Testit 10 电路板故障诊断仪.doc

WESTKONE OY/AB TESTIT 10 电路板故障诊断仪 用 户 手 册目录页产品描述 .3安全注意事项 .4TESTIT 10 故障诊断仪的性能和测量误差 .5TESTIT10故障诊断仪及附件.6技术指标 .7TESTIT 10故障诊断仪用途.8常规使用中的提示信息.11V/I 测试 故障诊断仪的软件特性.12无源元件R、L和C (电阻、电感和电容）V/I曲线图.13 电阻 V/I曲线图.13电容V/I 曲线图.16电感V/I 曲线图.18半导体元件.19二极管 稳压管 V/I曲线图.19三极管 三端双向可控硅 晶闸管（可控硅） 场效应管- 绝缘栅双极型三极管V/I 曲线图.21集成电路测试 (IC SMD集成电路).23电路板的记录保存和比对记录数据保存.24记录配有图片的数据.25电路板的比对测试元件.263G - 3种不同的曲线图显示.31示波器 软件特性.33使用建议.34产品描述 TESTIT10电路板故障诊断仪，是一款计算机控制的V/I（电压-电流）测试设备。计算机通过USB接口与之相连。当测试探针接触到电路后，诊断仪的正弦电压通过一个串联电阻接入被测点进行测量，同时，电压-电流曲线图会显示在屏幕上。它的另一个特性是，软件会分析电压-电流曲线图，显示出相应的等效电路以及元件的量值。虽然能够成功的分析出等效电路和元件量值的测量，但有时也会出现分析和测量不准确的现象。需要强调的是，这种方法并不是真正意义上对电路板的分析和测量，而是利用它们，很方便地为使用者提供特征信息，从而能非常容易地发现电路板上的故障。 另一个特点是它的双通道V/I测量：在好板和故障板的相同点同时进行测量，对比二者的等效电路和元件的量值。应用该方法，一旦某点超出允许的测量误差，即找到了故障点。 还可以保存测量所得好板的各点参考值，将被测板的各点与所保存的参考值进行比对，也能很容易地测试电路板。 除了上述的功能外，本故障诊断仪还可以作为双通道示波器、方波发生器和模拟电压输出装置使用。31安全注意事项1. 在测试电路板过程中，不得加载任何外部电源。在测试之前，电路板上的大电容都必须进行放电处理。远离高压电源，如市电等，避免损坏故障诊断仪和电路板。2. 在使用示波器功能时，如果探针设置为1X，最大测量值为5 V，如果探针设置为 10X，则可以测量50 V，但绝对不能超限使用。TESTIT 10 故障诊断仪的性能和测量误差1. TESTIT10是一款带有示波器的多功能电压-电流 (V/I)测试仪。其计算机中的软件还可以分析 和处理电压-电流曲线图、等效电路和特定误差范围内的元件量值。这些等效电路和量值为 提示性信息，因此，本故障诊断仪不宜作为量值的测量之用。2. 软件应用数学模型和公式，绘制出等效电路的。3. 电子元件的测量误差：l 电阻：2%l 电容：3%l 二极管电压：0.1Vl 阻容并联时：电阻：4%；电容：5%l 电阻与二极管串联时：4%l 电阻与二极管并联时：3%l 两个二极管与电阻并联时：10%注意1：当电阻曲线与水平坐标轴呈10到80时，上述的电阻误差是有效的；如果电阻曲线 过于接近了水平坐标轴，可以选择“Low Current（小电流）”；如果电阻曲线过于接近了垂直坐标轴，可以选择“Middle Current（中等电流）” 或“High Current（大电流）”，从而减少错误率。注意2：当电容椭圆图形的长宽比大于1/4时，上述的电容误差是有效的；如果椭圆的长宽比 小于1/4且扁而长，在这种情况下，就需要改变电流或/和频率，找出适合这些元件 的参数。4. 示波器电压测量误差：0.5%TESTIT10故障诊断仪及附件产品包括：TESTIT10 主机1含：通道探针2接地夹子线1屏幕触控笔1充电器1无线鼠标1便携式包装箱1技术指标A- 故障检测指标： 输出电压: 1V, 2V, 5V, 10V输出阻抗 电流等级：Low （小）: 47 KMedium（中）: 2.7 KHigh（大）: 550 短路电流 小电流: 212 A(10V)中电流: 3.7 mA(10V)大电流: 18 mA(10V)测试频率 最低频率: 2 Hz第二低频率: 3.4 Hz 第一低频率: 10.3 Hz 测试频率: 27.3 Hz 最高频率: 780 Hz其它特性 1 电压、电流及频率自动量程转换；2 等效电路图；3 电阻、电容及二极管等的量值测量；4 记录测量数据并用作比对；5 同一显示中3个不同测量设置状态的曲线图生成选项。