正达故障电路板检测设备系列发布



正达首创5cVI曲线鹰爪5线测试法


备注:本文为正达故障电路板检测设备系列发布简单节选,详细完整论文请见本网站“产品中心”首页!


    

    面对结点全域阻抗故障难题,必须突破头脑中业已形成的固有思维。一个VI曲线窗口只处于1种坐标系下,只能显示1条VI曲线(单独测试)或2条VI曲线(对比测试)。这是VI曲线的普通显示形式,国内外电路测试仪都是如此。很难想象一个VI曲线窗口同时处于5种坐标系下,能够同时显示出5条VI曲线(单独测试)或10条VI曲线(对比测试)。

    这一切被正达测试仪率先突破,这就是正达首创5cVI曲线鹰爪5线测试法。5cVI曲线的出现,为破解结点全域阻抗故障难题进而彻底消除VI曲线测试盲区提供一种巧妙实用的中国方案。


1.锐利的鹰爪

    在一个5cVI曲线窗口中,会同时出现5种不同色彩代表5种阻抗中值(坐标系)的VI曲线,这相当于将5种坐标系叠加成一个窗口。5种坐标系可以单选(即原先的探棒巡检功能)、自由组合叠加或5种全部叠加。测试形态像鹰爪,测试效果像鹰爪。

    单独测试电路结点时,能够充分表现结点特征,不会隐藏淹没并联在电路结点上的任何器件。无论结点特征出现在哪个阻抗区域,5cVI曲线始终都能够保证必然有1条VI曲线(1种坐标系)处于最高灵敏度。

    例如:原先在最常用的1kΩ坐标系下测试电路结点,只表现为一个100Ω电阻的VI曲线。使用人就会误以为电路结点上只存在一个电阻。见图6左。而采用5cVI曲线测试这个电路结点,可以看到该结点并不是一个单纯的100Ω电阻,并联了一个反向PN结(二极管)。这个反向PN结被100Ω坐标系发现。这就是一个典型的VI曲线y轴测试盲区。1kΩ坐标系只能够发现100Ω电阻,而10kΩ/100kΩ/470kΩ这3种坐标系表现出的都是垂直短路VI曲线,这3条线重合成1条线,连100Ω电阻也没有发现。见图6右。


图6  5cVI曲线单独测试电路结点消除测试盲区实例

(普通VI曲线1kΩ坐标系只看出电路结点存在一个100Ω电阻,出现y轴测试盲区。图左;5cVI曲线消除盲区,100Ω坐标系的绿色曲线发现结点上还并联一个反向PN结。图右。)


    1kΩ坐标系一直是最常用的,如果对电路测试仪使用经验不足,过去电路结点上一旦出现上述情况必然无法发现,从而隐藏淹没并联在电路结点上的其它器件。现在问题陡然变得简单了,电路结点上的点滴信息,会被5cVI曲线这只锐利鹰爪轻易捕获。


2.五彩的鹰爪

    对比测试电路结点时,在同一个5cVI曲线窗口中会出现10条VI曲线。能够无遗漏检测电路结点故障,不会漏掉结点上的任何变化。无论结点阻抗故障出现在哪个区域,5cVI曲线始终能够保证必然有1对(2条)VI曲线(1种坐标系)处于最高灵敏度。

    例如:原先在最常用的1kΩ坐标系下对比测试两块电路板上相同结点,均表现为一个反向PN结(二极管)VI曲线。两块电路板结点VI曲线完全相同,相对误差仅为0.4%.使用人就会误以为电路结点上只存在一个反向PN结,看不出丝毫问题。见图7左。而采用5cVI曲线比较这两个电路结点,可以看到两板上这两个结点都不是一个单纯的反向PN结,各自都并联了一个电容。这就是一个典型的VI曲线x轴测试盲区。在470kΩ坐标系下相对误差达到5.0%,说明两个电容的容值存在差异。见图7右。


