ASA測試技術在電路維修測試儀上的應用

ASA(VI曲線)測試是電路在線維修測試儀上最重要的測試功能之一。本文從使用的角度，簡單的介紹了ASA測試的原理。主要圍繞著故障檢出率、測試可靠性、使用效率等方面，介紹了如何在電路維修測試儀上高水平地實現ASA測試技術。本文對評價在線維修測試儀產品、更好的掌握此項測試技術，有較大參考價值。

一、 ASA測試應用特點
Analog Signature Analysis(模擬特征分析)測試技術在國內、外廣泛應用于電子維修領域的故障檢測。
ASA測試通過比較器件的端口模擬特征實現故障檢測。這種比較：
1．不涉及電路原理，無需電路處于工作狀態，所以可在沒有圖紙，沒有聯機條件的情況下使用；
2． 不需給電路板加電，相對更安全；
3． 它是串行——一個管腳、一個管腳進行測試的，原則上任何封裝、無論管腳多少的器件均可測試；
4． 不涉及器件的電路功能，無論數字的、模擬的、數模混合的、功能已知的、未知的（如專用、可編程）器件均可測試。
正因為ASA 測試有如此特點，使得它不僅成為電路板維修故障檢測中最重要的測試手段，而且在很多場合中，是檢測大規模、復雜集成器件好壞的唯一手段。
另外， ASA測試可用于檢測兩端元件的功能型故障。稍加擴充，也可用于檢測三端元件的功能型故障。
二、 ASA測試原理
就基本原理而言，ASA測試可以看成萬用表檢測法的自然延伸。
對于無圖紙電路板，最常用的故障檢測方法是這樣的：首先用一塊好電路板，用萬用表測出板上器件的管腳（實際是電路節點）對地電阻；然后與故障電路板上相應器件管腳的對地電阻進行比較，根據兩者差異大小來判斷故障。
這種方法可將故障定位到電路節點。由節點到具體元器件需要人工確定。這種方法簡單、易用且有效，許多人都用這種辦法修好過復雜、昂貴的電路板。
影響這種辦法的故障檢出率的主要原因是,萬用表只能檢測在1.5V（萬用表電池電壓）下的電阻，而半導體器件引腳的對地電阻隨電壓變化——不同電壓下的電阻未必相同。比如，某TTL器件管腳在2.5V有軟擊穿,產生較大漏流,該故障不能被檢測出來。
設想你有幾十、或上百塊萬用表，每塊表的電池電壓都不一樣——電壓范圍包括了器件的工作電壓。對每一個管腳，都用這些表全部測試、對照一遍，這樣，上面所說的故障就會被檢測出來了。這就是ASA測試原理——在一個電壓區間內、而不只是一個電壓點下進行比較。
具體實現上，是把一個變化的電壓信號加在被測試對象上，同時記錄電流的變化。把隨電壓變化的電流在電壓-電流座標系上表示出來，得到一條阻抗曲線。通過比較阻抗曲線的形狀達到故障檢測的目的。這里稱為阻抗曲線、而不是電阻曲線的原因，是在很多時候（比如測電容），曲線的形態與電壓變化的規律（波形）、變化的快慢（頻率）相關。
理論表明，使用以正弦規律變化的電壓信號（正弦波），測試效果最好。事實也是如此。無論進口的、還是國產的測試儀，都用正弦波作為ASA測試信號。

三、 ASA測試功能構成
完整的實現ASA測試技術，構成ASA測試功能，通常需要三大部分：
1．計算機：實現測試算法、管理測試數據；
2．測試儀：負責產生、施加正弦波測試信號；
3．專用測試軟件。
下面分別討論實現中的有關問題。