B- 计算机屏幕及示波器指标:采样速率: 400 K/S输入电压: 标准1X探针：5 V (选件：10X探针： 50 V)通道数 / ADC: 2 / 12 Bit灵敏度: 2.5 mV图像速率: 0.02 mS/div.100 mS/div内存: 64 KbyteC- 数字与模拟输出: 输出: 2通道输出电压: -5V.+5V (连续可调)频率 (数字) : 从 0.2KHz至25KHz表 1: TESTIT10 技术参数TESTIT 10 电路板故障诊断仪用途 电路板故障诊断仪是一款为现场电路板故障排 除而量身设计的，适用于所有类型的电路板。最主要的用途是方便地查找出电路板的故障。该诊断仪包含了示波器、信号源和万用表等。应用领域 ECU 电动车用电路板、伺服/步进电机驱动器、 医疗设备电路板、军用电路板、计算机及显示器电路板、电视/视频/音频电路板、纺织设备电路板和手机电路板等（所有类型的电路板）。独特功能 所具有的等效电路和所有元件的量值测量，在当今世独一无二的。例如，当电阻和电容并联时，可显示出其等效电路和各自的量值。TESTIT 10 具有的重要功能：1. 双通道故障检测 (V/I曲线图)，无需加电，可以做好板与疑似故障板之间的比对测试 2. 等效电路图根据所接触的焊盘，构建出电阻、电容和二极管的电路图3. 电阻、电容和二极管的测量根据所接触的焊盘，测量出量值4. 可以依据所保存的测量，检测出故障保存好板的各点量值，通过比对，检测出故障5. 双通道数字式示波器（计算机显示）根据需要，本检测仪可以作为示波器使用6. 方波信号输出通道1可作为示波器，通道2可以用作信号发生器7. 模拟电压输出通道1可作为示波器，通道2可以输出模拟电压信图1： TESTIT 10 故障诊断仪 V/I测试时的屏幕显示图2： TESTIT 10 示波器 模拟输出的屏幕显示常规使用中的提示信息1. 生成波形将显示切换能够到故障检测、点击故障诊断仪中的V/I 测试按钮后，便可以使用了。2. 在屏幕的中间位置，显示出一个回路图形。电流-电压的曲线呈一定的角度，角度的大小、圆度、椭圆度与电阻、电容的量值有关，如果呈现一条垂直线，则说明短路。3.如果电阻值偏高，而V/I曲线接近水平轴，说明大电阻处于小电流模式；如果V/I曲线越接近垂直轴，意味着在大电流模式下，电阻值小，而且可以读出很准确的量值。4. 一般情况下，采用较高频率测量电容，测量电流与电容量成正比。在大电流的作用下，如果电容量值沿垂直轴的曲线为一扁长椭圆，可以降低频率读出电容值。5. 正常IC 的引脚 (电源和接地引脚除外) 通常呈现为正反向双二极管，电阻或电容所产 生的曲线图，有时看起来也像一个正反向双二极管的曲线图，但是，一旦IC的引脚的测试曲线图如同电阻的话，这就意味着IC内部有问题了。6. 电容测试与电解电容的质量有关，如果电容质量好，其曲线呈水平状；若质量差的电容曲线，其曲线图则与坐标水平轴呈一定夹角。角度越大，电容就越接近故障状态。如果电容是处于回路中，会对该测试产生误导。对于电容质量的判断，在使用本诊断仪时，最好的方法就是观察电容-电阻曲线图。7. 在故障检测中，其精髓是显示曲线图和释疑。首先，通过比对发现故障，在很短的时间里，在好板和故障板之间找到差异，而等效电路和量值起辅助作用。如果你总是关注与等效电路和量值，你将花费更多的时间检测出故障。本诊断仪会对曲线图进行“解释”：计算机软件勾划出等效电路并显示出元件的量值。V/I 测试 故障诊断仪的软件特性 TESTIT 10 由WESTKONE公司研发，用于电路板的故障查找。 在使用 V/I 曲线图测试中，绝对不能给被测板加电。探针连接到检测仪中的电路板通道上，内部装置的信号通过探针接触加到被测点上，这样就可以在屏幕上看到V/I曲线图了。