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在线测试仪在电路板维修中的应用
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摘 要：介绍一种新的维修工具——在线测试仪，并着重介绍测试仪的功能特点以及利用其维修电路板的方法和步骤。
关键词：在线维修；在线测试仪；PCB板
1在线测试仪的功能特点
1.1简介
在线测试仪是一种维修PCB板的仪器。它可完成对中小规模数字集成电路，存储器及部分大规模集成电路芯片的在／离线功能测试，还可对PCB板上任意一结点(焊点)进行V-I曲线的测试、存储和比较(所谓在线测试，是指对焊接在PCB板上的元器件进行的测试；而离线测试则是指对脱离PCB板的元器件进行的测试)。其原理结构框图如图1所示。
1.2主要功能原理
(1)功能测试(ICFT)
利用后驱动原理来驱动电路，然后取被测门的输出进行分析，得出结果。后驱动原理是指，让电路根据测试者的意图变化，强迫其输入端的电平变高或变低，以使被测门与周围电路“隔离“开来，看其输出与输入是否满足规定的逻辑关系，从而完成电路芯片的逻辑功能测试。
(2)VI曲线测试(V-I)
通过比较形式来判断故障点，其比较过程是这样的：先对一块工作正常的PCB板上两个结点进行测试，得到电压(V)——电流(I)关系曲线，并保存测试结果，作为将来比较操作中的标准。当遇到同类型PCB板发生故障时，便可用在线测试仪对该故障板的任意两结点进行VI测试，同时调出正常PCB板相应两结点间的VI曲线进行比较，若比较结果超出了正常范围，则此两结点间应是故障点之一。
(3)存储器测试
对随机读/写存储器(RAM)，采用写入/读出的办法进行测试，即先向存储单元写入一数据，然后再读出，看两者数据是否相同，若不同，则该存储器出现了故障。对只读存储器(ROM)，先将其存储单元的内容读出来，存于计算机中。日后同故障电路板上相应存储器中读出的内容相比较，相同则说明没问题。
(4)状态测试
通过测试器件各管脚的电平状态，并与好的器件进行比较来判别。
(5)自定义测试
在线测试仪还提供了一个数字电路功能测试平台，用户可自己定义被测器件输入管脚的激励，描述输出对于输入的逻辑关系。若符合逻辑关系，则器件没有问题。
2维修的基本原则和方法
2.1基本原则
(1)先电源后测试——这是维修过程中的一项重要原则。即在使用测试仪进行测试前，应先检查电路芯片的工作电源，若电源短路，则在加电测试时可能会损坏仪器。
(2)先测试后分析——就是对PCB板先进行测试，再依据测试结果进行分析，进而确定故障位置。
(3)先确诊后处理——尽可能的把故障缩小到最小范围，有了较大的把握再更换元器件。
2.2维修方法
(1)先离线后在线——由于离线测试准确度高，因此，对于板上可插拔器件，应将其取下进行离线测试，再对板上其他元器件进行测试。
(2)先接口后元件——维修时，最好对PCB板上的各接口引脚进行VI曲线测试。因为许多故障是由接口电路引起的，先测接口有时可以很快查出故障。
(3)先分立后集成——先测试分立元件，再测集成芯片，因为分立元件出现的故障率更高。
(4)先功能后VI——即对PCB板上可功能测试的集成块最好先进行功能测试，再对无法功能测试的集成块进行VI曲线测试。因为功能测试的结果更直观，更可靠，能确保更快找到故障。
3PCB板的维修
3.1维修前的准备工作
(1)若PCB板上元器件无标号，则应画出PCB元件位置图，并在图上标出编号，测试时，以此标号进行识别。
(2)建立比较库。这是使用在线测试仪进行PCB板维修前的重要工作。所谓建库，是指通过对正常PCB板的测试，将板上元器件管脚状态、VI曲线波形、只读存储器内的数据等测试结果存档，以便维修时调出与故障板进行比较分析。
3.2维修步骤
