Автоматизированная система диагностики ТЕСТ-Д (рис. 1)представляет собой управляемый от персонального компьютера диагностический стенд, к которому при помощи специальных переходных адаптеров можно подключить различные электронные платы и модули. АСД ТЕСТ-Д может использоваться на предприятиях, как при производстве электронной аппаратуры, так и в качестве сервисного оборудования для ремонта различных электронных устройств.

Состав системы диагностики Тест-Д :

• Функциональный тестер.
• Внутрисхемный аналоговый тестер VI-зонд.
• Внутрисхемный тестер цифровых микросхем ТЦМ-32.
• Тестер микропроцессорных устройств ЛАД-03.
• Программаторы микросхем PROM и EPROM.
• Блок питания объекта контроля с напряжениями +/-5V, +/-12V ,+/-15V , +/-24V.

Рис. 1. Автоматизированная система диагностики ТЕСТ-Д

Система диагностикипозволяетопределить работоспособность подключенной к ней электронной платы, а в случае обнаружения неисправности установить причину отказа. Обладая всеми положительными свойствами сервисных приборов (надежность, малые габариты, простота обслуживания), система диагностики является гибкой и универсальной. Связь системы диагностики с персональным компьютером осуществляется через порт USB. Программное обеспечение, включающее базовое ПО и редакторы подготовки тестов, имеет удобный русскоязычный интерфейс и работает в среде WINDOWS98/2000/XP/NT/ VISTА.

Высокая достоверность и простота локализации отказов достигается за счёт использования различных методов диагностики, дополняющих друг друга, таких как функциональное тестирование, цифровой сигнатурный анализ, аналоговое и цифровое внутрисхемное тестирование, логический анализ.

Функциональное тестирование

При функциональном тестировании система диагностики проверяет работоспособность устройства, эмулируя его работу в составе действующего оборудования. Тестирование выполняется при помощи функционального тестера и программы «Диагностический тест».

Взаимодействие системы диагностики с проверяемым блоком, как правило, осуществляется через краевой разъем с помощью специализированного устройства - адаптера подключения. Адаптеры обеспечивают подачу питания на объект контроля и его связь с функциональным тестером. В некоторых случаях адаптеры осуществляют преобразование сигналов как воздействующих на объект, так и принимаемых с объекта.

Рис. 2.  Окно программы «Диагностический тест»

Рис. 3. Осциллограмма пилообразного напряжения блока СИФУ электропривода

Программа «Диагностический тест» (рис. 2) позволяет тестировать электронные устройства на режимах близких или даже более жестких, чем работа в составе действующего оборудования. Алгоритм тестирования, задается в тестовом файле, где определяются комбинации воздействующих сигналов, их временная последовательность и сравнение полученных ответных сигналов с эталоном. Программа позволяет наглядно и компактно описать достаточно сложные алгоритмы тестирования. Наличие встроенного цифрового осциллографа дает возможность пользователю на любом такте теста снять сколько угодно осциллограмм с контрольных точек тестируемой платы и записать их в тестовый файл для последующего сравнения (рис. 3). Использование циклического режима тестирования предоставляет  возможность определения “плавающих” дефектов и неисправностей, связанных с прогревом устройства.

Методика создания тестов проста, понятна пользователю и подробно описана в поставляемой документации. Для редактирования и создания новых тестов в состав программного обеспечения входит удобный графический редактор.

Цифровой сигнатурный анализ

Метод цифрового сигнатурного анализа основан на применении т. н. "сигнатур" - определённых цифровых последовательностей на выходах устройства при подаче на вход схемы фиксированных последовательностей цифрового кода.

В АСД «Тест-Д» данный метод реализует программа «Сигнатурный тест». Принцип работы сигнатурного теста следующий: на входы тестируемой платы подается определенная комбинация логических уровней и считывается состояние тестируемого выхода. Затем комбинация сигналов на входах меняется и снова считывается состояние тестируемого выхода. Этот процесс повторяется 2¹² раз. В результате получается последовательность длиной 4096 бит, для которой рассчитывается 32-разрядная контрольная сумма. Эта сумма затем сравнивается с эталонным значением, полученным на заведомо исправной плате. Алгоритм расчета гарантирует обнаружение одинарных, двойных, пакетных и всех нечетных ошибок в последовательности.

