1、第12卷第2期沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報(bào) V ol. 12, No.2 2009年6月Journal of Shazhou Professional Institute of Technology June, 200使用 Multisim 進(jìn)行電子電路 故障診斷錢月花(沙洲職業(yè)工學(xué)院，江蘇張家港215600摘要:探討采用仿真軟件手段進(jìn)行電子電路故障診斷的新途徑，通過對(duì)使用 Multisim進(jìn)行電子電路故障診斷的具體方法的詳細(xì)介紹，說明了該途徑行之有效。關(guān)鍵詞:Multisim;電子電路;故障診斷中圖分類號(hào)：TN702文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)：1009-8429(200902-0024-04Diagnos

2、ing the Fault of Electronic Circuit with the MultisimQIAN Yue-hua(Shazhou Professi onal In stitute of Tech no logy, Zhan gjiaga ng 215600, Chi naAbstract: With a detailed introduction to Multisim, the paper discusses how Multisim can be applied to diag nosing the fault of electr onic circuit, which

3、proves to be an effective way.Key words: Multisim; electr onic circuit; diag nosing the fault of electr onic circuit0引言電子電路故障診斷及維修技術(shù)是從事電子電路生產(chǎn)與維修的工程技術(shù)人員必備 的專業(yè)技術(shù)，剛剛進(jìn)入電子行業(yè)的技術(shù)人員和大中專院校的學(xué)生，面對(duì)復(fù)雜的電路維修，往往顯得束手無策，所以探索一種行之有效的電子電路故障診斷的新途徑顯得極 其重要。Multisim是IIT公司推出的電子電路仿真軟件，具有豐富的仿真分析能力，仿真 結(jié)果十分逼近真實(shí)結(jié)果。Multisim軟件不僅提供了

4、多種電路分析方法，并且具有故 障模擬的功能。筆者通過研究發(fā)現(xiàn),Multisim的故障模擬功能在電子電路故障診斷過程中可以 發(fā)揮重要的作用，掌握這一功能并且靈活應(yīng)用，有助于快速而有效地提高電子電路故 障診斷水平。使用Multisim進(jìn)行電子電路故障診斷，首先要正確讀識(shí)電路圖，看懂電路基本工 作原理，其次進(jìn)行電子電路故障分析，然后根據(jù)故障現(xiàn)象畫出電子電路故障診斷邏輯 關(guān)聯(lián)圖，其后使用Multisim模擬故障功能進(jìn)行電路故障設(shè)置，最后進(jìn)行電路故障仿真 及診斷，找出故障元件。1正確讀識(shí)電路圖，看懂電路基本工作原理正確識(shí)讀電子電路圖是維修電子電路最基本的要求。識(shí)讀電路圖時(shí)必須從大處 著眼，從小處著手。從

5、大處著眼就是要統(tǒng)觀電路全局，把電路劃分為幾個(gè)大的功能模 塊。這些功能模塊的劃分應(yīng)根據(jù)電路處理信號(hào)的內(nèi)容來劃分，也可以根據(jù)信號(hào)放大 的階段來劃分。大的電路劃分成幾個(gè)大的模塊，大的模塊又可以劃分成幾個(gè)小的模 塊。只有這樣，通過檢測(cè)與分析，才有可能把可疑的故障范圍縮小到一個(gè)小的范圍或 一個(gè)小的模塊。從小處著手，要求我們掌握扎實(shí)的基本理論知識(shí)，看懂每一個(gè)單元電 路的基本工作原理。學(xué)好單管放大電路的故障論斷與維修方法有助于學(xué)習(xí)其他復(fù)雜放大電路故障診 斷與維修。共發(fā)射極放大電路是一個(gè)比較典型的單管放大電路，以圖1所示電路為例，該電路正常工作狀態(tài)下，使用Multisim仿真得到，靜態(tài)工作點(diǎn)如圖2所示。其中

6、Node表示結(jié)點(diǎn),V oltage/Current數(shù)據(jù)表示對(duì)應(yīng)結(jié)點(diǎn)的電壓值。收稿日期：2009-02-16作者簡介:錢月花（1965-,女，沙洲職業(yè)工學(xué)院電子信息工程系工程師。錢月花:使用Multisim進(jìn)行電子電路故障診斷BtN ode ValtsgeCkuiiiitVCC12B1.7073C7.10U1EL0987Ireu4O0KRC 件5K嚴(yán)lOuFNode Volt8ge>Cviie«IVCC12B17073C71Q1E1.0987252電子電路故障分析在看懂電路基本工作原理的前提下，使用理論分析的方法對(duì)共發(fā)射極放大電路 進(jìn)行詳細(xì)故障分析，詳細(xì)列出每一個(gè)電路元器件可能的

