在線測試儀在電路板維修中的應用
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介紹一種新的維修工具——在線測試儀，并著重介紹測試儀的功能特點以及利用其維修電路板的方法和步驟。
關鍵詞：在線維修；在線測試儀；PCB板
Application of On?circuit Tester in Circuit Board Maintenance
YE Qizhong
(High Speed Wire Rod Rolling Plant of Fujian SanSteel, Sanming 365000 , China)
Key words: on?circuit maintenance; on-circuit tester; printed circuit board
1在線測試儀的功能特點
1.1簡介
在線測試儀是一種維修PCB板的儀器。它可完成對中小規(guī)模數字集成電路，存儲器及部分大規(guī)模集成電路芯片的在／離線功能測試，還可對PCB板上任意一結點(焊點)進行V-I曲線的測試、存儲和比較(所謂在線測試，是指對焊接在PCB板上的元器件進行的測試；而離線測試則是指對脫離PCB板的元器件進行的測試)。其原理結構框圖如圖1所示。
1.1簡介
在線測試儀是一種維修PCB板的儀器。它可完成對中小規(guī)模數字集成電路，存儲器及部分大規(guī)模集成電路芯片的在／離線功能測試，還可對PCB板上任意一結點(焊點)進行V-I曲線的測試、存儲和比較(所謂在線測試，是指對焊接在PCB板上的元器件進行的測試；而離線測試則是指對脫離PCB板的元器件進行的測試)。其原理結構框圖如圖1所示。
(1)功能測試(ICFT)
利用后驅動原理來驅動電路，然后取被測門的輸出進行分析，得出結果。后驅動原理是指，讓電路根據測試者的意圖變化，強迫其輸入端的電平變高或變低，以使被測門與周圍電路“隔離“開來，看其輸出與輸入是否滿足規(guī)定的邏輯關系，從而完成電路芯片的邏輯功能測試。
(2)VI曲線測試(V-I)
通過比較形式來判斷故障點，其比較過程是這樣的：先對一塊工作正常的PCB板上兩個結點進行測試，得到電壓(V)——電流(I)關系曲線，并保存測試結果，作為將來比較操作中的標準。當遇到同類型PCB板發(fā)生故障時，便可用在線測試儀對該故障板的任意兩結點進行VI測試，同時調出正常PCB板相應兩結點間的VI曲線進行比較，若比較結果超出了正常范圍，則此兩結點間應是故障點之一。
(3)存儲器測試
對隨機讀/寫存儲器(RAM)，采用寫入/讀出的辦法進行測試，即先向存儲單元寫入一數據，然后再讀出，看兩者數據是否相同，若不同，則該存儲器出現了故障。對只讀存儲器(ROM)，先將其存儲單元的內容讀出來，存于計算機中。日后同故障電路板上相應存儲器中讀出的內容相比較，相同則說明沒問題。
(4)狀態(tài)測試
通過測試器件各管腳的電平狀態(tài)，并與好的器件進行比較來判別。
(5)自定義測試
在線測試儀還提供了一個數字電路功能測試平臺，用戶可自己定義被測器件輸入管腳的激勵，描述輸出對于輸入的邏輯關系。若符合邏輯關系，則器件沒有問題。?
利用后驅動原理來驅動電路，然后取被測門的輸出進行分析，得出結果。后驅動原理是指，讓電路根據測試者的意圖變化，強迫其輸入端的電平變高或變低，以使被測門與周圍電路“隔離“開來，看其輸出與輸入是否滿足規(guī)定的邏輯關系，從而完成電路芯片的邏輯功能測試。
(2)VI曲線測試(V-I)
通過比較形式來判斷故障點，其比較過程是這樣的：先對一塊工作正常的PCB板上兩個結點進行測試，得到電壓(V)——電流(I)關系曲線，并保存測試結果，作為將來比較操作中的標準。當遇到同類型PCB板發(fā)生故障時，便可用在線測試儀對該故障板的任意兩結點進行VI測試，同時調出正常PCB板相應兩結點間的VI曲線進行比較，若比較結果超出了正常范圍，則此兩結點間應是故障點之一。
(3)存儲器測試
對隨機讀/寫存儲器(RAM)，采用寫入/讀出的辦法進行測試，即先向存儲單元寫入一數據，然后再讀出，看兩者數據是否相同，若不同，則該存儲器出現了故障。對只讀存儲器(ROM)，先將其存儲單元的內容讀出來，存于計算機中。日后同故障電路板上相應存儲器中讀出的內容相比較，相同則說明沒問題。
(4)狀態(tài)測試
通過測試器件各管腳的電平狀態(tài)，并與好的器件進行比較來判別。
(5)自定義測試
在線測試儀還提供了一個數字電路功能測試平臺，用戶可自己定義被測器件輸入管腳的激勵，描述輸出對于輸入的邏輯關系。若符合邏輯關系，則器件沒有問題。?
