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电路板维修的检测方法

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2020年4月19日
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电路板维修的检测方法

      伴随着中国迅速成为“世界工厂”，大量昂贵的先进工业自动化设备引进到中国，同时国内的装备也在不断地进步，不断地有新的国产先进自动化设备充实到“世界工厂”来。设备使用日久、操作不当、工厂环境的影响等因素都可导致某台设备甚至整条生产线“罢工”。简单故障，一般企业的设备维护人员能够解决，但复杂故障，比如控制电路板故障，由于条件、技术所限，就难以对付了。一般企业会找相关设备供应商购买新板替代，购板的高额费用（少则几千元，多则上万十几万元）以及停工待机的时间（从国外寄过来至少要半个月以上）往往令企业损失重大，深感头痛。
　　其实大多数工控电路板在国内都是能够维修的，您只要花费不到1/3的费用，不到1/3的时间，我们的专业维修工程师就能够帮您解决问题。
    工控电路板损坏一般是某一个元件损坏，可能是某一个芯片，某一个电容，甚至一个小小的电阻，维修的过程就是找出损坏的元件加以更换。这看似简单，实则需要精深的学问、丰富的经验和必备的昂贵检测设备，特别是要快速地找到故障元件，除了经验丰富之外更加要求维修工程师有善于分析和判断的快速思维。现在的电子产品往往由于一块电路板维修板的个别配件损坏，导致一部分或几个部分不能正常工作，影响设备的正常使用。那我们如何对电路板维修检测呢?

  电路板维修现与大家分享下电路板维修检测的经验。
       一般一台设备里面有许多个电路板维修，当拿到一部有故障的电路板维修的设备时，首先要根据故障现象，判断出故障的大致部位，然后经过测量，把故障的可能部位逐步缩小，最后找到故障所在。 要找到故障所在必须经过检测，一般修理人员都采用测引脚电压方法来判断，但这只能判断出故障的大致部位，而且有的引脚反应不灵敏，甚至有的没有什么反应。就是在电压偏离的情况下，也包含外围元件损坏的因素，还必须将集成块内部故障与外围故障严格区别开来，因此单靠某一种方法对电路板维修是很难检测的，必须依赖综合的检测手段。

      现以汇能IC在线维修测试仪检测为例，介绍其具体方法。 我们都知道，集成块使用时，总有一个引脚与印制电路板上的“地”线是焊通的，在电路中称之为接地脚。由于电路板维修内部都采用直接耦合，因此，集成块的其它引脚与接地脚之间都存在着确定的直流电阻，这种确定的直流电阻称为该脚内部等效直流电阻，简称R内。当我们拿到一块新的集成块时，可经过用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏，若各引脚的内部等效电阻R内与标准值相符，说明这块集成块是好的，反之若与标准值相差过大，说明集成块内部损坏。

       测量时有一点必须注意，由于集成块内部有大量的三极管，二极管等非线性元件，在测量中单测得一个阻值还不能判断其好坏，必须互换表笔再测一次，获得正反向两个阻值。只有当R内正反向阻值都符合标准，才能断定该集成块完好。 在实际修理中，一般采用在路测量。先测量其引脚电压，如果电压异常，可断开引脚连线测接线端电压，以判断电压变化是外围元件引起，还是集成块内部引起。也能够采用测外部电路到地之间的直流等效电阻(称R 外)来判断，一般在电路中测得的集成块某引脚与接地脚之间的直流电阻(在路电阻)，实际是R内与R外并联的总直流等效电阻。在修理中常将在路电压与在路电阻的测量方法结合使用。有时在路电压和在路电阻偏离标准值，并不一定是集成块损坏，而是有关外围元件损坏，使R外不正常，从而造成在路电压和在路电阻的异常。这时便只能测量集成块内部直流等效电阻，才能判定集成块是否损坏。

     根据实际检修经验，在路检测电路板维修内部直流等效电阻时可不必把集成块从电路上焊下来，只需将电压或在路电阻异常的脚与电路断开，同时将接地脚也与电路板断开，其它脚维持原状，测量出测试脚与接地脚之间的R内正反向电阻值便可判断其好坏。 例如，注塑机电路板集成块TA7609P瑢脚电路电压或电阻异常，可切断瑢脚和⑤脚(接地脚)然后用汇能IC在线维修测试仪内电阻挡测瑢脚与⑤脚之间电阻，测得一个数值后，互换通道再测一次。若集成块正常应测得数值接地时为8.2kΩ，接地时为272kΩ的R内直流等效电阻，否则集成块已损坏。

