一个不言而喻的问题

其他一些通常不在数据手册中提及的问题是代模摆幅问题。不然集成电路测试仪一个好而旧的LM311将是一个非常好的比较器。只不过当共模摆幅问题出现的时候,会使人有些迷惑。但是基本来说,所有的比较器都有这个问题。如果一个输入突然摆幅超过了其他输入的水平,你将会感到非常惊讶,比较器输出之前的额外延迟会改变状态。这个延迟的出现是因为比较器内部节点相对其输出响应不能摆动得足够快。比如,10V的阶跃与100mV的阶跃相比可以增加额外的100ns延迟。如果两个输入都在一起摆动,那么即便差分输入没有交叉点,输出也可以产生出不确定的毛刺或者误差脉冲。如果你的电路中有这类比较器,并且你不能忍受这样的毛刺的话,就要特别注意。

想一下集成电路测试仪,我偶尔听到一些工程师抱怨:“我用了这个比较器好几年了,没出过任何问题,但是突然它就不能正常工作了,这是为什么?”当我们调查时,我们发现比较器已经工作在非常接近于“典型”共模范围的边沿,超过了可以保证的数值。尽管这些工程师几年来都侥幸避免了达到极限,但最近一批比较器给他们带来了麻烦。我的一些好朋友指望我来让他们的器件符合要求,但是我总是很遗憾地告诉他们,他们只能依赖可以确保的指标。

如果你需要三个运算放大器和一个比较器,你能就用一个LM324吗?当然,运算放大器不需要像比较器那样差,但是他们确实很慢,而且LM324是其中最慢的。不仅它的摆率很慢,而且如果你的电压只要比Vos大5mV,那么输出将会只能在0.01V/us工作,甚至不如它规定的摆率高。一个LF351或者是四分之一个LF347的响应将会快一些。所以如果你想把一个运算放大器作为比较器用,最好只需要一个慢速的比较器(但是,要注意一个LM358加一个LM392将有效地提供LM324的四分之三加LM339的四分之一,而且两个8脚的mini-DIP封装将只比一个14脚的DIP多点4%的面积)。

但是电路板故障检测仪,即使如此,某些人也用运算放大器作为低速高精度比较器。尽管运算放大器通常并不具备比较器的物性,但你可以成功地搭建出这样的电路。比如,LM709减少一个补偿电容可以变成一个非常有竞争力的,非常快的比较器。但是请不要将输入过驱动和损坏。

相反地电路板故障检测仪,我偶尔会被问到,“我能在LM339上放置一些阻尼电容,从而将其作为单位增益限随器使用吗?”通常的答案是不行!因为LM339的相位延迟是非常奇怪的,所以不受任何可能的补偿方案的控制。但是,我用更低速的LP339和LP365做成了低速反相器或低速限随器。

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最坏的情况是什么

我曾经设计过一个电路来驱动一个2000ft RG174U电缆远端的200Ω的负载(相当小的负载)。这就需要我在同轴电缆的近端通过低阻抗的方波来对电路进行测试。我要求写指标的工程师说明书我们的测试要使用一个39Ω的源阻抗以避免噪声以及沿着无端电缆的反射。他告诉我这个高阻抗是没必要的,他已经测试过最差的情况,没有使用任何电缆以及使用2000ft电缆。我问他有没有试过250ft的电缆,他居然说,“为什么?我没有。”我建议他试一下集成电路测试仪

不久,他便给我回复并同意说如果在源极没有一个虚拟电阻,250ft的电缆中的反射是不能忍受的,而他曾经错误地假定最坏的情况发生在电缆最长的时候。不错,在使用很长的有衰减性的RG174U电缆时衰减特性是最差的。但正是由于这种衰减使得啸叫和反射变得不是很突出了,而当用250ft的电缆时,另一个他没注意到的最坏情况发生了。

因此,请注意你在什么地方寻找最坏情况。一个运算放大器的最差性能可能出现某个输出电压而不是最大的正摆幅或负摆幅,更不是在零电压或零电流处。而一个稳压器的最差情况也可能会出现在电流不是满负荷时。当稳压器的电源是阻性的时候,在3/4电流负荷处的能量损耗有可能会比满负荷电流时更高集成电路测试仪

