如何在电子组装实习中提高学生的动手能力

一、引言

笔者在教学的过程中发现，大部分学生反映电子专业的理论课程比较抽象，不好理解。另外，一部分素质较好的学生则认为，对于老师课堂上讲授的电路理论，感觉是听明白了，但是，在碰到具体的电路问题时，就不知道怎么办了，不懂得怎样运用所学过的电路理论知识进行分析问题，解决问题。笔者认为，能够运用所学的电路理论，分析、解决电路中的实际问题，是电子专业的关键能力，必须注意培养，而仅仅通过上理论课是培养不出这种能力的。

为了培养学生运用所学的电路理论分析、解决实际问题的能力，笔者在教学实践中发现，组装实用电子电路是一种比较有效的方式。当然，整个组装实习过程要精心组织，不能放任自流。下面以组装OCL功放电路为例，介绍如何组织实习教学。

二、实习前的准备

学生在实习前要有一定的理论知识的储备，比如对各种元器件的认识、检测；掌握功放电路的工作过程、工作原理；根据电路原理分析电路故障；等等。没有这些理论知识作为基础，理论和实践相结合就会变成一句空话，特别是后面的电路检修，就很难做得下去。另外，學生还要有一定的动手组装电路的经验，因为OCL功放电路是一个规模比较大，比较复杂的一个电子电路，没有一定的动手基础，是不容易做好的。

三、清点、检测元器件

这一步工作是组装电路前的准备工作，主要是实验室要准备一个小胶盘，让学生放电子元器件，不要直接把元器件放到实验台上，以免在实习的过程中丢失元器件。其次，在实习中，我们还要强调元件检测的重要性，比如，功放电路中的第一级差分管，就要求其性能基本一致；功放电路的第三级，也要求这些复合管的参数基本一致。这些都可以通过元器件的检测来进行粗略的判断。但是，我们在实习中也发现，有不少学生是不检测器件就直接装到电路板上的。

四、安装、焊接元器件

在学生安装电路板之前，教师应该向学生强调，要把组装电路与识读电路板结合起来，特别对于初学电子的学生，这是组装电路的一个关键点。电路板的印刷图弯弯曲曲，要看懂是比较困难的，而看懂印刷图又是调试、检修电路的重要基础，如果看到电路印刷图就觉得眼花缭乱，那检修工作就难以开展了。

那怎样把组装电路与识读电路板结合起来呢？就是按照电路原理图，一部分一部分电路去安装元器件，比如，先把电源电路的器件装到电路板上，焊好。然后用手机拍下电源电路在电路板正面的位置的照片，以及电源电路器件管脚在电路板背面的位置的照片，这些照片就是后面检修电路的辅助资料。

按照这个步骤，学生把功放电路中的第一级放大电路、第二级放大电路、第三级放大电路、高低音调节电路、显示电路等都装完之后，他们就会对每一部分电路在电路板哪个位置都有了清楚的认识，这也就完成了识读电路板的任务，为后面的检修工作打好基础。

五、功放电路的检修

功放电路的检修，是电子组装实习中最重要的环节，但也是最困难的环节，其中关键是运用电路理论知识，分析电路中出现的问题，并提出检修方案来验证对电路的分析、判断（功放板部分电路见图1）。我们在实习中发现，由于元器件的质量、学生的安装、焊接等原因，学生在实习过程中会遇到各种各样的故障。现在把学生在实习中遇到的一些典型的故障提出来，同时把分析的过程以及如何提出检修方案也写出来，希望对提高学生电子专业技能水平有所帮助。

（一）中点电位偏移

某学生组装好功放电路之后，检查没有短路现象之后，通电，用万用表检测输出端的直流电压，发现一面声音通道电压正常，等于0伏；而另一面声音通道电压为-17伏，明显不正常，不能接扬声器，因为我们这个实习机型没有保护电路。

这个输出电压是一个负值，并且接近负电源的电压，这是什么原因造成的呢？根据电路图进行分析，可能的原因有：第三级放大电路中的三极管Q13和集成块的性能变差或击穿。但击穿的可能性很小，因为保险丝完好无损，用万用表在电路板测量这些器件，发现没有击穿短路。是不是三极管Q13和集成块的性能变差呢？可以用什么办法来判断呢？

①把这些器件拆下来测量，但这样很麻烦，特别是拆集成块，对电路上的铜箔也会造成伤害，对于性能变差这种问题，用万用表测量也不大准确。

②把第三级放大电路中的Q13和Q14两个三极管的基极断开，再通电测量中点电位的电压，如果是上面分析的原因，那么输出电压还会是-17伏，并且这种操作不会有过流、烧坏电路的危险，因为第三级的三极管、集成块都处于截止状态。如果中点输出电压变为0伏，则说明第三级没有问题。

第二种方法更加易于操作，判断起来也更加准确，决定采用第二种办法。断开Q13和Q14两个三极管的基极，通电测量，发现中点输出电压变为0伏，这说明第三级没有问题。

接着分析，问题会不会出在第二级放大电路呢？第二级放大电路中的器件并不多，就是一个三极管、两个二极管和一个电阻。用万用表进行简单测量，发现二极管没有损坏，电阻也没有明显的变值。根据电路图，如果三极管Q15损坏，集电极和发射极之间断路，那么c、e极之间的电阻会变成无穷大，正负电源加到第二级放大电路的电压就全部降落在c、e极上，则c极的电位就会接近负电源的电压，这也就会将第三级输出端的电压钳定在一个负电压，这和电路表现出来的故障现象是吻合的。通电测量，发现三极管Q15的c极电位确实为负电压，等于-18伏，说明第二级放大电路工作不正常。关断电源，对滤波电容进行放电，在路测量三极管Q15，发现没有问题，拆下来测量，也没有问题。