2.1基本原則
(1)先電源后測試——這是維修過程中的一項重要原則。即在使用測試儀進行測試前，應先檢查電路芯片的工作電源，若電源短路，則在加電測試時可能會損壞儀器。
(2)先測試后分析——就是對PCB板先進行測試，再依據測試結果進行分析，進而確定故障位置。
(3)先確診后處理——盡可能的把故障縮小到最小范圍，有了較大的把握再更換元器件。?
2.2維修方法
(1)先離線后在線——由于離線測試準確度高，因此，對于板上可插拔器件，應將其取下進行離線測試，再對板上其他元器件進行測試。
(2)先接口后元件——維修時，最好對PCB板上的各接口引腳進行VI曲線測試。因為許多故障是由接口電路引起的，先測接口有時可以很快查出故障。
(3)先分立后集成——先測試分立元件，再測集成芯片，因為分立元件出現的故障率更高。
(4)先功能后VI——即對PCB板上可功能測試的集成塊最好先進行功能測試，再對無法功能測試的集成塊進行VI曲線測試。因為功能測試的結果更直觀，更可靠，能確保更快找到故障。
(1)先電源后測試——這是維修過程中的一項重要原則。即在使用測試儀進行測試前，應先檢查電路芯片的工作電源，若電源短路，則在加電測試時可能會損壞儀器。
(2)先測試后分析——就是對PCB板先進行測試，再依據測試結果進行分析，進而確定故障位置。
(3)先確診后處理——盡可能的把故障縮小到最小范圍，有了較大的把握再更換元器件。?
2.2維修方法
(1)先離線后在線——由于離線測試準確度高，因此，對于板上可插拔器件，應將其取下進行離線測試，再對板上其他元器件進行測試。
(2)先接口后元件——維修時，最好對PCB板上的各接口引腳進行VI曲線測試。因為許多故障是由接口電路引起的，先測接口有時可以很快查出故障。
(3)先分立后集成——先測試分立元件，再測集成芯片，因為分立元件出現的故障率更高。
(4)先功能后VI——即對PCB板上可功能測試的集成塊最好先進行功能測試，再對無法功能測試的集成塊進行VI曲線測試。因為功能測試的結果更直觀，更可靠，能確保更快找到故障。
3.1維修前的準備工作
(1)若PCB板上元器件無標號，則應畫出PCB元件位置圖，并在圖上標出編號，測試時，以此標號進行識別。
(2)建立比較庫。這是使用在線測試儀進行PCB板維修前的重要工作。所謂建庫，是指通過對正常PCB板的測試，將板上元器件管腳狀態(tài)、VI曲線波形、只讀存儲器內的數據等測試結果存檔，以便維修時調出與故障板進行比較分析。
3.2維修步驟
(1)了解。當一塊PCB板需要維修時，應問明出現的故障現象，并仔細觀察板上是否有燒焦、保險絲熔斷、插件松動或連線斷開等明顯故障。
(2)測電源。用萬用表檢查PCB板上元器件工作電源是否有短路。
(3)離線測試。取下板上可插拔器件并進行離線測試。
(4)在線測試。對板上其他元器件進行測試，確定故障點。其故障定位流程如圖2所示。
(5)試運行。當故障點確定并排除后，還必須聯機試運行，驗證故障是否完全排除。若仍不能正常工作，還須按上述步驟重新查找故障。
(6)整理記錄。在測試過程中(包括建比較庫)，應邊測試邊做好記錄，特別是有可疑的地方，更應詳細記錄測試時觀察到的現象。最后對記錄進行分類整理并保存，以便日后遇到同類型模板或相似故障現象時可作為參考。
(1)若PCB板上元器件無標號，則應畫出PCB元件位置圖，并在圖上標出編號，測試時，以此標號進行識別。
