電路板故障的分析查找及修復(fù)

1、89#摘要；對終端型通信產(chǎn)品的維護和故障維修已經(jīng)相當(dāng)普及，本文對常見的ADSL MODEM故 障進行了分析，列舉了維修實例。關(guān)鍵詞：器件故障V 一 - . - #電路板的故障因素主要為：器件故障；線路岀現(xiàn)短 路、斷路；程序出錯丟失；可調(diào)量值（如電位器等）變 化等。這是我們在電路板實際維修中得出的結(jié)論。經(jīng)統(tǒng) 計，器件故障占到85%左右。因此，根據(jù)器件的不同故 障類型快速、準(zhǔn)確地查找出損壞器件，是維修過程中面 對的主要矛盾。一、器件的功能故障和參數(shù)故障器件故障通常分為功能故障和參數(shù)故障。1、器件功能故障其表現(xiàn)形式是器件不能實現(xiàn)其基本功能。例如：電 源模塊沒有輸岀、電容電阻燒斷、反相器不能反相，放

2、大器不能放大等。功能故障的表現(xiàn)形式相對比較明確和 單一，通常我們稱為“硬故障”。2、器件參數(shù)故障其表現(xiàn)形式是器件不能很好地完成功能。例如：電 源模塊雖有輸出，但電流電壓不足、反相器雖能反相， 但扇出能力下降；放大器能放大，但處理精度下降；程 序出錯等。器件出現(xiàn)功能故障一定有參數(shù)故障，器件出 現(xiàn)參數(shù)故障不一定有功能故障。參數(shù)故障表現(xiàn)形式相對 多樣，通常我們稱為“軟故障”。二、故障器件的特點電器設(shè)備內(nèi)部的電子元器件雖然數(shù)戢很多，但其故 障卻是有規(guī)律可循的。1、電阻損壞電阻是電器設(shè)備中數(shù)量最多的元件，電阻損壞以開 路最常見。常見電阻有碳膜、金屬膜、線繞和保險幾 種。前兩種電阻應(yīng)用最廣，其損壞的特點一

3、是低阻值 （100Q以下）和高阻值（lOOkfl以上）的損壞率較高； 二是低阻值電阻損壞時往往是燒焦發(fā)黑，很容易發(fā)現(xiàn)， 而高阻值電阻損壞時很少有痕跡。線繞電阻燒壞時有的 會發(fā)照或裘面爆皮、裂紋，有的沒有痕跡.水泥電阻是 線繞電阻的一種，燒壞時可能會斷裂，否則也沒有可見 痕跡。保險電阻燒壞時有的表面會炸掉一塊皮，有的也 沒有什么痕跡，但絕不會燒焦發(fā)黑。根據(jù)以上特點，在 檢查電阻時可有所側(cè)重，快速找出損壞的電阻。2、電容損壞電容的主要作用是穩(wěn)壓和濾波，如果電容損壞，會 導(dǎo)致電子元件在不恒壓恒流的狀態(tài)下，導(dǎo)致電器不正常 工作，影響電子元件壽命。電容的壽命與環(huán)境溫度直接 有關(guān)，環(huán)境溫度越高，電容壽命越

4、短，這個規(guī)律不但適 用電解電容，也適用其它電容。在電路板維修中尋找故 障電容時應(yīng)重點檢查和熱源靠得比較近的電容，如散熱 片旁及大功率元器件旁的電容，離其越近，損壞的可能 性就越大。電容的幾種常見故障：短路（擊穿）；開路（斷 線）；漏電；容量減少?？梢杂萌f用表來檢測這四種常見的故障。有些開路 的貼片電容用眼睛就可以看出來，它們往往在外表上有#ItONOLOGY洞、外表損壞或呈斷裂狀。電解電容在電器設(shè)備中的用 量很大，故障率很高。查找損壞的電解電容方法有以下 幾種：（1）看：有的電容損壞時會漏液，電容下面的電路 板表面甚至電容外表都會有一層油漬，這種電容絕對不 能再用；有的電容損壞后會鼓起，這種電

