電路，導致發(fā)射結(jié)微導通，萬用表指示的Ve接近正常值。如果Vbe電壓值等于零，故障元件為Re開路。

通過測量三極管的靜態(tài)工作點，判斷三極管及其外圍電路故障，幫助同學們理論聯(lián)系實際，提高分析問題解決問題的能力，為學好電子技術(shù)打好基礎(chǔ)。

二、OTL功率放大電路的故障檢測

以輸出功率為主要目的的放大器叫做功率放大電路，功率放大器的形式和種類五花八門、各有特色。以造價低、音質(zhì)好、重量輕的OTL功率放大電路應用最為廣泛。

OTL功率放大電路若出故障，它的中點電壓VA通常也是極端值，約等于零伏或約等于電源電壓，對應集電極電流為零毫安或電流很大。所以，若收音機無聲或失真，首先要測量中點電壓VA，然后再測量集電極靜態(tài)工作電流。若VA約等于電源電壓，Ie電流很大，說明上互補對稱三極管飽和或擊穿。若VA約等于電源電壓，Ic靜態(tài)工作電流約為零毫安，功放級有信號輸入時聲音失真，則故障元件為靜態(tài)偏置電阻開路。若VA電壓約等于零伏，Ic靜態(tài)工作電流約等于零毫安，功放級有信號輸入時聲音失真，故障元件還是靜態(tài)偏置電阻開路。若VA電壓約等于零伏，Ic電流很大，說明互補對稱三極管飽和或擊穿。

OTL功率放大電路需要反復多次調(diào)整放大級和功放級的偏置電阻，特別是中點電壓VA。如果出現(xiàn)故障無聲或失真，常用的辦法就是測VA值。如再積累一定經(jīng)驗，就能做出快速判斷。

三、串聯(lián)穩(wěn)壓電路的故障分析

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路在日常生活中應用非常廣泛，是電子技術(shù)課程的教學重點之一，它涉及的知識面廣，技能要領(lǐng)多，是前一段學習知識的綜合復習和利用。直流穩(wěn)壓電源主要故障如下。

（1）無輸出電壓，即輸出電壓為零。分析故障原因可能是：①橋式整流電路開路，②濾波電容短路，③調(diào)整管的基極電阻開路，④整流電容短路，⑤調(diào)整管發(fā)射結(jié)開路等。如何判斷是由哪一種原因造成的呢？可以按下列步驟來檢測：第一步，測量調(diào)整管集電極對地電壓。若測得調(diào)整管集電極對地電壓為零，即整流、濾波后無電流輸出，說明整流電路引線開路，電路就無輸出電壓。若測調(diào)整管集電極對地電壓正常，則進入第二步，測調(diào)整管基極對地電壓，對地電壓比輸出電壓高出0.7V左右，若測得調(diào)整管基極對地電壓為零，則說明調(diào)整管的基極電阻開路。調(diào)整管處于截止狀態(tài)，輸出電壓就為零；若測得調(diào)整管基極對地電壓正常，則說明可能是調(diào)整管發(fā)射結(jié)開路，電路輸出也就為零。

（2）電路輸出電壓高于正常電壓且不可調(diào)。分析故障原因可能是：①穩(wěn)壓管開路，②比較放大三極管的b-e結(jié)開路。檢測步驟：第一步，測整流濾波輸出正常電壓值。第二步，測穩(wěn)壓管對地電壓。若高于穩(wěn)壓值，說明穩(wěn)壓管開路。若測得穩(wěn)壓管對地電壓正常，則進入第三步，測比較放大三極管基極對地電壓。若測得比較放大三極管基極對地電壓較大，則說明是比較放大三極管的b-e結(jié)開路。

（3）電路輸出電壓低于正常電壓且不可調(diào)。分析故障原因可能是：①整流、濾波部分電路故障，②調(diào)整管基極阻值過大，③穩(wěn)壓管擊穿或接反，④比較放大三極管的c-e 結(jié)漏電或擊穿。檢測步驟：第一步，測量調(diào)整管集電極對地電壓正常應高于整流電壓，若低于整流電壓，就說明是整流、濾波部分電路故障，電壓正常。則進入第二步，測調(diào)整管基極對地電壓，應比電路的輸出電壓高出0.7左右，若測得對地電壓低于正常電壓，則進入第三步：斷開比較放大三極管的集電極，重測調(diào)整管基極對地電壓。若此時測得的值還是低于正常電壓，則說明是調(diào)整管基極電阻值過大。其基極電流降低，調(diào)整管管壓降就會升高，這樣，會使整個電路輸出電壓更低；若此時測得的調(diào)整管基極對地電壓升高，則說明是穩(wěn)壓管有接反或擊穿，或是比較放大三極管的c-e結(jié)漏電或擊穿。此時比較放大三極管的Vbe升高，其基極電流增大，集電極電流也增大，調(diào)整管管壓降就升高，從而就使輸出電壓更低。

學生在學習電子技術(shù)課程時，總是感覺電路原理抽象難懂。實操出現(xiàn)問題無所適從，不能靈活應用。因此，在學生學習過程中，老師要培養(yǎng)學生自主學習能力，讓學生親自體驗（數(shù)據(jù)），理解各量的變化，在實踐中遇到問題通過學習解決問題。故障點的檢測、分析是整個理論知識與實踐操作知識的匯總，也是把書本知識變?yōu)樽约褐R的一種升華。教師要善于創(chuàng)設(shè)各種問題故障，積極收藏“故障現(xiàn)象總表”，增加學生的學習興趣，開發(fā)學生的學習潛能。