(2)建立比較庫。這是使用在線測試儀進行PCB板維修前的重要工作。所謂建庫，是指通過對正常PCB板的測試，將板上元器件管腳狀態(tài)、VI曲線波形、只讀存儲器內的數據等測試結果存檔，以便維修時調出與故障板進行比較分析。
3.2維修步驟
(1)了解。當一塊PCB板需要維修時，應問明出現的故障現象，并仔細觀察板上是否有燒焦、保險絲熔斷、插件松動或連線斷開等明顯故障。
(2)測電源。用萬用表檢查PCB板上元器件工作電源是否有短路。
(3)離線測試。取下板上可插拔器件并進行離線測試。
(4)在線測試。對板上其他元器件進行測試，確定故障點。其故障定位流程如圖2所示。
(5)試運行。當故障點確定并排除后，還必須聯機試運行，驗證故障是否完全排除。若仍不能正常工作，還須按上述步驟重新查找故障。
(6)整理記錄。在測試過程中(包括建比較庫)，應邊測試邊做好記錄，特別是有可疑的地方，更應詳細記錄測試時觀察到的現象。最后對記錄進行分類整理并保存，以便日后遇到同類型模板或相似故障現象時可作為參考。
(1)測試前，用萬用表檢查板上元器件工作電源是否短路，若有，應先排除。
(2)加電測試時，用手摸元器件表面，檢查是否有過熱元器件，若有，應先排除或將過熱器件摘除。
(3)若板上有振蕩器，先摘除或將其短路，使其停止工作。防止測試過程中產生脈沖，影響測試結果。
(4)檢查電路板上是否有電池供電的存儲器，若有，應問清有關人員其內部數據是否有用。若有用，則不可測試，否則可能修改其數據或導致數據丟失。
(5)由于同一型號的元器件其特性多少存在一定差異，在VI曲線比較測試時，同一型號的每塊板對應結點曲線也就不盡相同。一般當兩曲線差異較大時，才認為該處可能是故障點之一。
(6)VI曲線測試時，其電壓——電流曲線通常以板上電源地作為參考點。但一些板上的元器件或接口與電源地之間阻值很大或是斷開，這時可自定義一個電路結點作為參考點。
(7)在線功能測試時，出現“有非法電源或地腳”時有兩種可能：①測試夾未夾好被測器件，造成接觸不良。②該器件確有其他引腳(器件本身工作電源及地腳除外)接電源或地，解決的辦法是暫時將這些引腳與電源或地斷開，再測試。
(2)加電測試時，用手摸元器件表面，檢查是否有過熱元器件，若有，應先排除或將過熱器件摘除。
(3)若板上有振蕩器，先摘除或將其短路，使其停止工作。防止測試過程中產生脈沖，影響測試結果。
(4)檢查電路板上是否有電池供電的存儲器，若有，應問清有關人員其內部數據是否有用。若有用，則不可測試，否則可能修改其數據或導致數據丟失。
(5)由于同一型號的元器件其特性多少存在一定差異，在VI曲線比較測試時，同一型號的每塊板對應結點曲線也就不盡相同。一般當兩曲線差異較大時，才認為該處可能是故障點之一。
(6)VI曲線測試時，其電壓——電流曲線通常以板上電源地作為參考點。但一些板上的元器件或接口與電源地之間阻值很大或是斷開，這時可自定義一個電路結點作為參考點。
(7)在線功能測試時，出現“有非法電源或地腳”時有兩種可能：①測試夾未夾好被測器件，造成接觸不良。②該器件確有其他引腳(器件本身工作電源及地腳除外)接電源或地，解決的辦法是暫時將這些引腳與電源或地斷開，再測試。
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