再完美的设计也不能保证产品的生产中没有任何故障。有人说：只有产品生产几千套，并且都没有出现问题时，才可以确定这个产品完全正常了。但是事实上，有的已经生产了几万、几十万件的产品也会出现问题。最直观的就是现在经常出现的汽车召回事件，有的汽车已经卖了好多年，卖出去几十万台了，仍然才发现有问题或者隐患。所以，电子产品的故障排除是一项非常复杂，并且很有挑战性的事情。

排查故障前的准备

经验虽然有时候会误导，但是多数情况下，经验是发现问题并解决问题的最重要因素。每个电子工程师都有自己独特的甚至是大相径庭的经历，这些经历都是宝贵的经验。
我们在这里不是要指出设计中的问题，而是要给大家提供一些可以用来排除故障的思路和方法。

一、科学鸟枪方法

我们首先来看第一条经验法则：不要做没有根据的假设。
要尽力用实验去证明一个假设的对或错，然后才能给予这些得出结论。有很多时候，我们都会带着一种假设去思考问题，但是我们可能不会意识到这有可能会导致错误的结论。
尤其重要的是，我们要有一套程序来检查和验证一个假设。如果没有的话，就会老是从一个假设跳到另外一个假设，而做不出任何结论。
说到故障排除方法，可以分成两种常见的类型：

科学方法

查找各种可能的线索，基于经验和知识，推断可能是什么问题。
优点：最终将会找出并解决问题。
缺点：需要大量的时间和耐心。

鸟枪方法

往尽可能多的可疑点“放枪”，希望某一枪能够命中。在运气好的时候，很快就能解决问题。
优点：运气好的话，很快就可以解决问题。
缺点：运气不好，将会一直“放枪”下去。
尽管这两种方法各有用处，但是给大家推荐的是第三种方法：科学鸟枪法。也就是鸟枪法和科学方法结合。我们可以这样使用这个方法开始：
当某个问题第一次引起我们注意时，我们要尽可能多地“放枪”。写下我们认为可能引起该问题的所有因素。在这个过程中，要利用我们的直觉和经验。形象的理解就是：拿出鸟枪，选一个目标开火。然后再让科学方法起作用，想办法对每种可能性进行估计和剖析，使其得到证实或者被排除。
根据我们的经验，当时用科学鸟枪方法时，比较典型的统计情况大概是这样的：在每10次排错中，一般有7次的错误是比较愚蠢的，因此鸟枪方法可以比较容易、快速的找出来。譬如这样的错误：用了较老版本的软件，有个元器件没有装上去，或者一个保险丝烧了等。在每10次排错中，大约有2次所牵涉到的问题会更加微妙，其解决需要进行反复试验，已找到一些新的数据并对他们进行评估。在每10次排错中，大约有1次，问题的解决掉较长的时间，并且问题的最终解决需要反复的交替用到两种方法。其中用鸟枪方法来打开一些新的搜索区域，而用科学方法来进行验证或排除。总的来讲，当时用科学鸟枪方法时，通常可以兜最少的圈子即可使问题得到快速解决。

二、故障排除不难学习


经常会有这种情况，一个工程师在诊断问题的原因时遇到了极大的困难，这时一个低级技工正好从旁边经过，并辨识出了故障部件的位置。还有这样的情形：一个技工为某个问题折腾了好几天，一个工程师仅看了一眼原理图，就对他说：“你的问题在这里。”
有些人在排查故障时会遇到困难，而另外一些人似乎拥有排查故障的诀窍。但是如果问他怎么做才能这样快速的解决问题，他们往往会一脸茫然，因为它们自己也不知道是如何能做到这一点的---他们就是能行！所以我们一定要相信自己，即使有些技能学习起来并不容易，但我们还是能够学会的，因为我们已经从那些拥有诀窍的人所能做的事情中得到了一些经验，很实用的经验。

三、先从容易的开始


在我们列出了可能出错的因素之后，先从容易的开始处理。曾经有人为了寻找一个电气问题，几乎将整个汽车的线路都重接了一遍，但是令他沮丧的是，问题出现在了保险丝上，保险丝看上去是好的，但是测量的时候却发现它是开路的。发生这种事情可能会令旁观者发笑，但它确实是人们容易遇上的一个陷阱。
避免这种情况的方法就是要先检查容易的事情：芯片的引脚加电了吗（不仅要考虑电路板有电没有）？振荡器在工作吗？等等。

