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ASA測(cè)試應(yīng)用特點(diǎn)及電路在線(xiàn)維修測(cè)試儀的設(shè)計(jì)

電子設(shè)計(jì) ? 來(lái)源: 設(shè)備管理與維修 ? 作者:韓熔 ? 2021-03-24 09:36 ? 次閱讀

ASA(VI曲線(xiàn))測(cè)試是最重要、最常用的電路在線(xiàn)維修測(cè)試技術(shù)之一。目前市場(chǎng)上的各種電路在線(xiàn)維修測(cè)試儀產(chǎn)品上都具有基于該技術(shù)的測(cè)試功能。由于各家對(duì)此項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中的問(wèn)題了解的程度不同,或受技術(shù)水平高低所限,導(dǎo)致不同產(chǎn)品上此項(xiàng)測(cè)試功能差異頗大,最終是使用效果明顯不同。

本文從實(shí)際應(yīng)用角度,討論了影響ASA(VI曲線(xiàn))測(cè)試的故障檢出率、測(cè)試可靠性、使用效率等方面的問(wèn)題,并且以匯能測(cè)試儀為例,介紹了一些如何解決的辦法。本文不僅對(duì)電路在線(xiàn)維修測(cè)試儀設(shè)計(jì),而且對(duì)更具體地評(píng)價(jià)、更好地使用此項(xiàng)測(cè)試功能有較大參考價(jià)值。

一、 ASA測(cè)試應(yīng)用特點(diǎn)

Analog Signature Analysis(模擬特征分析)是一種廣泛應(yīng)用于電子電路板的故障檢測(cè)技術(shù)。具有以下特點(diǎn):

1.不涉及電路原理,無(wú)需電路處于工作狀態(tài),所以可用于沒(méi)有圖紙資料,脫離設(shè)備(無(wú)需聯(lián)機(jī)檢測(cè))的電路板的故障檢測(cè);

2. 測(cè)試時(shí)不需給電路板加電,相對(duì)更安全;

3. 不涉及電路板上器件的功能,所以無(wú)論電路由什么類(lèi)型的器件組成,包括數(shù)字的、模擬的、數(shù)?;旌系?、功能已知的、未知的(如專(zhuān)用、可編程)等等,均可測(cè)試;

4. 它是逐電路結(jié)點(diǎn)(器件管腳)進(jìn)行測(cè)試的,基本上不受電路板上元器件封裝的限制。

由于單個(gè)器件可以看成最簡(jiǎn)單的電路板電路,所以ASA技術(shù)也能夠用于檢測(cè)電子元器件的好壞。尤其是它不涉及器件功能,不受器件封裝限制,成為許多用戶(hù)檢測(cè)大規(guī)模、復(fù)雜或功能未知集成器件好壞的唯一手段。

ASA用于檢測(cè)分立元件功能好壞時(shí),還有方便、直觀等特點(diǎn)。

二、 ASA基本原理

就基本檢測(cè)原理而言,ASA測(cè)試可以看成萬(wàn)用表檢測(cè)法的自然延伸。

對(duì)于無(wú)電路原理圖紙、脫離了設(shè)備的電路板,最常用的萬(wàn)用表故障檢測(cè)法是這樣的:先測(cè)出好板上器件管腳(實(shí)際是電路結(jié)點(diǎn))的對(duì)地電阻;然后與故障板上相應(yīng)器件管腳的對(duì)地電阻進(jìn)行比較,根據(jù)差異大小來(lái)判斷該結(jié)點(diǎn)上有無(wú)故障。由結(jié)點(diǎn)到具體元器件需要人工確定。許多人都用這種辦法修好過(guò)復(fù)雜、昂貴的電路板。

這種辦法除了對(duì)使用者要求較高,效率低之外,影響其故障檢出率的主要原因是,萬(wàn)用表只能檢測(cè)在1.5V(萬(wàn)用表電池電壓)下的阻抗值,而半導(dǎo)體器件引腳的阻抗是隨測(cè)試電壓的變化而變化的——不同測(cè)試電壓下的阻抗未必相同。比如,某TTL器件管腳在2.5V有軟擊穿,產(chǎn)生較大漏流。這樣的故障就檢測(cè)不出來(lái)。

ASA測(cè)試是在一個(gè)電壓區(qū)間內(nèi)、而不只是一個(gè)電壓點(diǎn)下進(jìn)行測(cè)試比較??梢赃@樣理解ASA測(cè)試——設(shè)想你有幾十、或上百塊萬(wàn)用表,每塊表的電池電壓都不一樣——電壓范圍包括了被測(cè)器件的工作電壓。對(duì)每一個(gè)管腳,都用這些表全部測(cè)試、對(duì)照一遍,上面所說(shuō)的故障就會(huì)被檢測(cè)出來(lái)了。