7、故障點(diǎn)以及與此故障點(diǎn)相應(yīng) 的故障現(xiàn)象。表1電路元器件可能的故障點(diǎn)及與此故障點(diǎn)相應(yīng)的故障現(xiàn)象電路元器件可能的故障點(diǎn)相應(yīng)的故障現(xiàn)象VCC電源斷路三極管不能工作，無輸出信號(hào)T發(fā)射結(jié)斷路、短路；集電結(jié)斷路、短路 三極管不能工作，無輸出信號(hào)RC斷路、短路 變大、變小無輸出信號(hào) 輸出信號(hào)失真RB RB1斷路或阻值變大,RB2短路或阻值變小RB1短路或阻值變小,RB2斷路 或阻值變大 無輸出信號(hào)或輸出信號(hào)失真 無輸出信號(hào)或輸出信號(hào)失真 RE斷路短路或阻值變小、阻值變大 無輸出信號(hào) 電路工作不穩(wěn)定C1斷路短路或漏電無輸出信號(hào) 輸出信號(hào)失真C2斷路短路無輸出信號(hào)輸出信號(hào)可能失真或無輸出信號(hào)3根據(jù)故障現(xiàn)象畫出電子

8、電路故障診斷邏輯關(guān)聯(lián)圖電子電路的故障分析非常重要，只有基于這一點(diǎn)，才能很準(zhǔn)確地畫出邏輯關(guān)聯(lián) 圖。在電子電路故障診斷過程中，準(zhǔn)確畫出邏輯關(guān)聯(lián)圖是能否及時(shí)準(zhǔn)確地找出故障 元件的關(guān)鍵所在。假定共發(fā)射極放大電路故障現(xiàn)象為無輸出信號(hào)。從表1可以看出，無輸出信號(hào)的故障原因多范圍廣，任何一個(gè)元件發(fā)生故障都可能造成無信號(hào)輸出。故障檢測(cè)時(shí)，首先應(yīng)該確認(rèn)有無正確的直流電源，電源正常是電路正常工作的基礎(chǔ)；其次檢測(cè)三極 管的靜態(tài)工作點(diǎn)是否正常，通過靜態(tài)工作點(diǎn)的檢測(cè)和比較，可以快速確定故障元件。 共發(fā)射極放大電路無輸出故障診斷與維修的邏輯關(guān)聯(lián)圖見圖3。圖1共發(fā)射極放大電路 圖2共發(fā)射極放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)錢月花:使用Mu

9、ltisim進(jìn)行電子電路故障診斷圖3共發(fā)射極放大電略無信號(hào)輸出的故障診斷與維修邏輯關(guān)聯(lián)圖DC /A； /./ 廣 r Cl .'di264使用Multisim模擬故障功能進(jìn)行電路故障設(shè)置在Multisim中各種元器件可以根據(jù)需要設(shè)置各種形式的故障（包括開路 ope n、”短路“ short、不同程度的漏電“Leakage。”假設(shè)電路中的三極管Q集電結(jié)存在開路故障，故障設(shè)置如下：雙擊仿真電路中的 三極管Q圖標(biāo),彈出如圖4所示元件屬性對(duì)話框，單擊“Fault故障頁面，選擇引腳編 號(hào)“2并在單選選項(xiàng)中選擇“ open。假設(shè)電路中的三極管Q發(fā)射結(jié)存在短路故障，故障設(shè)置如下：雙擊仿真電路中的 三

10、極管Q圖標(biāo),彈出如圖5所示元件屬性對(duì)話框，單擊“Fault故障頁面，選擇，并在單 選選項(xiàng)中選擇 “ short。”假設(shè)電路中的電容C2存在漏電故障，故障設(shè)置如下：雙擊仿真電路中的電容 C2 圖標(biāo)，彈出如圖6所示元件屬性對(duì)話框，單擊“Fault故障頁面,選擇引腳“ 1和“2'并, 在單選選項(xiàng)中選擇“Leakage其右邊的下拉列表框所示數(shù)值為漏電程度，漏電程度 較小則電阻值較大，本例漏電程度設(shè)定為“80” “Q。”5電路故障仿真與診斷以下列出的四種故障實(shí)例均是針對(duì)共發(fā)射極放大電路無信號(hào)輸出這一故障現(xiàn)象 進(jìn)行設(shè)置的。需要強(qiáng)圖3共發(fā)射極放大電路無信號(hào)輸出的故障診斷與維修邏輯關(guān)聯(lián)圖圖4開路故障設(shè)

