关于测试通道数问题解析

电路在线维修测试仪上的ASA（VI曲线）测试（下）

六、关于测试通道数

测试信号的好坏决定了测试质量，测试通道的多少主要影响测试效率。使用要求不同，对通道数的多少要求也不同。主要有以下三种：

1．在线测试：目前对多于80个管脚的器件，基本上没有能配合使用的测试夹，所以80个通道基本满足使用要求；

2．电路板端口测试：通过转接板以及板上的相应电路板插座，把测试通道引到电路板各插脚，然后进行单/多端口测试。通常160个通道即可满足大多数使用要求;

3．超大规模集成电路离线测试：对于各种超大规模器件，除了ASA

测试，一般用户几乎没有其它测试手段。这种测试和电路板端口测试相似，只不过转接板上是器件插座而不是电路板插座。这种情况需要的通道数依器件脚数而定。

需要特别说明的是，这里仅讨论测试信号和测试通道数对ASA测试的影响。一般的电路在线维修测试仪都有多种功能，其它功能也会用到这些硬件资源。比如汇能测试上的电路板网络测试也要求较多的通道数。

七、提高基本ASA测试的故障检出率

1．单端口测试vs多端口测试

所谓的单端口测试，通常指所有的电路结点（器件管脚）分别与电路板的“地”组成一个个的端口，ASA测试信号总是加在这些端口上进行测试。在单端口的方式下，对一个有N个脚的器件，总共处理N条曲线。

所谓的多端口测试，是指对一个器件的任何两个管脚组成的端口，都要进行ASA测试。在多端口的方式下，对一个有N个管脚的器件，最多处理N×N条曲线。多端口测试易于检测两个管脚分别对地的曲线没有大的变化，但两个管脚之间的曲线变化很大的故障。
在汇能测试仪上，对多端口还分了三种情况考虑：

a．多端口对称：

当处理了2脚对3脚组成的端口后，如果还要处理3脚对2脚组成的端口，就叫做对称方式。这类似于用万用表测试时，调转表棒再测一次。否则称为非对称方式。

由于ASA使用正、负对称的交流测试信号，多数情况下，对同一端口调转信号后测到的曲线和原曲线是对称的，也就是说不能提供更多的故障信息。采用对称方式更多是为了方便故障分析，提高使用效率。不过也存在不对称情况。

b．非对称含参考脚：

c．非对称不含参考脚：

所谓含参考脚指要测试1脚对1脚、2脚对2脚、......N脚对N脚组成的端口。正常情况下，这种端口曲线一定是条短路曲线，否则，可能存在其它问题，所有与该脚组成的端口曲线不可信。就是说，含参考脚有利于提高测试可靠性。

2．自动、手动曲线灵敏度选择

ASA测试是依据两条曲线的形状差异来检测故障的，但是，测试数据的差异，与把数据以曲线的形式显示出来后，曲线之间的差异并不成正比。用机械式万用表打个比方。指针越接近中央位置，同样比例的阻值变化引起的指针摆幅越大，也就是指针位置关于故障的灵敏度越高。

对于ASA曲线可以证明，在电压—电流坐标下（VI曲线），曲线的整体走势越接近45度，对故障的灵敏程度越高；如果测试曲线是一个封闭图形，如电容，曲线包围的面积越大，对故障的灵敏度越高。

为了得到较高灵敏度的曲线，可以调整测试信号的输出电阻。输出电阻值越接近被测结点的等效电阻值，得到的曲线灵敏度越高。

汇能测试仪允许手动/自动选择较高灵敏度曲线。手动选择试利用测试软件允许按端口设置测试参数的特点，对任意一条曲线可以修改测试参数后重测，由使用者判断、选择灵敏度较高的曲线。手动调整的缺点是麻烦，当曲线很多时很难逐一观察、选择，另外当曲线形状不规则时，往往很难直观判断什么样的曲线灵敏度更高一些；自动调整是用算法自动选择灵敏度较高的曲线。自动选择所需的测试时间相对较长一些。

f．按端口设置测试参数、重测

并非同一个器件的所有管脚都适用于同样的测试参数。举个典型的例子：集电极开路器件的输出往往耐压较高，多用于驱动数码管、继电器等，而输入一般是标准电平，所以对于输出、输入的测试信号的幅度应该不同，才能达到全面检测的目的。

