前段時(shí)間在網(wǎng)上看到一帖，名為《電路板在線維修測(cè)試儀使用心得》。文章總結(jié)了作者和這種儀器打交道兩年多的體會(huì)。
該文提到了電路板在線維修測(cè)試儀在實(shí)用中的一些不足。本人對(duì)這些不足也有同感，近幾年來(lái)一直在努力改進(jìn)。到現(xiàn)在為止，文中指出的問(wèn)題，大多數(shù)都得到了解決、或部分解決。在這里，介紹一下解決的思路、方法。
另外，隨著技術(shù)的發(fā)展，這幾年來(lái)，匯能測(cè)試儀還添加了不少新功能，擇其重要的也一并做了些簡(jiǎn)單介紹。
一、 關(guān)于（數(shù)字）集成電路功能測(cè)試
a．“該測(cè)試儀能提供集成塊在板（線）測(cè)量和離板（線）測(cè)試。離線測(cè)試功能不是主流功能，因?yàn)橥ㄓ玫募呻娐窚y(cè)試儀就是離線對(duì)集成塊進(jìn)行測(cè)量�！�
改進(jìn)：
現(xiàn)在的匯能測(cè)試儀，能夠在器件離板（線）的條件下，測(cè)試數(shù)字集成塊的主要直流參數(shù)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，賦予了離板（線）測(cè)試新的內(nèi)容，所以也成為了主流功能之一。
維修實(shí)踐表明，確實(shí)存在著由于器件參數(shù)下降所導(dǎo)致的電路板故障。比如器件輸入漏流超標(biāo)、驅(qū)動(dòng)能力減弱等等。電路板的非確定性故障可能與此相關(guān)——器件參數(shù)隨著使用年限逐漸下降-->下降到正常工作所要求的臨界點(diǎn)附近時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)偶發(fā)性故障-->參數(shù)持續(xù)下降，導(dǎo)致故障出現(xiàn)的時(shí)間間隔越來(lái)越短-->下降到低于臨界點(diǎn)后，雖然器件的電路功能仍然存在，但電路板不能正常工作。
器件電路功能存在而參數(shù)不達(dá)標(biāo)叫做參數(shù)型故障。用以前的在線測(cè)試儀和維修人員常用的通用的（數(shù)字）集成電路測(cè)試儀檢測(cè)不出這類故障來(lái)，所以深為維修工程師所頭痛。
為了解決此類問(wèn)題，新近推出的匯能HN3000系列測(cè)試儀上，增加了對(duì)數(shù)字邏輯器件的主要參數(shù)——輸入高、低漏流和輸出高、低驅(qū)動(dòng)電流的測(cè)試。用戶可以按照器件手冊(cè)中的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置測(cè)試條件和測(cè)試要求，測(cè)試儀將會(huì)自動(dòng)檢測(cè)這些參數(shù)是否達(dá)標(biāo)。比如說(shuō)，手冊(cè)給出某器件的驅(qū)動(dòng)低電流最小10mA，這意味著該器件輸出為低時(shí)，向它的輸出灌入10mA的電流，輸出低電平不應(yīng)抬高到手冊(cè)給出的限定值。利用匯能HN3000上的參數(shù)測(cè)試功能，這個(gè)測(cè)試過(guò)程是完全自動(dòng)完成的。
參數(shù)測(cè)試是定量測(cè)試，尤其對(duì)于測(cè)試儀的硬件精度，有著更高的要求。此項(xiàng)功能的開(kāi)發(fā)成功，發(fā)展了匯能在線維修測(cè)試儀的硬、軟件技術(shù)，擴(kuò)大了測(cè)試范圍，把匯能測(cè)試儀發(fā)展到了一個(gè)新的階段。
b．“有的電路板涂有絕緣漆，測(cè)試前首先要刮漆處理�！�
改進(jìn)：
刮的方式不可取�？蛇x購(gòu)相應(yīng)溶劑除漆。
c．“接觸不良造成的誤判是我使用中最頭疼的問(wèn)題”
改進(jìn)：
現(xiàn)在的測(cè)試儀能夠自動(dòng)檢測(cè)是否接觸不良，并給出哪一個(gè)管腳接觸不良的提示。一般不會(huì)誤判。
d．“在進(jìn)行功能測(cè)試時(shí)，如果測(cè)試儀說(shuō)被測(cè)芯片是好的，正確率有90%，如果說(shuō)是壞的，準(zhǔn)確率30%還不到”。
改進(jìn)：