11、置圖6漏電故障設(shè)置圖5短路故障設(shè)置錢月花:使用Multisim進(jìn)行電子電路故障診斷圖7蛍電結(jié)開豁NodeVolta ge/CiuTeiVCC12B0.S766C12E0D4386S圖丁集電結(jié)開路 M7集*1結(jié)廳路國7集電結(jié)斤路NodeVolJagCun-tti?NodeNode1VCC12VCC12VCC12B9.5766B0.57cc12c12E0.W3S6SE0.D43S6SE0.Q4J86E27調(diào)的是，所設(shè)置的故障點(diǎn)不允許先行查看。具體操作方法：首先在Multisim中對(duì)設(shè)置有故障的電路進(jìn)行仿真；然后對(duì)仿真結(jié) 果進(jìn)行分析，將分析結(jié)果與共發(fā)射極放大電路無信號(hào)輸出的故障診斷與維修邏輯關(guān) 聯(lián)圖

12、進(jìn)行比對(duì)，很快就可以診斷出故障點(diǎn)所在；最后將診斷結(jié)果與預(yù)先所設(shè)置的故障 點(diǎn)進(jìn)行核實(shí)和確認(rèn)。故障設(shè)置1:在Multisim中,對(duì)故障電路進(jìn)行仿真，得到靜態(tài)工作點(diǎn)如圖7所示。對(duì)該仿真結(jié)果進(jìn)行分析：VCC = 12 V ,電源電壓正常；UCEQ = UC -UE = 12 V -0.043 868 V 12 V = VC電壓不正常（電路正常工作狀態(tài),UCEQ = 6.001 4 V ;UBEQ = UB -UE = 0.576 6 V -0.043 868 V = 0.532 732 V，電壓屬于正常范圍。 將分析結(jié)果與共發(fā)射極放大電路無信號(hào)輸出的故障診斷與維修邏輯關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行比對(duì) 可以診斷出故障原因

13、是三極管的集電結(jié)開路。診斷結(jié)果與預(yù)先設(shè)置的故障點(diǎn)相一致 診斷結(jié)果準(zhǔn)確。故障設(shè)置2:在Multisim中,對(duì)故障電路進(jìn)行仿真，得到靜態(tài)工作點(diǎn)如圖8所示對(duì)該仿真結(jié)果進(jìn)行分析：VCC = 12 V ,電源電壓正常；UCEQ = UC -UE = 12 V -0.059 435 V 12 V = VC電壓不正常（電路正常工作狀態(tài)，UCEQ = 6.001 4 V ;UBEQ =UB -UE = 0.059 435 V -0.059 435 V = 0 V ,電壓不正常。將分析結(jié)果與共發(fā)射極 放大電路無信號(hào)輸出的故障診斷與維修邏輯關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)引起這一結(jié)果的可能性情況有5種:RB1斷路、RB2短路

14、、發(fā)射結(jié)斷路、發(fā)射結(jié)短路、RC斷路。使用Multisim中的虛擬萬用表逐一對(duì) RB1、RB2、RC進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)均正常；當(dāng)對(duì)發(fā) 射結(jié)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)射結(jié)短路。診斷結(jié)果與預(yù)先設(shè)置的故障點(diǎn)相一致，診斷結(jié)果準(zhǔn)確。故障設(shè)置3:在Multisim中,對(duì)故障電路進(jìn)行仿真，得到靜態(tài)工作點(diǎn)如圖9所示。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析:VCC = 12 V ,電源電壓正常；UCEQ = UC -UE = 3.614 2 -1.0846 = 2.529 6 V，電壓明顯偏低（正常值 UCEQ = 6.001 4 V;UBEQ = UB -UE = 1.694 3 -1.084 6 = 0.609 7 V，電壓正常。將分析結(jié)果

