虽然您可能需要对曾经工作而现在不工作的电路进行故障排除，但这里的重点是在制作第一个PCB时如何对设计进行故障排除。虽然您可能很幸运，并且在第一次运行时一切都很完美，但通常需要对新设计进行一些故障排除。设计可能有缺陷，或者图纸或PCB布局有错误。跟踪和修复问题需要一种逻辑方法，有时还需要重新审视预期和假设。如果你看电子论坛，如EDAboard.com，你会发现许多帖子，这是一个电路已经建成，但没有工作预期。电子工程师技能的一个关键部分就是找出原因。
我遇到过一些才华横溢的设计师，他们无法解决自己设计的问题。我不知道为什么会出现这种情况，但在解决问题时，有一个不同的思维过程。当你可能开始向前跟踪信号，然后你不得不开始向后看，你可能已经看了“……电压应该是1.2V，但它是2.5V，所以是什么导致的?”
测试的第一步通常是检查电源电压是否正确。如果您正在从台式电源供电，那么可能是电压将是正确的，但您可以从中派生其他电压，因此应检查它们。具有电流消耗显示的台式电源很有用，因此您可以看出电路是否大致是正确的电流。
下面是运算放大器电路常见问题的一个例子。
这是一个简单的基于opamp的直流放大器，从单一电源电压运行增益为10。如果你应用一个100mV的正弦波输入信号以1V为中心，如图所示，输出信号将不是1V的正弦波。探测电路，你会发现输出卡在5V。假设您不能直接发现问题，那么您需要探测电路来帮助诊断问题。如果opamp的输出不是您所期望的，那么您需要反向工作并查看输入。在这种情况下，非反相输入是2.5V，反相输入是1.4V，上面有一个正弦波。
使用工作opamp电路，反相和非反相输入应非常紧密地互相跟踪。在这种情况下，他们显然没有这样做。固定在2.5V时的非反相输入是问题的，因为输入电压标称为1V，即使在5V的Opamp输出电压下，它也不能将反相输入与那些电阻值一起升高到2.5V。更改R3至5K以便非反相输入为1V将解决问题，尽管随着输出将居中为1V，但您将无法使用Opamp的完整5V输出范围。
下面再举一个简单的例子:
如果你建造这个简单的开关，以打开负载电阻10欧姆在100kHz从一个3V逻辑信号，你会发现它工作得不是很好。它还说明了一个问题可以有多个解决方案。性能如下图所示，红色的痕迹是MOSFET漏极电压:
晶体管没有很快地开启，并且没有完全接通。您会注意到栅极电压返回到零时晶体管漏极电压仍然减少，因此应该给出电路不足以超过静态问题的线索。如果减慢输入时钟（绿色迹线），您将看到10μs（蓝色迹线）后漏极电压更接近零伏。缩小时钟将是故障的可能测试之一 - 注意到注意到的是导通看起来慢性慢，并且在栅极电压返回到0V时不稳定。
利用具有低阈值电压的晶体管，您仍然需要超过足够的余量超过阈值电压，使得晶体管打开以最小化散热。来自数据表的晶体管跨导应用于确定所需的多余栅极电压或数据表中的图形。请注意，图形通常是“典型的”值，您需要为最坏的情况设计，也在核对温度。
没有很多电路探测的故障排除,但第一个线索是输出电压(排水)如果你看电压MOSFET门口你会看到它没有达到3 v(红色下面的跟踪),尽管如果你再等一段时间,最终会到达那里。虽然栅极电压略低于3V看起来并不多，但这是相当重要的，因为只有高于阈值的栅极电压在驱动晶体管工作。减少栅极串联电阻将改善事情(绿色痕迹)。这假设减少电阻是可能的-它可能是内在的驱动电路。
其他可能的改进是将栅极驱动电压增加到，例如用更高的跨导，较低阈值电压和/或下栅极电容改变晶体管。所有这些都具有提高速度和功耗的潜力。
故障排除的一个重要因素是探测电路并将其与您所期望的电路进行比较，以追踪电路偏离您所期望的位置。有时，您甚至可能没有关于中间电压的详细信息，但是当您有问题时，您需要查看它们。请注意，有时探测可能由于探头的电容或电阻而导致问题。具有高速或低电流电路，可以使探测相当棘手。当您开始探测它们时，电路有时会显着改变其行为。非工作电路可以开始工作，本身就是对问题的原因非常有用的线索。
如果有PCB错误，问题会变得棘手。然后，您将刮伤您的脑袋，想知道为什么电压没有意义，如果原因是PCB错误或故障组件，则可能会很棘手。当您确定设计是正确的时，您需要查找其他错误 - 是组件值是否正确？设备是否正确的方式正确？PCB布局是否真的同意您以为您所生产的原理图？
故障排除涉及跟踪信号前进，然后回头。
《华盛顿邮报》故障诊断模拟电路第一次出现在模拟集成电路提示。
提交：模拟集成电路提示