1．測(cè)試是好的，上機(jī)不能使用的主要原因是，以前的測(cè)試儀不能發(fā)現(xiàn)器件參數(shù)下降、器件電路功能仍然存在的故障。這就是為什么我們花大力氣，在匯能測(cè)試儀上開(kāi)發(fā)主要直流參數(shù)測(cè)試的原因。請(qǐng)參見(jiàn)a。
2．測(cè)試是壞的，然而器件功能完好的主要原因，該文中給出的解釋基本正確�！霸谶M(jìn)行（在線）功能測(cè)試時(shí)，儀器要對(duì)被測(cè)芯片同其它電路進(jìn)行隔離處理，要想把所有電路結(jié)構(gòu)都做到有效隔離也不是好辦的事�！�
后驅(qū)動(dòng)隔離技術(shù)確實(shí)具有一定的局限性——存在有它無(wú)法隔離的電路結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致好器件測(cè)成壞器件，所以會(huì)“儀器說(shuō)是壞片，換上一個(gè)已知的好片，再測(cè)量時(shí)儀器仍說(shuō)是壞片�！苯鉀Q這種問(wèn)題的辦法是，加強(qiáng)測(cè)試儀對(duì)被測(cè)器件的工作環(huán)境的識(shí)別能力，把后驅(qū)動(dòng)無(wú)法隔離的電路結(jié)構(gòu)以某種形式提示給用戶，從而避免誤判。從實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度和應(yīng)用效果來(lái)說(shuō)，這種識(shí)別能力的高低，是區(qū)分測(cè)試儀產(chǎn)品優(yōu)劣、檔次的重要標(biāo)志之一。
在最新發(fā)布的匯能測(cè)試儀軟件版本上，被測(cè)器件工作環(huán)境信息分4種提示在在線測(cè)試狀態(tài)圖上：
a． 管腳電阻
在開(kāi)始測(cè)試前，匯能測(cè)試儀自動(dòng)提取被測(cè)器件所有管腳對(duì)地的正向和反向電阻值，提示到在線測(cè)試狀態(tài)圖上。經(jīng)常使用后就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在正常情況下，按不同類型的器件管腳，其合理電阻值應(yīng)在某一個(gè)范圍內(nèi)。
同時(shí)提取正、反向電阻的好處是，半導(dǎo)體器件管腳的正、反向電阻值通常不一樣,可以分別觀察其變化。
b． 管腳電平
在開(kāi)始測(cè)試前，匯能測(cè)試儀自動(dòng)提取被測(cè)器件所有管腳上的電平值，提示到在線測(cè)試狀態(tài)圖上。不同器件的管腳電平應(yīng)該處于一個(gè)合理區(qū)間。比如74系列器件，它的管腳電平應(yīng)在高于0V，低于5V之間。超過(guò)該區(qū)間意味著電路板上有其它故障。
c． 管腳狀態(tài)
匯能測(cè)試儀能夠識(shí)別十余種管腳狀態(tài)（技術(shù)水平差的測(cè)試儀僅能識(shí)別4、5種），提示到在線測(cè)試狀態(tài)圖上。管腳狀態(tài)大致可分為合法狀態(tài)和非法狀態(tài)。如果出現(xiàn)非法狀態(tài)且測(cè)試失敗，一般說(shuō)明有后驅(qū)動(dòng)無(wú)法隔離的電路結(jié)構(gòu)存在，測(cè)試結(jié)果基本不可信。應(yīng)設(shè)法排除非法管腳狀態(tài)后再測(cè)。不同的非法狀態(tài)排除的辦法也不同。對(duì)此不再贅述。
下面舉幾個(gè)例子：
管腳狀態(tài)提示 含義 / 合法性
開(kāi)路浮動(dòng)有翻轉(zhuǎn)有競(jìng)爭(zhēng)不可高不可低...... 測(cè)試夾未和該管腳接觸上/非法多數(shù)為輸入管腳蕩空/不確定測(cè)試儀發(fā)現(xiàn)該管腳上有邏輯信號(hào)（可能干擾測(cè)試）/非法掛在總線上的三態(tài)器件的輸出處于總線競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)/非法后驅(qū)動(dòng)不能將該結(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)到邏輯高電平以上/非法后驅(qū)動(dòng)不能將該結(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)到邏輯低電平以下/非法.............
