※正达在线电路维修测试仪：疑难器件型号识别

【正达在线电路维修测试仪系列论文】

 

 

疑难器件型号识别

 

 

摘要：（【正达在线电路维修测试仪系列论文】）疑难器件离线特性测试功能重点突出对疑难器件型号识别，这是第一代ZD4080测试仪于1998年首先实现的，是电路测试仪在测试方法和测试技术方面的重要原始创新。

 

关键词：疑难器件型号识别；疑难器件离线特性测试；元器件图像建库

 

0.前言

    第二代电路测试仪始于1990年代末，自主创新是贯穿其中的发展主线。例如：1998年第二代ZD9001测试仪实现通过管脚阻抗特性离线识别疑难器件型号——疑难器件离线特性测试功能。这项功能跳出了之前只能利用逻辑关系识别数字器件型号这个固有思维，使对模拟器件甚至对更为复杂器件的型号识别成为可能。实用价值很高，深受欢迎。值此20年之际，并以此文，谨以纪念。

 

1.关于疑难器件离线特性测试

    在疑难器件离线特性测试功能的器件库中，有些器件算不上疑难。例如：运放和电压比较器等。在正达测试仪中可以直接进行功能测试，功能器件库中有数千种型号之多。

    即使是真正意义上的疑难器件，例如：AD转换器和DA转换器等，正达研发的第三代测试仪平台也已经实现了通过功能器件库所进行的直接功能测试。这是测试领域的又一个技术高峰。

    之所以将这项功能称之为疑难器件离线特性测试，是相对于器件型号识别而言的。

    在1998年以前，无论国内还是国外的电路测试仪，都只能对数字器件型号识别。更准确地说：是对14管脚以上28管脚以下中小规模通用型数字器件进行型号识别。识别的前提是：器件库中必须有被识别数字器件的测试程序，被识别数字器件必须功能完好。在识别过程中，通过对被识别数字器件循环测试并和器件库中各个数字器件理论输出值比对，以确定器件型号。也就是说，这是利用数字信号逻辑关系进行型号识别。

    除此之外的器件，都无法进行型号识别。对于识别型号来说，这些器件就属于是疑难器件，尤其是模拟器件，迫切需要型号识别。

    标识不清或被人为故意涂抹掉标识的器件，给电路维修和升级改造带来很大困扰。要知道，这些器件可不一定都是14~28管脚的数字器件，也不一定只是运放和电压比较器等简单模拟器件。还包括复杂的AD器件、DA器件以及模拟开关或小型单片机等。依靠电路分析确定疑难器件型号，需要具有很高的技术背景。同时也会耗费很长时间，而且实际效果因人而异。

    1998年，第二代ZD9001测试仪首先实现通过管脚阻抗特性离线识别疑难器件型号。这项原始创新技术跳出了之前只能利用逻辑关系识别数字器件型号这个固有思维，在国内外属于首创。在长期的维修实践中识别出大量疑难器件型号，深受用户信赖和欢迎。

    为什么必须只能离线测试才可以识别疑难器件型号？

    这是因为器件管脚阻抗特性在线时会受到与之相连器件的影响。

    为什么第三代测试仪还要深入研发对>40管脚数字器件的型号识别功能？

    这是因为数字器件各个管脚的阻抗特性多是PN结特性的反映，形成的VI曲线具有趋同特性。疑难器件离线特性测试对数字器件型号识别时会出现大量VI曲线完全一样，但器件功能迥异的情况。无法开展型号识别。详见论文《数字器件型号识别》一文。

    可见：疑难器件型号识别--疑难器件离线特性测试，是对数字器件型号识别功能的有力补充，而非功能覆盖。

 

2.通过系统库识别疑难器件型号

    疑难器件离线特性测试功能中预先存有比较器、放大器、AD转换器、DA转换器、其它各类等5个疑难器件系统库。系统库中存有模拟器件和其它类型器件的标准特征VI曲线数据。系统库可以用于对疑难器件直接离线特性测试，也可以进行型号识别。

    以识别一个被故意人为涂抹掉标识的14管脚DIP封装双列直插式器件为例：

    ①将器件放置于离线测试板上的DIP插座中，器件和插座顶端对齐。锁紧手柄。

    ②所有开关均关闭。无须做任何软件设置和硬件调整。见图1.

 

图1

 

    由于是未知型号器件，而且14管脚数字器件很多，所以首先进入数字器件功能测试项中进行型号识别。识别未果。再进入疑难器件离线特性测试项进行型号识别。

    选择“对未知器件进行型号识别”选项。在指定器件参数“管脚总数”处输入14，其它设置无须指定。按“开始识别”按钮。当识别到“放大器”器件库时，共计识别出4个匹配器件。见图2.这些器件功能一致，只是应用级别不太一样，具有不同的适用温度范围。例如：LM124是军品级，LM324是工业品级。所以器件型号已经确定。

    识别数字器件型号时，被识别的数字器件必须要功能完好。否则即使器件库中有被识别器件的测试程序，也无法识别出该器件的型号。

    不同于数字器件型号识别的是：疑难器件型号识别支持模糊识别智能匹配方式。即使器件个别管脚特性异常，器件功能损坏，也可以识别出这个器件的型号。对不符合管脚的智能匹配会有提示。

 

图2

 

    我们可以对识别出的疑难器件型号再进一步验证测试。

 

3.对疑难器件库中器件进行特性测试

    疑难器件离线特性测试功能中除了预先存有AD转换器等5个疑难器件系统库外，用户还可以自行建立自己的专有器件库。目的是：

    ①可以离线测试疑难器件VI曲线特性。

    ②可以对库中的所有器件进行型号识别。

    ③可以对识别出来的器件型号进行验证测试。

    以对之前识别出的器件型号LM324进行验证测试为例：

    选择“对库中器件进行特性测试”选项。选择“放大器”库。选择“LM324”器件型号。见图3.

