ASA测试技术在电路维修测试仪上的应用

ASA(VI曲线)测试是电路在线维修测试仪上最重要的测试功能之一。本文从使用的角度，简单的介绍了ASA测试的原理。主要围绕着故障检出率、测试可靠性、使用效率等方面，介绍了如何在电路维修测试仪上高水平地实现ASA测试技术。本文对评价在线维修测试仪产品、更好的掌握此项测试技术，有较大参考价值。

一、 ASA测试应用特点
Analog Signature Analysis(模拟特征分析)测试技术在国内、外广泛应用于电子维修领域的故障检测。
ASA测试通过比较器件的端口模拟特征实现故障检测。这种比较：
1．不涉及电路原理，无需电路处于工作状态，所以可在没有图纸，没有联机条件的情况下使用；
2． 不需给电路板加电，相对更安全；
3． 它是串行——一个管脚、一个管脚进行测试的，原则上任何封装、无论管脚多少的器件均可测试；
4． 不涉及器件的电路功能，无论数字的、模拟的、数模混合的、功能已知的、未知的（如专用、可编程）器件均可测试。
正因为ASA 测试有如此特点，使得它不仅成为电路板维修故障检测中最重要的测试手段，而且在很多场合中，是检测大规模、复杂集成器件好坏的唯一手段。
另外， ASA测试可用于检测两端元件的功能型故障。稍加扩充，也可用于检测三端元件的功能型故障。
二、 ASA测试原理
就基本原理而言，ASA测试可以看成万用表检测法的自然延伸。
对于无图纸电路板，最常用的故障检测方法是这样的：首先用一块好电路板，用万用表测出板上器件的管脚（实际是电路节点）对地电阻；然后与故障电路板上相应器件管脚的对地电阻进行比较，根据两者差异大小来判断故障。
这种方法可将故障定位到电路节点。由节点到具体元器件需要人工确定。这种方法简单、易用且有效，许多人都用这种办法修好过复杂、昂贵的电路板。
影响这种办法的故障检出率的主要原因是,万用表只能检测在1.5V（万用表电池电压）下的电阻，而半导体器件引脚的对地电阻随电压变化——不同电压下的电阻未必相同。比如，某TTL器件管脚在2.5V有软击穿,产生较大漏流,该故障不能被检测出来。
设想你有几十、或上百块万用表，每块表的电池电压都不一样——电压范围包括了器件的工作电压。对每一个管脚，都用这些表全部测试、对照一遍，这样，上面所说的故障就会被检测出来了。这就是ASA测试原理——在一个电压区间内、而不只是一个电压点下进行比较。
具体实现上，是把一个变化的电压信号加在被测试对象上，同时记录电流的变化。把随电压变化的电流在电压-电流座标系上表示出来，得到一条阻抗曲线。通过比较阻抗曲线的形状达到故障检测的目的。这里称为阻抗曲线、而不是电阻曲线的原因，是在很多时候（比如测电容），曲线的形态与电压变化的规律（波形）、变化的快慢（频率）相关。
理论表明，使用以正弦规律变化的电压信号（正弦波），测试效果最好。事实也是如此。无论进口的、还是国产的测试仪，都用正弦波作为ASA测试信号。

三、 ASA测试功能构成
完整的实现ASA测试技术，构成ASA测试功能，通常需要三大部分：
1．计算机：实现测试算法、管理测试数据；
2．测试仪：负责产生、施加正弦波测试信号；
3．专用测试软件。
下面分别讨论实现中的有关问题。

