数字电路板自动测试与故障诊断技术的研究

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1、数字电路板自动测试与故障诊断技术的研究牛档搜文挡找老牛摘要:P］中国航天科工集团公司二院二十三所有关内部技术资料.1/O设备标准接口图1测试平台框图测试数字1/06x16时序控制B附加模块关闭N项条件，N+1项准备测试，故障…关键词：航天，标准类别：运输数字电路板自动测试与故障诊断技术的研究李更祥（中国航天科工集团公司二院23所，北京100854）摘要：本文介绍了数字电路板的A动测试与故障诊断需求，故障类型与产生的原因，故障诊断技术与设备简介，內动测试与故障诊断平台的设计，开没数字也路板的闩动测试与故障诊断租序的主要步骤。关键词：数字电路：I

2、■诊断；自动测试；VXI总线1引言现代半导体集成电路的高速发展，同时也推动了电子应用技术的高速发展，数字电路板采用多种专用电子器件设计，其电路结构复杂、功能强大，电路板尺、r小、器件密度高、时钟和数传速度快等特点：这些特点使电子设备越来越复杂，增大了数字电路板的自动测试与故障诊断难度。武器装备的电子设备必须进行维修，维修的关键一步是对电子设备的电路板进行自动测试与故障诊断，并.目.要求故障隔离到元器件才能剪见电路板的修复。传统的仪器与仪表设备及测试手段与力‘法己不能满足现代数字电路板的自动测试与故障诊断，适应现代数字电路板的故障检测设备必须采

3、用先进的自动测试与故障诊断设备和技术，这种设备就是自动测试设备（ATE/ATS），它是以计算机软、硬件技术力核心，通过总线控制仪器的激励与控制，实时、快速、精确地采集和处理数据信息，实现数字电路板的故障隔离到元器件。2测试与故障诊断需求针对XX型号维修工程任务；要，以该型号数字电路板的设计特点与技术状态为背景资料，提出研制自动测试与故障诊断系统（简称系统），该系统是对XX型号的电子设备（简称某设备）的基层级送来修理的电子外场可更换单元（LRU）进行维修的技术保障性设备，LRU主要是数字电路印制板（以下统称PCB）。系统的主要任务是完成对某型号

4、电子设备的PCB进行自动测试、故障检测和分析、故障隔离到元器件，为维修PCB提供故障元器件的具体部位。该型号电子设备的PCB不仅数量和种类多而且电路结构和机械结构相当复杂，PCB尺、?及印制线路层多样化，PCB所采川的元器件包含了小、巾、大、超大规模的各式各样的集成电路芯片，集成电路的外型尺、?和引线结构也具有多种标准和非标准。这种没有经过技术规范的测试性设计的PCB,给自动测试与故障诊断工作带來了极大的W难。2.1维修测试a.对送修的PCB测试，确认是否有故障；b.检测故障的PCB，故障隔离到元器件；c.对己修复的PCB测试，确认是否己修复

5、；a.对PCB预防性维修的技术参数测试；b.对正常工作的PCB测试，提取样本数据。2.2其它目的测试a.用丁•拉偏PCB的工作电源或某些技术参数，测定PCB稳定工作范围；b.用于PCB设计验证和调试的测试；c.用于PCB生产检验的测试。2.3技术指标要求a.故障检测率：不小于98%;b.故障隔离深度：元器件或组件；c.故障隔离率：不小于95%;d.虚警率：小于或等于2%;e.自动测试与故障诊断一个单元电路（对单元电路完成一次激励与响应及分析时间）平均时间:小于lmin；f.定位到元器件或模块的平均时间：小于20min。3数字电路故障类型与产生

6、的原因3.1数字电路板的故障类型a.故障类型：故障类型分内部故障和外部故障两种类型，内部故障是指发生在集成电路器件内部的故障，夕卜部故障是指发生在电路器件连线之间的外部故障：b.逻辑故障：电路中某节点的逻辑值与规定的逻辑值相反，该故障为逻辑故障；c.非逻辑故障：除逻辑故障以外的所有故障都是非逻辑故障；d.局部故障与分布故障：故障对电路的影响范围的大小可分为局部故障和分布故障；e.永久性故障和暂时性故障：按故障存在的持续时间來划分，该故障分为永久性故障和暂时性故障，暂时性故障可重复测试性能差，电路工作不稳定，检测故障较困难；f.固定故障：电路中

7、某节点的逻辑电平始终保持为固定电平，该故障为固定故障；g.固定开路故障：电路中某输出端点始终保持高附状态，该故障为固定开路故障；h.桥接故障：桥接故障是由于某种外部原因造成的故障，在电路中两根或多根信号线无意巾搭接在一起所形成的短路故障；i.集成电路的软故障：由于芯片的半导体质量、时钟速度、驱动能力、抗干扰能力、热稳定性能、匹配能力等技术参数变坏造成的故障，该故障主要体现在电路工作不稳定，时好时坏，通过改变PCB的工作电源或工作环境温度进行检查，一般可以确定故障发生的部位；j.集成电路的内部故障：由于外部电路或外界环境因素道成的电路芯八内部的

8、击穿、T/O引线的开路或短路等永久性故障，该故障一般发生在集成电路的I/O端口。3.2引起数字电路故障的原因a.由设计质量因素引起的故障。如电源滤波、布线、时钊1速