JC-3196測試系統(tǒng)檢修分析

姚 銳，周 淳

（中國電子科技集團第五十八研究所，江蘇 無錫 214035）

1 引言

了解設(shè)備的硬件組成及各個部分的工作原理，是對其設(shè)備進行檢修的前提。因此本文首先從JC-3196 測試系統(tǒng)的組成及工作原理進行介紹。其次再介紹一些維修過程中的注意事項：即首先要注意用電安全，特別是一個人維修設(shè)備的時候。其次就是要做好維修時的防靜電工作，這一點非常重要，如果防靜電工作沒有做或沒有做到位，在維修過程中就會因為靜電的原因打壞電路，進一步加大維修的難度。最后再分析一些故障的檢修方法。希望通過筆者的介紹能夠給讀者帶來維修上的幫助。

2 JC-3196測試系統(tǒng)的硬件組成

JC-3196 模擬集成電路測試系統(tǒng)由：程控電壓源（DPS）、電壓電流源（VIS）、精密測量單元（PMU）、偏置電壓源（VS）、音頻電壓源（AS）、音頻電壓表（AV M）、數(shù)字電壓表（DV M）、時間測量單元（TIMER）、系統(tǒng)總線控制板（BUS）、計算機接口卡（PCI）等部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 各部分源的主要功能及工作方式

3.1 DPS（器件電壓源）

3.1.1 主要功能

（1）在測試過程中根據(jù)施加條件為被測器件提供兩路器件電源，其中一路電壓施加范圍：0V~50V，另有一路電壓施加范圍：-50V~0V。

（2）測量器件電源的工作電流，測量值最大為5A。

（3）器件電源板分別由DPSP和DPSN兩路器件電源組成，它的主要組成部分：譯碼控制單元、邏輯控制單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電壓和功率放大器、電流箝位控制器、電流采樣單元、差分放大器、繼電器控制單元。

3.1.2 工作方式

（1）加壓（FV）方式；

（2）加流（FI）方式。

圖2為3196測試系統(tǒng)的DPS 板邏輯框圖。

3.2 PMU（精密測量單元）

3.2.1 主要功能

PMU板包括總線的緩沖器、讀寫譯碼器、工作方式控制、繼電器驅(qū)動電路、驅(qū)動電壓電流值寄存器及數(shù)模轉(zhuǎn)換器、箝位值寄存器及數(shù)模轉(zhuǎn)換器、輸出驅(qū)動器、反饋放大器、多路選擇器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等部分電路。

3.2.2 工作方式

（1）加壓測流（FVMI）方式；

（2）加流測壓（FIMV）方式；

（3）直接測量（DVM）方式。

3.2.3 3196測試系統(tǒng)的PMU邏輯框

3.3 AS（音頻電壓源）

音頻電壓源主要包括幅度控制電路、圖形存儲電路、時鐘控制電路、波形合成電路及輸出驅(qū)動電路。

3.4 VIS（電壓電流源）

3.4.1 主要功能

（1）VIS源可以驅(qū)動、測量電壓或電流。

（2）VIS板包括：總線緩沖器、讀寫譯碼器、工作方式控制、繼電器控制電路、驅(qū)動電壓電流值寄存器及數(shù)模轉(zhuǎn)換器、箝位值寄存器及數(shù)模轉(zhuǎn)換器、輸出驅(qū)動、反饋放大器等。

3.4.2 工作方式

（1）加壓測流（FVMI）方式

在FVMI方式中，驅(qū)動電壓值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供給輸出驅(qū)動器，輸出電流由采樣電阻采樣，通過差分放大器轉(zhuǎn)換成電壓值，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器回讀電流值。箝位值可根據(jù)負(fù)載設(shè)置，箝位電路起著限流保護作用。

（2）加流測壓（FIMV）方式

在FIMV方式中，驅(qū)動電流值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供給輸出驅(qū)動器，電壓由模數(shù)轉(zhuǎn)換器回讀。箝位值可根據(jù)負(fù)載設(shè)置，箝位電路起著限流保護作用。

4 故障分析

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，首先要根據(jù)故障的現(xiàn)象，初步判斷故障點，然后再一步一步地進行分析找出故障源，最后對其進行修復(fù)。要想找出故障并解決故障，就必須了解集成電路的工作情況，即了解集成電路的功能以及集成電路在此PCB板上的前后聯(lián)系。

了解集成電路的工作情況，首先要找出集成電路的信號輸入引腳和輸出引腳以及相對應(yīng)的電源引腳和接地引腳。

集成電路的電源引腳是用來將整流濾波電路輸出的直流工作電壓加到集成電路的內(nèi)部電路中，為集成電路的內(nèi)電路提供直流電源。而接地引腳是用來將集成電路內(nèi)電路中的地線與整機線路中的地線接通，使集成電路內(nèi)電路的電流形成回路。所以電源引腳和接地引腳是集成電路正常工作最基本和最重要的兩根引腳。

信號輸入引腳是與前面一級的電路輸出引腳相連的，或是與整機電路的信號源相連，這樣如果了解了集成電路的信號輸入引腳，就可以從后級向前一級方向進行分析。而在集成電路的許多故障檢修中，例如加不出電壓、加不出電流等故障，只有確定了集成電路的信號輸出引腳，才能進行下一步的檢修，所以在集成電路中找出信號輸入、輸出引腳是相當(dāng)重要的。

