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第十二章 AFT测试(模拟电路故障追踪)
    概要:AFT测试是专为模拟电路故障检测开发的一种自定义测试。对纯模拟电路,本功能比ASA测试效果更 好;比混合电路自定义测试UDT(参见13章)使用更加方便。作为一种自定义测试,AFT要求对被测电路有所了 解。在实际检测模拟电路故障时,可先用ASA测试,如果效果不够理想,再使用AFT进一步测试。
    本功能更适用于小批量、多品种的电子产品研发、生产单位——由设计人员开发测试,由调试人员使用开发 好的测试排查故障。
    12.1 AFT测试的开发背景
    熟悉电路在线维修测试仪应用的维修工程师都有体会:ASA曲线测试用于数字电路的效果比用于模拟电路的 效果好。造成ASA测试模拟电路效果较差,大致有如下原因:
    1.模拟电路处理连续信号,而ASA测试对连续信号变化导致的故障不够敏感;
    2.ASA是不加电测试。对于模拟电路,不同器件端口ASA特征曲线的变化大小,与它对电路功能的影响往往 不成比例关系。反映在ASA曲线测试上,就是有的曲线差一点都不行,有的曲线差别明显,但电路照样正常工作 。很难判断故障。
    3.同样型号的数字器件组成的电路,其ASA曲线的形状有时会随器件品牌的不同有较大不同;甚至相同品 牌不同批次的器件,也会有较大不同,但是,“好”的曲线和“坏的”曲线有规律可循;而对于模拟电路,很难 总结出某种规律。在这种情况下比较出曲线差异时,就难于判断是否存在故障。
    AFT测试就是为了弥补ASA曲线对模拟电路故障检测的不足专门开发的。它与ASA曲线测试相比较,主要差别 是:
    1.加电测试。在电路处于可工作的状态下,用激励信号施加到电路输入,根据电路对激励的响应(输出) 变化来判断故障。也就是说,AFT进行的是功能级测试;
    2.测试结果更准确;
    3.由于是功能级测试,器件品牌、批次的不同,不影响测试结果;
    4.要求了解被测电路。
    12.2 AFT测试实现及应用特点
    a.AFT测试原理
    AFT可以看成“信号发生器+示波器”测试方式的直接扩充。
    测试仪的模拟输出从输出探棒引出,用做信号发生器;从输入探棒读入外部信号到模拟输入通道,相当于示 波器。用户根据不同电路的测试要求,定义激励信号,通过输出探棒施加到被测电路的输入,从输入探棒,读回 被测电路对测试激励信号的响应(输出)信号。根据激励-响应信号的关系,判断被测试电路是否功能正常。
    扩充主要指定义的测试可以存储。见下节。
    b.AFT应用特点
    一个模拟电路通常由若干个单元电路(又称为子电路)级连而成。为了简化测试信号定义,提高故障定位精 度,对它的故障检测也可分多次完成——每次只检查一个子电路,相应地,把测试子电路所需要的一个信息组合 叫做子测试。
    一个子测试由激励信号、标准(正确)响应信号、故障导航信息组成。
    激励信号和故障导航信息一般由有经验的、了解被测对象工作原理的工程师,或者就是电路的设计者,根据 具体测试要求来定义;被测对象对激励信号的标准响应可从好电路上学习得到。
    一个电路的所有子测试存放在一个文件中,称为该电路的测试文件。
    本功能的最大特点是:一旦由有经验的工程师建立好了被测电路的测试文件,普通技术人员能够利用测试文 件快速检测复杂电路的故障。
    12.3 主要使用方式
    a.直接比较测试
    在直接测试界面上,通过设置各参数(参见14.4b)定义好测试激励信号,通过测试仪上的两个测试口,把 该信号分别施加到一个怀疑有故障、一个确定无故障的电路输入,根据两者对激励信号的响应判断故障。
    测试完成后不存储测试数据。
    b.间接比较测试(学习、比较测试):
    1.学习(建立)子测试:把定义好的激励施加到好电路的输入,并取回响应,连同输入的相应故障导航信 息一起,形成子测试存入计算机中。
    2.比较子测试:调出计算机中的子测试,通过执行子测试,把建立子测试时定义的激励信号施加到被测试 电路输入,从输出取回电路响应,并将实测响应和存在计算机中的响应同时显示在屏幕上,供分析故障。
    通常使用间接方式。这样可以不断积累测试资料,为以后的工作带来方便;或者供其他人使用已调试好的测 试文件进行故障检测。
    c.执行测试
    1.单次测试
    执行一次后自动终止。
    2. 循环测试
    进行循环测试,不断刷新测试结果,直至点击停止测试按钮。
    12.4 主要界面示例
    a.(子)测试管理界面
    b.直接测试界面
    测试界面分为直接测试界面、学习测试界面和比较测试界面。三个界面相类似。下面是直接测试界面。
    在该界面上,完成定义激励信号、执行子测试、取回并显示响应信号的操作。可设置参数如下:
    显示幅度:定义显示回读信号的最大范围;
    测试点频×KHz:完成一个测试点(从输出通道施加,并从输入读回一个电压点)的频率。
    测试点数:组成一个测试周期信号的总点数;
    连续测试次数:每启动一次测试所执行的测试次数;
    测试口选择:确定使用A口/B口/双口。
    输入通道参数:
    输入量程:允许读入的最大电压;
    输入显示偏移:将读入的波形向上或向下平移。各输入波形可独立偏移。
    输出通道参数:
    信号波形:可选直流/正弦/三角/锯齿/方波;
    信号频率:输出信号的频率;
    信号相位:确定输出信号波形的起点;
    信号正/负:输出信号的幅度峰-峰值;
    输出阻抗:输出信号的串联输出阻抗。
    12.5 测试举例
对一个微分电路的测试,参考右图:

下面为输入激励波形
上面为电路的输出波形
对一个积分电路的测试,参考右图:

方波为输入激励波形
锯齿波为电路的输出波形
对一个2:1反相放大器的测试,
参考右图:

上面为电路的输出波形
下面为输入激励波形
对一个1:1.5同相放大器的测试,
参考右图:

较大幅度为电路的输出波形
较小幅度为输入激励波形
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