进一步分析，如果Q15处于截止状态，同样也会出现其c极电位变成负值的情况；那为什么Q15会处于截止状态呢？直接的原因就是电阻R34上面的电压为0伏，通电用万用表测量，电阻R34上面的电压果然为0伏，那为什么电阻R34上面的电压为0伏呢？根据欧姆定律，应该是没有电流流过电阻R34，根据电路分析，原因只能是三极管Q16损坏或截止，拆下三极管Q16测量，发现已经断路损坏。换上一个三极管，中点输出电位变为0伏，问题解决。

（二）音量调大则失真严重

首先进行一些简单的操作，试着把声音调小，发现功放电路的发音是正常的，如果把音量调大，则从扬声器输出的声音失真很严重，并且左右声音通道都是这样。

根据这种现象进行分析，应该不是功放电路本身的问题，因为声音小的时候，电路是正常的，另外，左右两路功放电路同时出现问题的机率还是比较小的。比较大的可能是电源出了问题，因为如果电源的性能不好，在功放电路声音调大的时候，就会使电源输出电流增大，输出电压下降，而电压的下降就会导致信号波形的失真，也就是声音的失真。用万用表监测滤波电容两端的电压，发现声音较小的时候，电压有30伏，电压正常，当调节电位器使声音变大时，那这个电压很快就降下来，只有10伏左右，这就说明供电的直流电源肯定有问题了。

进一步分析，究竟是滤波电容容量下降引起的呢？还是变压器本身的性能有问题呢？用万用表监测负电源，同样出现这种声音变大电压下降的现象，这就说明应该是变压器出了问题，换上一个变压器，通电试机，故障排除。

（三）接上扬声器，交流噪音很大

有名学生裝好功放电路后，测试中点电位等于0伏，但接上扬声器后，能够播放音乐，但噪音很大。针对这种现象进行分析，首先要判断这个噪音是音乐引起的，还是功放电路自己本身产生的。

拨掉音频信号的输入，发现噪音还是存在，这说明噪音是由功放电路本身引起的。这个功放电路有调音板和功放电路两部分，是用一条软排线连起来的，把这条软排线拨掉，发现噪音还是存在，说明噪音是由功放部分的电路产生的。按一般的理解，应该是功放电路中产生了自激振荡，第二级放大电路中的中和电容，就是用于防止高频自激，是否这个电容失效呢？拆下来测量，没有损坏，换上一个新的100皮法的中和电容，故障依旧。

那会不会是第二级放大电路中的三极管的电流放大系数太大，而导致出现自激呢？断开第二级放大电路中三极管的基极，但噪音还是存在，这说明不是电路自激，因为放大电路已经切断。把扬声器接到另外一个声音通道，发现同样也有很大的噪音。两个通道都产生自激振荡，这种机率还是比较小的，很有可能是电源的问题了，就是电源中的交流成分没有滤除干净，耦合到扬声器发出噪音。经检查发现，整流电路中有一个二极管损坏，换上一个二极管，故障消失。

（四）通电立刻烧断保险丝

某学生装好功放电路之后，通电试机，保险丝立刻烧断。仔细观察保险丝，发现保险丝虽然断开，但不是完全炸开，保险丝管壁也没有烧黑，因此判断电流不是很大，不应该是大功率集成块击穿所致，用万用表在路检测第三级三极管Q13、Q14和集成块，发现没有击穿短路。

进一步分析，如果只有第一级和第二级的放大电路工作，而烧断了保险丝，那些三极管肯定要烧坏的，因为那些都是小功率三极管，但现在看来，那些三极管没有烧焦的气味，因此，在第三级特别是大功率集成块，应该出现了过流现象，才会导致保险丝烧断，为了确认这个分析，断开Q13、Q14两个三极管的基极，换上保险丝，通电，发现保险丝没有烧断，这就验证了前面的分析。

那是什么原因导致第三级放大电路的电流变大呢？根据电路原理分析，如果第二级放大电路出现了问题，比如，三极管Q15击穿损坏，或者二级管D7、D6断路损坏，都是会导致第三级放大电路的电流增大的。但这两种情况是有区别的，如果Q15击穿断路，那正电源电压就直接加到第三级放大电路Q13的基极上，就会导致第三级放大电路的电流急剧增大，这往往会把第三级放大电路中的三极管、集成块烧坏。而第二种情况，就是D7或D6断路，也会使从Q15集电极输出的电流全部流进8Q13的基极和Q14的发射极，从而导致第三级放大电路出现过流现象，但这样产生的过流要比前面的要小一些，第三级放大电路中的三极管、集成块一般不会烧坏。结合保险丝烧断的形状，Q13、Q14也没有损坏的情况作出判断，D7或D6

功放板部分断路的可能性比较大。用万用表对第二级放大电路中的器件在路测量，发现Q15的c、e极没有击穿，而D6的正反电阻都很大，拆下来测量，发现已经断路损坏，换上一个相同的二极管通电，故障排除。

如果学生在组装电路实习中能够按照这些步骤进行，学生就会在组装的过程中学到很多东西，特别在检修电路方面，严格按照“运用电路理论分析电路故障，提出检修方案，逐步缩小故障范围，最后确定故障的准确位置”这种程序来训练自己，那学生对功放电路的工作原理就会有更深刻的理解，并且实实在在地锻炼了运用电路理论分析、解决实际电路故障的能力。

这是一个很艰苦的理论和实践相结合的过程，但要培养学生动手解决实际问题的能力，舍此是别无他法的。我们教学实践中发现，在组装电路的实习中，只要精心组织，循序渐进，就可以有效提高中职学生的专业动手能力。

責任编辑何丽华