有一次我处理一个在-55摄氏度、常温和125摄氏度时都工作良好的稳压器,但是在其中的一些温度段出现了问题,这样的问题是很烦人的。因为有些工程师在最高和最低温度对稳压器进行了测试并且没有问题,而我还不得不很努力地去证明给他们看确实是有问题的。我得亲自并向他们演示问题所在。就像以前看过的无声卡电影是“三个人走出来,一个老人,一个年轻人,还有一个中年人,海报说这个中年人却一直皱着眉。就连无声卡通都体现出坏消息并不总是出现在最先预料的地方,那么别的更是如此了电路板故障检测仪”。

这个故事也让我想起一个老板曾问过我新设计的稳压器是否真经过了短路测试,我告诉他,是的,我已经使用各脉冲经过几天几个星期的测试仪。他便狞笑到一个工具箱里拿出一把锉刀,并用这把锉刀在稳压器的输出和地乱锉。试啊!然后他才向我解释,这种用锉刀进行的随机的重复性的动作可以进行电流负载和温度压力的极限测试。有很多方法可以显示一个设计是如何经受得住各种最坏情况的测试。各个行业也都有其自己的测试方法,而且它们中的大多数都与电脑无关电路板故障检测仪

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无极性的电容可能是负担

你可以买到铝或钽制造的无极性电解电容器。集成电路测试仪它们比普通的极性电容器更大,并且更贵,所以极少采用。但是,你是否曾见过最近推向市场的三引线电解电容器?中间的引线是正极,其他引线是负荷。该配置不仅提供更低的电感,而且允许你以两种方式将该器件插到电路板上——并且两种方式对没有哪种是错的。

钽电容器具有许多与铝电解电容器相似的特性能;并且,你额外多花些钱,可以获得更低的泄漏电流和更低的串联电阻成分。设计师们经常尝试用钽电容和高值电阻来对电路进行微调。集成电路测试仪但当他们尝试购买钽电容,其足够低的泄漏电流每次能使电路正常工作时,他们会生气地发现没有人对销售这类器件感兴趣。当然,如果你是钽电容的生产商而且有人要求你测量泄漏电流时,你也会拒绝他,因为测试起来太难了。尽管这些泄漏电流一般都很低,但没有人愿意在生产中测量它,更不会在器件使用期内对其提供保证。

缠绕膜和叠层膜的电容器覆盖范围很广,电路板故障检测仪从小的信号耦合电容器到大的高功率滤波器。不同的电介质是其最关注的要素。通常,设计师安装聚酯电容器,并且想知道为什么电路温度上升,电路中的某些东西就漂移了2%或3%。漂移的东西可能就是聚酯电容;它的600ppm/℃~900ppm/℃的TC是金属膜电阻的10倍。

如果你放弃聚酯电容而转向聚苯乙烯、聚丙烯、特氟隆,TC变得更好,大约为-120ppm/℃。聚苯乙烯、聚丙烯有更低的泄漏电流和更好的电介质绝缘性——几乎和性能最好的特氟隆一样好。但是特氟隆比其他类型的贵很多,而且封装尺寸也更大。使用聚苯乙烯时应小心,它的最高温度是+85℃,所以电路板故障检测仪你可能在常规的波峰焊过程序中损坏它,除非你采取特殊的预防措施来避免电容过热。聚碳酸酯、聚砜树脂、聚亚苯基有+100ppm/℃良好的TC性能,它们的名字听起来似乎很不错,但实际上,它们的吸收很差。玻璃和陶瓷听起来像是有很好性能并且有出色电介质吸收的电介质。但它们并不是,根本就不好。多年以前,缠绕膜电容器是用油纸制成的,但是除非你使用很古老的收音机,否则你将看不到它们。它们的质量很差,只适合于低保真度收音机下的音频耦合。

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测量快速比较器的失调电压

测量快速比较器的集成电路测试仪失调电压并不是一件很容易的事,但却是完全有可能的,只要你努力想想问题的各方面。当输入电压接近零时,快速比较器都有振荡的趋势。这个困境的解决方法是强迫比较器在你定义的频率时振荡。基本的运算放大器构成的振荡器就可以强迫振荡,但这并不是一个精确的电路,因为输出放大器没有定义好。