Контроль сигнатур можно осуществлять как на выходах платы, так и в контрольных точках внутри нее. Благодаря этому, программа позволяет локализовать неисправность с точностью до конкретного элемента.

Программа применяется в основном для тестирования цифровых плат с однородной структурой, хотя бывает эффективна  для ремонта даже микропроцессорных устройств. Программа позволяет производить полную проверку пассивных элементов, таких как переходные платы, кабели, жгуты и т. п., на наличие обрывов, коротких замыканий и ошибок при распайке разъемов.

Создание тестового файла заключается в заполнении файла шаблона, где задаются входные и выходные контакты разъемов тестируемого устройства. Имеется возможность задать входные сигналы для предустановки  элементов с памятью, расположенных на тестируемой плате.

Внутрисхемное тестирование

Метод внутрисхемного тестирования означает проверку отдельных компонентов непосредственно на электронной плате. Данный метод, как правило, используется для локализации неисправного элемента после обнаружения дефекта в каком либо узле платы при помощи функционального тестирования. В состав системы диагностики входят устройства, реализующие методы аналогового и цифрового внутрисхемного тестирования - аналоговый внутрисхемный тестерVI-зонд и внутрисхемный тестер цифровых микросхем ВТЦМ-32.


Рис. 4. Эталонная и реальная ВАХ вывода неисправной микросхемы ЦАП

Аналоговый внутрисхемный тестер «VI-зонд» работает в режимах анализатора вольтамперных характеристик и осциллографического пробника.

Вольт-амперные характеристики (ВАХ) двухполюсников радиокомпонентов разного типа или схемного набора элементов печатной платы имеют четко выраженные и легко распознаваемые формы. Анализ вольт-амперных характеристик и сравнение полученных ВАХ с эталонными, снятыми с исправной платы и хранящимися в памяти  компьютера, позволяет выявить неисправный элемент, подключенный к контролируемой точке устройства (рис. 4). Таким образом, легко осуществить проверку диодов, транзисторов, тиристоров и других полупроводниковых приборов, не выпаивая их из платы.

Рис. 5.  Диаграммы входа и выхода  операционного усилителя

Данный метод может использоваться одинаково хорошо для тестирования как цифровых, так и аналоговых устройств. Отказы компонентов в сложных электрических цепях могут быть локализованы даже при отсутствии детальных знаний о функционировании устройства и документации на него. Тестирование электронного устройства выполняется без подачи на плату напряжения питания, благодаря чему проверяемые компоненты не могут быть повреждены.

В то же время, проверка входных и выходных импедансов интегральных элементов не может выявить нарушений их внутренней структуры. Неисправности, вызванные подобными причинами, выявляются только проверкой функционирования. Для проверки функционирования аналоговых элементов применяется осциллографический пробник, позволяющий получить осциллограмму выходного сигнала компонента при воздействии на его вход периодического сигнала. (рис. 5). Амплитуда и форма подаваемого сигнала задается пользователем программно.

Аналоговый тестер VI-Зонд, реализующий метод аналогового поконтактного внутрисхемного тестирования, позволяет диагностировать электронные устройства с любой плотностью монтажа, а также компоненты с любыми типами корпусов, включая БИС, ПЛИС. Программное обеспечение позволяет записать в файл последовательно практически неограниченное число ВАХ и диаграмм (до 32000) исправного устройства и затем сравнить их с характеристиками неисправной платы.

Рис. 6. Мнемосхема тестируемой микросхемы

Внутрисхемный тестер цифровых микросхем ВТЦМ-32 позволяет, не выпаивая цифровые микросхемы из платы, проверить правильность их функционирования. Во время проверки на контакты тестируемой микросхемы через специальную клипсу подаются импульсы, способные установить заданный уровень сигнала независимо от логического состояния компонента, связанного с проверяемым контактом. Величина импульса тока, подаваемого на контакт микросхемы, является достаточной для принудительной установки выхода логического элемента в заданное состояние и в то же время не выводит его из строя, так как время воздействия ограничено.

Рис. 7.  Временная диаграммы функционального теста

Тестер ВТЦМ-32 имеет 32 цифровых канала, по которым происходит подача воздействий на проверяемую микросхему и приём реакций на эти воздействия. В начале теста осуществляется проверка исходных логических состояний выводов микросхемы и наличие на них переключений (сигналов от внутреннего генератора тестируемого устройства), наличие выводов, подключенных к цепям питания, и выводов, соединённых между собой перемычками. Полученный результат выводится  на дисплей в виде мнемосхемы объекта контроля (рис. 6).

