Cơ bản về Analog Signature Analysis (ASA) – Phân tích đường đặc tính tương tự

Thiết bị Huntron Tracker tạo ra một tín hiệu sóng sine chính xác được giới hạn dòng điện AC tới một linh kiện và hiển thị luồng điện kết quả, giảm điện áp và bất kỳ sự xoay pha nào trên màn hình thiết bị. Dòng điện gây ra một chùm tia dọc trên màn hình, trong khi điện áp trên linh kiện gây ra một chùm tia ngang. Chùm tia hiển thị kết quả trên màn hình được gọi là đường đặc tuyến tương tự.

Hiểu về mạch cốt lõi ASA là chìa khóa để hiểu cách đường đặc tuyến tương tự phản ứng với các loại linh kiện khác nhau. ASA đôi khi được gọi là “Phép đo đặc tuyến V/I” và vì dòng được tạo ra là một chức năng của trở kháng của mạch, chữ ký tương tự hiển thị có thể được coi là một biểu diễn hình ảnh của Định luật Ohm.

V = IR trong đó V = điện áp, I = dòng điện và R = trở kháng

Hình sau cho thấy một sơ đồ đơn giản của mạch lõi ASA. Bộ tạo sóng sine là nguồn tín hiệu kiểm tra và được kết nối với bộ chia điện trở được tạo thành từ Rs và RL. Trở kháng tải, RL, là trở kháng của linh kiện được kiểm tra. RL nối tiếp với trở kháng nội hoặc trở kháng nguồn của Tracker, Rs. Bởi vì Rs là hằng số, cả điện áp trên linh kiện được kiểm tra và dòng đi qua nó đều là một chức năng của RL.

Với mỗi tín hiệu kiểm tra hoặc dải đo, có 3 tham số gồm: điện áp nguồn Vs, Trở kháng Rs, và tần số nguồn Fs. Khi sử dụng ASA để chẩn đoán, đối được đo sẽ lựa chọn dải hiển thị sao cho thông tin của đường đặc tuyến tương tự là rõ ràng nhất. Huntron Tracker có thể dễ dàng thực hiện điều này bằng cách thay đổi tham số phạm vi thích hợp. Điện áp nguồn Vs của tín hiệu thử nghiệm có thể được sử dụng để tăng cường hoặc bỏ qua các đặc tính chuyển mạch và hiệu ứng Avalanche của chất bán dẫn. Fs hay tần số của tín hiệu kiểm tra nguồn có thể được sử dụng để tăng cường hoặc bỏ qua hệ số kháng (điện dung hoặc điện cảm) của linh kiện đơn hoặc nút mạch. Rs hay điện trở nguồn được sử dụng để phù hợp với tải trở kháng được kiểm tra và cung cấp đường đặc tuyến tốt nhất có thể.

Bốn loại đường đặc tính tương tự cơ bản của linh kiện

Tất cả các đường đặc tuyến tương tự đều thuộc tổ hợp của một hoặc nhiều hơn của bốn đường đặc tuyến cơ bản của linh kiện là: Trở kháng, điện dung, điện cảm, bán dẫn. Tham khảo hình bên dưới. Mỗi một trong các linh kiện cơ bản phản hồi khác nhau với tín hiệu kiển tra của thiết bị. Việc nhận ra các dạng tín hiệu cơ bản độc nhất này trên màn hình thiết bị là chìa khóa quan trọng để sử dụng chẩn đoán ASA. Khi các linh kiện được kết nối với nhau hình thành một mạch điện, đường đặc tuyến của mỗi nốt mạch là tổng hợp của các đường đặc tuyến cơ bản của linh kiện trong mạch đó.

Ví dụ, một mạch với cả trở kháng và điện dung sẽ có đường đặc tuyến kết hợp các đường đặc tuyến tương tự của điện trở và tụ điện. Đường đặc tuyến của điện trở luôn là hiển thị là một đường thẳng ở một góc từ 0 tới 90 độ. Đường đặc tuyến của tụ điện thì luôn là dạng của hình tròn hoặc elip. Trong khi của cuộn cảm thì cũng là dạng tròn hoặc elip nhưng lại cũng đồng thời có cả nội trở. Đường đặc tuyến  của bán dẫn thì luôn được tạo bởi hai hay nhiều đường mảng tuyến tính thường có dạng một góc gần vuông. Đường đặc tuyến của linh kiện bán dẫn có thể chỉ ra khả năng dẫn của cả thiên áp thuận và nghịch. Điều này sẽ tạo ra một giản đồ bán dẫn Zener thể hiện tất cả điểm nhánh.

