电路在线维修测试仪主要用于工业设备中的电子电路板的故障检测。它的特点是,能够帮助维修者在没有图纸、缺乏技术资料的情况下,实现器件级维修。多年来,这种测试仪在我国的设备电子维修方面发挥了很好的作用。
但是,电路在线维修测试仪的作用又不仅限于维修,它还具备解决一些其它测试问题的潜力。围绕着改进在维修测试方面的使用效果,扩大使用范围,作者做了一些有意义的工作,通过本刊介绍给大家。如果能够借此提高这种仪器的使用率,或者解决一两个企业头疼的问题,就达到了本讲座的目的。
生产一种电子产品,会涉及到多种类型的电子元器件的采购。在中国的元器件市场中,各种各样的翻新件、以次充好的水货,令人防不胜防。由于中小批量生产的采购量不大,购置各种专用检测设备不太现实,导致产品质量难以保证。
北京无线电仪器厂经过多年努力,在面向解决这种问题方面有了长足的发展。本文主要介绍在线测试仪能对哪些电子元器件进行测试,进行何种测试,以及一些使用方法。
一、.元器件测试的一些基本概念
元器件的测试可分三个级别。端口电特征测试、功能测试、和参数测试。我们不仅要关心“能、否”测试的问题,如果“能测”,更要关心能做哪个级别的测试。因为不同级别的测试,它的测试成本、能测出的故障多少都不相同;或者说,经过不同级别的测试,能正常使用的把握不同。
端口电特征测试:例如,用万用表测试器件的管脚电阻属于端口测试。端口测试主要检测器件输入、输出电路上的故障。
功能测试:通过在器件输入加测试信号,在输出看它是否能完成规定的电路过程的测试叫做功能测试。例如,我们在编程器上测试数字逻辑器件,就是典型的功能测试,因为它分不出7400和74LS00、74ACT00的差别。
参数测试:7400和74LS00的差别在参数上。例如它们的“负载能力”不同、“功耗”不同、“输入漏电大小”不同,等等。参数测试就是要测出这些参数的差别来。实践中我们发现,劣质器件和正品器件的差异,就在参数上,或者说,劣质器件的参数指标低,而正品器件参数指标高。功能都是一样的。
由于参数测试通常在功能测试通过的基础上进行,所以能够进行参数测试的测试仪,都能够进行功能测试。反过来,由于参数测试需要高精度的测试硬件,使得测试仪的成本、体积都会增加,所以只进行功能测试的仪器,通常都不能进行参数测试。
以上分级主要针对集成器件。在结构上,这类器件的特点是由输入、输出电路和中间级电路组成。当器件内部电路简单,不再能区分出输入、输出和中间级电路时,端口测试和功能测试就变成了一回事。例如二极管的端口曲线也就是它的功能曲线,主要直流参数也能从曲线上得到。
端口测试的成本最低(相应测试设备最便宜),但测试完后的把握最小;参数测试成本最高,测试完后的把握最大。由此我们可以得到一个测试原则:对某种元器件,“能测”比“不能测”强,“能测”的前提下,“级别高”的测试,比“级别低”的测试强。实用中可以根据自己的条件、能力和要求,逐步解决元器件的来料检测问题。
以下我们分类介绍在汇能测试仪上的元器件测试。
二、直接进行功能或功能及参数测试的器件
2.1 数字逻辑器件
在线测试仪能够对数字逻辑器件库中的器件,进行功能好坏的测试,并且能够测试几个主要直流参数是否满足要求。目前器件库中主要包括74/54系列、4000/4500系列、26、82系列等等,以及部分俄罗斯、西门子的数字逻辑器件等等,共计一万多种。
对于未包括在测试器件库中的,首先需要添加到器件库中,然后进行同样测试。
Voh:输出高电平
将输出驱动到高后,从该输出拉出指定大小的电流时,输出电压应不低于此电压值。测试举例:
当拉出电流为2.4毫安时(流出器件的电流定义为负),设定输出高电平不小于2.4伏为合格,实测为3.4伏。测试通过。
Vol:输出低电平
将输出驱动到低后,向该输出灌入指定大小的电流时,输出电压应不高于此电压值。测试举例:
当灌入的电流为24毫安时,设定输出低电平不大于0.5伏。实测为0.5伏。测试通过。
Iih:输入高漏流
在指定输入加指定电压(其它输入加逻辑低),漏入该输入的电流应不大于此电流值。测试举例:
当在输入加2.7伏的电压时,漏入电流应不大于20微安。实测小于1微安。
以下不再举例说明。
Iil:输入低漏流
在指定输入加指定电压(其它输入加高),漏出该输入的电流应不大于此电流值;
Iozh:三态器件输出高阻态高漏流
将三态器件输出驱动到高阻态,在该输出加指定电压,漏入该输出的电流应不大于此电流值;
Iozl:三态器件输出高阻态低漏流
对三态器件,将该输出驱动到高阻态,在该输出加指定逻辑低电压,漏出该输出的电流应不大于此电流值;
Ioh:集电极开路输出高漏流
将集电极输出器件驱动输出高,在该输出加指定电压,漏入该输出的电流应不大于此电流值。
器件手册中具体说明了不同器件的功能参数。电路设计中选择器件型号的时候,也是按照这个标准考虑的。但在实际使用中,我们经常发现使用大厂的器件,产品更可靠。
其原因可能是,手册标准是必须达到的最低标准。大厂器件的设计余量留得更大。例如,手册规定,在灌入10毫安电流时输出低电平Vol不大于0.4伏,大厂器件可能达到30毫安甚至更多,小厂器件或水货,或许仅略大于10毫安。
在线测试仪的逻辑器件库中没有输入手册规定的参数值,要求用户在第一次测试前指定。换言之,你可以在自己设定的设计余量范围挑选器件。例如,给74LS373的输出管脚设置测试参数的界面如下:
这里的设置表示,测试输出高电平Voh时,拉出3毫安电流,电平值应不低于2.4伏;测试输出低电平Vol时,灌入3毫安电流,电平值不应高于0.8伏。这里的“拉出、灌入电流”、“最低高、最高低电平”均可由用户设置。设置好的参数存放在计算机中,下次再测试74LS373时,自动使用用户的设置值,直至再次修改。
将被测器件放入测试座中,在测试界面上输入器件型号,用鼠标或回车键启动测试。测试仪首先进行功能测试,在功能测试成功的基础上,再进行参数测试,分别报告测试结果。下面是测试完一个器件的参数后的部分结果显示:
如果参数测试超标,出错管脚显示为红色。
对于器件库中没有的数字逻辑器件,如果:
a.有详细的技术资料且属于可测试器件类别
可测试类别包括组合和同步时序逻辑器件。通过扩库功能,添加到器件库里后,便可进行同样测试。可以自行扩库或委托我公司;
b.没有技术资料或不属于可测试类别
不能进行功能、参数测试。可采用ASA测试。见第3节。
对数字器件按照工作电平分类,有3.3V系列、5V系列、12V系列等等。还有的用于电平转换的器件,输入、输出分属不同的系列。测试5V系列的器件,要求测试仪能够输出、读入5V的脉冲信号;测试3.3V系列的器件,要求测试仪能够输出、读入3.3V的脉冲信号等等,否则也不能测试。对于电平不能支持的器件,可采用ASA测试。请参见第3节。
未完待续。。