(1)了解。当一块PCB板需要维修时，应问明出现的故障现象，并仔细观察板上是否有烧焦、保险丝熔断、插件松动或连线断开等明显故障。
(2)测电源。用万用表检查PCB板上元器件工作电源是否有短路。
(3)离线测试。取下板上可插拔器件并进行离线测试。
(4)在线测试。对板上其他元器件进行测试，确定故障点。其故障定位流程如图2所示。
(5)试运行。当故障点确定并排除后，还必须联机试运行，验证故障是否完全排除。若仍不能正常工作，还须按上述步骤重新查找故障。
(6)整理记录。在测试过程中(包括建比较库)，应边测试边做好记录，特别是有可疑的地方，更应详细记录测试时观察到的现象。最后对记录进行分类整理并保存，以便日后遇到同类型模板或相似故障现象时可作为参考。
4维修中的注意事项
(1)测试前，用万用表检查板上元器件工作电源是否短路，若有，应先排除。
(2)加电测试时，用手摸元器件表面，检查是否有过热元器件，若有，应先排除或将过热器件摘除。
(3)若板上有振荡器，先摘除或将其短路，使其停止工作。防止测试过程中产生脉冲，影响测试结果。
(4)检查电路板上是否有电池供电的存储器，若有，应问清有关人员其内部数据是否有用。若有用，则不可测试，否则可能修改其数据或导致数据丢失。
(5)由于同一型号的元器件其特性多少存在一定差异，在VI曲线比较测试时，同一型号的每块板对应结点曲线也就不尽相同。一般当两曲线差异较大时，才认为该处可能是故障点之一。
(6)VI曲线测试时，其电压——电流曲线通常以板上电源地作为参考点。但一些板上的元器件或接口与电源地之间阻值很大或是断开，这时可自定义一个电路结点作为参考点。
(7)在线功能测试时，出现“有非法电源或地脚”时有两种可能：①测试夹未夹好被测器件，造成接触不良。②该器件确有其他引脚(器件本身工作电源及地脚除外)接电源或地，解决的办法是暂时将这些引脚与电源或地断开，再测试。
参考文献
［1］韩熔.电路维修测试仪几个基本技术问题的讨论［J］.中国设备管理，1999，(11).
作者：叶启钟(福建三钢高线厂，福建三明 365000) 来源：仪表技术
关键词：在线维修；在线测试仪；PCB板
1在线测试仪的功能特点
1.1简介
在线测试仪是一种维修PCB板的仪器。它可完成对中小规模数字集成电路，存储器及部分大规模集成电路芯片的在／离线功能测试，还可对PCB板上任意一结点(焊点)进行V-I曲线的测试、存储和比较(所谓在线测试，是指对焊接在PCB板上的元器件进行的测试；而离线测试则是指对脱离PCB板的元器件进行的测试)。其原理结构框图如图1所示。
1.2主要功能原理
(1)功能测试(ICFT)
利用后驱动原理来驱动电路，然后取被测门的输出进行分析，得出结果。后驱动原理是指，让电路根据测试者的意图变化，强迫其输入端的电平变高或变低，以使被测门与周围电路“隔离“开来，看其输出与输入是否满足规定的逻辑关系，从而完成电路芯片的逻辑功能测试。
(2)VI曲线测试(V-I)
通过比较形式来判断故障点，其比较过程是这样的：先对一块工作正常的PCB板上两个结点进行测试，得到电压(V)——电流(I)关系曲线，并保存测试结果，作为将来比较操作中的标准。当遇到同类型PCB板发生故障时，便可用在线测试仪对该故障板的任意两结点进行VI测试，同时调出正常PCB板相应两结点间的VI曲线进行比较，若比较结果超出了正常范围，则此两结点间应是故障点之一。
(3)存储器测试
对随机读/写存储器(RAM)，采用写入/读出的办法进行测试，即先向存储单元写入一数据，然后再读出，看两者数据是否相同，若不同，则该存储器出现了故障。对只读存储器(ROM)，先将其存储单元的内容读出来，存于计算机中。日后同故障电路板上相应存储器中读出的内容相比较，相同则说明没问题。
(4)状态测试
通过测试器件各管脚的电平状态，并与好的器件进行比较来判别。
(5)自定义测试
