如何查出芯片故障修好電路板

作者M(jìn)ike Kornacker是電氣工程師，在國(guó)防行業(yè)工作已有30多個(gè)年頭。

在我工作的這家國(guó)防公司的制造部門(mén)，我們?yōu)檐婈?duì)設(shè)計(jì)制造人們常說(shuō)的黑匣子。在黑匣子中，具有各種功能的電路板插入到主板。

一天，一位軟件工程師接到任務(wù)，要查找為什么黑匣子中六個(gè)同樣類(lèi)型的電路板都出了故障。這些電路板已經(jīng)躺在一堆廢棄的電路板中很長(zhǎng)一段時(shí)間了，因?yàn)闆](méi)人知道究竟是什么問(wèn)題。每塊電路板價(jià)值大約1萬(wàn)美元，老板當(dāng)然不希望它們就此報(bào)廢。雖然這些電路板在測(cè)試夾具上通過(guò)了測(cè)試，但是它們?cè)诤谙蛔又袇s無(wú)法正常工作。

接到任務(wù)的軟件工程師埋頭研究了幾天之后，來(lái)找我，問(wèn)我有沒(méi)有什么好的辦法能夠找出故障原因，因?yàn)樵诔蔀楣こ處熤?，我是測(cè)試這些電路板的技術(shù)員。我答應(yīng)他幫忙，但是我知道要查出黑匣子中這些電路板的故障非常困難。這種電路板的故障電路中大約有30顆分立的芯片，要探測(cè)不良信號(hào)很難。但是，如果我們能修好一塊電路板，就可以修好所有的六塊電路板，因?yàn)樗鼈兊墓收隙际且粯拥?。然后他告訴我，當(dāng)他在電路板的某幾個(gè)寄存器上進(jìn)行寫(xiě)入操作時(shí)，可以讓故障出現(xiàn)。太好了，我想。他已經(jīng)做了很多故障排除工作。事情可能比我想的要容易一些。

我告訴他我們不該用這個(gè)黑匣子來(lái)排除故障，但由于他知道了如何輕松地重現(xiàn)故障，所以我們可以在測(cè)試夾具上查看它，這應(yīng)該會(huì)使分析更加容易。我將電路板裝在測(cè)試夾具上，設(shè)置好，很快就發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在：電路莫名其妙地收到了不該有的復(fù)位命令。我取出我的示波器，開(kāi)始對(duì)電路板全面探測(cè)。只花了幾分鐘，我就找到了原因。

該電路采用了2比1多路復(fù)用器芯片54ALS157，由輸入控制邏輯將兩個(gè)輸入轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出。我發(fā)現(xiàn)一旦將其中一個(gè)部分上的開(kāi)關(guān)輸入控制邏輯改變，它就會(huì)在輸出線(xiàn)上產(chǎn)生10ns的毛刺，而這根輸出線(xiàn)連接到復(fù)位電路。

換句話(huà)說(shuō)，多路復(fù)用器芯片54ALS157出了問(wèn)題，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)或者關(guān)閉時(shí)，它不應(yīng)該產(chǎn)生毛刺。我們查看了所有這六塊電路板，發(fā)現(xiàn)這顆芯片上面的日期代碼都一樣。顯然，這些芯片來(lái)自制造商的一批壞貨。這只是偶爾發(fā)生的事情。只要把芯片換了，應(yīng)該就可以修好電路板了。換掉了芯片，這下六塊電路板不僅可以通過(guò)測(cè)試夾具測(cè)試，也可以通過(guò)在黑匣子中的測(cè)試了。我們節(jié)省了6萬(wàn)美元，老板很開(kāi)心，給我和負(fù)責(zé)維修的軟件工程師發(fā)了資金。

原文標(biāo)題：我是如何查出芯片故障，修好1萬(wàn)美元的電路板的?

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審核編輯：湯梓紅