【正达故障电路板检测设备系列论文】



"ZD国内第三代在线电路维修测试仪的最新发展"后记

——关于电路测试仪的一些有意思的话题




    《国内第三代在线电路维修测试仪的最新发展》论文(以下简称:《论文》)写于2013年2月,其背景是2011年推出的正达ZD9610型在线电路维修测试仪在历经两年的测试后,已被充分证明达到了一个全新的技术高度。《论文》对ZD9610测试仪的突出特点进行了介绍,同时对国内在线电路维修测试仪的发展概况进行了回顾和展望。

    《论文》发布之后,受到了一定程度的关注,部分章节和段落被多次刊载和引用。另外,《论文》中的某些语句和观点也引发某些漫谈。本文就聊一聊这些有意思的话题,权当是《论文后记》吧。


话题1.《论文》中说:“…国内陆续地引进了大量的现代化电气设备。由于这些设备上普遍采用了数字集成电路器件,因而常被冠以‘数控设备’这一时髦的名称。”

    漫谈:数控设备应是数字控制设备的简称,怎么成了“采用了数字集成电路器件”的就叫做数控设备《论文》作者这样说不是属于缺乏常识和概念不清吗?


    回复:这样理解这段话曲解了《论文》的本意。《论文》中用到了一个词“冠以”,该词含有“强加”的意味,因为头上的“冠”是由别人给“冠”上的。结合上下文,《论文》中显然并不是在定义“数控设备”这个概念,否则在概念中怎么会出现“常被”、“冠以”甚至是“时髦”这类词汇。《论文》说的是1980年代初期,许多电路维修人员在面对大量涌现的数字集成IC时所表现出的陌生新奇、概念模糊以及无所适从的状况。经历过那个年代的从业者是会感同身受的。


话题2.《论文》中说:“器件故障分别为:①器件功能故障;②低频静态参数故障;③高频动态参数故障。”

    漫谈:低频指交流信号,静态指直流信号,“低频静态参数故障”到底是指交流还是直流?


    回复:《论文》这里确实不太严密,写成“低频的静态的”更准确,皆因想在语感上配合后面的语句。

    为何要着重强调低频的,因为实践证明:某些器件的参数故障只有在高频时才会出现,低频时不出现。《论文》中介绍的第三代ZD9610电路测试仪,正是通过大大提高测试频率,从而发现在低频测试环境下无法发现的器件故障。因此没有将数字器件参数故障类型简单划分为“直流和交流”。


话题3.《论文》中说:“对于第一种故障(见话题2)采用普通直接功能测试就可有效发现,这种故障是数字器件的常见故障;对于第二种故障VI曲线测试是最简单有效的测试手段”。

    漫谈:用VI曲线测试“静态参数故障”没有搞清电路基本知识吧,VI曲线如何能测试出参数值来?


    回复:《论文》中并没有说“用VI曲线能测试静态参数值”,看来《论文》被“冠以”了这句话。那《论文》中说的是什么呢,说的是“可用VI曲线测试这种参数故障”。

    数字器件静态参数故障主要表现在电压(V)和电流(I)特性上。从原理上讲,VI曲线测试可以覆盖这种故障。而实测中,采用VI曲线测试不但测试过程简单,效果好,还能在线测试,优势明显。还未出现采用VI曲线测试无法发现这类参数故障的实例。

    维修的目的是发现故障,解决问题。哪种方法既简单、又快速、还有效,就应采取哪种方法。

    有这样一个故事:美国大发明家爱迪生让一位助手去测量一个白炽灯泡的容积。这位助手是位数学高手,他先将白炽灯泡分割成多种几何形状分项测量,然后运用复杂的数学公式计算,但折腾了很久只算出一个粗略近似的结果。爱迪生知道后对他说,你其实只需先将白炽灯泡内盛满水,再用量杯测量这些水的体积就可以了。数学高手心悦诚服。

    很多时候,简单的方法既省事,又精确。虽然看起来没有那么“高大上”。


话题4.《论文》中说:“ZD4040属于第一代测试仪…国内第一代电路测试仪始于1990年代初…”

    漫谈:由于以上条件,因此联想:ZD4040应始于1990年代初。但正达公司成立于1997年呀,怎么回事?


    回复:在任何可检索到的正达介绍中,公司成立的年代都明确写明是1997年。《论文》简述了国内电路测试仪的发展概况,必然会涉及到每一代测试仪的代表机型和起始年代,产生复杂联想没有必要。

   《论文》中简述的是产品,而不是在说企业。若说到企业,正达公司创始人是1990年代初期国内第一代电路测试仪的主要设计者,多人在1990年代初期就从事这个行业至今。这些内容《论文》中并没有涉及,本文倒是可以带上这一笔。

    再多说几句,1990年代初国内第一代电路测试仪品牌是“超能”,意为“超越创能”之意。(创能,1980年代进入国内的新加坡电路测试仪。)至于后来的某能,自诩为始于1990年代初,与事实不符。


话题5.《论文》中说:“ZD8001也属于第一代测试仪…ZD9001(ZD9002)等都属于第二代测试仪…”

    漫谈:在第一代测试仪(ZD8001)中,再装几个正、负直流电源,就成了二代测试仪(ZD9001)?从成本角度上说,再加装几个价值几百元的电源,就升级了?


