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电子电路板维修的方法及技巧

随着现代技术发展越来越成熟,各种新型仪器、设备不断涌现,检测手段也层出不穷,原始的检测设备、方法越来越不被重视。但是对一个从事电子工程的人员来说,依赖简单的检测工具,如万用表、示波器等进行测量、检修,仍然是一个电子工程师必备的技能。从简单的检测工具的使用可以看出一个电子技师的技术水平,现从观察法、静态测量法及动态测量三个方面,阐述了电子电路板维修中的一些方法、技巧。

一、观察法
当我们拿到一块待维修的电路板时,首先对它的外观进行仔细的观察。如果电路板被烧过,那么在给电路板通电前,一定要仔细检查电源电路是否正常,在确保不会引起二次损伤后再通电。观察法是属于静态检查法的一种,在运用观察法时,一般遵循以下几个步骤。
第一步观察电路板有没有被人为损坏:
这主要从以下几个方面来看:
看是否电路板被摔过,导致了板角发生变形,或是板上芯片被摔变形或摔坏的。
观察芯片的插座,看是否由于没有专用工具,而被强制撬坏的。
观察电路板上的芯片,若是带插座的,首先观察芯片是否被插错,这主要是防止操作者自己维修电路板时将芯片的位置或方向插错。如果没有及时把错误改正,当给电路板通电时,有可能会烧坏芯片,造成不必要的损失。
如果电路板上带有短接端子的,观察短接端子是否被插错。
电路板的维修需要的是理论上的扎实功底,工作上的仔细认真,通过维修者的仔细观察,有时在这一步就能判断出发生问题的原因。
第二步观察电路板上的元器件有没有被烧坏的:
比如电阻、电容、二极管有没有发黑、变糊的情况。正常情况下,电阻即使被烧糊了,它的阻值也不会有变化,性能不会改变,不影响正常使用,这时需要使用万用表辅助测量。但是如果是电容、二极管被烧糊了,他们的性能就会发生改变,在电路中就不能发挥其应有的作用,将会影响整个电路的正常运行,这时必须更换新的元器件。
第三步观察电路板上的集成电路:
比如74系列、CPU、协处理器、AD等等芯片,有没有鼓包、裂口、烧糊、发黑的情况。如果有这样的情况发生,基本可以确定芯片已经被烧坏,必须更换。
第四步观察电路板上的走线有没有起皮、烧糊断路的情况。沉铜孔有没有脱离焊盘的。
第五步:观察电路板上的保险(包括保险管和热敏电阻)
看保险丝是否被熔断。有时由于保险丝太细,看不清楚,可以借助辅助工具-万用表来判断保险管是否损坏。
以上情况的发生,大都是由于电路中电流过大造成的后果。但是具体是什么原因造成的电流过大,就要具体问题具体分析。但查找问题的总体思路是首先要仔细分析电路板的原理图,然后根据所烧毁的元器件所在电路,查找它的上级电路,一步一步向上推导,再凭工作中积累的一些经验,分析最容易发生问题的地方,找出故障发生的原因。
二、静态测量法
对大部分的电路板来说,通过前面的观察法,并不能发现问题。只要少部分的电路板会因为一些特殊的原因发生物理变形,轻易的找出故障原因,大部分发生故障的电路板,还是需要借助万用表,对电路板上的一些主要元器件、关键点进行有序的测量,发现问题,解决问题。
在测量之前,首先要判断电路是以模拟信号为主,还是以数字信号为主。对于有原理图的电路板来说,通过查看原理图就能判断。但是对于没有原理图的电路板来说,
一般通过以下两种方法判断:
      观察电路板上的元器件,看电路板上是否有微处理器,不管是早期的80、51系列,还是现在广泛应用的DSP,只要电路板上出现这样的芯片,就说明板子上有总线结构,数字信号必将占有很大的一部分,就可以把它当做数字板来处理。
