计算机系统中元器件和系统的测试与诊断遇到了很大挑战,有时候连精确连接到您所需要的测试点都非常困难。高密度、多层电路板和密细间距引线的元件,使电压表直接测试非常困难,有时甚至是危险的探测。在系统运行时,测试线滑落可产生灾难性的短路。我们的目的是找到和修复这些问题而不引起任何危险。对于这个困境可能有许多解决方案。让我们来看看其中一些选项,如何对电路板上的设备和元器件进行测试。
单点探头Single point probes
单点探头是最常见的测试选择。许多数字万用表(DMM)都配置一套表笔线,对各种测试情况都非常适用。这种探头在检查电源电压或者备用电池很有效。然而,大多数这样的探头都太大而不能测试高密度的电路板。它很容易从元器件上面滑落和损害其它元器件,或引起短路。大多数万用表笔尖通常是0.08"直径且相当的钝。考虑到由于正常的磨损会使笔头圆滑,你会处在尴尬境地。这些笔尖可以锋利,但是如果没有镀层,基体金属会磨损得更快。
锋利的探头尖Sharp Probe Tips
测试高密度电路板最好方法是使用非常锋利的尖端探头。然而锋利的笔头更易被损坏,由于没有镀层,笔尖会越来越锋利。一些生产探头的厂家提供可方便替换笔尖的探头。锋利探尖为不锈钢,从直径0.08"表笔伸出逐渐越来越锋利。另一种探头从直径0.04"表笔伸出逐渐变成细长的锋利的探尖。这种探头方便接触狭小的测试点,而且使用这种探尖,不大可能滑落。
具有可延长和伸缩的探头是另一种方便的多功能工具。这些探头直径(0.04")小,不锈钢全部被绝缘材料覆盖,防止意外接触。像这样的一个探针,你可以扩展探头到3英寸。除了能够完成难以接触的测试点,细长的探针提高了测试点的可见性。
不锈钢是制造探尖最好的材料,但是不适合做电导体。而且会被磨损越来越短以至于不能探测狭小的测试点。当然它也可以用新的探针代替,但是仍然解决不了不锈钢的内阻问题。解决这个问题,采用高精度的电子探头(如图1),它使用标准自动测试设备(ATE)探头,通常被称作“pogo pin”。Pomona和HP生产这种探头。这种pogo pin波戈尖可进行各种配置,可方便地使用。事实上,许多用户可能会发现自己的生产测试区使用了这些引脚。它不仅可更换探针功能,而且小到足以进入比全尺寸的探头更严格的地方。
测试钩和测试镊Hooks and Pincers
某些情况下,连接要求能够保持原样。如果测试点合适的话,最好使用测试钩和测试镊。这种夹子有各种各样的尺寸大小。早期的夹子一般用在总线或架空线上。现在看来,这些测试钩对于当今的计算机系统中的微小器件来说是太有用了。
一些公司现在提供带微型测试钩和测试镊的IC测试夹,充分满足细小器件引线上测试的需要。这种钩式测试夹能够连接到0.3mm的QFP芯片管脚。它甚至可以叠放在一个0.5mm芯片上,可连接相邻多达5或6个管脚。只要你不需要同时连接更多的测试线,这种夹子是你最好的选择。
IC测试夹IC Test Clips
在IC芯片上,IC测试夹是测试几十个测试点的最理想解决方法。在芯片一侧当有许多数不清的管脚时,它也非常适合从众多芯片中找出一个芯片引线。IC测试夹,使你能完好准确的连接探头到许多芯片引线上进行测试。IC测试夹适用于多种芯片类型,例如DIP、QFP等。
IC测试夹也解决了其它许多问题。如果你需要连接一个QFP的所有引线,怎么办?当然,如上面讨论的,你可以在芯片的每个引线焊接一个抽头,然后再用测试钩连接。那样也许能工作,但是焊接这些细微引线到芯片上面将会花费你很长的时间。此外,你如何解释这些微型处理器上面的新的引线呢?你如何连接这些芯片?答案是采用IC测试夹。有一种IC测试夹适合常用的IC芯片结构。这些测试夹放在芯片顶部,连接点每个芯片引线。测试夹也有一组接触管脚,方便集中连接到逻辑分析仪(例如OLA2032B)和示波器上。
测试线真理
我们大多数人不会注意测试线,在我们意识到时已经晚了。所以我们需要了解测试线和探头。最重要的因素是安全问题、材料和精度级别。例如:安全问题经常被忽视,如果工作电路的极限是30V以下,那么引线设计就不存在安全问题了。但是如果你需要引线在高压或靠近配电电路的条件下使用,你就应该使用正确标记和额度的测试线。
测试线材料影响你的测试结果。如果你试着去测量一个很低的电压,在一个微伏范围,或者很低的电阻,使用不同金属测试线将会带来非常不好区别的误差。不同金属的连接就像一个热电偶,继而产生它们自己的电压。有一些特别设计的测试线进行低电压测试,将会大大减小在测量电路中温差带来的误差。虽然这种测试线有点贵,但是它将给您带来6个位数的精确电压和电阻测量结果。
在最常见的情况下,测试线的物理状况可能是影响测试的最重要问题。连接松动和插头腐蚀,或者探针将引起测试间断或错误读数。最容易的方法是在它看起来有问题的时候就替换它。因为你不会知道在什么时候你需要一个重要的测试。与不准确的数据结果比起来,一套测试引线的成本相对较低。
在最短的时间内把工作做到最好是所有人的终极目标。选择最好的探头在测试质量和测试时间上意义重大。