四、 配接计算机
目前的测试系统都与通用微机配合使用。从当前微机技术以及发展来看，主要应该解决以下两个问题：
1． 测试软件应支持主流操作系统版本
自Win98后，Windows操作系统对外部设备的管理机制作了很大改动，使得Win98上的测试程序，不能自动升级到其后的系统版本上运行。鉴于Win98及以下的操作系统很快会完全退出使用，如果测试软件不能支持主流的操作系统版本，比如Windows XP,将会给用户以后使用带来麻烦。
2． 测试仪最好支持USB口
早期的测试仪采用在计算机内插卡的方式实现和计算机的配接。由于这种方式缺点较多，又转用并口（打印口）配接。但近年来更加先进的USB口得到了迅速普及。USB口速度快、更安全（允许带电插拔），会给用户的使用带来很大方便；另外，目前市场上带并口的笔记本电脑已经十分少见；并口在台式机上也会很快消失——常用计算机外设，如打印机、扫描仪、数码产品都是USB口了。如果测试仪不支持USB口，将会影响用户微机的换代更新。

五、 对测试仪的要求
对于任何一种电子仪器，测试信号都是构成整个测试功能的基础。它的质量，基本决定着测试质量。测试仪主要负责产生、施加正弦波测试信号。这里从ASA测试对正弦波的要求的角度，讨论与测试仪相关的几个问题：
1． 幅度（峰-峰值）
为了达到最好测试效果，同时又不至于损伤被测器件，电压幅度应大于被测器件引脚的实际工作电压，小于极限电压。由于不同元器件所需数值不同，这就要求测试仪输出的正弦波幅度可调。http://www.hntest.com
目前市场上多数测试仪所能输出的最大电压幅度约在±30V左右，能够满足绝大部分电子电路板、电子元器件的检测要求。高档一些的测试仪，从最小到最大分成很多挡。比如汇能测试仪的电压幅度从±1V--±28V，以0.5V步距可调；低档一些测试仪分的挡少，比如简单分为±4V、±8V、±18V、±28V等几个挡。
2． 最大输出（短路）电流
测试集成器件的电流一般从几毫安到十几毫安。多数国产测试仪所能提供的最大输出电流处于这个量级。
如果考虑到测试分立元件，最大输出电流应该更大一些，以满足大电容（上万微法）、大功率三极管等的测试要求。
测试仪一般通过改变测试信号的输出电阻来改变最大输出电流。比如汇能测试仪设置了0.1K/1K/10K/100K的输出电阻。最大输出电流可达150mA。
3． 频率范围
频率范围宽，对电容、电感的测试范围就宽。
4． 波形保真度（或失真度）
指实际产生的正弦波与理想正弦波的形状差异。
5． 信号稳定性
ASA测试需要直接比较在不同时间、甚至不同场合下的测试结果，所以，测试的一致性、可重复性十分重要。这里的一致性、可重复性主要指：当测试仪配接不同性能的计算机、并且无论在计算机上打开几个任务运行时，测试同一个对象，测试结果相同。
测试结果的一致性、可重复性主要依赖测试信号的稳定性。测试信号稳定主要指波形、频率稳定不变。
汇能测试仪的测试一致性很好。经军方有关单位检测，它生成的测试信号的频率准确度、波形失真度小于2%，主要是几乎不随任何外部条件变化。目前市场上有的国产测试仪测试一致性差，主要原因是设计上存在缺陷——用计算机上的软件直接控制测试信号的产生，结果不同计算机的性能差异、以及计算机操作系统Windows的分时性导致了测试信号稳定性差。http://www.hntest.com
信号稳定性可用示波器观测到。比如，可这样观察Windows分时性对信号的影响：保持测试仪连续输出测试信号，用示波器持续观察，然后打开一个需要系统资源较多的任务，比如播放音乐，马上看到信号的形状完全变样。更简单的办法是测一个电容，比较播放音乐前后测到的ASA曲线即可发现。实际使用中，即使没有打开用户任务，也会有一些系统任务在不时运行着，同样会干扰测试。
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六、 测试软件设计考虑
高质量的测试信号是整个测试功能的基础。测试软件在此基础上构造出完整的测试功能。由于测试软件决定了能否有效使用测试信号、有效管理测试数据，所以，它的设计水平，会直接影响到整个测试功能的故障检出率、使用效率以及人-机界面。下面主要围绕这三个方面，介绍汇能测试软件的一些设计特色. http://www.hntest.com

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