汇能测试仪有普通设置和特殊设置两个设置窗口。普通设置对所有的端口有效，而在特殊设置中可对少数特殊端口进行重设。特殊设置的优先级别高于普通设置。

在完成测试后，如果对测试结果不满意，还可以利用单曲线处理功能，用鼠标选中不满意的曲线，打开该曲线的设置窗口，重设后重测该曲线。

八、提高测试可靠性

实际使用中，大致有以下原因导致不能得到真实的节点曲线，从而引起故障误判。测试可靠性指测试仪能够识别出不真实的ASA曲线的能力。

1．接触问题

接触问题是影响故障判断的常见问题之一。当测试到开路曲线的时侯，其实很可能是由于接触问题——器件管脚氧化、防锈涂层未打磨干净、测试探头磨损等原因所引起的，所以在实际使用中，一旦发现开路曲线，都要再次确认——检查、处理，然后重测，以免得到虚假曲线。但当一次测试要处理成百上千条曲线时，依靠人工来找出开路曲线很不现实，因此，汇能测试仪设有自动判断开路曲线的功能，在所有测到的曲线中，只要存在开路曲线，就给出提示信息，用户可以根据提示很容易找到它的所在。

2．曲线稳定性问题

由于被测电路本身的原因，导致在同样的测试条件下，每次测到的曲线都不相同称之为曲线不稳定。导致不稳定曲线的原因主要有以下三种：

a．自激导致的不稳定

电路结点的电特征千差万别，ASA测试将一个正弦波注入电路结点，某个结点正好在这个频率下出现自激是完全可能的。其实这也是ASA测试使用正弦波作为测试信号的原因——正弦波的谐波分量最少，导致自激的可能性最小。

自激曲线的现象是大面积散点，并且没有最终的稳定状态。更换测试信号频率即可消除。

b．过渡过程导致的不稳定

当结点的充、放电常数相差较大时所导致。这种曲线的现象是当反复测试时，曲线逐步向一个稳定状态靠近，有一个最终的稳定状态。

c．测试MOS器件时的不稳定

前两种不稳定主要发生在电路板测试时，而这种不稳定主要发生在测试单独的MOS器件时。导致这种不稳定的原因是器件中的MOS晶体管随测试信号上升、下降的开关过程不同。

这种不稳定的现象是曲线上下跳，似乎是两条稳定曲线轮流出现一样。测试时只要把器件的电源脚和地脚都接地就可消除。

不稳定曲线容易导致误判。但当一次测试要处理成百上千条曲线时，依靠人工来发现不稳定曲线很不现实，因此，汇能测试仪设有自动判断曲线是否稳定的功能，在所有测到的曲线中，只要存在不稳定曲线，就给出提示信息，用户可以根据提示很容易找到它的所在，然后按上述方式处理、重测即可。

九、改善人-机界面和使用效率

1．测试结果索引方式

当一次处理成百上千条曲线的时候，能否快速检索就会严重影响使用效率。使用中主要有以下三种检索要求：

a．迅速找到异常曲线，比如：开路、不稳定、比较超差曲线；

b．迅速找到某个端口的曲线；

c．迅速找到某个曲线所属的端口。

汇能测试仪对此作了精心设计，采取了以下措施：

a．将全部曲线分页。如果是单端口测试，所有曲线安排成一页；如果是多端口测试，与第一脚组成的端口的曲线为第一页，与第二脚组成的端口曲线为第二页等等。支持向上、向下翻页；

b．设置了总提示和页提示。如果所有页的曲线中有一根异常曲线，总提示就会给出有错的提示信息；如果错误在当前页，则会同时给出当前页有异常曲线的提示，这样，用户可首先根据总体示确定是否存在问题曲线，如果有，再利用上、下翻页功能，很快找到有错误的页；

