集成电路测试仪不是所有有问题的振荡都是高频的.一个不稳定的开关稳压器反馈环路可以产生低频的振荡.对开关稳压器反馈环路进行故障诊断,我建议首先用网络分析仪来节省你进行故障诊断的时间.网络分析仪便于分析数据并检查发生故障电路的变化,但是,我倾向于在实时阶跃响应中观察.如果它符合频域响应,那就没问题,否则我会怀疑.
电路板故障检测仪其次,如果你以前的电路版本可以正常工作,那么不能工作的新版本和旧的有什么不同的呢?当新电路出现故障的时候,注意保留一个或几个能够正常工作的旧版本以便于你与新的电路进行比较.第三,注意元器件,比如电容,如果有人改变了型号或电源电压,其高频特性可能会改变.
开关稳压器中的光隔离器是另一个能够导致振荡的原因,因为它有着宽的DC增益和AC响应.另一方面,一个开关稳压器IC不太可能产生振荡。因为它的响应基于这个原因，你应该有一个具有插槽的额外模块,它采用不同的电源,不同的设备类型以及有余度的IC,来检测这些新奇的小故障.你可以想到寄生电容和电感会使得插槽的使用弊大于利,不过实际上仍然是利大于弊的.
集成电路测试仪开尔文连接的用处并没有被广泛认可.事实上,当EDN的助理编辑Julie Schofield最近向我提出相关问题的时候,我很惊讶地发现对此几乎找不到已出版的参考资料.我找了不少的参考书及教科书,竟然找不到一个确切的定义或者是解释.不过,我在Keithly的目录里找到了一个支持开尔文连接测量设备的”Kelvin夹”.我也找到了一些Textool插座的数据手册,其中有提到开尔文连接的优点.既然Julie和我都不能在任何技术百科全书里找到关于开尔文连接的描述,在这里,我将尽力把它的有用之处详细地解释一下.
或许遥感技术可以算是开尔文连接最常被用到的地方了.开尔连接和插座能给测试电路的终端或者引脚提供准确的电压.如果你不能精确地控制电压,那么你就不能准确地满足它们的指标.
电路板故障检测仪例如,比方说我们要测量LM323负载调节,5V稳压器,当Vin精确地保持在+8.00V时，负载从5mA变化到3.00A.在该电路中,有4对开尔文连接在工作.第一对在电源输出.这个可编程的电源的遥感终端允许其可以精确地保持在8.00V为DUT引脚供电.在电源业内这通常被称为”遥感”,但实际上这代表了一个开尔文连接.这很重要,因为如果电源不能保持在8.00V而下降到7.9V或7.8V,那么这个测试就不会准确.
第二个开尔文连接在DUT的输出.为了在采用不同负载的时候能够观察变化,开尔文连接为3A的输出电流提供了驱动线,同时也提供了感应线,以便用高阻抗伏特计观察DUT的输出.注意有2个感应线和2个驱动线连接或者两个感应线绑定在一起.可以这样做是因为在感应线里没有明显的电流;而在驱动线里,我们并不在乎有多少电流流过或者电压精确下降多少.
运算放大器迫使DUT的输出电流穿过达林顿晶体管,然后穿过一块由于电源先后顺序不正确而趋于闩锁的板子,则你不得不去准备尽快停止把你的板子插入到热插座上去.
集成电路测试仪电压频率转换器(VFC)是ADC的通常形式,特别是当你需要在模拟输入和数字输入之间进行隔离的时候.你可以很容易地在VFC输出端通过光隔离器接入脉冲链,这样你就可以得到不同地系统之间的隔离.VFC可以涵盖从14位到18位的动态范围.便宜的VFC比较慢,而快的比较贵.大多数的VFC有着很好的线性度,但是线性度取决于具有低介质吸收的时标电容.特氟隆可以制作最好的VFC电容,但是有着C0G特性的聚苯乙烯，聚丙烯以及陶瓷电容仅次于它.
让VFC具有很低的温度系数很不容易,因为整体的温度系数取决于部分部件,以及不同的时间延迟.
集成电路测试仪频率电压轮换器经常用做转速计,或者与VFC和光隔离器相连来提供模拟系统之间的电压隔离.FVC的线性度和漂移与VFC差不多,因此温度调整问题可以说和VFC一样.一个例外是如果你用了级联的VFC/FVC对,而且处于相同的位置和温度下,你可以调整其中一个,或者仅需要保证TC的匹配.
有关FVC的另一个问题是你经常希望其响应尽可以快,但还要保证很低的纹波.通过设计滤波器可以达成这一目标,当然,这是作为满足二者的一个折中.我的经验法则是你可以保证纹波大约低于V的0.01%,但这要用最简单的滤波器,且必须保证载波至少是100倍的F,对于一些复杂的滤波器,比如两个Sallen-Key滤波器的级联,-3dB点可以是最低载频的1/10.比如，当一个载频范围为5kHz~10kHz时，信号可以从直流到500Hz.其中表明了在电路中如何采用一个简单的锁相环来实现一个非常快的FVC.
