電路板故障診斷儀器——ICT和后驅動技術
本文介紹的是PFL980中應用的ICT及后驅動技術。
在線功能測試(ICFT或ICT)用于檢測數字器件的故障,成功率高且操作簡單。PFL980提供了一種精確的軟件模擬模式,使維修人員對這些器件進行在線測試(注意,這里提到的在線/離線是指器件是否插接在電路板上)。
ICT測試適用于絕大多數的數字器件。例如,使用ICT你可以輕松地依照邏輯真值表對簡單的門電路進行測試,也可檢查計數器或移位寄存器對一系列設定好的脈沖的反應是否正常。ICT的測試范圍不僅僅限于簡單的邏輯器件維修人員,用它來檢測一些可編程器件如ROM或是EPROM,還可檢測某些可編程的接口器件對控制字的反應是否正確。
PFL980的ICT測試,是將待測器件的邏輯操作,與其本身所帶的器件庫中的標準器件模型進行比較。器件庫中每個器件的測試驅動程序中包含了一系列的測試步驟,從初始化器件開始,到驅動輸入引腳,直至檢測相應輸出引腳的邏輯狀態。在測試中,器件的每個邏輯操作(即輸入、輸出、時鐘和控制信號間的關系)都被記錄下來,以邏輯時序圖的形式顯示在屏幕上,用以與器件庫中標準的邏輯時序相對照。
離線測試一個器件是非常簡單的,只要用測試夾夾好器件,指明它的型號就可進行測試了。這時,PFL980將待測器件和器件庫中的標準模型相比較。對于測試在線器件來說,PFL980運用了自動補償方式,根據器件在電路板上的實際連接關系,為器件構造一個軟件模型,用以測試待測器件。器件在電路板上的連接方式決定了器件實際的邏輯動作。設想你在測試一個二進制計數器,比如說是74161,計數器的輸出端被連接到某一個輸入端以實現分頻功能。PFL980檢測到相連接的引腳,然后為器件在這種連接方式下生成一個軟件模型,這個軟件模型將在測試中作為參照器件,即好板子上的好器件。
如果你恰好有好的電路板,則可以從上面采集到正確的邏輯信號,作為參照信號來完成測試。整個過程是怎樣的呢?首先,在采集參照信號時,PFL980記錄下參照板上正常74161的邏輯操作,并將其與標準的計數器真值表相比較,記錄下不同點,然后生成參照器件模型,再用來測試待測器件,測試結果中同時包含參照模型和待測器件的邏輯時序圖與連接關系圖。這樣,輕而易舉地就可找到故障器件。
許多故障是由于器件引腳間的錯誤連接造成的,如短路、開路、與電源或地相連等。在PFL980的連接關系窗口中,這些情況將一覽無遺。
在圖1的例子中,顯示的是PFL980發現在器件引腳3和4之間有一個可疑的連接(即短路〉。
這種情況下產生的邏輯時序圖如圖2所示。參照器件和待測器件(DUT)的邏輯波形以不同顏色表示,區分起來更加容易。圖中圈定的位置表明了短路對器件邏輯操作的影響,這樣維修人員將會很快地找到短路的引腳。
在線測試時,一個器件或多或少要受到其他器件的影響,這時由于電路板上許多器件的引腳是相連的,就象前面所提到的74161一樣。一個器件的輸入通常與其他器件的輸出引腳相連,ICT測試時又要對器件加電,因此其他引腳上的邏輯電平會干擾測試信號。為了杜絕干擾,達到準確測試的目的,PFL980采用了后驅動技術,現在國外的大多數同類儀器都采用了這種技術。那么,什么是后驅動技術呢?這里,我們要引用英國國防部頒布的軍標《DEFSTAN00-53/2》,此項軍標中對后驅動技術在軍用設備維修中使用的安全性進行論述,并制訂了嚴格的技術規范。其中對后驅動的定義如下:
“后驅動情況的產生,是對節點強驅動(nodefocing)的直接結果。節點強驅動,是指在進行某一步測試時,將待測器件(DUT)的輸入引腳強行置為特定的邏輯狀態,而不管與之相連的其他器件引腳處于何種邏輯狀態。這種技術稱之為后驅動”。
由于后驅動技術