5、容也不能繼續(xù) 使用；（2）摸：開機后有些漏電嚴重的電解電容會發(fā)熱， 用手指觸摸時甚至?xí)C手，這種電容必須更換；（3）電解電容內(nèi)部有電解液，長時間烘烤會使電解 液變干，導(dǎo)致電容雖減小。測試電容的的主要技術(shù)參數(shù)有：電容站；耐壓；誤 差等。3、二、三極管等半導(dǎo)體器件損壞二、三極管的損壞般是PN結(jié)擊穿或開路，其中 以擊穿短路居多。此外還有兩種損壞表現(xiàn)：一是熱穩(wěn)定 性變差，表現(xiàn)為開機時正常，工作一段時間后，發(fā)生軟 擊穿；另一種是PN結(jié)的特性變差，用萬用表RXlk測， 各PN結(jié)均止常，但上機后不能正常工作，如果用 RX10或RX1低*程檔測，就會發(fā)現(xiàn)其PN結(jié)止向阻值比 正常值大。測雖二、三極管可以用指針萬

6、用表在路測 量，較準(zhǔn)確的方法是：將萬用表SRX10或RX1檔（一 般用RX10檔，不明顯時再用RX1檔）在路測二、三極 管的PN結(jié)正、反向電阻。如果正向電阻不太大（相對 正常值），反向電阻足夠大（相對正向值），表明該 PN結(jié)正常，反之就值得懷疑，需焊下后再測。這是因 為一般電路的二、三極管外圍電阻大多在幾百、兒千歐 以上，用萬用表低阻值檔在路測量，可以基本忽略外圍 電阻對PN結(jié)電阻的影響。4、集成電路損壞集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能很多，任何一部分損 壞都無法正常工作。集成電路的損壞也有兩種：徹底損 壞和熱穩(wěn)定性不良。徹底損壞時，可將其拆下，與正常 同型號集成電路對比測共毎一引腳對地的正、反向電

7、 阻，總能找到其中一只或幾只引腳阻值異常。對熱穩(wěn)定 性差的，可以在設(shè)備工作時，用無水灑精冷夬卩被懷疑的 集成電路，如果故障發(fā)生時間推遲或不再發(fā)生故障，即 可判定。通常只能更換新集成電路來排除。要找到故障所在必須通過檢測，通常我們都采用測引腳 電壓方法來判斷，但這只能判斷出故障的大致部位，而 且有的引腳反應(yīng)不靈敏，甚至有的沒有什么反應(yīng)。就是 在電壓偏離的情況下，也包含外圍元件損壞的因索，還 必須將集成塊內(nèi)部故障與外圍故障嚴格區(qū)別開來，因此 單靠某一種方法對集成電路是很難檢測的，必須依賴綜 合的檢測手段"現(xiàn)以萬用表檢測為例，介紹其具體方法。我們知 道，集成塊使用時，總有一個引腳與印制電路

8、板上的 “地”線是焊通的，在電路中稱之為接地腳。由于集成 電路內(nèi)部都采用直接耦合，因此，集成塊的其它引腳與 接地腳之間都存在看確定的直流電阻，這種確定的直流 電阻稱為該榔內(nèi)部等效直流電阻，簡稱R內(nèi)。當(dāng)我們拿 到一塊新的集成塊時，可通過用萬用表測蚩各引腳的內(nèi) 部等效直流電阻來判斷其好壞，若各引腳的內(nèi)部等效電 阻R內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)值相符，說明這塊集成塊是好的，反之若 與標(biāo)準(zhǔn)值相差過大，說明集成塊內(nèi)部損壞。測量時有一點必須注意，由于集成塊內(nèi)部有大量的 三極管，二極管等非線性元件，在測凰中單測得一個阻 值還不能判斷其好壞，必須互換表筆再測一次，獲得正 反向兩個阻道。只有當(dāng)R內(nèi)正反向阻值都符合標(biāo)準(zhǔn)，才 能斷定該