四、跳出专业看问题

由于发生在某个特定的问题时，通常会出现大量的小线索，因此很难断言是那一部分出了故障。使问题更加复杂的是：通常是由多种因素的共同组合引起了问题。
人类的天性就是喜欢将焦点集中于自己已知的领域，而其余的东西则如魔盒一般，他们不知道该从哪里入手。好的故障排除工程师通常是一个多面手。他们对什么事情都了解一点，他们可以利用知道的这一点点知识将原因和结果联系起来。他们总是想知道这个为什么是这样的、那个到底是干什么的？等等。
有的时候，故障似乎没有提供什么有价值的线索。有一次我们生产的显示器出现了问题。其中有一定百分比的显示器存在故障，公司要求找出其中的原因。当我们把出故障的显示器拆开的时候，它却可以正常工作了，当我们把它装回去成一体时，它又出现了故障不能工作。我们花了数小时的时间，压紧导线，查找冷接点。。。。。。试图找出问题，但却只是徒劳。我们感到很气馁，坐在那里，看着PCB板发呆。这时，我们注意到有个电阻上有两个小印记，我们很纳闷这两个印记是怎么来的。经过一些检查之后，当PCB板安装好时，有一个螺丝头会接触到这个电阻。原来是安装PCB板时，螺丝头会使这个电阻短路，从而导致了设备的故障。后来我们把螺丝头去掉，再装配起来，显示器就能够正确工作了。因此，不要犹豫，要敢于从我们不熟悉的领域之外寻找问题的原因。

五、注意细节

我们要尽量对一个问题的所有线索进行跟踪。在我们的推理过程中，要列一份症状和线索的清单，以供随时参考。不要忽略任何细节，因为细节之中也许隐藏着线索，而这个线索能够将我们引向正确的方向。我们来看下面这个例子。
我们设计部门曾经设计了一个电路板，在测试的时候，我们遇到了随机的、难以解释的问题。测试工程师说，似乎是我们在开始采用贴片式PCB板设计以后，这个问题才开始出现的。我们感到十分困惑，因为完全看不出这个问题与新的设计之间有任何联系。忽然我们想起来的，在检视一块电路板时，曾发现有些细小的黑色纤维似乎把PCB板弄脏了。测试工程师一开始就没有考虑这一点，他将其看成是在电路使用的过程中，在环境里累积起来的小塑料丝，因此他坚信这不会有什么影响。
然而，我们明白，在PCB上有一些点，这些点哪怕是被数百兆欧姆的电阻短接，也会使电路反复出现我们所看到的那种问题。将这个事实与贴片式元件之间的间隔较近的特点联系在一起，我们觉得发生这种短路问题就更有可能了。因此我们坚持要求确定一下那些纤维是否导电。我们所做的第一件事情就是搜集了一些纤维样品，并将其靠近一个磁铁（基于这样的一个假设：如果它是磁性的，那就有可能导电）。我们十分惊讶的看到，原以为是塑料碎屑的纤维，竟然是含量很高的铁磁性物质。然后我们把PCB板保护起来以防止其被弄脏，从那之后，故障现象再也没有发生过。
在这个例子中，我们通过对以前被忽略的这些纤维加以考虑，再考虑到问题是从贴片式设计开始的，从而建立了一个联系，并最终解决了问题。

六、对比排查

我们都玩过“找不同”的游戏，这个游戏非常锻炼我们的耐心和辨识能力。它教你辨别相似性，并从中找出细节上的差异。这是一种十分重要的故障排除技能。所有的好技能不会只在电气工程师的世界里才起作用，它们可以用于任何问题的追踪。
举个例子来说吧，我家的制冰机不能制冰了，我打算好好研究一下，看到底出了什么问题。最后发现，水阀是由一个电磁阀实现的。对我来讲，这跟电是特别接近的。总共有两个水阀门，一个是控制进水的，另一个是控制排水的。我把这两个水阀弄了下来，发现控制进水的水阀里的橡皮垫圈受了点磨损。电磁阀压在了垫圈上面，堵住了阀门孔。并且橡皮垫圈上有些小块已经脱落，磨损比较严重。而当我查看控制排水的电磁阀（当它正常工作）时，却没有发现橡皮垫圈磨损的情况，于是我明白了磨损就是这个问题的主要原因。
垫圈的磨损是不正常的，它与其他的零件不匹配了。因此我换了一个橡皮垫圈，再重新装配好，果然制冰机就能正常工作了。在这个例子中，技巧就是要找出似乎不对头的某个部件。为了能做到这一点，有时你可以这样问自己：“要是我设计垫圈的话，我会将其设计成开裂的吗？”在这种情况下，答案显然是否定的，因此垫圈肯定存在某种问题。