集成电路测试仪有此汽车当你把它带到维修点的时候它就不坏了,有些电路当你观察它的时候它就能正常工作了,难道它只会在每天凌晨两点的时候停止工作吗?这都是一些需要很大努力去解决的问题.
下面的一些技术就是用来解决一些间歇性发作问题的:
(1) 寻找这个问题与其他事物的相关性.看看它是否与每天的时间,电源电压,月亮的位置等有关?
(2) 让其他的观察者来帮忙看看其他的什么东西还与这个问题有关.这些额外的帮助既包括更多人帮你观察也包括使用更多的设备去监视更多的信息.
(3) 集成电路测试仪试着去做一些事.应用加热或制冷可能会给你一些线索.添加一些抖动或者机械震动有可能会导致一些处在边缘的连接永久失去作用,也就了解了问题及其解决方法.
(4) 建立一个存储或者一个类似的数据获取系统去诱发问题并且保存在问题瞬间出现的情形.依靠这些系统的性质,我就可以在问题发生这前或者之后存储数据.这些在自我破坏性情况下非常有用.
(5) 请一个或更多的朋友帮助你分析问题.朋友或许会帮助你提出一个失效模式,情况分析或者新的测试方法,这些都有可能给你一些线索.
(6)集成电路测试仪 如果这个问题非常难解决,那就用极端的措施去解决它.去借一些特殊的工具,为这个失败的电路或者设备制作更多的复制品,希望找到更多失败的例子.在一些情况下,滥用设备可能恰恰会起作用,因为有时这可以把间断的问题转化成连续的问题,这样问题就相对好解决了.
集成电路测试仪VFC在其转换过程中产生出与模拟输入成比例的输出.如果你需要将一个快速变化的信号转换为数字信号,比如说,要想在数字域内重建波形,就需要不同类型的ADC,而且你几乎总是需要采样/保持电路.设计S/H电路是一件很复杂并具有挑战的事情.满足精确的指标总是需要很贵的模块或者是混合电路.S/H电路的一个主要问题是保持电容中的介电吸收,或者说是吸收.如果你需要工作在一个相对短的抽样时间内,并保持一个长的保持时间,而且如果新的输出电压相对于前面的输出可能变化得很快,那么吸收可能就是你最大的问题.比如说,如果S/H电路用5us来采样一个新电压,然后用500us来保持,你可以大致估算出上一个保持信号,这是因为新的Vout会漂移2mV~3mV-其大小和方向仅取决于上一个信号.而这个只是针对很贵的特氟隆电容来说的-大多数其他电容有着3~5倍的吸收.如果时序,频率以及重复率不发生改变,你可以用一个电路来补偿这种吸收;但是问题没有那么简单,解决方式也没那么容易.级联的两个S/H电路-快的S/H电路和具有较大的保持电容的慢S/H电路-不会有助于减小吸收而只会减小泄漏问题.
集成电路测试仪一些人希望S/H电路可以通过负跳变实现从采样变化到保持.尽管你可以设计这样的电路和,它比建立一个传统的S/H电路要复杂得多,你经常可以看到没有毛刺的S/H电路仅仅是在”去除毛刺”,它比大多数的S/H电路都要昂贵.一些模块和混合电路的制造商提供这种高精度的器件.尽管它不能立即稳定,但一个抗毛刺在稳定过程中可以很快而且持续地起作用.但是,它仍然需要一些时间将电压稳定在5mV.
集成电路测试仪当二极管通过电流时,它要花费多长时间关闭电流呢?这是另一个广泛研究的现象.速度慢的二极管要经过几十到几百毫秒的时间断开.比方说,2N930的集电极-基极结从30mA变到小于1mA要花费30us,变到纳安级的时间就更长了.如此长的时间中主要的是三极管存储在集电极里的载流子的聚合时间.其他的二极管,尤其是掺金的二极管,下降到纳安级的时间要短得多.肖特基二极管比1ns之内下降4mA,可能还有几毫安是无法在1ms内断开的.如果将肖特基二极管用于断开迅速的精密箝位电路-比如说固定检波器,一定会存在一小段时间”拖尾”.
电路板故障检测仪开关稳压器需要有能够迅速断开的二极管,大电流整流器和三极管.如果重复频率很高，电流很大而且二极管断开很慢，那么肯定会因为过热而无法正常工作.决不能让1n4002在20kHz~40kHz下工作,那样它会工作得很差.如果要高速率下的中等电流,可以并联几个1N914.我在紧急情况下实验过,效果还不错，但是我不能担保它在长期稳定的条件下是合适的方法。工程师要为自己的电路选择适当的速率，这才是合适的方法。存在高速，快速恢复，超快二极管。肖特基整流器的速度更快，但是在大电压的情况下不能工作。当你设计这些速度下的开关稳压器时一定要保持清醒的头脑，或者至少戴上防护镜以保证即使电路爆炸也不会受伤.