实际上,集成电路测试仪快速比较器并没有很大的输出摆幅或者对称的摆幅,ECL的输出只是一个小输出,所以我们从LM311中增加一些增益并且使用MM74C04的一部分来提供一个对称输出。电路在正输入DUT端有波动,波形在比较器的负输入端被强迫向下跳变并且有四个在之间。在需要的时候负输出端电压的平均值等于。

如果LM311在某个方向有个不好的延迟,并且在其他方向有个更不好的延迟则这个电路的失调电压并不是真实的,如果我们不包括一些快速的AC耦合迟滞,网络中这种情况就会发生。只要它的输入超过了阈值及其快速输出响应,就无需等待更慢的LM311的响应,这强迫DUT转身并且结合其他的方法。这个AC耦合迟滞无效了,并且对电路板故障检测仪振荡器的精度也没有影响。

电路是非常相似的,但适用于有一个ECL输出的比较器。LM311的阈值已经被改变了,AC迟滞的数量通过改变阻抗来维持。振荡发生在0.4MHz的频率上。尽管使用了快捷电路和一个完备的版图,但电路板故障检测仪没有发现杂散振荡.

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非正常共模

一个误解的例子是共模错误。集成电路测试仪我们常常谈到一个运算放大器具有100dB的共模抑制比(CMRR)。这个数字意味着共模误差准确地等于1/100000,并且具有10uV/V的良好线性吗?当然,这种性能是存在的,但是不太可能出现。失调电压作为共模电压的函数是非线性的,这是非常可能的。在某些区域中,的斜率远比1/100000要好,但是在另外一些区域中,它却要更差集成电路测试仪

当人们说,“运算放大器有共模增益和差模增益,而共模抑抽比是两者之比”时,这其实是错的电路板故障检测仪。这种观点是愚蠢的;用一个数字来代表运算放大器的差模增益或共模增益,本身就不合理。对任何一款现代的运算放大器,这两种增益都无法以任何的精度和可重复性被观察和测量。应当避免尝试去测量“零共模增益”进而计算出无穷大的共模抑制比这样荒唐事情的出现。电路板故障检测仪你可以通过测量共模电压随着失调电压的变化而变化的函数关系得到更为有意义的结果。测量共模电压随失调电压的变化关系(即共模抑制比)有什么好的方法吗?我知道一种非常好的测试电路。

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PCB和连接器,继电器以及开关

集成电路测试仪除了你所选的器件之外,你用以组装电路的材料也会对电路的性能产生影响。这一章涵盖了你所需要了解的由PCB,焊料、连接器、导线和电缆所造成的偶发问题的解决方法。同时还讨论了PCB的版图,一个糟糕的版图可能引发比偶发问题更多的问题。它可能完全决定电路工作的好坏。

到目前为止,我们所讨论的故障诊断主题看起来都是显而易见的。但是,通常集成电路测试仪这些明显的问题,工程师们却常常忽略,而正是这些信息使得故障诊断变得更加容易。所以,不要忽略明显的问题。不要主观地认为电路板的材料和版图没问题或者连接线的特性都一样;当最后检查它们时,你会发现问题都是由PCB、连接器、导线和电缆所造成的。

首先,术语“印制电路笨瓜 ”的使用就属于用词不当,现在,几乎每一块板子都是刻蚀电路板。但我将继续使用缩写的PCB进行表示,因为这是一个电路板故障检测仪习惯术语。涉及PCB时,你可能碰到6个基本故障问题电路板故障检测仪