    回复:莫非下一代产品唯有比上一代硬件成本增加很多才说得过去吗?这种所谓“从成本角度上说”犯了一个常识性的错误。要知道,电子设备的很多换代产品硬件成本非但没有增加,反而是大大降低了。

    衡量一个换代产品,应当是看其增加了多少功能,提高了多少性能。而不是外观上多了几个按钮,增加了多少成本。

    第二代电路测试仪的测试对象发生了很大的变化,由仅能对单一的+5V数字器件功能测试(第一代测试仪),扩展到可对+/-12V模拟器件以及+/-12V高压接口数字器件的功能测试(第二代测试仪),还有很多性能上的提升,这哪里是再加装几个价值几百元电源的问题。


话题6.《论文》中说:“可完成40管脚以上数字器件直接功能测试是第三代电路测试仪的基本特征。”

    漫谈:增加测试仪数字通道并不是困难的事情吧,有些机型就有80路数字测试通道;40脚以上的74系列器件比例极小,可以预料的是,在将来的电路板上,还将更加少见;万一碰到超过40脚的逻辑器件,还有VI曲线测试呀。


    回复:不错,第一代测试仪(如ZD8001)和第二代测试仪(如ZD9001)都是80路数字通道,但都不能对40脚以上的数字器件进行功能测试。可见,满足数字通道数量要求和能测试40脚以上数字器件功能不能简单划等号。

    目前还看不出“40脚以上的74系列器件很少、在将来还将更加少见”这种趋势。毕竟这类器件是后来才出现的新型数字器件,历经了从无到有、从少到多的过程,这些后来才应运而生的新型数字器件何以反而会越来越少?

    若“万一碰到超过40脚的逻辑器件,还有VI曲线测试呢”。这个说法更有意思。倘若VI曲线测试真有这么万能,那为什么还要单说碰到40脚以上的逻辑器件?电路测试仪中40脚以下逻辑器件的功能测试也干脆不要算了,其它测试手段也都干脆不要算了,由VI曲线测试包打天下嘛。

    问题显然没有这么简单。VI曲线测试是通过器件管脚端口判断故障,对于内部损坏而端口特性未发生改变的故障器件, VI曲线测试无能为力。比如AD/DA等模/数类器件,出现故障后采用VI曲线测试经常很难发现问题。由于这类器件普遍价值较高,维修中轻易舍不得尝试更换,会使维修陷入困局。以上只是举了一个例子,正达电路维修中心多年来收集了不少类似的器件。同时,用VI曲线测试一般需要有好坏器件对照比较,对测试条件有一定限制。

    如果今后通过“下大功夫、大大改进VI曲线测试”能解决上述问题吗?不能。因为这一切都是VI曲线测试原理所决定的。


话题7.《论文》中说:“能测试高频动态参数故障是第三代电路测试仪的基本特征。”

    漫谈:数字器件的动态参数有好多个,这里测试的是哪一个参数呢? 


    回复:看来《论文》再次被“冠以”了。《论文》中没有说能测试数字器件的“高频动态参数值”,而说的是测试数字器件的“高频动态参数故障”。这类故障所表现出来的特征是一种综合性的故障,但采用低频测试环境下的普通功能测试无法发现只有通过大大提高测试频率,才能发现这个类型的故障器件。这是问题的关键所在。

    《论文》中明确指出:测试频率远低于器件的实际工作频率,但实测中存在明确的对应关系。如TTL74和CMOS4000系列由于工作频率范围不同,因而选择的测试频率范围也不同。通过对ZD9610测试仪5年多的应用,这种对应关系未出现特例。解决了不少实测难题,有大量实例,可反复验证。


话题8.《论文》中说:“通过端口阻抗特性离线识别模拟器件型号是第二代ZD9001电路测试仪在测试方法上的重要原始创新。”

    漫谈:这顶多只能算是使用VI曲线时测试方法上的创新,而不能说是测试方法上的创新吧。


    回复:这说明对什么能称之为是“测试方法”存在不同理解。这就好比山东人说泰山是高山,而西藏人却不以为然。那泰山是高山吗?泰山压顶,岂能不是。

    这个测试方法通过对器件端口特性预先建立特征库,主要用来识别模拟器件的型号。在这个测试方法出现之前,只能通过逻辑功能识别数字IC型号,无法识别模拟IC的型号。当这个测试方法出现之后,对模拟IC型号识别形成了解决方法,解决了很多实际难题。

    《论文》已明确说明通过端口阻抗特性测试实现这项功能并不复杂,但之前国内外并没有人想到和采用。这是一个“跳出固有思维”的问题,称之为“原始创新”,原因就在这里。


话题9.《论文》中说:“器件的发展趋势在无形之中预示着电路测试仪的发展未来, 我们切实需要做的是:紧跟技术发展的步伐,使电路测试仪在测试技术和使用环节上不断地做出突破。”

    漫谈:电路测试仪未来的发展方向是什么?是继续沿着测试更加复杂器件的功能(如40管脚以上的数字器件)以及提高测试频率等方向发展呢?还是针对IC器件管脚越来越密,功能趋复杂,大力发展采用VI曲线探棒测试?


    回复:对电路测试仪未来发展的展望,仁者见仁,智者见智。存在不同观点很正常。因为这既需要解决问题,又需要量力而行。

    例如:如果受到技术水平和实现方式的限制,当无法对复杂器件(如40管脚以上数字ICAD/DA等模/数类IC)功能测试,当无法对管脚间距只有0.5mm的IC采用测试夹在线测试(包括功能测试和VI曲线测试)时,有人主张发展VI曲线探棒在线测试也未尝不可。

    电路测试仪若要向更高端发展,特别是对于第三代电路测试仪而言,这些是绕不过去的问题。

    正达的选择是直面这些问题,尽力在测试技术和使用环节上做出突破,目前都已取得了实质性的进展。随着以ZD9610为代表的第三代在线电路维修测试仪应用技术的深入发展,未来将是一片更加广阔的天地。




2016年8月


2017年10月08日

※正达故障电路板检测设备:[图说]新型在线测试夹和多样离线测试板
正达电路板故障维修仪论文:【学术论文】VI曲线测试盲区问题

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