四、 配接計算機
目前的測試系統都與通用微機配合使用。從當前微機技術以及發展來看，主要應該解決以下兩個問題：
1． 測試軟件應支持主流操作系統版本
自Win98后，Windows操作系統對外部設備的管理機制作了很大改動，使得Win98上的測試程序，不能自動升級到其后的系統版本上運行。鑒于Win98及以下的操作系統很快會完全退出使用，如果測試軟件不能支持主流的操作系統版本，比如Windows XP,將會給用戶以后使用帶來麻煩。
2． 測試儀最好支持USB口
早期的測試儀采用在計算機內插卡的方式實現和計算機的配接。由于這種方式缺點較多，又轉用并口（打印口）配接。但近年來更加先進的USB口得到了迅速普及。USB口速度快、更安全（允許帶電插拔），會給用戶的使用帶來很大方便；另外，目前市場上帶并口的筆記本電腦已經十分少見；并口在臺式機上也會很快消失——常用計算機外設，如打印機、掃描儀、數碼產品都是USB口了。如果測試儀不支持USB口，將會影響用戶微機的換代更新。

五、 對測試儀的要求
對于任何一種電子儀器，測試信號都是構成整個測試功能的基礎。它的質量，基本決定著測試質量。測試儀主要負責產生、施加正弦波測試信號。這里從ASA測試對正弦波的要求的角度，討論與測試儀相關的幾個問題：
1． 幅度（峰-峰值）
為了達到最好測試效果，同時又不至于損傷被測器件，電壓幅度應大于被測器件引腳的實際工作電壓，小于極限電壓。由于不同元器件所需數值不同，這就要求測試儀輸出的正弦波幅度可調。http://www.hntest.com
目前市場上多數測試儀所能輸出的最大電壓幅度約在±30V左右，能夠滿足絕大部分電子電路板、電子元器件的檢測要求。高檔一些的測試儀，從最小到最大分成很多擋。比如匯能測試儀的電壓幅度從±1V--±28V，以0.5V步距可調；低檔一些測試儀分的擋少，比如簡單分為±4V、±8V、±18V、±28V等幾個擋。
2． 最大輸出（短路）電流
測試集成器件的電流一般從幾毫安到十幾毫安。多數國產測試儀所能提供的最大輸出電流處于這個量級。
如果考慮到測試分立元件，最大輸出電流應該更大一些，以滿足大電容（上萬微法）、大功率三極管等的測試要求。
測試儀一般通過改變測試信號的輸出電阻來改變最大輸出電流。比如匯能測試儀設置了0.1K/1K/10K/100K的輸出電阻。最大輸出電流可達150mA。
3． 頻率范圍
頻率范圍寬，對電容、電感的測試范圍就寬。
4． 波形保真度（或失真度）
指實際產生的正弦波與理想正弦波的形狀差異。
5． 信號穩定性
ASA測試需要直接比較在不同時間、甚至不同場合下的測試結果，所以，測試的一致性、可重復性十分重要。這里的一致性、可重復性主要指：當測試儀配接不同性能的計算機、并且無論在計算機上打開幾個任務運行時，測試同一個對象，測試結果相同。
測試結果的一致性、可重復性主要依賴測試信號的穩定性。測試信號穩定主要指波形、頻率穩定不變。
匯能測試儀的測試一致性很好。經軍方有關單位檢測，它生成的測試信號的頻率準確度、波形失真度小于2%，主要是幾乎不隨任何外部條件變化。目前市場上有的國產測試儀測試一致性差，主要原因是設計上存在缺陷——用計算機上的軟件直接控制測試信號的產生，結果不同計算機的性能差異、以及計算機操作系統Windows的分時性導致了測試信號穩定性差。http://www.hntest.com
信號穩定性可用示波器觀測到。比如，可這樣觀察Windows分時性對信號的影響：保持測試儀連續輸出測試信號，用示波器持續觀察，然后打開一個需要系統資源較多的任務，比如播放音樂，馬上看到信號的形狀完全變樣。更簡單的辦法是測一個電容，比較播放音樂前后測到的ASA曲線即可發現。實際使用中，即使沒有打開用戶任務，也會有一些系統任務在不時運行著，同樣會干擾測試。
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六、 測試軟件設計考慮
高質量的測試信號是整個測試功能的基礎。測試軟件在此基礎上構造出完整的測試功能。由于測試軟件決定了能否有效使用測試信號、有效管理測試數據，所以，它的設計水平，會直接影響到整個測試功能的故障檢出率、使用效率以及人-機界面。下面主要圍繞這三個方面，介紹匯能測試軟件的一些設計特色. http://www.hntest.com

未完待序