      在测量中多数引脚，汇能IC在线维修测试仪，当个别引脚R内很大时，换用R×10k挡，这是因为R×1k挡其通道电压只有1.5V，当集成块内部晶体管串联较多时，电表内电压太低，不能供集成块内晶体管进入正常工作状态，数值无法显现或不准确。 总之，在检测时要认真分析，灵活运用各种方法，摸索规律，做到快速、准确找出故障。

电路板维修检测的经验介绍
（一）常见的维修检测方法
常见的电路板维修检测方法有在线测量法、非在线测量法和代换法。
1．非在线测量是指非在线测量在电路板维修未焊入电路时，经过测量其各引脚之间的直流电阻值与已知正常同型号电路板维修各引脚之间的直流电阻值进行对比，以确定其是否正常。
2．在线测量是指在线测量法是利用电压测量法、电阻测量法及电流测量法等，经过在电路上测量电路板维修的各引脚电压值、电阻值和电流值是否正常，来判断该电路板维修是否损坏。
3．代换法是指是用已知完好的同型号、同规格电路板维修来代换被测电路板维修，能够判断出该电路板维修是否损坏。

 4．分隔测试法又称电路分割法，是把电子设备内与故障相关的电路，合理地、一部分一部分地分隔开来，以便明确故障所在的电路范围的一种故障检查方法。该法是经过多次的分隔检查，肯定一部分电路，否定一部分电路，这样一步一步地缩小故障可能发生的所在电路范围，直至找到故障位置。
5．信号注入法：此法是使用外部信号源的不同输出信号作为已知测试信号，并利用被检电子设备的终端指示器表明测试结果。检查时，根据具体要求，选择相应的信号源，获得不同指标的已知信号；由后级向前级检查，即从被检设备的终端指示器的输入端开始注入已知信号，然后依次由后级电路向前级电路推移。在新疆工业电路板维修中把已知的、不同测试信号分别注入至各级电路的输入端，同时观察被检设备终端面指示器的反应是否正常，以此作为确定故障存在的部位和分析故障发生的原因的依据。
6．直觉检查法：这种方法是指在不采用任何仪器设备、不焊动任何电路元器件的情况下，凭人的直觉—视觉、嗅觉、听觉、和触觉来检查待修电路板故障所在的一种方法。直觉检查法是最简单的一种设备故障的方法。该法又能够分为通电检查方法和不通电检查法两种。
7．信号寻迹法：这种方法是使用单一的测试信号，借助测试仪器（如示波器、电子电压表等），由前向后逐级进行检查（寻迹）。该法能深入地定量检查各级电路，能迅速地确定发生故障的部位。
8．交流短路法：又称电容旁路法，是一咱利用适当容量和耐压的电容器，对被检电子设备电路的某一部位进行旁路检查的方法。这是一种比较简便迅速的故障检查方法。交流短路法适用于判断电子设备电路中产生电源干扰和寄生振荡的电路部位。
9．参数测试法：就是运用仪器仪表，（如：汇能IC在线维修测试仪）测试电子设备电路中的电压值、电流值、元件数值 、器件参数等的一种电子设备故障检查方法。一般，在不通电的情况下测量电阻值；在通电的情况下测量电压值、电流值；或拆下元器件测量其相关的参数。
10．波形观察法：这是一种对电子设备的动态测试法。它借助示波器，观察电子设备故障部位或相关部位的波形；并根据测试得到的波形形状、幅度参数、时间参数与电子设备正常波形参数的差异，分析故障原因，采取检修措施。在工控电路板维修中波形观察法是一种十分重要的、能定量的测试检修方法。

（二）常见电路板维修的检测 
1．微处理器电路板维修的检测。微处理器电路板维修的关键测试引脚是VDD电源端、RESET复位端、XIN晶振信号输入端、XOUT晶振信号输出端及其它各线输入、输出端。在路测量这些关键脚对地的电阻值和电压值，看是否与正常值（可从产品电路图或有关维修资料中查出）相同。不同型号微处理器的RESET 复位电压也不相同，有的是低电平复位，即在开机瞬间为低电平，复位后维持高电平；有的是高电平复位，即在开关瞬间为高电平，复位后维持低电平。

