PCB制造相关
一个电子装置,即使按照设计的电路参数进行安装,往往也难于达到预期的效果。这是因为人们在设计时,不可能周全地考虑各种复杂的客观因素(如元件值的误差、器件参数的分散性、分布参数的影响等),必须通过安装后的测试和调整,来发现和纠正设计方案的不足,然后采取措施加以改进,使装置达到预定的技术指标。因此,调试电子电路的技能对从事电子技术及其相关领域工作的人员来说,是不应缺少的。
硬件工程师调试电路板的时候,直接接触裸板,很容易造成电路板损坏。
我们总结了几条小技巧,能够有效避免电路板意外受损。
1,先摸一下金属,再拿电路板
人体带有静电,尤其在干燥的地区,摸到金属经常会被电到。
静电对电路板的损害非常大,打到裸板很容易把元器件打坏。工厂的工人都佩戴有静电手环,穿着防静电服。
但是硬件开发工程师在办公室里,一般都不会有这么好的静电防护措施。所以要养成防静电的好习惯:拿电路板之前,先找一个金属物体摸一下,把身上的静电泄放掉,然后再拿电路板。
2,拿电路板的板边,不要捏着芯片
还是因为静电。虽然可以通过摸金属泄放掉静电,但拿着电路板往实验室走的时候,不可能一直摸着金属。而此时身体一样会产生静电。
因此拿着电路板的板边,而不是直接捏着芯片部分。这样能够使静电不直接打到芯片,而是传导到电路板的地线上。(电路板板边一般都会设计有一圈GND线路)
3,用直流电源供电,而不是适配器或电池
硬件工程师调试电路板的时候,需要供电。直接使用直流适配器或者电池,不能直接看到电压和电流,一旦电源或电路板出现电压过高或者电流过大,无法直接发现。等到闻到糊味的时候,就已经晚了。
所以推荐硬件工程师使用数字直流电源供电,能够随时看到电压和电流,一旦发现电流电压异常,能够以最快的速度断电,保护电路板。
通过观看工作电流的变化,也能发现电路板是否有故障。例如某些大部分电路板的工作电流是100mA,但有一块是150mA,那说明这块电路板有局部短路的情况。(如果不看数字,只通过适配器或电池来供电,就发现不了这个问题。)
4,先碰一下电源线,再固定线路
如果采用直流电源电源供电,一般是焊正负极电源线的。不要一下子就把电线接起来,而是先碰一下电源线,同时顶着直流电源的数据,看看有没有短路或者大电流。如果确定没问题了,再把线路连接固定起来。
例如,把电源线的正负极焊反了,或者直流电源电压调的太高了,此时都能够在半秒钟内发现问题。而这两种情况下,一旦短路或高压时间超过1秒钟,很可能就把芯片烧毁了。
5,线缆和电路板,用胶布固定
电路板调试的时候,焊接或者插上的线会比较多:电源线、串口线、USB线、JTAG线、外设的线等等。
这些线路,和电路板的连接点,往往只是一个测试点。一旦受力,测试点被扯掉了,板子就废了。
因此需要用胶布把电路板固定好。可以把电路板和线缆都贴在桌子上,也可以找块泡沫或者纸板贴上去。这样就避免了焊点直接受力,几乎不可能被扯掉。
相信每个硬件工程师,都遇到过“一转身电路板就掉地上了”、“一站起来衣服就挂到了几根线”这样的情况。
6,电路板裸露部分,用绝缘胶保护
电路板在裸板调试的时候,没有外壳的保护,而且周围焊接了很多测试线路,很容易短路!
因此应当把电路板的元器件部分,用绝缘胶或者美纹胶带贴起来,这样就不会被碰到,也不会短路了。
刚焊接好的电路板不要急着上电,上电之前需要进行检查,确定没问题后才上电,这里总结下我自己调试新电路板要做的的几个步骤。
一、上电前目测检查
1、目测电路板是否存在焊渣、锡球,最好使用放大镜观察,焊渣锡球的存在可能会导致某些引脚短接,导致芯片功能不正常。
2、观察元器件焊接是否存在虚焊问题,最好使用放大镜。
3、对照焊接图检查有方向性的元器件焊接是否正确,可能有些元件焊接后遮住元件封装的方向记号,所以要对照焊接图来确定方向。
二、上电前检查电源端对地是否有短路现象
1、使用蜂鸣档分别测量电源输入端和输出端对地是否导通(最好在电路设计时就预留测试点),若蜂鸣档鸣叫则说明电源端对地存在短路现象,电源对地短路是个很严重的问题,若对存在短路现象的电路板上电,电路可能会烧毁。
2、在电路设计时可以用一个0欧姆的电阻将电源和后级电路分离,在上电前不要焊接这个0欧姆电阻,分别测量电源部分和后级电路电源是否存在对地短路现象,若出现短路现象也可以确定是电源短路还是后级电路短路。
三、上电后观察
1、相信大家调试电路板的电源更多的都是直流电源,当我们用直流电源供电时,若一上电,发现直流电源输出的电流比电路正常工作电流大得多,此时电路肯定出现短路现象了,应立即关断电源,待排除故障后再通电。
2、上电后不要急于测量电压电流等电气指标,先观察电路有无异常现象,例如有无冒烟现象,有无异常气味,手摸集成电路封装,是否发烫等。如果出现异常现象,应立即关断电源,待排除故障后再通电。
这里补充一点,一般功率管和电源芯片可能在正常工作下温度也达到60℃,但这不属于异常发烫现象,手摸芯片可以坚持3秒以上,说明温度在60℃以下。
3、若无上述的异常情况,上电后就可以测量各部分的电气指标是否正确,若都正常就可以接着调试电路功能了。
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