d． 器件管腳自連接
在開(kāi)始測(cè)試前，匯能測(cè)試儀自動(dòng)提取被測(cè)器件自連接，提示在在線測(cè)試狀態(tài)圖上。
被測(cè)試器件的輸入之間、或輸入輸出之間有時(shí)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)需要短接在一起，叫作自連接。自連接會(huì)改變器件的邏輯功能。如果不能正確提取被測(cè)器件在電路板上的自連接關(guān)系，就會(huì)導(dǎo)致好的器件不能通過(guò)測(cè)試。后驅(qū)動(dòng)技術(shù)無(wú)法隔離自連接導(dǎo)致的影響，是通過(guò)在線測(cè)試自適應(yīng)技術(shù)解決的。在此不加詳細(xì)討論。
分析在線測(cè)試狀態(tài)圖提示的工作環(huán)境信息，從而提高測(cè)試準(zhǔn)確性，尤其是降低把好器件測(cè)成壞器件的誤判率，需要使用者有基本的電路和元器件知識(shí)，還要通過(guò)一定時(shí)間的使用測(cè)試儀的維修實(shí)踐。
二、 關(guān)于ASA(VI)曲線測(cè)試
a．“無(wú)論哪個(gè)廠家生產(chǎn)的測(cè)試儀均有兩種曲線提取方法。第一種是表棒提取法。第二種是用夾具夾住某個(gè)集成塊，用多通道的方法一次性提取所有腳的阻抗，然后再逐一觀察對(duì)比每一個(gè)阻抗。在我的工作后期，多使用第一種方法，其原因是第一種方法可靠性極高，速度反而比第二種方法快。這是因?yàn)榈诙N方法在使用前要先對(duì)集成塊各腳進(jìn)行去氧化處理，就算一次性提取多條阻抗曲線后，仍需要逐條觀察對(duì)比。另外，夾具往往有個(gè)別接觸不良存在，接觸不良也是阻抗（電阻），就是說(shuō)往往得到假的曲線�！�
改進(jìn)：
在早期的測(cè)試儀上使用測(cè)試夾測(cè)試時(shí)確實(shí)存在著上述的問(wèn)題。但是使用測(cè)試夾一次操作可提取數(shù)十條、甚至成百上千條曲線，效率極高。僅僅為了少數(shù)假曲線而放棄這種測(cè)試方式并不可取。為此，在匯能測(cè)試儀上采取了下述措施加以改進(jìn)：
1．在對(duì)比測(cè)試時(shí)，允許用戶按照誤差從大到小的順序排列曲線，所以無(wú)需逐條觀察對(duì)比——只要觀察對(duì)比排在前面的、誤差大于某個(gè)值的那些曲線即可；
2．使用測(cè)試夾測(cè)試時(shí)，無(wú)論一次提取多少根曲線，都會(huì)將所有接觸不良的管腳曲線識(shí)別出來(lái)，并以醒目的方式提示給用戶，提請(qǐng)用戶處理；
3．除了接觸問(wèn)題之外，還有不穩(wěn)定曲線的問(wèn)題（請(qǐng)參見(jiàn)有關(guān)資料）。使用測(cè)試夾測(cè)試時(shí)，無(wú)論一次提取多少根曲線，都會(huì)將所有不穩(wěn)定曲線識(shí)別出來(lái)，并以醒目的方式提示給用戶，提請(qǐng)用戶處理。
