1. Введение.
Система "Вектор" представляет из себя 224-канальный логический
анализатор, используемый для функционального тестирования плат или
блоков, который также содержит встроенные источники питания для
объектов диагностирования, аналоговый генератор сигналов произвольной
формы, двухканальный цифровой осциллограф, работающий синхронно с
функциональным тестированием, а также локализатор неисправностей,
предназначенный для поиска неисправностей при
помощи параметрического контроля.
Таким образом, при работе с системой доступны 3 основных способа
диагностики - параметрический контроль, функциональная "прозвонка" и
функциональный контроль при помощи логического анализатора. Остановимся
на каждом из них по отдельности:
Параметрический контроль осуществляется при помощи
локализатора
неисправностей. Его принцип действия заключается в том, что на плату
или блок, требующие проверки, при помощи аналогового щупа подаётся
зондирующий сигнал, который искажается компонентами платы. Полученный
искажённый аналоговый сигнал считывается со щупа и сравнивается с
эталонным сигналом (тоже искажённым), который хранится в эталонной базе
данных. Такие сигналы называются аналоговыми сигнатурами. По разнице
между эталонной и полученной сигнатурами можно судить об исправности
компонентов платы. Этот метод очень прост в освоении и не требует
знаний не только о схеме платы, но даже о её функциональном назначении.
Способ не требует подачи питания на плату, что позволяет проверять
платы, питание к которым подключать бесполезно или даже
небезопасно из-за характера полученных повреждений.
При сравнении плат в качестве эталона используется фотография
работоспособной платы с разметкой, показывающей точку подключения
зажима щупа и точки, куда следует ставить щуп при сравнении. Для каждой
из таких точек записывается эталонная сигнатура, которая впоследствии
используется для ремонта всех плат такого типа.
В некоторых случаях при наличии некоторого опыта работы с локализатором
неисправностей диагностику можно проводить и при отсутствии эталонной
платы, либо при наличии двух или более плат с разными неисправностями.
Такой способ позволяет быстро исключить проблемы с обрывами,
замыканиями, неисправностями полупроводниковых
элементов, значительными изменениями номиналов конденсаторов и
резисторов и прочими подобными неисправностями.
Такой способ быстр, безопасен, не требует практически никаких знаний о
плате, однако его эффективность хоть и высока, но ограничена
приблизительно 65%. Например, не позволяет достоверно обнаружить
искажения микропрограммы в ПЗУ либо неисправности отдельных
ячеек
ОЗУ.
Функциональная "прозвонка". Это классический метод
функционального
тестирования с минимальным набором исходных данных и инструментов.
Заключается он в том, что на какой-то вход платы/блока или на точку
платы подаётся определённый аналоговый сигнал, который распространяется
по элементам платы, включённой в рабочий режим (при подключённом
питании). Реакция элементов проверяется при помощи осциллографа,
работающего синхронно с генератором. Этот способ используется для
диагностики аналоговой электроники, такой как фильтры или усилители.
Такой способ требует от оператора представления о функциональном
назначении платы и её компонентов, типе сигналов, которые ожидаются
платой, а также тем, как этот сигнал должен быть обработан. Форма
полученных сигналов также может быть сохранена и использована для
сравнения при помощи разметки на фотографии, как и при параметрической
проверке. Этот способ дополняет параметрический контроль и помогает в
настройке аналоговых блоков, однако он не позволяет
значительно
повысить эффективность диагностики, если это касается цифровых
и
цифроаналоговых схем.
Функциональный контроль при помощи логического
анализатора. Это
наиболее эффективный метод тестирования, так как он позволяет
запускать платы в режимах, наиболее приближённых к реальным режимам её
эксплуатации и проверить максимальный объём функциональных параметров
платы. Метод заключается в том, чтобы подключить к плате питание и при
помощи логического анализатора подать на неё набор
воздействий,
запускающий различные узлы и компоненты схемы в максимальном количестве
требуемых режимов. Выдача воздействий и контроль реакции объекта
диагностирования проводится одновременно по большому числу каналов,
подключённых к его разъёмам, а также, при необходимости, к
дополнительным точкам. Полученная реакция сравнивается с
эталоном
и на основе результата сравнения определяются неисправности. В системе
"Вектор" насчитывается 224 таких канала, которые могут
работать одновременно и индивидуально настраиваться на ввод или вывод в
определённые моменты работы тестовой программы. Один из каналов
подключён к цифроаналоговому пробнику, который может подавать, либо
считывать напряжение или логический сигнал в любой физически доступной
точке платы, кроме того оба канала цифрового осциллографа также могут
контролировать аналоговый сигнал в любой точке синхронно с логическим
анализатором. Тестовая программа
описывается несложным и легко читаемым языком программирования,
ориентированным на создание тестов в терминах, описывающих простые и
понятные функции электронных блоков и компонентов. Это делает программу
легко доступной другому специалисту - она может быть распечатана для
хранения в архиве, может быть передана специалисту в другое ремонтное
подразделение, может быть легко изменена и усовершенствована. Программа
при этом в дальнейшем может быть использована не только для ремонта
таких же плат, но и видоизменена для тестирования других модификаций,
либо функционально похожих плат.
Написание тестовых программ облегчается также тем, что в составе
системы прилагаются программы - шаблоны, которые можно использовать
сразу после ознакомления с основными конструкциями и принципами языка
программирования, без необходимости его глубокого изучения. В
дополнение к этому в инструментальной системе используется также
система моделирования, позволяющая сравнивать работу реальных микросхем
и фрагментов плат с их математическими моделями, что позволяет
существенно ускорить разработку тестов и диагностику плат или
блоков.
Эффективность обнаружения неисправностей при
использовании методики функционального контроля достигает 98%,
причём возможность изменения программы
исключает ситуацию, когда в ремонтном подразделении накапливаются платы
с неисправностями, обнаружение которых не было предусмотрено
при написании тестов,
что в противном случае приводит к списанию таких плат как
не ремонтопригодных.
Освоение такой методики и является целью обучения специалиста по
ремонту.