 

图3

 

    按“开始测试”按钮。对器件进行数据对比测试，直接给出测试结果。也可以进一步显示VI曲线比较效果。见图4.每个器件管脚有误差数值显示，可以放大窗口，可以自动刷新整屏或单个管脚。

 

图4

 

    上述对运放验证测试适合于第一代ZD4040-E测试仪。由于第二代ZD9001测试仪具有运放功能测试器件库，有数千种之多。对识别出来的运放型号可以直接采用运放放大功能测试的方式进行验证。运放放大功能测试可以将运放性能准确归类，例如：能够准确区分出功能结构和封装形式完全相同的4运放LM324,LM348,LF444之间的类别差异。详见论文《模拟器件功能测试通道与运放放大功能测试》一文。

 

4.建立属于用户自己的专有疑难器件库

    据了解：不少正达测试仪用户在疑难器件离线特性测试功能中存储了数千种器件。随测随存，越来越多。可以用于对各种器件的快速VI曲线测试，可以对非数字的疑难器件型号识别。用户反映：正达测试仪越用越好用。因为属于自己的专有器件库在不断增加。

    以建立一个属于用户自己的专有NEC系列疑难器件库为例：

    首先选择“建立疑难器件特性测试库”选项。再于“指定库文件处”选项处输入NEC库。在“指定器件”处输入器件型号。输入器件总管脚数和某参考管脚标号。之后，所有NEC系列的疑难器件都可以逐渐建立到这个NEC库中。

    理论上讲，器件任何一个管脚（除了空脚）都可以作为测试参考管脚。另外，也可以选择多个管脚同时作为测试参考管脚。设置时所选择的多个参考管脚之间需要使用“,”隔开。通过这样设置，可以得到更加合理和更加稳定的VI曲线。所有设置均在软件界面上轻松完成，无须调整任何硬件开关。

    封装类型：可以选择双列直插、双列贴片、方形贴片、纵列单排和金属圆壳等封装。这是否意味着对例如纵列单排封装的器件也可以型号识别？是的。只要用户建立了这样的器件，必然可以识别。

    还可以进行VI曲线精度设置。例如：扫描幅度、扫描波形和阻抗中值等。

    其中：阻抗中值选项支持470kΩ档。470kΩ档对于高阻抗管脚的分辨精度具有极佳测试效果，是正达测试仪的特色，远远优于最高只有100kΩ档的阻抗中值。

    通过参考管脚、封装类型、扫描幅度、扫描波形以及阻抗中值的合理设置，会使得VI曲线的变换效果更加理想，测试精度更高。从而可以避免出现个别疑难器件功能不同而VI曲线形状却类似等情况的发生。见图5.

    对已经建立的疑难器件库中的器件进行特性测试和型号识别时，用户只需要将器件在离线测试板上的相应插座中放置好并执行测试即可，无须进行任何硬件调整和软件设置。高度智能化。

 

图5

 

5.元器件图像建库功能

    当在一个疑难器件库中建立了大量器件后，只凭器件文件名经常会难于辨识对应的器件。因为对于一个同型号器件，通常有不同的封装类型，有不同的生产厂家，有军品级和民品级之分，每一种因素都可能引起VI曲线差异。疑难器件库中建立的到底是什么样子器件的VI曲线特性，通过器件文件名很难简洁描述。

    特别对于在疑难器件库中已经建立了海量器件的用户而言，元器件图像建库功能在实际应用中变得更加迫切，使用量也会非常大。

    疑难器件离线特性测试功能支持对所有库中器件关联图片，实现图像建库功能。用户在建立疑难器件过程中，可以随手用手机拍摄一张器件照片保存到电脑并和器件关联。除了关联器件图像外，还可以关联器件焊接装配图，技术资料图，重要的测试过程备注，工作照等。这样：即使用户建立了海量疑难器件，也可以通过图像准确辨别。详见论文《电路板图像建库和元器件图像建库》一文。

    以调用疑难器件AD转换器库中AD570器件图像库为例：见图6.

 

图6

 

6.滚雪球般地增长器件库

    自从1998年首次协助某电子研究所成功识别出多种疑难器件的型号开始，这种成功案例已经不胜枚举。识别疑难器件型号早已不是一个能不能的问题，而是一个涉及器件类别愈发广泛、识别精度愈发准确的重要检测功能。技术实现手段较之1998年疑难器件离线特性测试功能问世之初要先进许多。

    现在有这样一种说法：想要识别非数字的疑难器件型号，就是去找一位身边正达测试仪的用户。

    对于那些在疑难器件库中已经建立海量器件的正达用户，识别疑难器件型号具有更大优势，甚至要远远优于我们北京正达公司本身。正达测试仪数据库相互之间通用，一些正达用户已经建立了相互交流平台。正达用户个体之间的专有器件库变成正达用户群体之间的共享器件库。这种做法会使疑难器件库滚雪球般地快速增长，具有很大实际意义。我们也非常赞赏这种方式。