除了故障檢出率相當(dāng)高之外,ASA測(cè)試在維修檢測(cè)中廣受歡迎的另兩個(gè)原因是:

1.測(cè)試效率很高。以匯能測(cè)試儀為例。對(duì)一個(gè)40腳器件,在每個(gè)引腳上測(cè)128個(gè)電壓點(diǎn),測(cè)試時(shí)間不到1秒;

2.從好板上提取的測(cè)試數(shù)據(jù)可存入計(jì)算機(jī)中(即建立板庫(kù)),作為以后進(jìn)行檢測(cè)的參照標(biāo)準(zhǔn),反復(fù)使用。

三、 基本ASA測(cè)試的實(shí)現(xiàn)方法

用測(cè)試儀產(chǎn)生一個(gè)變化的電壓信號(hào)加在被測(cè)試對(duì)象上,同時(shí)記錄不同電壓下的電流。把隨電壓變化的電流在電壓-電流座標(biāo)系上表示出來(lái),得到一條(阻抗)曲線(xiàn)。使用者通過(guò)比較好、壞電路板相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的曲線(xiàn)的形狀差異,進(jìn)行故障判斷。

理論和實(shí)踐都表明,使用以正弦規(guī)律變化的電壓信號(hào)(正弦波)的測(cè)試效果最好。所以無(wú)論進(jìn)口的、還是國(guó)產(chǎn)的此類(lèi)測(cè)試儀,都用正弦波作為主要測(cè)試信號(hào)。

鑒于微機(jī)的普及,為了降低開(kāi)發(fā)難度和產(chǎn)品成本,目前的此類(lèi)測(cè)試儀產(chǎn)品多數(shù)都和微機(jī)配合使用。測(cè)試儀產(chǎn)生正弦波測(cè)試信號(hào);微機(jī)在專(zhuān)用測(cè)試軟件控制下,接受用戶(hù)指令、實(shí)現(xiàn)測(cè)試算法、按用戶(hù)的要求控制測(cè)試儀施加測(cè)試信號(hào)、顯示測(cè)試結(jié)果、存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)。

下面從實(shí)際使用要求出發(fā),對(duì)如何得到高效、實(shí)用的ASA測(cè)試功能,進(jìn)行一些討論。

四、 關(guān)于配接微機(jī)

從當(dāng)前微機(jī)技術(shù)以及發(fā)展來(lái)看,測(cè)試儀的軟硬件應(yīng)該:

1. 測(cè)試軟件應(yīng)支持主流操作系統(tǒng)版本

自Win98后,Windows操作系統(tǒng)對(duì)外部設(shè)備的管理機(jī)制作了很大改動(dòng)。

在Win98上運(yùn)行的測(cè)試程序,不能自動(dòng)升級(jí)到其后的系統(tǒng)版本上運(yùn)行。鑒于Win98及以下的操作系統(tǒng)很快會(huì)完全退出使用,如果測(cè)試軟件不能支持主流的操作系統(tǒng)版本,比如Windows XP,將會(huì)給用戶(hù)以后使用帶來(lái)麻煩。

2. 測(cè)試儀最好支持USB

早期的測(cè)試儀采用在計(jì)算機(jī)內(nèi)插卡的方式實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)的配接。由于這種方式缺點(diǎn)較多,又轉(zhuǎn)用并口(打印口)配接。但近年來(lái)速度快、更安全(允許帶電插拔)的USB口得到了迅速普及,目前市場(chǎng)上帶并口的筆記本電腦已經(jīng)十分少見(jiàn),在臺(tái)式機(jī)上也許會(huì)很快消失——常用計(jì)算機(jī)外設(shè),如打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼產(chǎn)品都是USB口了。如果測(cè)試儀不支持USB口,會(huì)影響用戶(hù)微機(jī)的換代更新。

五、 關(guān)于測(cè)試信號(hào)

對(duì)任何一種電子儀器,測(cè)試信號(hào)都是構(gòu)成整個(gè)測(cè)試功能的基礎(chǔ)。它的質(zhì)量,基本決定著測(cè)試儀的測(cè)試質(zhì)量。

1.關(guān)于主測(cè)試信號(hào)——正弦波:

a.幅度(峰-峰值)