集成电路测试仪比较器是一个去除了阻尼电容的非常简化的运算放大器.比较器有很大的电压增益,而且在高频下大都有一些相移.因此,振荡总是难免的.实际上大多数比较器都有振荡问题.
慢比较器,比如我们熟悉的LM339,可以很好的工作.如果你设计PCB版图,以便使比较器的输出以及其他所有大的,快速的噪声信号远离比较器的输入,你通常可以获得良好的没有振荡的输出.然后,即使低速的情况,如果你在其差分输入上施加一个缓慢上升的斜线电压,LM339可能会振荡.如果输入信号源具有阻抗或者如果PCV版图没有提供保护,那么事情就会变得更加糟糕.
电路板故障检测仪总的来说,对于每个比较器的应用,从输出端到正输入端,你应该提供一点儿迟滞或者是正反馈.引入多少呢?我想在靠近比较器的过零点阈值处可以提供相当于能够避免振荡最小量大约2倍到3倍的迟滞.这个反馈余度可以保证其正常工作.我从没见过这个迟滞安全系数技术在其他文献中写过,所以你可以先读一下.
我的关于过度迟滞的建议又是一个单凭经验的方法.你可能想采用更多的迟滞,这取决于你的应用.比如,在RC振荡器中的比较器可以工作在1V,2V,5V的迟滞,你可以用超过迟滞最小量的值.再有,如果你有一个在其上面叠加着几毫伏噪声的信号,那么感知这个信号的比较器将需要一个大于最坏情况2倍到3倍的迟滞范围.
集成电路测试仪过高的电压会烧坏任何稳压器.因此如果你要驱动感性负载,或者如果你的电路是感性电源,那么请确保当常规的负载通路变化时电流能流出去.比如说,如果你在一个简单的电池充电器中使用了LM350,而在输入端仅有几微法的滤波电容时,输出端与地之间的短路就会变得很危险:当稳压器试图从变压器中拉下不断增长的电流然后电流开始受限时,变压器的电感将引起高达80V的传输电压,这将直接烧坏LM350.解决方案就是在输入端使用1000uF的电容,而不是仅仅1uF或者10uF.
电路板故障检测仪对于稳压器有输出直流电压的0.01%的噪声,好多人都已经习以为常了,只有当由于1/f噪声或散粒噪声使得这些噪声成两倍,三倍的增长时他们才会开始抱怨.遇到一个高噪声的稳压器的还是很小的,因此高噪声稳压器的出现也就是一个意外.不过很不幸的是,没有哪家厂商愿意为这些稳压器进行测试以保证每个器件都是低噪声的或完好的,因此也别指望商家能告诉你哪些器件是坏的或不可靠的,应当替换掉.如果你确实非常需要低噪声集成器件,或者是有别的特别要求,最好的方法是把一些经过精心测试的器件保存起来.这样,当你发现你的某个器件碰巧噪声性能不太好时就可以使用这些保佑的器件了.
电路板故障检测仪在TTL器件中,你可以让一个没有用的输出端悬空,或者通常是接到高电平上;对于CMOS,你必须把没用的输入端(例如预置或清除触发器的输入端)接到高正电源或地.否则,这些输入将会是悬空并给你带来一些异常的,断断续续的故障.而且,当这些输入端悬空时,例如在没有使用的门电路中,它们可以产生相当大不想要的耗用功率和发热.
对于CMOS器件,人们经常告诉你可以通过从输入到输出连接几兆欧姆的电阻,将反相器作为放大镜器使用.在低压时,你可以做一些适中的放大器,但是当电源高于6V时,耗用功率就会变得非常大，而且增益会非常低.因此我不建议用这种设计.
几年前,人们常常将DTL的输出端或者集电极开路的TTL门连接在一起形成”线或门”,这种方法被人们指出具有一些问题.我不知道除了怕被别人指责外还有什么原因不这样做.但是,一个集电极开路的输出和一个上拉电阻比传统的门电路慢并且浪费功耗.
一些工程师们指责我说,如果你让TTL或者是DTL输入端悬空,那么电路能正常工作一会儿,但是当你将所有的信号线接在一起时,没用的输入可能会得到一个错误的响应-不是持续的而是断断续续的.所以,让你的TTL输入端悬空不是一个好主意,把那些引脚接到+5V总线也不是一个好主意,把它们通过1k的电阻接到5V上,然后使用一个暂时的7V电源可能对你的芯片损害更小.
集成电路测试仪当数字电路的工程师们不得不驱动一根长距离的总线时,比如20或30in,他们要用特殊的布局以使得总线好像是一个75Ω或者是93Ω的带状线.他们还可以在总路线的一端或两端增加终端电阻以提供阻尼并消除反射和振荡.当你必须在模拟系统中驱动很长的线时,就必须做同样的事情.注意对于非常快的信号,数字设计师们在PCB导线中不能用方形拐角;需要弯成45度的角.许多数字工程师们并不只是懂得比特之间的东西,他们已经学会了如何去处理真实世界的真实信号国.他们实际上是模拟技术的真正专家,甚至模拟工程师们也应该向其学习.