15、與共發(fā)射極放大電路無信號(hào)輸出的故障診斷與維修邏輯關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行 比對(duì),發(fā)現(xiàn)引起這一結(jié)果的可能性情況有 3種:RC變值、C2漏電、集電結(jié)短路。使 用Multisim中的虛擬萬用表逐一對(duì)RC、RC進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)均正常；當(dāng)對(duì)C2進(jìn)行測(cè) 量時(shí),發(fā)現(xiàn)其阻值為6.31 M （正常值為709.7 M,可以判斷C2漏電。診斷結(jié)果與預(yù)先 設(shè)置的故障點(diǎn)相一致，診斷結(jié)果準(zhǔn)確。故障設(shè)置4:在Multisim中,對(duì)故障電路進(jìn)行仿真，得到靜態(tài)工作點(diǎn)如圖10所示。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析:VCC = 12 V ,電源電壓正常；UCEQ = UC -UE = 4.274 9 V -1.732 3 V = 2.542 6 V，電壓偏低（

16、電路正常工作狀態(tài)，UCEQ = 6.001 4 V ；UBEQ = UB -UE = 2.354 3 V -1.732 3 V = 0.622 0 V，電壓偏大（電路正常工作狀態(tài)，UBEQ = 0.608 6 V。將分析結(jié)果與共發(fā)射極放大電路無信號(hào)輸出的故障診斷與維修邏輯關(guān) 聯(lián)圖進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)引起這一結(jié)果的可能性有 4種:RB1變小、RB2變大、C1漏電、 RE變小。使用Multisim中的虛擬萬用表逐一對(duì) RB1、RB2、C1、RE進(jìn)行測(cè)量，發(fā) 現(xiàn)RB2阻值不是40 K ,而是70 K。從上述四種故障實(shí)例可以看出，診斷結(jié)果與預(yù)先設(shè)置的故障點(diǎn)相一致，診斷結(jié)果 準(zhǔn)確。（下轉(zhuǎn)第30頁圖7集電結(jié)開路

17、圖8發(fā)射結(jié)短路圖9 C2漏電圖10 RB2變值趙媛媛，彭基龍:用步進(jìn)的方法實(shí)現(xiàn)基本指令編程3012MJ73Y13用步進(jìn)方法進(jìn)行基本指令的程序編寫如果用步進(jìn)指令的思想進(jìn)行基本指令的編寫，就可以解決以上的問題。首先，用輔助繼電器代替狀態(tài)器，S0-S22分別用 M0-M3代替;然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖，當(dāng)某一步為活 動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的輔助繼電器為ON,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移時(shí)，后續(xù)步為活 動(dòng)步，前一級(jí)步被禁止。每一個(gè)狀態(tài)由前一個(gè)狀態(tài)起動(dòng)，由后 一個(gè)狀態(tài)關(guān)斷，且被激活的步需要自鎖。如圖 3所示，步M0 的前級(jí)步為M3,轉(zhuǎn)移條件是T3,后續(xù)步是M1,另外，步M0 有一個(gè)初始置位條件 M8002,所以,M0由M3和T3

18、起動(dòng)，且 M8002并聯(lián)起動(dòng)，由M1常閉觸點(diǎn)關(guān)斷,M0必須自鎖。同樣， 步M1由步M0和起動(dòng)開關(guān)X0起動(dòng)，由M2常閉觸點(diǎn)關(guān)斷，除 了自鎖，還需要驅(qū)動(dòng)定時(shí)器的線圈。步 M2由步M1和定時(shí)器 T1起動(dòng),由M3常閉觸點(diǎn)關(guān)斷；步M3由步M2和定時(shí)器T2 起動(dòng),由第一個(gè)狀態(tài)M0常閉觸點(diǎn)關(guān)斷。負(fù)載部分只要按照狀 態(tài)后的輸出部分寫出即可，同時(shí)注意不要雙線圈輸出，如遇到 多個(gè)狀態(tài)中出現(xiàn)相同的負(fù)載，要并聯(lián)在線路內(nèi)輸出。將順序功能圖改寫為基本指令后，其按順序工作的原理很 容易體現(xiàn)，而且程序容易讀懂和修改，也易于擴(kuò)展。如需要某 些功能立即動(dòng)作時(shí)，例如在任意情況下停止，只要在負(fù)載線路 內(nèi)串接停止開關(guān)的常閉觸點(diǎn)即可。圖 3步進(jìn)方法的梯形圖4結(jié)束語基本指令對(duì)負(fù)載的控制比較靈活但設(shè)計(jì)性困難，而步進(jìn)指令是一種容易理解和 學(xué)會(huì)的編程方法，只是由于它的狀態(tài)往往不能立即被激活而不能實(shí)現(xiàn)很多即時(shí)控制 要求，所以利用步進(jìn)的方法將順序功能用基本指令體現(xiàn)出來，可以解決這些問題。參考文獻(xiàn)：1 王兆義.小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.2 阮友德.電氣控制與PLC