2．开关电源电路板维修的检测。开关电源电路板维修的关键脚电压是电源端（VCC）、激励脉冲输出端、电压检测输入端、电流检测输入端。测量各引脚对地的电压值和电阻值，若与正常值相差较大，在其外围元器件正常的情况下，能够确定是该电路板维修已损坏。 内置大功率开关管的厚膜电路板维修，还可经过测量开关管C、B、E极之间的正、反向电阻值，来判断开关管是否正常。
3．音频功放电路板维修的检测。检查音频功放电路板维修时，应先检测其电源端（正电源端和负电源端）、音频输入端、音频输出端及反馈端对地的电压值和电阻值。若测得各引脚的数据值与正常值相差较大，其外围元件与正常，则是该电路板维修内部损坏。对引起无声故障的音频功放电路板维修，测量其电源电压正常时，可用信号干扰法来检查。测量时，万用表应置于R×1档，将红表笔接地，用黑表笔点触音频输入端，正常时扬声器中应有较强的“喀喀”声。
4．伺服放大器电路板维修的检测。用万用表直流电压档，测量运算放大器输出端与负电源端之间的电压值（在静态时电压值较高）。用手持金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端（加入干扰信号），若万用表表针有较大幅度的摆动，则说明该运算放大器完好；若万用表表针不动，则说明运算放大器已损坏。

5．时基电路板维修的检测。时基电路板维修内含数字电路和模拟电路，用万用表很难直接测出其好坏。能够用所示的测试电路来检测时基电路板维修的好坏。测试电路由阻容元件、发光二极管LED、6V 直流电源、电源开关S 和8脚IC插座组成。将时基电路板维修（例如NE555）插信IC插座后，按下电源开关S，若被测时基电路板维修正常，则发光二极管LED将闪烁发光；若LED不亮或一直亮，则说明被测时基电路板维修性能不良。
6．工控电路板维修的分隔检测：在把工控电路板与故障相关的电路，合理地、一部分一部分地分隔开来，以便明确故障所在的电路范围的一种故障检查方法。这样经过多次的分隔检查，肯定一部分电路，否定一部分电路，这样一步一步地缩小故障可能发生的所在电路范围，直至找到故障位置。
7．电位器电路板维修的检测。检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。用万用表的欧姆档测“1”、“2”(或“2”、“3”)两端，将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置，这时电阻值越小越好。再顺时针慢慢旋转轴柄，电阻值应逐渐增大，表头中的指针应平稳移动。当轴柄旋至极端位置“3”时，阻值应接近电位器的标称值。如万用表的指针在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象，说明活动触点有接触不良的故障
8．小森印刷机电路板维修的检测。先使用汇能IC在线电路维修测试仪对板子上的逻辑器件进行功能测试，大部分测试都经过； 其中74LS107、74LS245各1片在板子上测试失败，用电烙铁焊下来在离线适配器上测试，功能测试经过，可能在线受其它关联元件影响了；但性能参数测试中发现74LS245有两个输出脚不经过， 说明该元件负载能力下降了，后更换一片新的换上去；一个PNP三极管在线观察曲线异常， 取下来后离线测试是好的，说明受在线其它元件的影响了；该板子上有两个8155芯片， 摘下来用LSI功能测试经过，VI曲线对比测试也经过； 一个控制显示的IC摘下来后与新买的片子用VI曲线单端口对比测试经过
9．数控机床主板电路板维修的检测。ASA曲线测试是汇能IC在线维修测试仪做的最细致的一个功能，也是用戶用的最多，检测最有效的一个功能。上次有个客户拿来一块数控机床上的主机板， 测试到一个接口集成电路74LS244的18、16脚的曲线感觉不对了与其它输出脚的曲线有很大的差异，从曲线图上看已快接近短路特征了，顺着这两个管脚的板线查下去，这两个管脚也没接其它器件，直接到一个16脚的接口插座上了。不用再多说，故障太明显了。

电路板维修的代换技巧
一、直接代换
直接代换是指用其它IC不经任何改动而直接取代原来的IC，代换后不影响机器的主要性能与指标。
其代换原则是：代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不但指功能相同；还应注意逻辑极性相同，即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。例如：图像中放IC，TA7607 与TA7611，前者为反向高放AGC，后者为正向高放AGC，故不能直接代换。除此之外还有输出不同极性AFT电压，输出不同极性的同步脉冲等IC 都不能直接代换，即使是同一270 _f8公司或厂家的产品，都应注意区分。性能指标是指IC 的主要电参数（或主要特性曲线）、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。
1.同一型号IC的代换
同一型号IC的代换一般是可靠的，安装集成电路时，要注意方向不要搞错，否则，通电时集成电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC，虽型号、功能、特性相同，但引脚排列顺序的方向是有所不同的。例如，双声道功放IC LA4507，其引脚有“正”、“反”之分，其起始脚标注（色点或凹坑）方向不同；没有后缀与后缀为"R"的IC 等,例如 M5115P 与M5115RP.
2.不同型号IC的代换
⑴型号前缀字母相同、数字不同IC的代换。这种代换只要相互间的引脚功能完全相同，其内部电路和电参数稍有差异，也可相互直接代换。如：伴音中放IC LA1363和LA1365，后者比前者在IC第⑤脚内部增加了一个稳压二极管，其它完全一样。
⑵型号前缀字母不同、数字相同IC 的代换。一般情况下，前缀字母是表示生产厂家及电路的类别，前缀字母后面的数字相同，大多数能够直接代换。但也有少数，虽数字相同，但功能却完全不同。例如，HA1364是伴音IC，而uPC1364是色解码IC；4558，8脚的是运算放大器NJM4558,14脚的是CD4558数字电路； 故二者完全不能代换。

