如何诊断面包板可能存在的问题？

我是一名EE教授，本周在我的数字实验室中，我的学生遇到了面包板问题（有点类似于这个问题）。将组件移到板上的其他区域时，组件似乎可以正常工作，并且我帮助进行了故障排除，因此我认为这不是学生错误的情况。

困扰面包板的问题是什么？如何诊断？像将每个板子从平台上拧下并检查端子排一样简单吗？我需要移除试纸吗？有没有我可以用来检查引脚的工具？

正确使用面包板

您似乎在谈论的带有五个.1英寸插座的插入式面包板可能确实有用，但也可能会被滥用。知道如何使用和保养此类面包板是一项非常有用的EE技能，值得花费几分钟。

不滥用面包板的主要目的是不要插入太大的引线。那样会卡住触点，使触点向下压，而不是使触点按预期的方向弹开。太大的引线通常还需要通过扩大孔来稍微破坏触点上方的塑料。这样一来，大小合适的引线就可以稍微向侧面倾斜，现在即使这些引线也可以使弹簧夹之一折断。

小心地将引线笔直地向下推。同样，这也阻止了它们以非预期的方式推动弹簧之一。

不幸的是，学生将成为学生，并且对面包板没有长期兴趣。他们只需要完成他们的项目即可。面包板完成后是否被废弃是其他人的问题。

面包板作为教科书

解决方案是让您考虑像书本这样的面包板。每个EE应该有一个或两个实验板。知道如何正确使用它，如何保养它以及面包板引起的特殊电路问题对于专业EE来说是有用的事情。每个学生都需要购买自己的面包板。这样，他们就有动力不虐待他们。如果他们这样做了，他们会在老板或同事认为自己是白痴之前就上了一课。

并非所有面包板都相等。不要仅仅以价格购买，尤其是当它们来自可疑遗产的远东地区时。找到好货源后，您也许可以安排批量购买，以便您的学生以优惠的价格获得。

电路问题

许多人会立即将所有不在面包板上工作的内容归咎于面包板上的任何东西。在此站点上搜索“面包板”，您将看到很多比您更神圣的评论。这些基本上是错误的。

面包板对于尝试和检查基本电路非常有用。这些正是EE学生应该做的事情。但是，存在一些问题：

1. 没有接地平面。有时候，这无关紧要。它可以帮助将面包板通过接线柱安装在金属板上，以便您可以通过单根线将板连接到面包板上。或者，您也可以选择水平母线之一来永久固定板。在这种情况下，您需要仔细标记它。

   另一种可能性是在您的工作区域下方放置一个接地平面。它可以像处理一块硬纸板一样简单，在硬纸板上将铝箔固定在面包板上的地网上。

   请记住，某些面包板，尤其是便宜的面包板，其弹簧夹的底部暴露在下面。他们会短路坐在上面的任何导电物体。告诉您的学生总是在这种面包板底部的裸露触点上贴一些绝缘胶带。

2. 每个触点都有一定的电阻。在大多数情况下，这无关紧要。将面包板触点视为仅用于信号和小功率（例如为逻辑芯片供电）。不要做类似通过面包板为电动机供电的事情。这可能会使触点过热，从而导致氧化和长期问题。

3. 相邻列之间有一些电容。这个问题在很大程度上被夸大了，但是对于特别敏感的模拟电路可能会很重要。

4. 它们不是用于高频。实际上，这是由于没有接地层以及比通常的寄生电容更大的缘故。但是，似乎人们太容易忘记了这一点。

   还要注意，这对于模拟信号比数字信号更为重要。微控制器使用8 MHz晶振不太可能会出现问题，但是即使是1 MHz的无线电接收器在面包板上的动作也会有所不同。

5. 它们仅用于通孔组件和DIP封装中的IC。这些都走了恐龙的道路。尽管如此，面包板的实用性，特别是对于学习的实用性，还是值得解决的问题。由于您从事学习业务，因此请保留¼W通孔电阻器和其他零件的库存。您仍然可以通过通孔版本获得许多电容器。

   业余爱好中也有载板，可以将普通的表面安装包装放到专用于插入面包板的销钉线中。在您的实验室中提供这些可用物很有意义。您当然应该为SOT-23-3，SOT-23-6和SOIC-14封装安装它们。

故障排除

我通常在调试面包板电路时要做的就是在每个示波器探头上夹一条24规格的单股线。探针的接地夹连接到一条短的电线，该电线从面包板上剥下，剥皮的末端约为3/4英寸。这样就可以连接两个示波器探头的接地夹。

现在，您只需将24根标准线的另一端插入面包板上要查看其信号的任何垫子即可。

通过从示波器探头上取下夹子并将探头的尖头直接插入面包板孔中，不要懒惰。首先，这些尖的部分通常对于面包板来说太厚了。但是真正的原因是，您迟早会不小心将手从面包板上伸出的探针上划过。这可能会折断探针尖端的尖端，损坏面包板销或两者。

摘要

面包板即使在专业环境中也可能有用。它们是您的学生应拥有的工具，学会适当地照顾自己，并在适当的情况下学习使用。它们也非常适合学习电路，并使您从书本上获得的电路获得最重要的直觉。

您的学生当然需要了解电子学背后的理论和数学，但这只是EE的一部分。当我采访EE候选人时，我当然需要看到他们了解这一理论。但是，在大多数采访中，我会寻找只有实验才能给您的电子直觉。

