破解電路圖關鍵點，提升學生檢修能力策略研究

肖學波

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

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?故障分析;故障排除;傳輸流程

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?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)技術人員的培養(yǎng)也是越來越重視。在電子技術方面，目前的“電子電路裝調(diào)及應用”競賽項目是中職學生最為亮麗的舞臺，如果參加世界技能大賽是學生的夢想，那么參加“電子電路裝調(diào)及應用”競賽項目就是通往夢想的途徑之一。電子故障板維修是該比賽項目中的重要組成部分，也是最考驗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)的教學中，總是要求學生從最基礎學起，要求學生能吃透電路圖，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。但中職學生對專業(yè)理論的學習不夠深入，理論水平較為薄弱，用傳統(tǒng)方法維修往往會讓學生面對故障電子板不能快速準確判斷故障部位，浪費大量的比賽時間。為此本文以三個電子故障板的維修過程為實例，從簡單到復雜，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，抓住電路圖中的關鍵點，結合故障板的故障現(xiàn)象來破解檢修要點，提升學生的檢修能力。

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，有的電路圖會標示出來，有的不會，我們應在看任務書時對芯片的供電有所認識，理應知道“HEF4069”的14腳是接電源的正極，7腳接電源的負極。

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)出應由三極管“VT2”的導通控制，而“VT2”是否導通則是由“HEF4069”的4腳控制，當4腳有高電平時，三極管“VT2”導通，當4腳是低電平時，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，但也可以結合電路的故障現(xiàn)象進行檢修，排除故障。

二、關鍵元件的電、信號輸入輸出點

電路的關鍵元件往往都是一些傳感器或芯片。

在這個實例中，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，會有聲音響起，有發(fā)光管被點亮。

這個電路中的最關鍵元件為模塊“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，理順這些點與支路的連接關系，結合故障現(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，在圖中分別標為“A”“B”“C”“D”“E”“F”和“G”。我們找到這些關鍵點，再找出與這些關鍵點連接的支路，就可以結合電路的故障現(xiàn)象進行檢修。

如果在按下每一個按鍵時，“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，那么我們就應該對輸出腳“3”腳進行檢測，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，應對芯片周邊的供電等電路進行排查;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，后面的電路對學生來說極為簡單，容易完成檢修。

如果在按下大部分按鍵時，“BELL”響，發(fā)光管都相對點亮，只有某一個或兩個按鍵按下時，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了。當按下某個按鍵時，我們根據(jù)相應按鍵的連線找到連接CD4511芯片的輸入點，用萬用表或者示波器對該點進行電壓或信號檢測。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，應對該芯片的輸出腳進行檢測，根據(jù)檢測的結果再進行進一步的故障排除。

三、對電路圖進行功能模塊劃分

對于怎樣按照特定功能來劃分電路，主要基于兩點。第一點是基于畫電路圖的習慣，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。

面對復雜的電路，我們最好的選擇就是先把這復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鍵元件關鍵點，這樣對我們分析有極大的幫助。化繁為簡之后，我們無需清楚每個芯片、每塊電路的功能、作用，我們也可以對復雜電路進行檢修。

如電路原理圖3所示，相對于中職學生來說，這是一個復雜的電路。在比賽中，時間較緊，氣氛緊張，如果學生用常規(guī)方法對電路一點一點進行分析，那么學生要讀懂整張電路圖就要花費很長時間。如果我們能用本文介紹的方法分析電路，再結合本電路的名稱“保險柜防盜”，我們可知這是一個報警電路。在報警電路中，最基本的組成應該包含電源電路、信號收集電路、信號處理電路和警報電路這幾部分。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”電路進行處理，再由模塊“5”控制模塊“6”的警報電路是否報警。

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)部電路進行電、信號傳輸和關鍵元件分析，具體情況如下：

模塊“1”電源電路中，分析和檢修電路時第一步就應該對電源電路進行分析。該電路最左邊有一處電源接入口標注著“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，它的輸入點為“1”腳，輸出點為“3”腳，而且輸出電壓正常為9V，再向右輸出到VCC，也就是說當電路正常工作時，用萬用表的電壓檔對電子元件“D1”負極檢測應該為9V，如果不是這個電壓，那么我們應該重點對這部分電路進行排查。

分析和檢修電路時也應該從簡單電路到復雜電路。在這個實例中，模塊“2”電路在三個報警電路中是最簡單的，應該先進行分析。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，當震動開關“BZ”打開時，會有一個低電平信號傳輸給“CD4075”芯片的“5”腳;當震動開關“BZ”閉合時，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行詳細分析，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，當作用于它身上的溫度變化時（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，當外界有力作用于它身上時（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，它的信號輸入點在“3”“4”和“5”腳，輸出為“10”腳;此外還有一處應該引起我們重視的，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，應該是一個強制給低電平起清除警報的作用。

模塊“6”報警電路，當“CD4075”芯片的“10”腳有高電平信號過來時，三極管“VT2”導通，繼電器“JK1”吸合，蜂鳴器“BL1”響起報警;當繼電器“JK1”吸合時，三極管“VT3”導通，繼電器“JK2”也吸合，蜂鳴器“BL2”也隨即會響起報警。

當我們把這個復雜電路按功能劃分開，再結合電路的故障現(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：當電路工作時，震動和力壓“Y1”時警報會響起，用火燒“RT”熱敏電阻沒有報警。我們結合這個現(xiàn)象，可以知道除了模塊“3”的電路外，其它電路應該是正常的，所以我們就可以重點對該電路進行檢測。該電路的核心元件為“LM358”四運放芯片，在改變“RT”熱敏電阻的溫度時，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。

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

參考文獻：

[1]蔡杏山.電子工程師自學速成[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)品模塊電路及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016.

編輯 王 敏