1.板子是由错误的材料制成的。

2.供应商的板子质量太差以至于板子上有开路或短路,更有甚者,在覆铜的通孔内也会出现导通。

3.由于处理不当,金属箔片开始脱落。

4.你是如此关心成本以至于忽略了指定焊接掩膜层;你最终得到的是充满短路的板子。

5.板子的表面露电或被污染。

6.电路板图中出现信号泄漏和串扰,或者受控阻抗线出现干扰,因此导致反射和振荡。

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从拉伸和拧曲中学到的

还有许多种情形会把问题搞糟,但我们都尝试着反复对器件进行拉、拧、拔来学习,这比纯大脑处理要学到的多。曾经集成电路测试仪有一个技师认为DIP插座不应该彼此定位焊来固定,而应该用粘合剂。这种技术在一段时间内表现得不错,但偶尔插座也会在一个引脚或另一个引脚上出现开路。为了解决这个问题,我们使用一种古老的技术;跟踪电路进入IC中,它表现得不错,但当我们跟踪输出IC的信号时,什么时候也没有。然后,我们跟踪在DIP引脚上的信号时,引脚信号和插座处的信号根本不一样。我最后终天发现是胶水进入了插座内部的空洞处,并阻碍了IC引脚正确地发挥连接作用。

我们在这个项目中禁用了胶水,然后问题就解决了。集成电路测试仪此外,不论是那段时间之前还是之后,我们都发现插座仅仅只是无法成功地连接到IC引脚本上。只需要查实际上没有正确的地连接,但是,更多的时候是引脚只是简单地被弯曲在封装下。

插座可能还会有另一类问题,就像我的一位老朋友所说的那样。他尝试对一块很基本的放大电路进行故障诊断,但其波形没有意义。过了一会儿,他把电路板反过来发现他忘记将放大器插进插座了。集成电路测试仪这个例子让我们想起McKenna定律“如果你不盯着它看你就发现不了它。”当我们发现忘记插入电源线或连接某些东西时会说起这条定律。故障诊断的重要一点就是当我们粗心的时候会发现我们都在McKenna定律的支配下。

连接器和插座经常表现得是优点多于缺点。它们允许你检查电路板故障检测仪可选项和看上去可笑而荒谬的性能仿真。曾经有一个朋友正苦闷地进行激烈而无情的战斗,要对一个快速A/D转换器进行故障诊断。他已经实验了很多次,但速度问题一直让他无法理解。他问我他是否应该对一个关键高速器件增加插座再进行实验。刚开始,我反对。但是,在我思考并发现插座只增加1pF电容之后,我说:“好的,这样不会有太多坏处电路板故障检测仪。”

增加插座使我们发现了速度问题和该器件是密切相关的,并且问题很快得到解决。插座可能引起极大的杂散,实际上并没有什么坏处,但是方便了真正的故障诊断过程。如果你确实无法达到一个令人非常鼓舞的方向,但至少应有一个初步的意见来告诉你的技师去安装一个插座,这也许是你一整天所能想到的最好办法了。插座也许会引起很小的坏处并且导致许多实验,这些实验也许会给你一些重要的线索来帮你找到真正的错误所在电路板故障检测仪.

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当计算机代替了故障诊断员时应当小心

现在,集成电路测试仪让我们想想都有什么东西需要进行故障诊断?电路?电视机?汽车?人?显然医生需要做大量的诊断工作——听病人报告症状,然后努力找出治疗方案。什么是人的天性?就是让计算机把这些事情都做了!毕竟,计算机能够很好地聆听抱怨,听病人述说症状,提出聪明的问题,并做出聪明的诊断。这样的计算机系统称为“专家系统”人工智能的一部分。但是,我仍然倾向于真正的智能。虽然人们依靠人工智能可以解决某类问题,但是永远也不能确定它们能否兼容各种各样的“人为的愚蠢行为”以及“真正的愚蠢行为”集成电路测试仪

我不想证明计算机对于这项工作不算“天生的”经济上它可能很划算,并且不可能漫不经心。但是,我一定会很不安,因为如果计算机把这些例行的事情都做了,很快就没人去思考了,一旦计算机停止工作或者认为太难那就麻烦了。我希望这个社会不会让计算机导致那些聪明的故障诊断员失业,不管诊断对象是电路还是人。

Nicholas Lembo博士和我有同样的担心,他是一位研究医生如何做诊断的作者,文章发表在New England Journal of Medicine.他最近告诉The Los Angeles Times,“电路板故障检测仪随着这些新技术的出现,医生不再那么感兴趣了,因为他们可以开一个300~400美元的检验单让仪器告诉他们检验结果,其实那些结果他们只要耐心听一听就能知道。”随同这篇研究报告刊出的社论悲观地评价说,“目前这种趋势……可能很快就会给我们培养一批新生代的年轻医生,他们对自己临床诊断能力毫无自信。”诊断仍然是一门艺术,鼓励那些艺术家们是非常重要的电路板故障检测仪