在线测试仪还提供了一个数字电路功能测试平台，用户可自己定义被测器件输入管脚的激励，描述输出对于输入的逻辑关系。若符合逻辑关系，则器件没有问题。
2维修的基本原则和方法
2.1基本原则
(1)先电源后测试——这是维修过程中的一项重要原则。即在使用测试仪进行测试前，应先检查电路芯片的工作电源，若电源短路，则在加电测试时可能会损坏仪器。
(2)先测试后分析——就是对PCB板先进行测试，再依据测试结果进行分析，进而确定故障位置。
(3)先确诊后处理——尽可能的把故障缩小到最小范围，有了较大的把握再更换元器件。
2.2维修方法
(1)先离线后在线——由于离线测试准确度高，因此，对于板上可插拔器件，应将其取下进行离线测试，再对板上其他元器件进行测试。
(2)先接口后元件——维修时，最好对PCB板上的各接口引脚进行VI曲线测试。因为许多故障是由接口电路引起的，先测接口有时可以很快查出故障。
(3)先分立后集成——先测试分立元件，再测集成芯片，因为分立元件出现的故障率更高。
(4)先功能后VI——即对PCB板上可功能测试的集成块最好先进行功能测试，再对无法功能测试的集成块进行VI曲线测试。因为功能测试的结果更直观，更可靠，能确保更快找到故障。
3PCB板的维修
3.1维修前的准备工作
(1)若PCB板上元器件无标号，则应画出PCB元件位置图，并在图上标出编号，测试时，以此标号进行识别。
(2)建立比较库。这是使用在线测试仪进行PCB板维修前的重要工作。所谓建库，是指通过对正常PCB板的测试，将板上元器件管脚状态、VI曲线波形、只读存储器内的数据等测试结果存档，以便维修时调出与故障板进行比较分析。
3.2维修步骤
(1)了解。当一块PCB板需要维修时，应问明出现的故障现象，并仔细观察板上是否有烧焦、保险丝熔断、插件松动或连线断开等明显故障。
(2)测电源。用万用表检查PCB板上元器件工作电源是否有短路。
(3)离线测试。取下板上可插拔器件并进行离线测试。
(4)在线测试。对板上其他元器件进行测试，确定故障点。其故障定位流程如图2所示。
(5)试运行。当故障点确定并排除后，还必须联机试运行，验证故障是否完全排除。若仍不能正常工作，还须按上述步骤重新查找故障。
(6)整理记录。在测试过程中(包括建比较库)，应边测试边做好记录，特别是有可疑的地方，更应详细记录测试时观察到的现象。最后对记录进行分类整理并保存，以便日后遇到同类型模板或相似故障现象时可作为参考。
4维修中的注意事项
(1)测试前，用万用表检查板上元器件工作电源是否短路，若有，应先排除。
(2)加电测试时，用手摸元器件表面，检查是否有过热元器件，若有，应先排除或将过热器件摘除。
(3)若板上有振荡器，先摘除或将其短路，使其停止工作。防止测试过程中产生脉冲，影响测试结果。
(4)检查电路板上是否有电池供电的存储器，若有，应问清有关人员其内部数据是否有用。若有用，则不可测试，否则可能修改其数据或导致数据丢失。
(5)由于同一型号的元器件其特性多少存在一定差异，在VI曲线比较测试时，同一型号的每块板对应结点曲线也就不尽相同。一般当两曲线差异较大时，才认为该处可能是故障点之一。
(6)VI曲线测试时，其电压——电流曲线通常以板上电源地作为参考点。但一些板上的元器件或接口与电源地之间阻值很大或是断开，这时可自定义一个电路结点作为参考点。
(7)在线功能测试时，出现“有非法电源或地脚”时有两种可能：①测试夹未夹好被测器件，造成接触不良。②该器件确有其他引脚(器件本身工作电源及地脚除外)接电源或地，解决的办法是暂时将这些引脚与电源或地断开，再测试。
参考文献
［1］韩熔.电路维修测试仪几个基本技术问题的讨论［J］.中国设备管理，1999，(11).
作者：叶启钟(福建三钢高线厂，福建三明 365000) 来源：仪表技术
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