Fehler und Bauteilversagen gehören zum Leben. Leiterplatten werden mit Fehlern hergestellt, Komponenten werden rückwärts oder in der falschen Position eingelötet, und Komponenten werden schlecht, was dazu führt, dass eine Schaltung schlecht oder überhaupt nicht funktioniert. PCB-Fehlerbehebung kann eine monumentale Aufgabe sein, die sowohl den Willen als auch den Verstand belastet. Glücklicherweise gibt es ein paar Tricks und Techniken, die die Suche nach dem lästigen "Feature" erheblich beschleunigen können.
PCB Fehlerbehebung
Leiterplatten (PCBs) sind eine Masse aus Isolatoren und Kupferspuren, die dicht gepackte Komponenten zu einer modernen Schaltung verbinden. Die Fehlersuche bei einer mehrschichtigen Leiterplatte ist oft eine große Herausforderung, wobei Faktoren wie Größe, Anzahl der Schichten, Signalanalyse und Komponententypen eine große Rolle für die einfache Problembehandlung spielen. Für einige kompliziertere Platinen ist ein spezielles Gerät erforderlich, um Fehler zu beheben. Die meisten Fehlerbehebungen können jedoch mit grundlegenden elektronischen Geräten durchgeführt werden, um Spuren, Strömen und Signalen durch die Schaltung zu folgen.
Tools zur Fehlerbehebung bei Leiterplatten
Die meisten grundlegenden PCB-Fehlerbehebungen können mit nur wenigen Werkzeugen durchgeführt werden. Das vielseitigste Werkzeug ist ein Multimeter. Abhängig von der Komplexität der Leiterplatten und dem Problem kann jedoch auch ein LCR-Meter, ein Oszilloskop, eine Stromversorgung und ein Logikanalysator erforderlich sein, um sich eingehend mit dem Betriebsverhalten der Schaltung vertraut zu machen.
Visuelle Inspektion
Eine visuelle Inspektion von Leiterplatten kann mehrere mögliche Probleme finden. Überlappende Spuren, ausgebrannte Komponenten, Anzeichen von Überhitzung und fehlende Komponenten lassen sich durch eine gründliche Sichtprüfung leicht feststellen. Einige verbrannte Bauteile, die durch übermäßigen Strom beschädigt wurden, sind nicht leicht zu erkennen. Eine vergrößerte Sichtprüfung oder der Geruch können auf das Vorhandensein eines beschädigten Bauteils hinweisen. Das Aufblähen von Bauteilen ist ein weiterer guter Indikator für eine Problemquelle, insbesondere für Elektrolytkondensatoren.
Physische Inspektion
Ein weiterer Schritt nach einer visuellen Inspektion ist eine physische Inspektion mit Strom, die an die Schaltung angelegt wird. Durch Berühren der Oberfläche der Leiterplatte und der Bauteile auf der Platine können Hot Spots ohne die Verwendung einer teuren Thermografiekamera erkannt werden. Wenn ein heißes Bauteil erkannt wird, kann es mit komprimierter Dosenluft gekühlt werden, um den Betrieb des Schaltkreises mit dem Bauteil bei niedrigeren Temperaturen zu testen. Diese Technik ist potenziell gefährlich und sollte nur bei Niederspannungsschaltkreisen mit den entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen verwendet werden.
Beim physischen Berühren eines Stromkreises sind mehrere Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Stellen Sie sicher, dass immer nur eine Hand den Stromkreis berührt. Dadurch wird verhindert, dass sich ein elektrischer Schlag über das Herz ausbreitet, was zu einem tödlichen Schlag führen kann. Das Halten einer Hand in der Tasche ist eine gute Technik, wenn Sie an Stromkreisen arbeiten, um solche Stöße zu verhindern. Wenn Sie sicherstellen, dass alle potenziellen Strompfade zur Erde, z. B. Ihre Füße oder ein nicht widerstandsfähiges Erdungsband, getrennt sind, müssen Sie unbedingt die Gefahr von Stößen verringern.
Durch das Berühren verschiedener Teile der Schaltung wird auch die Impedanz der Schaltung geändert, wodurch das Verhalten des Systems geändert werden kann und um Standorte in der Schaltung zu identifizieren, die zur korrekten Funktion zusätzliche Kapazität benötigen.
Diskrete Bauteilprüfung
Die effektivsten Techniken zur Fehlerbehebung bei Leiterplatten sind oft das Testen jeder einzelnen Komponente. Das Testen der Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Transistoren, Induktoren, MOSFETs, LEDs und diskreten aktiven Komponenten kann mit einem Multimeter oder einem LCR-Messgerät durchgeführt werden. Komponenten, die kleiner oder gleich dem angegebenen Komponentenwert sind, die Komponente ist normalerweise gut, aber wenn der Komponentenwert höher ist, ist dies ein Hinweis darauf, dass entweder die Komponente schlecht ist oder dass die Lötverbindung schlecht ist. Dioden und Transistoren können mit dem Diodentestmodus an einem Multimeter überprüft werden. Die Basis-Emitter- (BE) und Basis-Kollektor- (BC) -Übergänge eines Transistors sollten sich wie diskrete Dioden verhalten und nur mit dem gleichen Spannungsabfall in eine Richtung leiten. Die Knotenanalyse ist eine weitere Option, mit der Komponenten ohne Leistung getestet werden können, indem nur eine einzelne Komponente mit Strom versorgt wird und die Antwort von Spannung zu Strom (V / I) gemessen wird.
ICs testen
Die schwierigsten zu überprüfenden Komponenten sind ICs. Die meisten ICs können leicht anhand ihrer Markierungen identifiziert werden, und viele können mit Oszilloskopen und Logikanalysatoren betrieblich getestet werden, aber die Anzahl der Spezial-ICs in verschiedenen Konfigurationen und PCB-Designs kann Test-ICs sehr schwierig machen. Häufig ist es eine nützliche Technik, das Verhalten einer Schaltung mit einer bekannten guten Schaltung zu vergleichen, wodurch ungewöhnliches Verhalten hervorgehoben werden sollte.