好的EE会查看原理图，并观察推动的电压和流动的电流。他们看到晶体管，运算放大器或电容器或大部分电路中的任何部分，而不仅仅是将电流求解到小数点后四位的一些方程式。真正的EE和仅将值插入方程式的人之间的区别在于，它能够“了解”构建模块并以一种直觉的方式了解电子设备，从而使您能够提出以前从未见过的电路拓扑，仅受驱动根据电路需要做什么。这需要进行实验，看看理论和实践之间有何不同，几小时想知道为什么理论上看起来很棒的简单放大器在构建时实际上会振荡，等等。面包板是当今我们学习此类知识的最佳工具。

自上次我需要对电路进行实验到使用面包板很合理的程度以来，大概已经有10年了，但是这种情况偶尔会出现。自1980年以来，我一直是专业的电气工程师，在我职业生涯的早期，我曾经使用面包板。我认为这是因为当时大多数零件都是通孔，间距为.1英寸，制造PC板的成本和周转率更高，并且电路更具模拟性。

回想起来，我最后一次使用面包板是为了开发一种电路，该电路可以使用很少的待机功率来接收超声信号。由于在如此低的电流下使用晶体管，因此数据手册几乎没有给出预期的指导。我需要在40 kHz下获得2000左右的增益。最终，我将其降至静态电流35 µA，但并非没有任何实验。我猜这适合面包板的原因是它是一个没有多MHz频率的模拟电路。

有没有我可以用来检查引脚的工具？

我知道研究助理可能是廉价劳动力，但考虑面包板的价格：如果有必要，您可能只想投资于更高质量的面包板或仅仅是新的面包板。

即使是13岁的小学生，在弄清楚它们制造的精度不足以确保与DIP组件可靠接触后，我还是从我的小额收入中扔掉了一些面包板。过去，您的木板可能比我的木板好很多-看来它们至少有一个基础-但由于在教育机构中使用，它们可能曾几次出现粗略使用的情况。

困扰面包板的问题是什么？如何诊断？

动用你的想象力！

• 机械疲劳导致接触不良
• 污垢
• 杂散电容，电感，电阻等效应
• 机械接触不良，导致连接不牢固，因为不是用于面包板的组件，而是用于PCB制造
• 很多其他可能出错的事情

无法确定在您的特定情况下出了什么问题–如果您要这样做，请利用您的EE经验来排除问题。

现在，数字实验室可能会或可能不会意味着您正在做高速工作–而且面包板由于所有导电部件的形状而特别容易产生有趣的串扰或衰减。

我确实做了一些原型，即使在面包板上也是如此。但是，过去我很沮丧，所以现在我基本上有了一个值得信赖的面包板（不是模型，一个标本），并且我基本上只用它来插入我订购或使用2.54制作的PCB mm的排针接头和一些用于为板供电的跨接电缆，并且可能还有用于电源的去耦帽。根据经验，我可以依靠这几个精选组件的联系。

我一直被不稳定的接触所困扰，尤其是有线电阻的接触不可靠，以至于我有时意识到我可以调试由于设计问题或设计问题而可能失败或可能失败的原型。在我的实验板接触，简单地没有做任何事情，即使在面包板上远程复杂。如果在PCB上进行了某些处理，则只要知道如何焊接，就可以排除接触不良的问题，这是错误的根源。这真令人放松。

设计自己的PCB实际上比弄清楚如何构建一个复杂的（例如，四晶体管的）设备具有几个偏置二极管和电阻器作为矩形面包板设计要快。而且，如果我在等待PCB时有足够的工作要做，我可以在中国某个地方以便宜的价格订购东西。对于私人物品和小型PCB，三联体PCB绝对比高质量面包板的成本便宜，除以将要使用它的几代学生。

当然，绝对正确的是，教学生如何设计原理图和布局电路板可能不在您要前往的实验室的范围之内–尽管如此，这可能是一件有趣的事情。

如前所述，我不知道您使用哪种组件。但是假设这些更多的东西，例如分立晶体管和DIP逻辑门（7400系列的东西），也许还有一个DSP / FPGA /微控制器/ PC接口板可以连接到这些东西，那么中间立场可能会很有趣：

实际上，很难将TO-92晶体管或DIP14 IC和引脚接头焊接到带状板或穿孔板上。如果信号频率允许，如果学生自己焊接基本电路并使用外部优质跳线（不要让我开始研究跳线的质量），则学生仍可以进行电路交互实验。

对于数字电路，此工具有助于：

这样做的好处是，如果您读取仪表上的电源电压的1/2，则问题是引脚上的开路。只需检查器件上的每个引脚，然后将其与原理图上的预期值进行比较即可。进行得很快。同样的技术适用于普通电路板上，以在通孔和SMT零件中发现意外的开路和电平。这个技巧仍然在拥有大量测试设备的实验室中使用。最好教一种系统的方法。

另一个1980年代的时代工具是带有内置LED的DIP夹子，用于制造静态逻辑分析仪。没有LED的DIP夹子非常适合连接探针。

您正在用它们做什么？

如果这是您班级中的一个普遍性问题，则不可能是连接器问题（除非所有面包板都非常旧）。

我能想到的第二个常见原因是频率太高。检查为面包板推荐的最大频率，但是通常不要太高。

希望能帮助到你。