所有信号产生，是通过由负电压到正电压扫描获得，而对于开路，其显示为一条在屏幕中间的水平线。 可以测量场效应管、晶闸管（可控硅）、绝缘栅双极型三极管、三极管等所有的元件和集成电路。在故障检测状态下，所有的控制按钮置于屏幕的左侧。图3：故障诊断仪 V/I 测试时的屏幕显示Channel（通道）: 选择通道Auto（自动）: 选择Auto时，根据所触点的状况，提供最佳的电压、频率和电流值Voltage Step（测量电压值）: TESTIT 10可提供若干种电压档：1V、2V、5V和10VFrequency Step（测量频率值）: TESTIT 10具有若干种频率模式：Very Low Freq.（最低频率）、Low 2 Freq.（第二低频率）、Low 1 Freq.（第一低频率）、 Test Freq.（测试频率）和High Freq.（最高频率）Current Step（测量电流值）:TESTIT 10可提供若干种电流档 ：Low Current（小电流）、 Middle Current（中等电流）和High Current（大电流）Compare（比对）：选择此项，通过接触好板和故障板的同一点，进行比对Capacity Test（电容测试）：对极性电容进行电容测试TTT FET IGBT（三极管、场效应管等）: 选择此项，可以对三极管、场效应管等半导体元件进行测试 Recording（记录）：建立一文件并记录测试数据或打开已有文件Grf: 对应三种不同的测量模式，可以生成3种不同的曲线图，使快速通过成为可能1G, 2G, 3G: 显示出1、2和3不同的测试条件Recording（记录）：建立一文件并记录测试数据或打开已有文件Circuit（回路）：显示测量点的名称或编码，系统中的文件夹名Point（测点）：测试点名称或编码: 到下一个测试点: 返回上一个测试点Test Point（测试点）: 测试点序号Auto Test（自动测试）: I如果被测点的测量值的误差小于或等于下方的误差值，将自动移至下一个测试点.Reference（参考）: Ch1（通道1）为好板的测量，Ch2为故障板的测量。当使用已保存的记录进行比对测试时， Reference（参考）=Ch1。显示电阻、电容和二极管的量值及其等效电路。无源元件R、L和C (电阻、电感和电容）V/I曲线图电阻 V/I曲线图 电阻的电压-电流(V/I)的曲线与坐标的水平轴呈一特定的角度；在窗口下方处可以看到其电阻符号和量值。电阻值越大，其曲线越接近水平轴；电阻值越小，其曲线越接近垂直轴。见图4和5，图中为电阻的典型信号及其等效电路和测量值。 大电阻产生的曲线接近水平轴线，因此，在测试大电阻时，可以选择小电流值档，而小电阻产生的曲线接近垂直轴线，因此，可以选择大电流值档。图4：33k和470k 电阻的 V/I曲线图、等效电路和测量值 (通道1为红色，通道2为蓝色)图5：电阻的V/I曲线图、等效电路和测量值图6：短路和电阻的V/I曲线图电容V/I 曲线图 由于电容的储能特性，使得作用在该元件上的电压和电流之间，产生一个相位差。因此，所生成的曲线图呈现一个圆形或椭圆形。在窗口的下方，可以看到电容符号和电容值。图7中，可见其典型信号及其等效电路和测量值。大电容生成的是垂直椭圆，因此，在测量大电容时，可选择大电流和低频；小电容则生成的是水平椭圆，测量小电容 (小于10 nF)时，可选择小电流和高频。图7：电容的 V/I曲线图、等效电路图和测量值电容质量测试和RC回路当选择“Capacitor Test（电容测试）”后，会出现一条附加的电容质量曲线。如果该曲线为水平或接近水平状态，说明电容质量好；如果该曲线与水平轴线的角度越大，则电容质量越差。质量好的电容，所产生的是一条水平线。图8： 质量上乘的电容图9：质量不佳的电容图10：电容及RC回路如果电容与电阻并联的话，电容所形成的椭圆会与水平轴线之间形成一个夹角。电感V/I曲线图 下图中显示的波形，是在一个铁氧体变压器的初级线圈上检测获取，施加低频的低电压后产生的。这一曲线表明，有一个高阻引发感性阻抗的椭圆倾斜。图11：电感的 V/I曲线图和等效电路半导体元件二极管 稳压管 V/I曲线图 当给二极管加到一定的电压后，二极管导通。