По результату проверки исходных логических состояний программа автоматически изменяет заданный в тестовом файле алгоритм тестирования, производит функциональный тест микросхемы в соответствии с измененным алгоритмом и выводит результаты тестирования на экран монитора в виде временных диаграмм и таблицы данных. (рис. 7)

При помощи тестера имеется возможность выполнять проверку различных цифровых микросхем, включая микросхемы ОЗУ и ПЗУ. Следует подчеркнуть, что данный прибор имеет возможность считать информацию с микросхем ППЗУ, впаянных в платы. В комплект поставки тестера входит библиотека тестов на большинство микросхем различных серий и справочник их аналогов. В состав программного обеспечения тестера входит редактор тестов. С его помощью пользователь имеет возможность самостоятельно изменять алгоритм тестирования микросхем и производить разработку и отладку новых тестовых программ.

Логический анализ

Наиболее эффективным методом тестирования и ремонта микропроцессорных устройств является логический анализ. Используя различные режимы и комбинации событий для запуска логического анализатора, пользователь может получить на экране дисплея временные диаграммы алгоритма работы устройства, сравнить их с эталоном и, таким образом, определить неисправность.

В состав диагностической системы ТЕСТ-Д входит тестер микропроцессорных устройств ЛАД-03 (рис. 8), обладающий свойствами классического логического анализатора и дополнительными сервисными возможностями, направленными на облегчение диагностики и ремонта микропроцессорных устройств.


Рис 8. Тестер микропроцессорных устройств ЛАД-03

Основной отличительной особенностью прибора ЛАД-03 является возможность тестирования электронных устройств в режиме реального времени однократно и в циклическом режиме, путем сравнения алгоритма работы проверяемого устройства с эталоном, записанным в тестовом файле. Результат сравнения, представленный в виде данных, адресов, команд, свойственных исследуемому объекту, способен указать пользователю на неисправность или подсказать дальнейшее направление ее поиска.

Тестер ЛАД-03 имеет 40 входных  каналов. Вместе с тем его программное обеспечение позволяет сохранить в одном тестовом файле любое числовременных диаграммсигналов. Использование синхронного запуска анализатора и объекта контроля, предоставляет возможность последовательно снимать данные в одноканальном  (режим «Зонд») и многоканальном режиме, а затем сводить их на одном экране, получая целостную картину работы узла из множества отдельных диаграмм. Представление информации в виде слов данных позволяет пользователю легко и быстро ее обработать. Одноканальный, последовательный съем данных (метод pin by pin) делает возможным тестировать электронные платы с любой плотностью монтажа и компоненты с любыми типами корпусов.

Система диагностики успешно эксплуатируется на различных предприятиях России и стран СНГ более 8 лет. Аппаратная часть и программное обеспечение системы постоянно совершенствуется с целью увеличения функциональных возможностей и удобства пользования.

С системой диагностики поставляются аппаратно-программные комплекты (набор адаптеров и библиотека тестов) для ремонта различных электронных промышленных устройств: систем ЧПУ и программируемых контроллеров 2С42, 2У22, 2Р22, 2Р32, НЦ31, МС2109, МС2101, НЦ80, ХШ9-11, СNC600, FMS3000, «Синумерик, МС1201, ХШ9-11, «Микродат», электроприводов «Размер 2М» всех моделей, ЭПБ2, «КЕМРОН», «КЕМТОК», «КЕМТОР», «КЕМРОС», «КЕМЕК», «APENA», «MEZOMATIС», ЭТУ2-2,  ЭПУ1-2, ЭПУ2-2, BOSCH TR40/170, фотоимпульсных датчиков ВЕ178, ЛИР, ROD, электронных АТС и других устройств.

Функциональные возможности системы позволяют использовать ее в качестве диагностического стенда при производстве электронной аппаратуры. В этом случае кроме описанных выше приборов в состав системы могут входить измерительные устройства и другое стандартное диагностическое оборудование. Разработчиком и производителем системы диагностики является российское предприятие, что позволяет адаптировать систему под конкретную задачу пользователя. Подробное описание АСД ТЕСТ-Д имеется на сайте http://www.test-d.cncinfo.ru

С. А. Сергеев

E-mail: servise@cncinfo.ru

test-d-service@yandex.ru

Тел. (4812) 69-09-10