墨菲定律!

问题:

在发布的电路中,为什么我的放大器和转换器总是有问题呢?

RAQ:  Issue 117

答案:

在进行“模拟IC——维护与馈入”基本知识培训时,  在回答问题之前,我要求提供更多细节,这让提问者感到惊讶,就好像“发布的电路”这几个字就提供了我需要的所有信息一样。

但我想把它重新表述为,“物理定律始终会发挥作用,即使你根本没注意,它也会起作用。”经验表明,数据手册或应用笔记中描述的电路出现问题时,出故障的很少是IC。 导致问题的原因几乎都是构建的电路没能达到文档中的要求,而这类故障往往是墨菲定律引起的。 最简单的墨菲定律称,“只要可能出问题,就会出问题”。

发布电路有几条假设: 电源无噪声,高频和低频去耦良好,低阻抗,并且电压正确无误;源阻抗和负载阻抗符合目标应用的要求;无源组件符合其规格;环境不会给电路带来噪声;测试仪器能正常工作。

即使工程师原本希望解决问题,但有时候,很难说服他们提供诊断所需要的细节。 有必要知道:可能遇到的源阻抗和负载阻抗;如果电源达不到理想状况;如果工作环境中有磁、静电、电磁或者甚至声学噪声;如果所使用的组件有寄生电抗,对热电、压电或光电很敏感,或者功耗超过其处理能力;使用的是什么测试仪器,是否检验过并且工作正常。 事实上,在很多情况下,当我要求对方提供这些细节时,要么对方放弃提问,要么告诉说“哦,我们把问题解决了!” 通常这意味着,在寻找细节的过程中,造成问题的原因也就显现出来了。

我讨论了电源去耦、环境噪声和简单组件异常属性等问题。如果电路性能出现异常问题,建议大家看看这些专栏,依照其中的建议检查一下系统。在以前的多期RAQ(非常见问题解答)专栏里

如果系统工作不正常,并且检查确认电路与电路图所示完全相同,不妨在尽量多的电路组件上进行简单的功能测试。 通常这种测试可以用数字万用表(DMM)和示波器在现场进行。 检查每个节点的电压是否符合预期,系统中不存在振荡(除非需要振荡,此时,要检查频率、幅度和波形)。 触摸所有组件,确保它们都不是太热。 同时检查是否有干焊(高阻抗)接头。

有问题时,要把所有的东西都检查一遍。 美国前总统罗纳德•里根说过一句很好的俄语(他也是个演员,知道怎样背台词): “Доверяй, нопроверяй。”  有一次,我浪费了好几个小时,查找交流发电机为什么产生的电流只有500 mA,而不是>20 A。然后我发现,我的电流表有一个引脚因干接头的原因,电阻超过了25 Ω,导致整个问题的罪魁祸首正是测试仪器,而不是发电机本身。

只有当你证明了问题不是出在墨菲定律上之后,才需要开始分析电路。

作者

Gustavo Castro

Gustavo Castro

Gustavo Castro [gustavo.castro@analog.com]是马萨诸塞州威明顿市线性和精密技术部门的应用工程师。其主要兴趣是精密信号调理和电子仪器的模拟与混合信号设计。2011年加入ADI公司之前,他在National Instruments从事高性能数字万用表和精密直流源设计工作达10年。Gustavo拥有墨西哥蒙特利技术学院电子系统学士学位和美国东北大学微系统与材料硕士学位。他拥有三项专利。