基于此，其曲线图一部分为一水平线段，另一部分为垂直线段。 当电压低于稳压值时，稳压管的曲线特性与二极管无异。当其反向电压超稳压值后，呈低阻状态。 如果二极管电阻串联，二极管导通后的曲线会与水平轴线间有一定的角度。图12：二极管及二极管与电阻串联的的 V/I曲线图和等效电路图13： 稳压管的V/I曲线图和等效电路三极管 三端双向可控硅 晶闸管（可控硅） 场效应管 - 绝缘栅双极型三极管V/I 曲线图 有源元件如三极管、三端双向可控硅和场效应管等，可以同时使用两个通道，在它们导通时进行测试。以三极管为例，通常三极管包括两个结，当然也必须具备发射端。因此在测试时，首先用一个探针（通道1或通道2探针均可）接触集电极；为使该三极管导通，用另一个探针接触基极，之后就可以在屏幕上看到三极管的特性曲线了。 上述方法也可以用在三端双向可控硅、晶闸管（可控硅）、场效应管和绝缘栅双极型三极管等元件的测试。当选用了“T, T, T, FET, IGBT”功能进行测试后，就可以确认这些元件的类型了。图14：三极管的 V/I曲线图 图15：场效应管的V/I曲线图集成电路测试 (IC SMD集成电路) 通过使用探针，可以对集成电路的所有引脚进行测试。集成电路是将许多的元器件制作在一个单一封装内。IC内部元件数量差别巨大，可能只有6个的“片状”器件，也许是有数以千计的器件如微处理器。因为需要把数量庞大的元件封装在一个极小的空间内，所以，这些元件的常常是极其微小的。 因此，这些元件和连线很容易因静电和放电而损坏，其脆弱程度是无法与正常的同类元件可以比拟的。 正因为有这种风险，许多IC在其输入/输出引脚上均设计了保护二极管。 当测试 IC时，其信号显示与正反向双二极管、稳压管和二极管相似。这些引脚上也可以接有电容或电阻。如果引脚具有正反向双二极管的话，意味着该引脚为固态。 我们可以使用相同的方法来确定大规模和非常复杂的集成电路的故障点，如存储器件和微处理器等。这类复杂器件的引脚排布非常适合使用这种比对技术。 当我们仔细观察这些器件后会发现：不管这些器件的引脚数量多么巨大，但这些数字器件的典型曲线图却为数不多。注意: 你会时常发现，不同的供应商或不同的生产厂家提供的类似的器件，其曲线图会有些许的差异。 在确认被测器件有问题之前，可以将所怀疑的引脚的曲线图与同一器件上的其它引脚进行比对。图16：合格的IC引脚 比对两个IC的引脚电路板的记录保存和比对记录数据保存 可以按一定的顺序保存接触到的电路板上的各个点，以备日后对其它电路板进行比对测试。 首先，键入有一个名字或代码，建立一个新的文件；然后，用通道1的探针接触电路板，填入一个新标记将其保存。如果不写入这个新标记，软件以自动的方式按序号（如N001，N002等）写入文件中。这是因为所有的文件都需要序列号（N001）按一定的顺序保存。文件夹的最大序号数为999（从N001到N999）。然后点击“Save”按钮。如果激活了“Add Number”，软件会自动添加测试数；如果激活了“Inc.”，软件会自动按升序添加数据。 如果要用已保存的文件进行测试，按下“Record Memorized Test（已记录保存的测试）” 按钮，选择要测试的文件并找到第一个包存的测试点。可以在通道1处看到已保存的数据，以红色的曲线图显示出来。用通道2的探针接触要测试的点，如果与保存的数据相同或在误差范围之内，在屏幕上可以看到“Harmonious（匹配）”的字样；如果超出了误差值，会显示“Disharmony（不匹配）”，还可以看到百分比并能听到报错的提示音。 当处于自动测试时，如果测试点与数据匹配，将自动转到下一个测试点，通过提示音，用这种方法可以加快测试速度。注意: 电路板上的测试点，只能用通道1来记录和保存；使用这些保存的数据，如同用通道1探针，此时，可以用通道2的的探针接触故障板或好板进行比对测试。