Cách mà đường đặc tuyến tương tự được lấy

Đường đặc tuyến được hiển thị trong tài liệu này là các đường đã sử dụng thiết bị ASA được sản xuất bởi Huntron Inc. Cho phần lớn đường đặc tuyến được chỉ ra trong tài liệu này được sử dụng bằng hai que đo. Các que đo được giữ trực tiếp lên trên linh kiện hoặc giữa các chân của linh kiện và điểm tham chiếu chung như là điểm đất hoặc Vcc trên bo mạch.

Hình trên là ứng dụng đo điển hình linh kiện bằng que đo với linh kiện như là điện trở. Một que đỏ được kết nối với kênh A và que còn lại (que đen) được nối với chân Common.

Kênh A và Kênh B được kết nối là tín hiệu kiểm tra hoặc đầu nối tín hiệu. Tín hiệu kiểm tra thực tế được áp dụng thông qua các kết nối đó.

Đầu Common là đầu tham chiếu tín hiệu hoặc “tín hiệu phản hồi”. Điều này đôi khi được biết tới là tham chiếu với “đất” thông qua cổng Common có thể được gắn với bất cứ điểm nào trên bo mạch.

So sánh đối tượng hoạt động tốt và đối tượng đang nghi ngờ

Trong phần lớn trường hợp, việc phân tích đường đặc tuyến tương tự được sử dụng cho việc tìm lỗi so sánh. Điều này nghĩa là đường đặc tuyến của bo mạch in (PCA) ở trạng thái tốt được sử dụng để so sánh với PCA đang nghi ngờ. Đường đặc tuyến khác nhau có thể chỉ ra vấn đề tiềm ẩn. Thông thường, kênh A được sử dụng cho PCA tố và kênh B được sử dụng cho PCA nghi ngờ.

Có hai kênh của Huntron Tracker, kênh A và kênh B, các kênh này được lựa chọn bằng việc nhấn nút tương ứng trên mặt máy hoặc lựa chọn kênh thích hợp trên phần mềm Huntron Workstation software.

Khi sử dụng một kênh đơn, que đo đỏ nên được cắm vào đầu ra kiểm tra kênh tương ứng và que đo đen hoặc dây đo nối chân chung (common) nên được cắm vào đầu kiểm tra Common. Khi kiểm tra, que đo đổ nên được kết nối tới đầu ra dương của một thiết bị (ví dụ như a nốt, +V,…) và que đo đen nên được kết nối tới cực âm của thiết bị hoặc một điểm tham chiếu chung (ví dụ như ca tốt, đất). Theo như quy trinh trên để đảm bảo rằng đường đặc tuyến tín hiệu xuất hiện trên  góc phần tư của màn hình.

Các đường đặc tuyến so sánh điển hình được hiển thị ở trên hình dưới đây. Màu xanh là đường đặc tuyến của linh kiện tốt và đỏ là đường đặc tuyến của linh kiện nghi ngờ.

Các hình trên thể hiện đường đặc tuyến tốt so với đường đặc tuyến xấu (xanh là tốt, đỏ là hỏng). Các đường đặc tuyến trên hình bên trái thể hiện rằng linh kiện Transistor đã bị hư hại (rò rỉ) so với linh kiện đang hoạt động bình thường. Đường đặc tuyến trên hình bên phải là thể hiện cuộn cảm bị chập dây cuốn.

Các hình trên thể hiện đường đặc tuyến tốt so với trạng thái xấu (xanh là tốt, đỏ là xấu). Các đường đặc tuyến trên hình bên trái thể hiện tín hiệu trên đầu ra của chân IC 74S04 và chân đầu ra bị hỏng. Hình bên phải thì thể hiện một tụ điện tốt so với tụ điện bị rò bên trong.

Các tham số được kiểm soát

Bảng dưới đây thể hiện các tham số có thể được đặt lựa chọn trên mặt máy hoặc trên phần mềm.

Tự động hóa- tăng hiệu suất

Ngoài thiết bị đo thủ công, Huntron còn cung cấp Hệ thống Access Prober giúp tự động hóa kiểm tra, cực kỳ thích hợp với kiểm tra mạch số lượng lớn, hoặc lưu trữ dữ liệu sẵn cho các bo mạch hiếm.

Thiết bị Huntron Access Prober có thể đo mạch tự động kích thước lên tới 56 x 58 cm với độ chính xác tới 10 microns.

Đầu tiên chúng ta sẽ cần định nghĩa các vị trí kiểm tra, các linh kiện kiểm tra cho que đo. Sau khi đã có được dữ liệu vị trí, máy sẽ tiến hành đo lần đầu và thu thập dữ liệu đường đặc tuyến của các vị trí đo. Khi đã có được các tham số này chúng ta có thể dễ dàng lắp bo mạch hoặc đối tượng kiểm tra mới vào để đánh giá.

Điều này mang lại giá trị tiết kiệm về mặt thời gian rất nhiều so với những việc đo và thiết lập bằng phương pháp thủ công hoàn toàn.

Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:

Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội          

Web: https://mitas.vn  | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn

Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.

Chia sẻ

Chia sẻ

1. Khái niệm cơ bản về phân tích dạng tín hiệu tương tự (ASA)

Thiết bị Tracker Huntron đưa ra tín hiệu sóng sin AC với dòng điện giới hạn chính xác cho một linh kiện và hiển thị kết quả dòng điện, sụt điện áp và bất kỳ sự dịch chuyển pha nào trên màn hình thiết bị. Dòng điện hiện tại gây ra độ lệch đường tín hiệu trục dọc trên màn hình, trong khi điện áp dọc theo linh kiện tạo ra độ lệch tín hiệu hiển thị trục ngang. Đường tín hiệu hiển thị kết quả trên màn hình được gọi là tín hiệu hiển thị tương tự.

Hiểu được mạch lõi ASA là chìa khóa để hiểu cách thức tín hiệu hiển thị tương tự phản hồi với sự khác nhau của các loại linh kiện. ASA đôi khi được gọi là “kiểm tra V/I” và kể từ khi dòng điện cấu thành là một chức năng của trở kháng của mạch, tín hiệu tương tự được hiển thị có thể được thể hiện mô phỏng theo định luật Ohm.

V= IR  (với V: điện áp, I: dòng điện và R: trở kháng)

Hình vẽ tiếp theo thể hiện một sơ đồ nguyên lý mạch lõi ASA. Nguồn tín hiệu sóng sin là nguồn tín hiệu kiểm tra và được kết nối tới bộ chia điện áp trở kháng được cấu thành từ Rs và RL. Tải điện trở, RL là trở kháng của linh kiện kiểm tra. RL được mắc nối tiếp với nguồn trở kháng nội Rs. Bởi vì Rs là cố định, nên cả điện áp dọc theo linh kiện được đo và dòng qua đó là chức năng duy nhất của RL.

Mỗi tín hiệu kiểm tra hoặc dải đo có 3 tham số: điện áp nguồn Vs, trở kháng Rs, và tần số nguồn Fs. Khi sử dụng ASA cho kiểm tra lỗi, đối tượng đo được lựa chọn dải sao cho hiển thị mô tả đấy đủ thông tin đường hiển thị tín hiệu. Thiết bị Huntron có thể điều chỉnh tín hiệu để dễ đọc và phân tích bằng cách thay đổi các dải của tham số. Điện áp nguồn Vs, của tín hiệu kiểm tra có thể được sử dụng để gia tăng hoặc bỏ qua chuyển mạch bán dẫn và đặc tính khác của bán dẫn. Fs hoặc tần số của nguồn tín hiệu kiểm tra có thể được sử dụng để gia tăng hoặc bỏ qua hệ số phản ứng (điện cảm và điện dung) của một linh kiện hay một nút mạch. Rs hoặc trở kháng nguồn được sử dụng để khớp với trở kháng tải được đo và cung cấp nhiều thông tin chi tiết về đường đặc tính tín hiệu được hiển thị.

2. Dạng tín hiệu của bốn loại linh kiện cơ bản

Bao gồm: điện trở (Resistance), cuộn cảm (Inductance), tụ điện (Capacitance), bán dẫn (Semi Conductance) có hình dạng như sau:

3. Giải pháp kiểm tra tín hiệu lỗi của Huntron

Giải pháp của Huntron cho phép so sánh dạng tín hiệu của 2 linh kiện cùng loại với nhau hoặc linh kiện cùng vị trí trên 2 bản mạch giống nhau để dễ dàng phát hiện được linh kiện nào bị hỏng và thay thế.

Trong các hình biểu thị dưới đây, đường tín hiệu màu đỏ thể hiện tín hiệu của linh kiện lỗi, đường tín hiệu màu xanh thể hiện linh kiện hoạt động bình thường.

Bằng phương pháp tham chiếu này giải pháp của Huntron có thể dễ dàng và trực quan trong việc phát hiện và thay thế phần tử bị hỏng trong bản mạch qua đó phục vụ cho quá trình sửa chữa nhanh chóng.

Bên cạnh thiết bị đo bằng tay, Huntron còn cung cấp hệ thống đo tự động phục vụ cho kiểm tra hàng loạt quy mô công nghiệp. Bằng việc lưu trữ vị trí và giá trị của từng linh kiện trên bản mạch hoạt động bình thường làm mẫu so sánh, cho các lần kiểm tra mạch cùng loại sau, thiết bị có thể tự động kiểm tra và so sánh giá trị của từng linh kiện đo được với giá trị chuẩn để tìm ra vị trí hỏng nhanh gấp nhiều lần dò mạch thông thường.

Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:

Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội          

Web: https://mitas.vn  | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn

Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.

Chia sẻ

Chia sẻ