4．當(dāng)一次提取的曲線多，一屏顯示不下時(shí)，除了允許拖動(dòng)滑動(dòng)條移動(dòng)屏幕之外，為提高檢索效率，增加了文本（腳號(hào)）檢索方式。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊某個(gè)管腳號(hào)，該管腳的曲線就會(huì)被自動(dòng)移動(dòng)到屏幕可視區(qū)域內(nèi)，并且被用顏色框框起來(lái)；
5．為方便用戶修改、調(diào)整曲線，只要用戶用鼠標(biāo)雙擊某個(gè)管腳曲線，測(cè)試儀將僅僅重新提取該管腳曲線。其它管腳曲線保持不動(dòng)。
b．“不能用廠家提供的表筆，因?yàn)檫@種表筆頭不夠尖，其材料往往是銅質(zhì)的，就算你把筆尖銼的很尖,因?yàn)殂~不耐磨，筆尖很快就會(huì)禿了�！薄�......經(jīng)過(guò)改造的表筆十分耐磨（耐用）�！�
改進(jìn)：
目前的匯能測(cè)試儀向用戶提供類似工具。
關(guān)于ASA（VI）曲線較詳細(xì)的內(nèi)容，請(qǐng)參見(jiàn)<電路在線維修測(cè)試儀上的ASA（VI曲線）測(cè)試>。該文連載于《設(shè)備管理與維修》2006.5,6期。
三、 關(guān)于有效維修功能
“從有效維修方面講，該測(cè)試儀的功能主要集中在兩大功能上，其一為：集成電路功能測(cè)試；其二為：阻抗VI曲線測(cè)試？”
改進(jìn)：
幾年來(lái)，匯能測(cè)試儀的測(cè)試功能已經(jīng)有了很大擴(kuò)充。擇其重要的列在下面。當(dāng)然，是否對(duì)維修有效，還請(qǐng)讀者自己判斷：
1． 運(yùn)放功能測(cè)試
可在線、離線檢查運(yùn)放的虛通（虛地）特征，由此可大致判斷運(yùn)放有較大開(kāi)環(huán)增益。
2． 光藕在線功能、離線直流參數(shù)測(cè)試
在線可給出光耦的轉(zhuǎn)換波形圖；離線可檢查光耦的電流轉(zhuǎn)換系數(shù)是否夠高、飽和電壓是否夠低等。
3． 自定義測(cè)試
對(duì)高級(jí)用戶來(lái)說(shuō)，該功能的重要性不亞于任何其它功能，并且能夠很好的彌補(bǔ)其它測(cè)試功能的不足。但是該功能對(duì)使用者的電路知識(shí)和使用經(jīng)驗(yàn)要求較高，故一般用戶使用不多。
目前用戶至少可根據(jù)自定義使用說(shuō)明實(shí)現(xiàn)對(duì)AD/DA的工作過(guò)程的測(cè)試。
4． 電容、電感定量測(cè)試
該功能最具實(shí)際意義的是，考慮到電容的容量、漏電阻可能隨工作電壓變化，允許用戶指定測(cè)試電壓�？稍�1V到28V內(nèi)測(cè)試電容的容量、漏電阻值，可測(cè)試范圍最大到20000微法；也可在指定電壓下測(cè)試電感的感抗、串聯(lián)電阻值。
......
這些功能在此不作詳細(xì)介紹。有興趣者可與本公司聯(lián)系索閱有關(guān)資料。
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