图7  5cVI曲线对比测试电路结点消除测试盲区实例

(普通VI曲线1kΩ坐标系对比测试时只看出两个电路结点都是一个反向PN结,两条曲线完全重合,得出两个结点一致的结论。出现x轴测试盲区。图左;5cVI曲线消除盲区,多个坐标系都看到结点上还并联有电容。其中:470kΩ坐标系的蓝实线和蓝虚线不重合,相对误差最大,达到5.0%.说明电容的容值不同,两个结点存在差异。图右。)


    5cVI曲线对比测试过程中,配合系统声音提示,使用人可以不看屏幕只专注电路板结点对比,既能够减少疲劳,又能够极大提高测试效率。还可以单独显示最大误差1对(2条)VI曲线,也可以任选一种或几种阻抗中值(坐标系)对比测试。阻抗故障无遗漏。

    一个窗口中的10条VI曲线如果采用10种色彩,对人的视觉会是一个严重挑战。5cVI曲线巧妙地通过线条疏密关系,使得10条VI曲线依旧只有5种色彩。解决了这个看似不大但又着实被困扰了一段时间的问题。最大误差的1对VI曲线不等同于最能够说明问题。比如:最大误差1对VI曲线有时只是反映VI曲线正向特性变化大,而反映负向特性变化效果更好的,反而是误差相对小一些的VI曲线。有研究兴趣的使用者,应养成善于观察5cVI曲线这只五彩鹰爪的工作习惯。


3.巨大的鹰爪

    从理论到实践都充分证明:由于在一个5cVI曲线窗口中同时叠加5种坐标系,最佳显示范围能够完整覆盖30Ω~1.5MΩ之间全部区域。无遗漏,无死角。因此无须调整阻抗中值(坐标系),即可完全消除VI曲线两轴测试盲区这个根本问题。即使是对电路测试仪使用方法不熟悉的使用者或存在嫌麻烦图省事心理的使用者,也能够消除两轴测试盲区,轻松避开各种VI曲线测试盲点。

    例如:5cVI曲线对比测试时,如果两个结点10条VI曲线两两完全相同,则可以很放心地确定这两个结点阻抗特性一定完全相同。见图8左。反之,只要5cVI曲线对比测试时报错,则可以确定这两个结点阻抗特性一定存在差异。

    再回到前文曾提到的两个反向PN结(二极管)又并联一个15kΩ电阻的所谓VI曲线零点电压测试盲点问题(x轴测试盲区)。对两个反向PN结的电路结点和两个反向PN结又并联一个15kΩ电阻的电路结点进行5cVI曲线对比测试,在10kΩ/100kΩ/470kΩ这3种坐标系下都能够发现问题。其中470kΩ坐标系下VI曲线相对误差最大,达到13.3%.故障被发现。见图8右。可见:任何盲点的具体问题在5cVI曲线鹰爪5线测试法面前都不再是问题。


图8  5cVI曲线对比测试电路结点测试结论可靠性实例

(由于不存在测试盲区,5cVI曲线能够无遗漏检测结点故障,无需怀疑测试结论的可靠性。只要5cVI曲线对比完全相同,两个结点阻抗特性必然完全相同。图左;只要5cVI曲线对比不完全相同,两个结点阻抗特性必然不同。例如:两个反向PN结电路结点和两个反向PN结又并联一个15kΩ电阻电路结点两者对比。图右。)


    同时要特别指出的是:VI曲线测试不是万能的测试手段,本身存在无法克服的局限性。这是因为器件功能故障并非一定出现管脚阻抗特性改变,对集成运放、AD/DA等器件来说尤为突出。另外,器件动态性能故障管脚阻抗特性不发生改变更是一种常态。因此应这样讲:除非故障器件管脚阻抗特性没有改变。否则只要出现管脚阻抗特性改变,这个故障器件难逃5cVI曲线这只巨大鹰爪。


2018年08月29日

正达故障线路板测试仪设备:破解电路结点全域阻抗故障难题
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