电路板维修系统

二、电路板维修系统

随着电子技术的迅猛发展，医用电子仪器种类日益增多，功能日益增强。其组成单元中的电路板，无论在电路原理上还是构造上，都是越来越复杂，而且随着市场竞争的日益激烈，人们知识产权意识的加强，能将原理图随设备一起提供给用户的厂家越来越少，这样一旦这些先进的设备、仪器、仪表出现故障，用传统的维修工具，如示波器、万用表来维修这些电路板就越来越无能为力了。而换板维修的周期长、费用高，为此，人们研制了一系列电路板维修系统，以提高维修效率，降低维修费用，这里先介绍一些有代表性的电路板维修系统及其各自的原理、优缺点，在其后我们重点介绍先进的电路板维修系统——在线测试仪的原理与使用方法。

1.仿真测试仪

（1）原理　这类仪器是利用本身的接口来替换被测电路板原有的中央处理器（CPU或单片机），直接连于插座上，从而由测试仪接管整个电路板的控制权，使其在受控状态下一步步工作，然后用控针测试板上的各点信号，再跟预先记录的正确信号相比较，从而确定出故障点。

（2）优点　仿真电路板的工作环境，其工作程序已预先记录（或已存在电路板上），无需编程。使用较方便，价格便宜。

（3）不足　只适用于带中央处理器（CPU或单片机）的电路板，并且一般只能测试连接在总线上的元件。其他元件因控制信号达不到而难以测试。同时，用这类仪器一般要对被测板的原理有所了解，因而其适用面窄。这类仪器多用于维修自己研制生产的电路板。

2.边界功能测试仪

（1）原理　其原理与前者相似，但测试信号是通过电路板的边界接口（即输入/输出接口），加于被测电路板。典型的边界接口有金手指，25针插头，双列/单列插针等各种接插件。通过强大的软件配合，可迅速用探针找出故障元件。

（2）优点　适应面宽，可测任何电路板。器件功能失效、时序错误、开路、短路等故障均能测出。错误覆盖率高，查错效率亦高。

（3）不足　此类仪器价格偏高，一般要几十万元，尤其对每种类型被测板，使用者都要单独编程，而且编程很复杂，需高级技术人员进行。因此，此类仪器一般用于维修价格非常昂贵及质量要求较高的电路板，或对很有限的电路板进行维护。不适合做一般的维修工作，尤其不适合做种类比较多的电路板的维修。

3.功能比较测试仪

（1）原理　对每—块被测电路板，均准备好一套功能相同的完好器件，然后逐一把好的器件置于测试仪的工作台上，跟被测板上相同的器件做功能比较测试，同时向两器件加以同样的输入信号，然后比较两器件的输出信号是否相同，以此来判断被测元件的好坏。

（2）优点　成本低，使用方便，对数字电路很有效。

（3）不足　需自己编写测试程序，并需具备一套完好的器件，否则难以测试；此类仪器一般用于维修比较简单的数字电路板。

4.阻抗分析仪

（1）原理　电路板上的每一节点因连接着不同的元器件，并且元器件的特性各不相同，故每一节点都具有一独特的阻抗值。因此，通过对每一节点施加一定频率的交变电压，就可得到相应的一组电流值。将电压、电流的关系用一图形表示出来，就可得到每一节点的阻抗特性曲线。如果连接于该节点的某元器件失效或性能大幅下降，则该节点阻抗特性曲线必发生变化，因此，根据各节点阻抗特性的情况就可找出故障点。

（2）优点　成本低，使用方便，无需编程，对严重损坏的电路板，如短路、断路等有明显的反应。此外，对模拟器件、分立元件的失效，该类仪器的故障定位是很准确的。

（3）不足　该类仪器只能对元器件的外特性进行测试，不能对元器件的内部功能进行测试，因此对于数字器件的内部功能失效，此类仪器一般无能为力。如果被测板数字器件比较多，则不适合选用此类仪器。

5.针床式测试仪

（1）原理　其原理与阻抗测试仪相似，但其功能更强，性能更好，故障诊断的准确性更高，操作更简捷、方便，修复迅速。该类仪器一般要配以通用或专用的计算机进行测试，先将被测试板所有相关节点间的电参数预先输入给计算机，并据此编出测试程序。然后根据被测板制作专用夹具“针床”，使被测板上的每一节点（或部分重要节点）均对应“针床”上的某一“针”。测试时将“针床”牢固附着于被测板上，其每一针均接于某一节点。计算出相关节点的电参数，再与预先存储的正确值比较，从而确定出故障点。

（2）优点　适用于各种电路板，操作方便，维修快捷，能准确、迅速诊断出故障点。

（3）不足　价格高（几十万至上百万），对每一块电路板均需要制作专用的“针床”，并要编制测试程序，需由高级技术人员编程。而且对电路板的原理及各节点间的电参数都应已知。此类仪器一般用于工厂生产线上对某一电路板进行批量检测。不适合于一般的维修。

6.在线维修测试仪　以上介绍的几种电路维修系统，虽然比传统的维修工具（示波器、万用表等）功能强许多，提高了维修效率，但因都存在着一定的不足，使得使用范围、维修费用、维修效率仍受到很大限制，还不能作为一个通用、高效的仪器为人们所普遍采用。为此20世纪80年代末，国内外先后出现一种新型的电路板维修系统，即：在线维修测试仪，这种测试仪综合了前述各种维修仪器的优点，克服了各自的缺点，并结合实际维修工作，利用最新的软、硬件技术，增加了许多功能，使在线维修测试仪成为一种可为很多行业普遍采用的高效维修仪器，其显著特点是：

（1）在完全不了解电路板原理、没有图纸的情况下，就可进行元件级维修。

（2）维修人员不需特别的专业知识就可使用。