New Folder（新建文件夹）: 为一电路板创建新文件夹并命名Open Image（打开图片）: 打开并上传电路板的图片New Point（新建点）: 如果“New Point（新建点）”一栏中空置，软件会自动生成序号如“N001, N002”并添加到文件中Add Number（添加序号）: 自动给测试点添加序号Inc.: 按升序自动生成序号Save（保存）: 在确定的文件中，保存命名的测试点数据，如果未命名，仅保存序号Change（修改）: 修改选中的测试点的数据，并保存新数据。例如：选中 N009_ULN2003_10.dat后，在电路板上接触该点，之后点击“Change”按钮Open（打开）: 点击列表中某一数据作为CH1（通道1）Delete（删除）: 从文件中删除选中的测试点图17记录配有图片的数据 首先，键入有一个名字或代码，建立一个新的文件。之后要上传一个图片：点击“Open Image（打开图片）”按钮，去选用该电路板的图片；选中后，再次点击“Open Image（打开图片）”按钮来完成该电路板的图片上传，软件会自动地将其更名。 例如，图片的原名为“picture4.jpg”，软件会将其自动更改为“image.jpg”并添加到文件夹中。如果你是将这个图片复制到这个文件夹中，你需要将这个图片名改为“image.jpg”。软件只检索“image.jpg”是否 存在于文件夹中。如果图片的名称不是“image.jpg”，该功能将失效。上传图片后，你可以在窗口的右方看到该图片，使用“+”和“”按钮，可以缩放图片。在图片上找到你要保存并接触的点，用通道1的探针接触后，点击“Save”按钮保存。当你调用这个数据进行比对时，你可以看到之前保存的带有图片的数据。图18：带图像的数据保存电路板的比对测试元件 当测试回路中某一元件时，由于并联了电路板上其它一些元件，会生成一个复杂的信号。TESTIT 10故障诊断仪会剔除等效电路中的元件值并测量信号后再做比对。 将通道1的探针接入高板，将同道2的探针接入故障板；同时接到两块板上的同一点。如果相同，会显示“Harmonious（匹配）”；如果超出误差值，则会显示“Disharmony（不匹配）”，并显示百分比，听到报错的提示音。图19: 比对测试 如图19，通过比对，证明该系统非常灵敏，确认各项数值在给定的误差范围之内。图20： 比对测试 图20中所示的重大差异：被测板与参考板之间不同的电阻值。 图21：比对测试 如图21中所示，IC引脚通常为双向二极管，也会接有电容或电阻。如果能检测到双向二极管，可以认为该引脚是好的。图22： 比对测试 IC引脚故障 在使用TESTIT 10中，很容易发现故障。一旦因反向二极管损坏造成的IC引脚故障，二极管将变为电阻、开路或者是短路。这是典型的IC故障，其中的一个二极管失效，蜕变为一个电阻。图23：比对测试 IC引脚故障图24：比对测试 并联电阻故障图25： 并联电容故障图26：比对测试3G - 3种不同的曲线图显示 如果你选择了 1G，你还能查看2G和3G。就是说，1、2或3以不同的设置（电压、频率和电流）产生的曲线图并存。图27：3G 曲线图显示图28：3G 曲线图显示35示波器 软件特性图29：Oscilloscope Screen示波器有源/无源: 激活示波器或显示最后一屏的波形通道: 依次选择通道1、通道2或双通道手动/自动: 当处于自动模式时， 一旦信号断掉，将扑捉到最后一帧信号保存: 保存示波器数据或打开已记录的数据通道: 选择用于同步的通道Up/Down: 在信号的上升或下降沿启动同步Probe X1: 依据X1或X10探针系数，调节电压值Up or Low: 屏幕中的最高或最低值Point: 在记忆状态下，显示光标在垂直线处的电压有源/无源: 如果激活，通道2给出方波或模拟输出Signal / DAC: 选择方波或模拟输出频率: 输出频率电压: 方波电压或模拟输出电压调节: (电压/倍率) 调整电压的屏幕灵敏度，灵敏度为12 Bit，2.5mV 调零: 上下移动零点位置，所示数字为电压值，如果双击该数字，通道的“0V”参考点由此开始。所显示的部分: 一旦“示波器为无源”，可以从内存中调节要显示的起点 时间调节: 时间/倍率使用建议1. 在故障检测时，探针必须为1X；2. T用通道1测试好板，用通道2测试故障板。应先使用通道1探针触板，然后，用通道2探针触板；3. 故