⑶型号前缀字母和数字都不同IC的代换。有的厂家引进未封装的IC芯片，然后加工成按本厂命名的产品。还有如为了提高某些参数指标而改进产品。这些产品常见不同型号进行命名或用型号后缀加以区别。例如，AN380 与uPC1380能够直接代换；AN5620、TEA5620、DG5620等能够直接代换。

二、非直接代换
非直接代换是指不能进行直接代换的IC 稍加修改外围电路，改变原引脚的排列或增减个别元件等，使之成为可代换的IC的方法。
代换原则：代换所用的IC可与原来的IC引脚功能不同、外形不同，但功能要相同，特性要相近；代换后不应影响原机性能。
1.不同封装IC的代换
相同类型的IC 芯片，但封装外形不同，代换时只要将新器件的引脚按原器件引脚的形状和排列进行整形。例如，AFT电路CA3064和CA3064E，前者为圆形封装，辐射状引脚；后者为双列直插塑料封装，两者内部特性完全一样，按引脚功能进行连接即可。双列IC AN7114AN7115与LA4100、LA4102封装形式基本相同,引脚和散热片正好都相差180°。前面提到的AN5620带散热片双列直插16脚封装、TEA5620双列直插18脚封装，9、10脚位于集成电路的右边，相当于AN5620的散热片，二者其它脚排列一样，将9、10脚连起来接地即可使用。
2.电路功能相同但个别引脚功能不同IC的代换

代换时可根据各个型号IC的具体参数及说明进行。如电视机中的AGC、视频信号输出有正、负极性的区别，只要在输出端加接倒相器后即可代换。
3.类型相同但引脚功能不同IC的代换
这种代换需要改变外围电路及引脚排列，因而需要一定的理论知识、完整的资料和丰富的实践经验与技巧。
4.有些空脚不应擅自接地
内部等效电路和应用电路中有的引出脚没有标明，遇到空的引出脚时，不应擅自接地，这些引出脚为更替或备用脚，有时也作为内部连接。
5.用分立元件代换IC
有时可用分立元件代换IC 中被损坏的部分，使其恢复功能。代换前应了解该IC 的内部功能原理、每个引出脚的正常电压、波形图及与外围元件组成电路的工作原理。同时还应考虑：
⑴信号能否从IC中取出接至外围电路的输入端：
⑵经外围电路处理后的信号，能否连接到集成电路内部的下一级去进行再处理（连接时的信号匹配应不影响其主要参数和性能）。如中放IC损坏，从典型应用电路和内部电路看，由伴音中放、鉴频以及音频放大级成，可用信号注入法找出损坏部分，若是音频放大部分损坏，则可用分立元件代替。
6.组合代换
组合代换就是把同一型号的多块IC内部未受损的电路部分，重新组合成一块完整的IC，用以代替功能不良的IC的方法。对买不到原配IC的情况下是十分适用的。但要求所利用IC内部完好的电路一定要有接口引出脚。
注：非直接代换关键是要查清楚互相代换的两种IC 的基本电参数、内部等效电路、各引脚的功能、IC 与外部元件之间连接关系的资料。
实际操作时予以注意：
⑴集成电路引脚的编号顺序，切勿接错；
⑵为适应代换后的IC的特点，与其相连的外围电路的元件要作相应的改变；
⑶电源电压要与代换后的IC相符，如果原电路中电源电压高，应设法降压；电压低，要看代换IC能否工作。
⑷代换以后要测量IC的静态工作电流，如电流远大于正常值，则说明电路可能产生自激，这时须进行去耦、调整。若增益与原来有所差别，可调整反馈电阻阻值；
⑸代换后IC的输入、输出阻抗要与原电路相匹配；检查其驱动能力。
⑹在改动时要充分利用原电路板上的脚孔和引线,外接引线要求整齐，避免前后交叉，以便检查和防止电路自激，特别是防止高频自激;
(7)在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表，降压电阻阻值由大到小观察集成电路总电流的变化是否正常。