為了保證測(cè)試效果,同時(shí)又不至于損傷被測(cè)器件,正弦幅度應(yīng)大于被測(cè)器件引腳的實(shí)際工作電壓,小于其極限電壓。由于不同元器件所需電壓值不同,這就要求測(cè)試儀輸出的正弦波幅度可調(diào)。

顯然,可調(diào)的范圍越寬、允許調(diào)整的步距越?。ǚ謾n越多)越好。目前市場(chǎng)上比較低檔的測(cè)試儀產(chǎn)品一般有±4V、±8V、±18V、±28V等幾個(gè)檔;匯能測(cè)試儀的電壓幅度從±1V--±28V,以0.5V步距可調(diào),也就是分成了五十多個(gè)檔,能更好地滿(mǎn)足對(duì)更多種類(lèi)的電子電路板、電子元器件的檢測(cè)要求。

b. 最大輸出(短路)電流

將正弦波短路后所能流出的最大電流叫做最大輸出電流:

最大輸出電流=等于正弦峰值/輸出電阻

目前多數(shù)國(guó)產(chǎn)測(cè)試儀的最大輸出電流在十幾毫安到二、三十毫安。據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),這適用于測(cè)試一般集成電路,比如74系列器件。如果考慮到測(cè)試功率更大一些的集成器件、大電容(上萬(wàn)微法)、大功率三極管等,最大輸出電流應(yīng)該更大一些。匯能測(cè)試儀的最大輸出電流可達(dá)150mA。

c.頻率范圍

頻率范圍越寬,越能更好地適應(yīng)對(duì)容性、感性結(jié)點(diǎn)的測(cè)試。比如,用匯能測(cè)試儀能測(cè)出一、兩萬(wàn)微法電容的有效ASA曲線(xiàn)——曲線(xiàn)不會(huì)蛻化成一條短路線(xiàn),從曲線(xiàn)上可以明顯看出是否漏電、容量是否夠。

d. 保真度(或失真度)

指實(shí)際產(chǎn)生的正弦波與理想正弦波的形狀差異。非直流結(jié)點(diǎn)的ASA曲線(xiàn)形狀不僅與頻率相關(guān),也與波形的形狀相關(guān)。比如,電容的ASA曲線(xiàn)只在正弦波下是橢圓。

e. 關(guān)于正弦波產(chǎn)生中的問(wèn)題

由于ASA測(cè)試通過(guò)曲線(xiàn)形狀來(lái)判斷故障,所以測(cè)試結(jié)果的一致性、可重復(fù)性十分重要。測(cè)試結(jié)果的一致性、可重復(fù)性由測(cè)試信號(hào)的穩(wěn)定性——頻率準(zhǔn)確度和波形保真度保證。

目前市場(chǎng)上有的國(guó)產(chǎn)測(cè)試儀測(cè)試信號(hào)穩(wěn)定性差的主要表現(xiàn)是,信號(hào)頻率和形狀隨配接微機(jī)的速度、微機(jī)的運(yùn)行狀況變化。

比如,可這樣觀察微機(jī)運(yùn)行狀況對(duì)測(cè)試信號(hào)的影響——保持測(cè)試儀連續(xù)輸出測(cè)試信號(hào),用示波器持續(xù)觀察,然后打開(kāi)另一個(gè)任務(wù),比如播放音樂(lè),就會(huì)看到測(cè)試信號(hào)的形狀變化;更簡(jiǎn)單的辦法是測(cè)一個(gè)電容。如果電容的ASA曲線(xiàn)在播放音樂(lè)前后有所不同,就說(shuō)明微機(jī)的運(yùn)行狀況對(duì)測(cè)試信號(hào)有影響。這會(huì)導(dǎo)致使用者的誤判。

即使沒(méi)有打開(kāi)用戶(hù)任務(wù),也會(huì)有系統(tǒng)任務(wù)在后臺(tái)時(shí)起時(shí)停,同樣會(huì)影響測(cè)試信號(hào)。觀察時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)就能發(fā)現(xiàn)。

就作者對(duì)這種測(cè)試儀的了解,導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是由于硬件過(guò)于簡(jiǎn)單——測(cè)試儀沒(méi)有獨(dú)立的定時(shí)(CPU)電路造成的。

匯能測(cè)試儀完全不存在這種問(wèn)題。最近經(jīng)軍檢,它的測(cè)試信號(hào)的頻率準(zhǔn)確度、波形失真度均小于2%,不隨外部條件變化。當(dāng)然,匯能測(cè)試儀的硬件也相對(duì)更復(fù)雜一些。

2.關(guān)于輔助測(cè)試信號(hào)——脈沖:

引入脈沖輔助測(cè)試信號(hào),是為了使ASA測(cè)試能夠更好地用于三端器件的測(cè)試。閘流管、MOS三極管、甚至繼電器、電壓調(diào)節(jié)器等都可以看成三端器件。

閘流管為例。僅在它的陽(yáng)極和陰極之間加ASA測(cè)試信號(hào),只能發(fā)現(xiàn)兩極之間是否短路、或有漏流,不能發(fā)現(xiàn)開(kāi)路、或?qū)ú涣嫉墓收?。引入一個(gè)脈沖信

號(hào)加在閘流管的控制極,控制管子在ASA測(cè)試期間出現(xiàn)導(dǎo)通、截止兩種狀態(tài),就能對(duì)閘流管進(jìn)行較為全面的檢測(cè)。

不同的三端器件需要不同的控制方式——正弦波和脈沖匹配(同步)形式。

有的測(cè)試儀產(chǎn)品沒(méi)有脈沖輔助測(cè)試信號(hào)。有的實(shí)現(xiàn)的比較簡(jiǎn)單。比如某種國(guó)產(chǎn)測(cè)試儀上的三端測(cè)試信號(hào),實(shí)際上僅是一個(gè)大小可設(shè)的直流電平,和ASA測(cè)試信號(hào)沒(méi)有同步關(guān)系。

匯能測(cè)試儀為了更好地滿(mǎn)足各種三端器件的不同測(cè)試要求,共設(shè)置了八種脈沖和正弦波的匹配方式。相對(duì)于正弦波來(lái)說(shuō),脈沖的起始、結(jié)束位置及寬度、高度均可調(diào)整;支持單向觸發(fā)、雙向觸發(fā)。詳細(xì)情況請(qǐng)參閱有關(guān)產(chǎn)品說(shuō)明。

六、 關(guān)于測(cè)試通道數(shù)

測(cè)試信號(hào)的好壞決定了測(cè)試質(zhì)量,測(cè)試通道的多少主要影響測(cè)試效率。使用要求不同,對(duì)通道數(shù)的多少要求也不同。主要有以下三種:

1.在線(xiàn)測(cè)試:目前對(duì)多于80個(gè)管腳的器件,基本上沒(méi)有能配合使用的測(cè)試夾,所以80個(gè)通道基本滿(mǎn)足使用要求;

2.電路板端口測(cè)試:通過(guò)轉(zhuǎn)接板以及板上的相應(yīng)電路板插座,把測(cè)試通道引到電路板各插腳,然后進(jìn)行單/多端口測(cè)試。通常160個(gè)通道即可滿(mǎn)足大多數(shù)使用要求;

3.超大規(guī)模集成電路離線(xiàn)測(cè)試:對(duì)于各種超大規(guī)模器件,除了ASA測(cè)試,一般用戶(hù)幾乎沒(méi)有其它測(cè)試手段。這種測(cè)試和電路板端口測(cè)試相似,只不過(guò)轉(zhuǎn)接板上是器件插座而不是電路板插座。這種情況需要的通道數(shù)依器件腳數(shù)而定。

需要特別說(shuō)明的是,這里僅討論測(cè)試信號(hào)和測(cè)試通道數(shù)對(duì)ASA測(cè)試的影響。一般的電路在線(xiàn)維修測(cè)試儀都有多種功能,其它功能也會(huì)用到這些硬件資源。比如匯能測(cè)試上的電路板網(wǎng)絡(luò)測(cè)試也要求較多的通道數(shù)。

七、 提高基本ASA測(cè)試的故障檢出率

1.單端口測(cè)試vs多端口測(cè)試

所謂的單端口測(cè)試,通常指所有的電路結(jié)點(diǎn)(器件管腳)分別與電路板的“地”組成一個(gè)個(gè)的端口,ASA測(cè)試信號(hào)總是加在這些端口上進(jìn)行測(cè)試。在單端口的方式下,對(duì)一個(gè)有N個(gè)腳的器件,總共處理N條曲線(xiàn)。

所謂的多端口測(cè)試,是指對(duì)一個(gè)器件的任何兩個(gè)管腳組成的端口,都要進(jìn)行ASA測(cè)試。在多端口的方式下,對(duì)一個(gè)有N個(gè)管腳的器件,最多處理N×N條曲線(xiàn)。多端口測(cè)試易于檢測(cè)兩個(gè)管腳分別對(duì)地的曲線(xiàn)沒(méi)有大的變化,但兩個(gè)管腳之間的曲線(xiàn)變化很大的故障。

在匯能測(cè)試儀上,對(duì)多端口還分了三種情況考慮:

a.多端口對(duì)稱(chēng):

