用仿真軟件檢修分析儀表電路故障

  摘 要：介紹使用Multisim M7仿真軟件檢修現場校驗儀一路輸出信號消失的故障，提高電子設備維修準確性，快捷地排除故障。 
        關鍵詞：仿真軟件　電子設備　維修 

        電子設計自動化（Eletronic Design Automation EDA)技術是以計算機技術為基本工作平臺，結合電路分析和模擬及數字電子技術等方法，開發的一種電路仿真實驗軟件。目前不少廠家不再為用戶提供電子設備的電路原理圖，給用戶帶來了維修方面的麻煩。利用EDA技術可以解決這一問題。現以掌宇公司購買的Multisim M7軟件檢修現場校驗儀為例說明之。該校驗儀的準確度等級為0.1級，四位數字顯示，具有電壓、電流源雙路輸出，電壓、電流和熱電耦檢測功能。故障現象是其中一路輸出信號消失。
采用Multisim M7軟件，先找到電路板上與輸出電路部分有關的元器件，用虛擬元器件按照電路板上元器件位置粘貼在屏幕對應位置上，然后根據印刷線路板上電路的走向進行各元器件的連線，忽略移相和調零元件，經過整理后可得其電路原理圖（圖1)。

圖1　　電源輸出電路原理圖

        R8和R9是分別輸出信號的粗調和細調電位器。兩支三極管均為9013，運算放大器型號為OP07。在開關Jl閉合時，OUTI和OUT2作為電壓源的輸出端；在開關J1斷開時，OUT2和OUTS作為電流源的輸出端。
首先把開關閉合，使電路作為電壓源輸出，在OUTI和OUT2之間接一臺虛擬的數字多用表，選擇電壓測量檔。調整R8和R9，分別使運算放大器的同相輸入端得到最大的分壓和最小的分壓，并使電路處于仿真運行狀態，可以在虛擬電壓表上讀出其電壓輸出范圍是0一2.789V。 
        然后把開關J1斷開，使電路作為電流源輸出，在OUT2和OUTS之間接一臺虛擬的數字多用表，選擇電流測量檔。調整R8和R9，分別使運算放大器的同相輸入端得到最大的分壓和最小的分壓，并使電路處于仿真運行狀態，可以在虛擬電流表上讀出其電流輸出范圍是0一10.57mA。 
        利用菜單上的Options/Preferences/ Circuit，選中Show node　names設定并顯示各連接線的節點編號。 
        利用菜單上的Simulate/Analyses/DC Operation Point Analysis，選擇需要進行直流工作點分析的節點。如果認為所有節點都有必要檢測的話，則可以全部選中。 
        選菜單上的Summary/Simulate，顯示各節點的直流電壓值。與損壞儀表相應各節點的直流電壓值比較：調整損壞儀表的R8和R9,測量到運算放大器的輸出可以在相應的電壓范圍內變化，說明運算放大器完好；再測量三極管Ql、Q2的直流電壓，經過與仿真軟件顯示的直流電壓值比較，可以判斷三極管Q2損壞。換上一支9013后，儀表故障排除。 
        用Multisim M7軟件，在電壓輸出狀態對電路進行仿真分析。用光標點擊OUTI和OU 12之間連接的虛擬數字多用表，選擇為電流測量檔。調整R8和R9，使輸出電流為最大值，此時虛擬儀表的顯示值為497mA。而三極管9013的Icm為500m，而且該電壓輸出電路沒有過流保護電路。可能是誤操作，在電壓輸出狀態使輸出端短路，PN結過熱燒毀。如果設計者能夠采用EDA軟件仿真運行自己設計的電路，也會發現這個問題。只要適當加大集電極限流電阻R4的阻值，并對其他相關電阻進行調整，使三極管在電壓輸出端被短路的情況下不要太接近極限電流值，即使不加過流保護電路，三極管也不會燒毀。當然采用具有較大集電極電流Icm的三極管，不用改變電阻值也可以避免這種故障。