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温度系数要适合应用

集成电路测试仪扩散电阻一般用于集成电路(IC)中,具有某些奇怪的特性。它们的温度系数高大约+1600ppm/℃并且包含一个非线性项或者平方项。因此,在高温时阻抗快速上升,而低温时阻抗则降低。这些电阻中的一个次要细节非常有用:它们以接近±1ppm/℃的速率依轨迹运动。由于在单片集成电路中匹配这些电阻装置或电阻对非常便宜,所以在IC设计中应用很流行。不过,如果不设计IC,可能不会经常遇到扩散电阻。

很多集成电路测试仪,例如D/A转换器和电压参考,由片上薄膜电阻制成。和大多数其他类型的电阻相比,这些电阻的温度系数稍低,为50ppm/℃~350ppm/℃,并且有相近的精度比,较好的长期稳定性、较好的温度系数轨迹以及较低的“电压系数”非线性。最后一项是指当电阻上通过大的电压降时所发生的欧姆定律中的非线性,该现象在任何高密度的大值电阻和小值电阻中都很普遍。

因此,集成电路测试仪当驱动一个D/A转换器的参考输入时,应该注意到在整个温度范围内,只会偏移1%~3%。但是,这仍然可能是一个宽泛的容差范围,因为在IC生产中,在“方块电阻”或电阻系数上保持较小的容差并不容易。

除温度系数外,你可能也会关注电阻的寄生电容。最近,我正常尝试构造低寄生电容的高阻探头。我想将一些2.5兆欧的电阻串联得到10兆欧.用我们实验室的阻抗电桥测量了一些电阻的寄生电容。单个的Allen-Bradley碳质电阻具有0.3pF的电容,因此四个串联电阻的有效电容会降到将近0.08pF这并不坏。电路板故障检测仪然后我测试了一个Beyschlag碳膜电阻,它的电容稍低,为0.26pF。

电路板故障检测仪说某些电阻类型的寄生电容一般比其他类型小,是不恰当的。然而,重点是,如果你需要低寄生电容的电阻,就可以将低阻值的电阻串联系人而且如果评估一下几个不同厂商的电阻,就电路板故障检测仪可能会有惊喜的发现.

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电池

无标题文档集成电路测试仪最后来谈谈电池的问题。电池和二极管的唯一相似处在于它们都是二端口元件。电池是一种复杂的电气化学系统,大量的文献描写了每类电池的特性。这里我不能全面而且公正地介绍,但是我可以大概描述给它们进行故障诊断的基础。

首先,参考生产商的数据手册了解在怎么样的负载和充电周期下能够获得最优的电池寿命。集成电路测试仪用恒定电流而不是恒定电压给镍镉型电池充电,而且当它快充满时注意它的温度不要过高。过热是电池也是半导体器件的大敌。当将电池用于长放电周期时,一定要参考数据手册或者生产商的说明书和使用手册。有些权威人士建议偶尔完全放电一次;另外一些则说当电池完全放电时,电池中的一部分单元比其他的单元先放电干净,然后会反向充电,这对电池很不好。我也说不准谁的说法对。

有时候镍镉电池会短路。如果这在低电荷状态下发生,电池会保持短路直到用高电流脉冲刺激它。我发现给一个470uF电容充电到12V电池能够很好地使电路短路。如果470uF的电容做不到可以换3800uF的电容。

给一个铅酸型电池充电时,以每个单元2.33V的浮动电压充电。电路板故障检测仪温度上升之后,以大约6mV/℃的速率减小此浮动电压;此外还要参考生产商的建议。当一个铅酸型电池大放电时,应该立即充电否则其寿命会由于硫酸盐化作用而大大缩短。

从铅酸型电池中得到过量的电流时一定要小心情电流极大的电池有可能会过热或爆炸。电路板故障检测仪给它们充电时要小心,注意氢气或才其他气体的积聚有可能会爆炸。
此外,在适当的场所处理废弃的电池。打电话向当地的固体废弃物处理处咨询处处理电池的时间和地点。有可能一部分可以循环使用。

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