當(dāng)處理了2腳對(duì)3腳組成的端口后,如果還要處理3腳對(duì)2腳組成的端口,就叫做對(duì)稱(chēng)方式。這類(lèi)似于用萬(wàn)用表測(cè)試時(shí),調(diào)轉(zhuǎn)表棒再測(cè)一次。否則稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)方式。

由于ASA使用正、負(fù)對(duì)稱(chēng)的交流測(cè)試信號(hào),多數(shù)情況下,對(duì)同一端口調(diào)轉(zhuǎn)信號(hào)后測(cè)到的曲線(xiàn)和原曲線(xiàn)是對(duì)稱(chēng)的,也就是說(shuō)不能提供更多的故障信息。采用對(duì)稱(chēng)方式更多是為了方便故障分析,提高使用效率。不過(guò)也存在不對(duì)稱(chēng)情況。

b.非對(duì)稱(chēng)含參考腳:

c.非對(duì)稱(chēng)不含參考腳:

所謂含參考腳指要測(cè)試1腳對(duì)1腳、2腳對(duì)2腳、。..。..N腳對(duì)N腳組成的端口。正常情況下,這種端口曲線(xiàn)一定是條短路曲線(xiàn),否則,可能存在其它問(wèn)題,所有與該腳組成的端口曲線(xiàn)不可信。就是說(shuō),含參考腳有利于提高測(cè)試可靠性。

2.自動(dòng)、手動(dòng)曲線(xiàn)靈敏度選擇

ASA測(cè)試是依據(jù)兩條曲線(xiàn)的形狀差異來(lái)檢測(cè)故障的,但是,測(cè)試數(shù)據(jù)的差異,與把數(shù)據(jù)以曲線(xiàn)的形式顯示出來(lái)后,曲線(xiàn)之間的差異并不成正比。用機(jī)械式萬(wàn)用表打個(gè)比方。指針越接近中央位置,同樣比例的阻值變化引起的指針擺幅越大,也就是指針位置關(guān)于故障的靈敏度越高。

對(duì)于ASA曲線(xiàn)可以證明,在電壓—電流坐標(biāo)下(VI曲線(xiàn)),曲線(xiàn)的整體走勢(shì)越接近45度,對(duì)故障的靈敏程度越高;如果測(cè)試曲線(xiàn)是一個(gè)封閉圖形,如電容,曲線(xiàn)包圍的面積越大,對(duì)故障的靈敏度越高。

為了得到較高靈敏度的曲線(xiàn),可以調(diào)整測(cè)試信號(hào)的輸出電阻。輸出電阻值越接近被測(cè)結(jié)點(diǎn)的等效電阻值,得到的曲線(xiàn)靈敏度越高。

匯能測(cè)試儀允許手動(dòng)/自動(dòng)選擇較高靈敏度曲線(xiàn)。手動(dòng)選擇試?yán)脺y(cè)試軟件允許按端口設(shè)置測(cè)試參數(shù)的特點(diǎn),對(duì)任意一條曲線(xiàn)可以修改測(cè)試參數(shù)后重測(cè),由使用者判斷、選擇靈敏度較高的曲線(xiàn)。手動(dòng)調(diào)整的缺點(diǎn)是麻煩,當(dāng)曲線(xiàn)很多時(shí)很難逐一觀察、選擇,另外當(dāng)曲線(xiàn)形狀不規(guī)則時(shí),往往很難直觀判斷什么樣的曲線(xiàn)靈敏度更高一些;自動(dòng)調(diào)整是用算法自動(dòng)選擇靈敏度較高的曲線(xiàn)。自動(dòng)選擇所需的測(cè)試時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)一些。

f. 按端口設(shè)置測(cè)試參數(shù)、重測(cè)

并非同一個(gè)器件的所有管腳都適用于同樣的測(cè)試參數(shù)。舉個(gè)典型的例子:集電極開(kāi)路器件的輸出往往耐壓較高,多用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管、繼電器等,而輸入一般是標(biāo)準(zhǔn)電平,所以對(duì)于輸出、輸入的測(cè)試信號(hào)的幅度應(yīng)該不同,才能達(dá)到全面檢測(cè)的目的。

匯能測(cè)試儀有普通設(shè)置和特殊設(shè)置兩個(gè)設(shè)置窗口。普通設(shè)置對(duì)所有的端口有效,而在特殊設(shè)置中可對(duì)少數(shù)特殊端口進(jìn)行重設(shè)。特殊設(shè)置的優(yōu)先級(jí)別高于普通設(shè)置。