4.1 DPS板故障分析邏輯

4.2 幾種常見故障的分析

4.2.1 故障現(xiàn)象（一）

故障現(xiàn)象：用自檢板對測試系統(tǒng)進行自檢時，顯示DPS（程控電壓源）加壓失效，即測試時加不上電，如ICC、IDD測試項失效等。

故障分析：導(dǎo)致這類現(xiàn)象的出現(xiàn)，初步判斷應(yīng)該是DPS 源的故障，因為此類現(xiàn)象跟DPS源有著最直接的關(guān)系。但以上只是初步分析，為了能夠進一步確定是否是DPS源故障，只需用一種最簡單的方法（替換法），找一塊好的DPS 源，將其安裝在此測試系統(tǒng)上進行加電自檢，若自檢通過則確定是DPS源故障，否則不是DPS源故障。導(dǎo)致這類現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能還有：

（1）PMU故障，通過圖3的PMU邏輯框圖可以看出，PMU源板上有一個多路選擇器，所有源的測量都要經(jīng)過多路選擇器，然后再進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。所以一旦PMU的信息源出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致所有源的故障。

（2）控制位故障，一旦控制位失效將導(dǎo)致驅(qū)動器無法驅(qū)動DPS板，從而導(dǎo)致DPS源失效。

（3）計算機接口卡故障，通過圖1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可以看出，接口卡連接著主控機和測試系統(tǒng)，所以一旦接口卡出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個測試系統(tǒng)無法正常工作。

4.2.2 故障現(xiàn)象（二）

故障現(xiàn)象：DPS源、VIS源加電正常，但是測流出錯。

故障分析：這類現(xiàn)象的出現(xiàn)，基本可確定是此源板上的采樣電阻故障，或是采樣電阻后面的繼電器控制單元故障。因為DPS源和VIS源的輸出電流由采樣電阻采樣，通過差分放大器轉(zhuǎn)換成電壓值，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器回讀電流值。

4.2.3 故障現(xiàn)象（三）

故障現(xiàn)象：DPS源正電或負(fù)電有一路加不出來。

故障分析：這種現(xiàn)象表明是DPS板的故障。DPS源分兩路：一路正電范圍在0V~50V，一路是負(fù)電范圍在-50V~0V。對DPS板分析如下：首先確定不是DPS板上邏輯控制單元的故障，如果邏輯控制單元出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個DPS板無法正常工作，因此確定不是邏輯控制單元的故障。對測試系統(tǒng)進行加點（若正電加不出），給系統(tǒng)施加+5V，先看DAC4815的參考點是否有+5V加出來，若沒有說明是DGA4815故障，若有則繼續(xù)往下查找。再看看下面的電壓及功率放大器部分，若沒有+5V電出來說明可能是上面的模擬開關(guān)DG303 故障，這時只需將DG303進行短接，看看是否正常。若現(xiàn)象依舊一樣，說明不是DG303故障。再檢查下面的箝位部分，若箝位和功率放大器都正常，那肯定是用于差分輸出的運放電路0PA445A 故障。

4.2.4 故障現(xiàn)象（四）

故障現(xiàn)象 ：AVM測量出錯。

造成此類故障的原因有：

（1）AVM 源本身故障。

（2）AS 源故障，因為AVM（音頻表）用于測量音頻（AS）電壓源給出的信號，所以一旦AS源給出信號出錯，將會導(dǎo)致AVM測量出錯。

4.2.5 故障現(xiàn)象（五）

故障現(xiàn)象：AS源的信號加不出來。

造成此類故障的原因有：

（1）AS源本身故障。

（2）TIMER（時鐘控制單元），從圖4可以看出AS源受到時鐘的控制，所以一旦時鐘出現(xiàn)故障，就會導(dǎo)致AS源的信號加不出來。

4.2.6 故障現(xiàn)象（六）

故障現(xiàn)象：檢查測試系統(tǒng)所有源全部失效。

造成此類故障的原因有：

（1）計算機接口卡、BUT（系統(tǒng)總線控制板）故障，因為一旦計算機接口卡或BUT出現(xiàn)故障，主控計算機將和測試系統(tǒng)之間將無法正常通訊。

（2）系統(tǒng)控制位故障。測試系統(tǒng)的控制位一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個測試系統(tǒng)無法正常工作。

（3）測試頭故障。因為測試頭是系統(tǒng)與外界連接的轉(zhuǎn)接點，所以一旦測試頭出現(xiàn)故障，測試系統(tǒng)將與外界無法正常通訊。

（4）測試系統(tǒng)的電源故障。

4.2.7 故障現(xiàn)象（七）

故障現(xiàn)象：HANDLER、PROBER沒有收到測試信號。

故障分析見圖5，從圖中可以看出如果是測試系統(tǒng)收到START信號，但沒有給出BIN、EOT信號，這說明是測試系統(tǒng)的故障。測試系統(tǒng)出現(xiàn)這種故障可能有兩種情況：

（1）BUT（系統(tǒng)總線控制板）故障；

（2）計算機接口卡故障。

5 維修的注意事項

（1）首先要做好防靜電工作，如穿戴好防靜電工作服和鞋，佩戴好防靜電腕帶，維修的工作臺也要做好防靜電處理，如加防靜電臺面。

（2）注意用電安全。

6 結(jié)束語

隨著電子產(chǎn)品的不斷更新，對維修的要求也在不斷升級，因此要想在維修方面有所提高，就必須不斷進行學(xué)習(xí)，只有這樣才能跟上時代的步伐。僅憑理論還不夠，還要不斷的進行實踐外加不斷的經(jīng)驗總結(jié)，才能更加深入的了解設(shè)備的工作情況，處理好設(shè)備的各種故障。

［1］胡斌. 集成電路識圖[M].北京：人民郵電出版，2006，7.

［2］宋家友.集成電子線路設(shè)計[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版，2002，5.

［3］JC-3196測試系統(tǒng)使用說明[P].