随着电子产品向精密、微型化、低功耗方向持续发展，对电路系统中的模拟电路的调试和验证提出了前所未有的挑战。这部分电路在系统中的分量一般不到20%，却常常是限制项目开发进程的瓶颈。虽然在模拟电路故障诊断的工作中没有包治百病的良药，但是运用合适的方法和测试工具可以提高调试效率。本文将通过超低功耗电路测试、微弱电源纹波测试、在线测量电流、短路定位、噪声分析等几个实例，并结合RIGOL推出的新一代61/2位数字万用表DM3068在弱信号测量方面的优点介绍一些常见的故障诊断方法。

　　检测地回路

　　现代的电子产品往往将小信号模拟电路、数字电路和功率电路紧密地整合在一块PCB上，电路布局不仅要满足电路性能要求，还受结构设计的约束，同时要符合EMC规范，这些都给地回路的布置带来了很大的挑战。在多重约束的限制下，设计阶段PCB地回路布线会存在不确定的因素，需要在测试阶段检验。

　　U1、R3、R2组成同相放大器，设计期望该放大器能够将输入信号Ui放大10倍，Uo是放大器的输出电压。由于PCB布局布线受到约束，Ui的“-”输入端子跟电阻R2的C端之间有一段导线Rpcb。而PCB上可能存在“电路X”引入地回流Ix流过导线电阻Rpcb。受“电路X”地回流Ix的影响，导线Rpcb两端会有电压差Ue，为了确定Ue对被测信号的影响，需要测量Ue的大小。

　　对精密电路而言，即使Ue只有μV量级，也会对电路产生巨大的影响。DM3068数字万用表直流电压的最小读数分辨率可达0.1μV，而且测量端子跟机壳地隔离，不会引入额外的直流电流地回路，适合于测量地回路引起的μV量级直流误差。

　　测量弱电压信号需要注意热电势、共模干扰、电磁感应等误差源，这些误差一般在10μV的量级，会严重干扰小信号测量。使用同材质的、双绞或带屏蔽的测试电缆可以减小热电势和电磁感应的误差。测量Ue前可以先判别这些误差源引入的总误差的大小，使用万用表的“相对”运算排除固定误差的干扰，然后再测量Ue就可以得到比较准确的结果。

　　先将万用表的两个表笔同时连接图1中的端子C端，这时万用表的读数是由热电势、共模干扰、电磁感应的误差源引起的，观察其变化情况。如果读数在一个小范围内波动，则认为是固定误差。按下万用表“相对”菜单键，万用表会记录当前读数值，并在以后的每个测量结果中减去该读数值再显示，这样就可以排除固定误差的干扰。然后再测量端子C和Ui的“-”端之间的电压差，读数即为排除固定误差干扰后的Ue值，可以比较准确地反映真实Ue的大小。

　　监测电源波动

　　如果将一个电路模块当成黑盒，那么它至少会有一个输入端口——电源。在电路故障诊断中，电源端口经常被遗忘或者被低估，以至于有些问题被定性为“灵异事件”。

　　假定黑盒内部的电路和信号输入均正常，如果黑盒的输出仍然有问题，这时就应该重点排查电源输入。常用的电源检测仪器有示波器、频谱仪和数字万用表，它们能够覆盖的测量范围不同，应该综合运用这些仪器来全面观察电源信号，避免测试盲区。