c．页内曲线排列方式

在学习曲线时，有两种曲线排列方式：

1)先异常、后正常排列方式；

由于学习时主要关心异常曲线，所以通常使用这种方式，将异常曲线排列在前面，便于处理；

2)管脚顺序排列方式

在曲线比较时，支持三种曲线排列方式

3)按误差减小的顺序

自动将误差较大的比较结果排在前面。由于比较时主要关心超差曲线，所以通常使用这种方式，将误差大的曲线排列在前面，便于处理；

4)按误差增加的顺序

自动将误差较小的比较结果排在前面

5)按管脚顺序排列曲线

d．由曲线索引端口

先通过上下翻页找到与所需管脚组成的曲线页（单端口方式只有一个曲线页）。若（管脚）曲线较多，超出了一屏的显示范围，可以用鼠标拖动滑动条滚屏，把所需曲线滚到可显示区域；

e．由端口索引曲线

对一个40脚的器件做完多端口测试，如何能迅速找到某个端口的曲线，比如由20脚和5脚组成的端口曲线呢？按端口索引曲线专门用于解决这类问题。打开端口索引窗口，在选择栏里用鼠标点一下20，第20页立即成为当前页，再点一下5，无需再用鼠标拖动滚动条，该端口曲线就会自动滚动到合适位置显示出来，十分便捷。

2．三种曲线坐标

多数情况下，在电压-电流坐标上观察ASA曲线，但对有的测试结果，换一种坐标可能更容易理解，更容易把问题的本质暴露出来。这就好比几何中有直角坐标系、又有极坐标系一样。汇能测试仪支持三种坐标：电压-电流坐标、时间-电压坐标和电压-电阻坐标。请参阅产品说明中给出的测试实例，会对此理解的更具体一些。

3．单曲线处理

当索引到所需曲线后，用鼠标双击曲线，测试仪将仅仅重测这条曲线，其它曲线不受影响。正像前面所提到的，还允许重新设置该曲线的测试参数后再测。

有的测试仪不支持单曲线重测，当需要重测某条曲线时，必须把所有曲线全部重测一遍。使用效率低。还有的不能给不同的曲线设置不同的测试参数，这就不能完全满足使用要求。

十、其它辅助措施

1．曲线显示形式

汇能测试仪以点的方式——按实际测试数据显示曲线；也支持按线的方式——将测试点用线连接起来显示曲线。点的方式真实，线的方式醒目，用户可以按自己的要求随时切换；

2．单曲线/页显示

为了详细观察曲线，可以从页显示切换到单曲线显示，即整个屏幕只显示一条曲线。

3．显示/隐藏坐标参数

当选择显示坐标参数时，测试每条曲线的正弦波的幅值和短路电流将出现在显示该曲线的坐标轴上。

g．直接/间接比较测试

所谓的间接测试，是指先提取好的电路或器件的ASA曲线，存入计算机，然后再测试同样但有故障的电路板或器件，把两次测到的曲线同时显示出来，供判断故障。可以是测完好的立即测坏的；也可以是以后的任何时候再对怀疑有故障的电路板进行比较。一般把第一步叫做学习或建库。由于这种

方式下自动保留测试标准——对好板的测试结果，无需总有好板，所以一般推荐使用这种方法。

直接比较测试是指同时测试好坏两个电路板或器件，同时显示。有人叫做双板对比。这种方式不保留测试结果。

5．动态/静态测试

所谓动态测试是指反复测试一条曲线，反复显示最新测试结果，测试仪一直在动作之中，直至人工停止为止，所以叫动态测试。有人称之为自动巡检。动态测试可以观察到各种不稳定曲线。

所谓静态测试是指仅测试指定次数，显示最后一次测试结果。用户看到的曲线是静止的，所以叫静态测试。

6．求取平均曲线

该功能通常用于为大量的相同被测试对象（比如测试一批相同器件）建立更高质量的标准曲线库。用户可以先测试多个器件，得到多个曲线文件，然后利用该功能把多个曲线文件平均成一个曲线文件，作为以后的测试比较标准。

ASA的技术原理并不复杂，然而，要把ASA测试实现成一个强大、高效的测试功能却并不简单。以上是作者多年从事此项工作的一些经验、体会。不当之处，敬请指正。

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