在完成測(cè)試后,如果對(duì)測(cè)試結(jié)果不滿(mǎn)意,還可以利用單曲線(xiàn)處理功能,用鼠標(biāo)選中不滿(mǎn)意的曲線(xiàn),打開(kāi)該曲線(xiàn)的設(shè)置窗口,重設(shè)后重測(cè)該曲線(xiàn)。

八、 提高測(cè)試可靠性

實(shí)際使用中,大致有以下原因?qū)е虏荒艿玫秸鎸?shí)的節(jié)點(diǎn)曲線(xiàn),從而引起故障誤判。測(cè)試可靠性指測(cè)試儀能夠識(shí)別出不真實(shí)的ASA曲線(xiàn)的能力。

1.接觸問(wèn)題

接觸問(wèn)題是影響故障判斷的常見(jiàn)問(wèn)題之一。當(dāng)測(cè)試到開(kāi)路曲線(xiàn)的時(shí)侯,其實(shí)很可能是由于接觸問(wèn)題——器件管腳氧化、防銹涂層未打磨干凈、測(cè)試探頭磨損等原因所引起的,所以在實(shí)際使用中,一旦發(fā)現(xiàn)開(kāi)路曲線(xiàn),都要再次確認(rèn)——檢查、處理,然后重測(cè),以免得到虛假曲線(xiàn)。但當(dāng)一次測(cè)試要處理成百上千條曲線(xiàn)時(shí),依靠人工來(lái)找出開(kāi)路曲線(xiàn)很不現(xiàn)實(shí),因此,匯能測(cè)試儀設(shè)有自動(dòng)判斷開(kāi)路曲線(xiàn)的功能,在所有測(cè)到的曲線(xiàn)中,只要存在開(kāi)路曲線(xiàn),就給出提示信息,用戶(hù)可以根據(jù)提示很容易找到它的所在。

2.曲線(xiàn)穩(wěn)定性問(wèn)題

由于被測(cè)電路本身的原因,導(dǎo)致在同樣的測(cè)試條件下,每次測(cè)到的曲線(xiàn)都不相同稱(chēng)之為曲線(xiàn)不穩(wěn)定。導(dǎo)致不穩(wěn)定曲線(xiàn)的原因主要有以下三種:

a.自激導(dǎo)致的不穩(wěn)定

電路結(jié)點(diǎn)的電特征千差萬(wàn)別,ASA測(cè)試將一個(gè)正弦波注入電路結(jié)點(diǎn),某個(gè)結(jié)點(diǎn)正好在這個(gè)頻率下出現(xiàn)自激是完全可能的。其實(shí)這也是ASA測(cè)試使用正弦波作為測(cè)試信號(hào)的原因——正弦波的諧波分量最少,導(dǎo)致自激的可能性最小。

自激曲線(xiàn)的現(xiàn)象是大面積散點(diǎn),并且沒(méi)有最終的穩(wěn)定狀態(tài)。更換測(cè)試信號(hào)頻率即可消除。

b.過(guò)渡過(guò)程導(dǎo)致的不穩(wěn)定

當(dāng)結(jié)點(diǎn)的充、放電常數(shù)相差較大時(shí)所導(dǎo)致。這種曲線(xiàn)的現(xiàn)象是當(dāng)反復(fù)測(cè)試時(shí),曲線(xiàn)逐步向一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)靠近,有一個(gè)最終的穩(wěn)定狀態(tài)。

c.測(cè)試MOS器件時(shí)的不穩(wěn)定

前兩種不穩(wěn)定主要發(fā)生在電路板測(cè)試時(shí),而這種不穩(wěn)定主要發(fā)生在測(cè)試單獨(dú)的MOS器件時(shí)。導(dǎo)致這種不穩(wěn)定的原因是器件中的MOS晶體管隨測(cè)試信號(hào)上升、下降的開(kāi)關(guān)過(guò)程不同。

這種不穩(wěn)定的現(xiàn)象是曲線(xiàn)上下跳,似乎是兩條穩(wěn)定曲線(xiàn)輪流出現(xiàn)一樣。測(cè)試時(shí)只要把器件的電源腳和地腳都接地就可消除。

不穩(wěn)定曲線(xiàn)容易導(dǎo)致誤判。但當(dāng)一次測(cè)試要處理成百上千條曲線(xiàn)時(shí),依靠人工來(lái)發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定曲線(xiàn)很不現(xiàn)實(shí),因此,匯能測(cè)試儀設(shè)有自動(dòng)判斷曲線(xiàn)是否穩(wěn)定的功能,在所有測(cè)到的曲線(xiàn)中,只要存在不穩(wěn)定曲線(xiàn),就給出提示信息,用戶(hù)可以根據(jù)提示很容易找到它的所在,然后按上述方式處理、重測(cè)即可。