七、培养估算的技能


有些时候，我们好像有一半时间花在了电路的设计上，而另外一半的时间则浪费在了寻找电路不能正常工作的原因上。
因此，我们要培养估算的技能，从而可以对电路是否接近我们的期望作出评价。
估算在排除故障中同样也起着重要的作用。如果我们擅长估算，那么我们的直觉就会更加准确，就更容易指引我们走上解决问题的正确道路。若将这种技能与计算机的功能相结合（电路仿真等软件），我们就会拥有一组功能强大的故障诊断根源的工具。

八、故障重现


这是经常被忽视的一个简单法则。当我们已经找到并派出了故障之后，我们还能使故障重现吗？也就是说，我们通过移除所做的修补，使电路重新失去控制，并重现以前所看到的问题。
一般来讲（尤其是故障现象难以重现时），在工程师采用某个修补措施后，若故障看起来消失了，我们就会认为自己正确解决了问题。然而，如果我们遇到的是个有点喜怒无常的问题的话（这种问题往往在我们希望它出现时却不见得会出现），那么，在我们应用修补措施时，完全就有可能是问题碰巧自己消失了，而不是我们修补的结果，根据经验，这种情况是经常发生的，因此我们建议将修补措施除掉，看是否真的修好了。
自以为问题已经得到了解决，但刚把生产线开动起来，问题就又重新出现了，搞得我们不得不马上再关闭生产线，这种情况不但扫兴，还可能使我们浪费很多冤枉钱，花在一些根本不需要，根本不起作用的修补上。因此，我们要反复的拆开、修复好几次，然后才相信我们确定已经解决了问题。

九、查找故障根源

好的故障检修人员会系统的追踪一个故障信号直到其根源。当我们做这件事情时，我们要审视电路的每一个部分，考虑他们是否正常工作。我们要问自己这样的问题：“这个运放的输出信号与输入引脚的信号一致吗？”
这也是真正的好工程师为什么似乎总是在自言自语的原因。他们并没有患精神分裂症，它们只是在问自己大量的问题。当然，也许他们的行为有点怪异，但是请相信，这真的是一个好办法。
最后我们终究会发现问题的根源--不正常工作的元件。然后我们就可以分析出原因，并使其正常工作。

十、故障的分类

好的故障排查人员会将问题分成几大类，然后有针对性的采用不同的方法来解决问题。
1、设计问题

设计问题是最常见也是最容易发现的问题，因为其通常具有可重复性和一致性。
解决方法：由于设计问题是可重复的，因此在我们使用工具（例如示波器、万用表等）来跟踪问题时，应让问题表现出来，确保找到了问题的根源。
2、容差问题
容差为题其实也是设计问题，但由于其通常不具有一致性、重复性，因此我们给了它一个专门的名称。环境影响往往会使这种问题发生积累。
解决方法：如果可能，我们应该想办法重建引起问题的环境。解决这种问题的一个好办法是仿真，在其中我们可以改变受怀疑的元件的容差，看看会有什么结果。
3、EMI问题
这类问题也是很难重复的，有谁知道EMI会在何时攻击我们的电路呢？这种问题往往会难住很多优秀的工程师。
解决方法：这个问题牵涉很多，需要有专门的专题来讨论。
4、软件问题
如今采用软件或固件的产品可谓多如牛毛。我们应该看到过有些软件表现出以上提到的各种症状，也应该看到过人们用软件的方法来解决上面提到的某些问题。（有时这些症状和问题实际上是硬件的问题）
解决方法：软件工程师对软件进行分析。

十一、消除故障


通过我们掌握的一些基本的技能，就大胆地去试试---瞄准目标，把故障消除！
在故障排除过程中，应该记下我们检查过的部分以及我们所做的结论。当我们所查找的问题需要较长的时间才能发现时，这一点尤其重要。当我们正在建立自己的设计法则时，也应该这样做。在下次设计时，我们可以参考这些笔记，从而明白那些事情是不应该做的。

经验法则

不要做没有根据的假设，应该用实验来证明其正确或错误。
利用科学与鸟枪相结合的方法，尽快获取问题的根源。
从检查最简单的部分开始。
跳出专业看问题。
不要忽略任何细节，同样，也不要做没有根据的假设。
寻找与众不同的东西。
利用估算和直觉，将自己引向正确的方向。
追根问底。
要让问题能够重现。
将问题分类，有针对性的定制解决方法。

来源：老马识途单片机