      对于没有微处理器的电路板,观察板上元器件,看应用5V电源的芯片多不多。如果5V电源芯片很多,也可以把它当做数字电路来进行修理。对于数字电路和模拟电路的维修方式是不同的,一般来说模拟电路维修起来更简单一些,可以一步一步的向前推导,找出问题。但是对于数字电路来说,由于电路都挂在总线上,没有明确的上下级关系。因此维修起来要更困难一些,下面只着重阐述数字电路的静态测量法,
维修主要遵循以下几个步骤来进行。
第一步:使用万用表检查电源与地之间是否短路。
  检查的方法是:找一个5V电源供电的芯片,测量对角线上的两点(比如14脚的芯片,则测量7脚与14脚,16脚的芯片,则测量8脚与16脚)。如果两点之间没有短路,说明电源工作大致正常。若发生短路现象,则需要通过排查法找到原因。
  这些步骤只是电源维修的基本思路,具体到特别复杂的电路板还需要具体问题具体分析。
  电源是电路的基础,只有电源工作正常,才能谈到后续电路的应用。因此电源的测量是非常重要的,同时也是特别容易被维修者忽略的一步。
  第二步:使用万用表测量二极管,观察其工作是否正常。正常情况下,用电阻档测正负极,正相测量为几十到几百欧,反相为一千到几千欧。一般来说二极管发生损坏的情况,都是由于电路中的电流过大导致二极管被击穿。
  第三步:使用万用表电阻档测量电容,看是否有短路、断路的情况,如果有,则说明这部分电路有问题。下一步就需要确定是元件本身有问题,还是跟它相连的电路有问题,方法是将可疑元件的一脚焊下来,看元件是否有断路、断路情况。这样就可以一步确定问题所在。
  第四步:同样使用万用表对电路板上的集成电路、三极管、电阻等进行测量,看其是否符合本身的逻辑性能。如果电路板上包括总线结构的,一般在总线上,都会有提拉电阻排。电阻排的测量,是非常重要的一步,通过它的好坏可以初步检验挂在总线上的芯片的好坏。
  通过观察法和静态测量法的检查之后,电路板维修中出现的大部分问题可以被解决,值得注意的一点是一定要确保电源的正常,避免在下一步进行后造成对电路板的二次损伤。
三、带电测量法
  在线测量法一般应用在批量生产电路板的厂家,生产厂商为了维修方便,一般会搭建一个比较通用的调试维修平台,它可以方便的提供电路板所需的电源以及一些必要的初始信号。带电测量法主要解决两个方面的问题。一是将上两个步骤中发现的问题细分,最终锁定到出现问题的元器件。二是通过上面两步的检查,问题并没有得到解决的,需要通过带电测量找出故障原因。带电测量法主要通过以下几个步骤来进行。
  第一步:给电路板通电,在这步中需要注意的是,有些电路板电源并不是单一的,可能需要5V,还会需要正负12V,24V等等,不要把该加的电源漏加了。电路板通电后,通过手摸电路板上的元器件,看是否有发烫发热的元件,重点检查74系列芯片,如果元件有烫手的情况,则说明此元件有可能已经损坏。更换元件后,检查电路板故障是否已解决。
  第二步:用示波器测量电路板上的门电路,观察其是否符合逻辑关系。若输出不符合逻辑,需要分两种情况分别对待,一种是输出应该是低电平的,实际测量为高电平,可以直接判断芯片损坏;另一种是输出应该是高电平的,实际测量为低的,并不能就此判定芯片已经损坏,还需要将芯片与后面的电路断开,再次测量,观察逻辑是否合理,判定芯片的好坏。
  第三步:用示波器测量数字电路里的晶振,看其是否有输出。若无输出,则需要将与晶振相连的芯片尽可能都摘掉后再进行测量。若还无输出,则初步判定晶振已经损坏;若有输出,需要将摘掉的芯片一片一片装回去,装一片测一片,找出故障所在。
  第四步:带总线结构的数字电路,一般包括数字、地址、控制总线三路。用示波器测量三路总线,对比原理图,观察信号是否正常,找出问题。
  在线测量法主要用于两块好坏电路板的对比,通过对比,发现问题,解决问题。从而完成电路板的维修。
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