九、 改善人-機(jī)界面和使用效率

1.測(cè)試結(jié)果索引方式

當(dāng)一次處理成百上千條曲線(xiàn)的時(shí)候,能否快速檢索就會(huì)嚴(yán)重影響使用效率。使用中主要有以下三種檢索要求:

a.迅速找到異常曲線(xiàn),比如:開(kāi)路、不穩(wěn)定、比較超差曲線(xiàn);

b.迅速找到某個(gè)端口的曲線(xiàn);

c.迅速找到某個(gè)曲線(xiàn)所屬的端口。

匯能測(cè)試儀對(duì)此作了精心設(shè)計(jì),采取了以下措施:

a.將全部曲線(xiàn)分頁(yè)。如果是單端口測(cè)試,所有曲線(xiàn)安排成一頁(yè);如果是多端口測(cè)試,與第一腳組成的端口的曲線(xiàn)為第一頁(yè),與第二腳組成的端口曲線(xiàn)為第二頁(yè)等等。支持向上、向下翻頁(yè);

b.設(shè)置了總提示和頁(yè)提示。如果所有頁(yè)的曲線(xiàn)中有一根異常曲線(xiàn),總提示就會(huì)給出有錯(cuò)的提示信息;如果錯(cuò)誤在當(dāng)前頁(yè),則會(huì)同時(shí)給出當(dāng)前頁(yè)有異常曲線(xiàn)的提示,這樣,用戶(hù)可首先根據(jù)總體示確定是否存在問(wèn)題曲線(xiàn),如果有,再利用上、下翻頁(yè)功能,很快找到有錯(cuò)誤的頁(yè);

c.頁(yè)內(nèi)曲線(xiàn)排列方式

在學(xué)習(xí)曲線(xiàn)時(shí),有兩種曲線(xiàn)排列方式:

1) 先異常、后正常排列方式;

由于學(xué)習(xí)時(shí)主要關(guān)心異常曲線(xiàn),所以通常使用這種方式,將異常曲線(xiàn)排列在前面,便于處理;

2) 管腳順序排列方式

在曲線(xiàn)比較時(shí),支持三種曲線(xiàn)排列方式

3) 按誤差減小的順序

自動(dòng)將誤差較大的比較結(jié)果排在前面。由于比較時(shí)主要關(guān)心超差曲線(xiàn),所以通常使用這種方式,將誤差大的曲線(xiàn)排列在前面,便于處理;

4) 按誤差增加的順序

自動(dòng)將誤差較小的比較結(jié)果排在前面

5) 按管腳順序排列曲線(xiàn)

d.由曲線(xiàn)索引端口

先通過(guò)上下翻頁(yè)找到與所需管腳組成的曲線(xiàn)頁(yè)(單端口方式只有一個(gè)曲線(xiàn)頁(yè))。若(管腳)曲線(xiàn)較多,超出了一屏的顯示范圍,可以用鼠標(biāo)拖動(dòng)滑動(dòng)條滾屏,把所需曲線(xiàn)滾到可顯示區(qū)域;

e.由端口索引曲線(xiàn)

對(duì)一個(gè)40腳的器件做完多端口測(cè)試,如何能迅速找到某個(gè)端口的曲線(xiàn),比如由20腳和5腳組成的端口曲線(xiàn)呢?按端口索引曲線(xiàn)專(zhuān)門(mén)用于解決這類(lèi)問(wèn)題。打開(kāi)端口索引窗口,在選擇欄里用鼠標(biāo)點(diǎn)一下20,第20頁(yè)立即成為當(dāng)前頁(yè),再點(diǎn)一下5,無(wú)需再用鼠標(biāo)拖動(dòng)滾動(dòng)條,該端口曲線(xiàn)就會(huì)自動(dòng)滾動(dòng)到合適位置顯示出來(lái),十分便捷。

2.三種曲線(xiàn)坐標(biāo)

多數(shù)情況下,在電壓-電流坐標(biāo)上觀察ASA曲線(xiàn),但對(duì)有的測(cè)試結(jié)果,換一種坐標(biāo)可能更容易理解,更容易把問(wèn)題的本質(zhì)暴露出來(lái)。這就好比幾何中有直角坐標(biāo)系、又有極坐標(biāo)系一樣。匯能測(cè)試儀支持三種坐標(biāo):電壓-電流坐標(biāo)、時(shí)間-電壓坐標(biāo)和電壓-電阻坐標(biāo)。請(qǐng)參閱產(chǎn)品說(shuō)明中給出的測(cè)試實(shí)例,會(huì)對(duì)此理解的更具體一些。

3.單曲線(xiàn)處理

當(dāng)索引到所需曲線(xiàn)后,用鼠標(biāo)雙擊曲線(xiàn),測(cè)試儀將僅僅重測(cè)這條曲線(xiàn),其它曲線(xiàn)不受影響。正像前面所提到的,還允許重新設(shè)置該曲線(xiàn)的測(cè)試參數(shù)后再測(cè)。

有的測(cè)試儀不支持單曲線(xiàn)重測(cè),當(dāng)需要重測(cè)某條曲線(xiàn)時(shí),必須把所有曲線(xiàn)全部重測(cè)一遍。使用效率低。還有的不能給不同的曲線(xiàn)設(shè)置不同的測(cè)試參數(shù),這就不能完全滿(mǎn)足使用要求。

十、 其它輔助措施

1.曲線(xiàn)顯示形式

匯能測(cè)試儀以點(diǎn)的方式——按實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)顯示曲線(xiàn);也支持按線(xiàn)的方式——將測(cè)試點(diǎn)用線(xiàn)連接起來(lái)顯示曲線(xiàn)。點(diǎn)的方式真實(shí),線(xiàn)的方式醒目,用戶(hù)可以按自己的要求隨時(shí)切換;

2.單曲線(xiàn)/頁(yè)顯示

為了詳細(xì)觀察曲線(xiàn),可以從頁(yè)顯示切換到單曲線(xiàn)顯示,即整個(gè)屏幕只顯示一條曲線(xiàn)。

3.顯示/隱藏坐標(biāo)參數(shù)

當(dāng)選擇顯示坐標(biāo)參數(shù)時(shí),測(cè)試每條曲線(xiàn)的正弦波的幅值和短路電流將出現(xiàn)在顯示該曲線(xiàn)的坐標(biāo)軸上。

g. 直接/間接比較測(cè)試

所謂的間接測(cè)試,是指先提取好的電路或器件的ASA曲線(xiàn),存入計(jì)算機(jī),然后再測(cè)試同樣但有故障的電路板或器件,把兩次測(cè)到的曲線(xiàn)同時(shí)顯示出來(lái),供判斷故障??梢允菧y(cè)完好的立即測(cè)壞的;也可以是以后的任何時(shí)候再對(duì)懷疑有故障的電路板進(jìn)行比較。一般把第一步叫做學(xué)習(xí)或建庫(kù)。由于這種方式下自動(dòng)保留測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)——對(duì)好板的測(cè)試結(jié)果,無(wú)需總有好板,所以一般推薦使用這種方法。

直接比較測(cè)試是指同時(shí)測(cè)試好壞兩個(gè)電路板或器件,同時(shí)顯示。有人叫做雙板對(duì)比。這種方式不保留測(cè)試結(jié)果。

5.動(dòng)態(tài)/靜態(tài)測(cè)試

所謂動(dòng)態(tài)測(cè)試是指反復(fù)測(cè)試一條曲線(xiàn),反復(fù)顯示最新測(cè)試結(jié)果,測(cè)試儀一直在動(dòng)作之中,直至人工停止為止,所以叫動(dòng)態(tài)測(cè)試。有人稱(chēng)之為自動(dòng)巡檢。動(dòng)態(tài)測(cè)試可以觀察到各種不穩(wěn)定曲線(xiàn)。

所謂靜態(tài)測(cè)試是指僅測(cè)試指定次數(shù),顯示最后一次測(cè)試結(jié)果。用戶(hù)看到的曲線(xiàn)是靜止的,所以叫靜態(tài)測(cè)試。

6.求取平均曲線(xiàn)

該功能通常用于為大量的相同被測(cè)試對(duì)象(比如測(cè)試一批相同器件)建立更高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)庫(kù)。用戶(hù)可以先測(cè)試多個(gè)器件,得到多個(gè)曲線(xiàn)文件,然后利用該功能把多個(gè)曲線(xiàn)文件平均成一個(gè)曲線(xiàn)文件,作為以后的測(cè)試比較標(biāo)準(zhǔn)。

ASA的技術(shù)原理并不復(fù)雜,然而,要把ASA測(cè)試實(shí)現(xiàn)成一個(gè)強(qiáng)大、高效的測(cè)試功能卻并不簡(jiǎn)單。以上是作者多年從事此項(xiàng)工作的一些經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)。不當(dāng)之處,敬請(qǐng)指正。

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