9、集成塊完好。I| 2010年第5W（總氛187崩）在實際修理中，通常采用在路測圮。先測呈其引腳 電壓，當(dāng)測尿值與止常值不相符時，應(yīng)根據(jù)該引腳電 壓，對】C芯片正常值有無影響以及其它引腳電壓的相應(yīng)變 化進行分析;IC芯片引腳電壓會受外圍元器件的影響， 當(dāng)外圍有涮電，短路，開路或變質(zhì)等;IC芯片部分引腳異 常時,則從偏離大的入手，先查外圍元器件，若無故障，則 IC芯片損壞；如果電壓異常，可斷開引腳連線測接線端 電壓，以判斷電壓變化是外圍元件引起，還是集成塊內(nèi) 部引起。也可以采用測外部電路到地之間的直流等效電 阻（稱R外）來判斷，通常在電路中測得的集成塊某引腳與 接地腳之間的直流電阻（在路電阻），實

10、際是R內(nèi)與R外并 聯(lián)的總直流零效電阻。在修理中常將在路電壓與在路電 阻的測磧方法結(jié)合使用。有時在路電壓和在路電阻偏離 標(biāo)準(zhǔn)值，并不-定是隼成塊損壞，而是有關(guān)外圍元件損 壞，使R外入正常，從而造成在路電壓和在路電阻的異 常。這時便只能測鼠集成塊內(nèi)部直流等效電阻，才能判 定集成塊是否損壞。根據(jù)實際檢修經(jīng)驗，在路檢測集成電路內(nèi)部直流等 效電阻時可不必把集成塊從電路上焊下來，只需將電壓 或在路電阻異常的腳與電路斷開，同時將接地腳也與電 路板斷開，其它腳維持原狀，測童岀測試腳與接地腳之 間的R內(nèi)正反向電阻值便可判斷其好壞。集成電路常用的檢測方法有在線測億法、非在線測 凰法和代換法。三、故障修復(fù)實例故障產(chǎn)

11、品：天邑ADSL MODEM型號HASB-100o產(chǎn) 品外觀有4個指示燈，分別是power、link、data、 ethemeto故障現(xiàn)象：開機后4個燈都不亮。檢査步驟和解決辦法：1、由于沒有原廠電路圖所以只能靠經(jīng)驗和了解所 用器件的特性來對故障件進行維修。2、開機后4個燈都不亮，所以首先確定的故障是電 源沒有。先檢査電源輸入及周邊電路。先甩開modem的 電源開關(guān)，貢接用帶輸出保護的直流穩(wěn)壓電源(0- 15V.0-1A)給故障件供電，結(jié)果直流穩(wěn)壓電源顯示電流 過大，超過500MA,故判斷故障件內(nèi)部有短路。接下來 直點檢查電源模塊及周邊電路。3、斷開直流電源，先用眼仔細觀察電源模塊U601,

12、U802 (型號ESTMC34O63 812619)周圍的輔助電路是否 有電阻燒斷、發(fā)黑、發(fā)焦，再仔細看電容是否有鼓包、 表面缺失、漏液等現(xiàn)象，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)異常，用三用表 測員二極管是否短路，檢查結(jié)果是這些器件都是好的。 再檢查VR26固定電壓調(diào)節(jié)器，固定電壓調(diào)節(jié)器型號是 SE8117T33 0633-F,在網(wǎng)上查找該器件的資料，該器件為 3.3V電壓調(diào)節(jié)器。4、用三用表低電陰檔測垢固定電壓調(diào)節(jié)器的出腳 間電阻，3腳和1腳之間的電阻為0歐姆，調(diào)換表筆再測 試，1腳和3腳間電阻仍然為0歐姆，為確定固定電壓調(diào) 節(jié)器是否真的擊穿，把固定電壓調(diào)節(jié)器焊離卬刷板，再 測試，結(jié)果固啟電壓調(diào)節(jié)器的3腳和1腳之

13、間就沒有短路 的現(xiàn)象了，而電路板上的1腳和3腳仍然處于短路狀態(tài)。 這時檢查與第1和第3腳相連接的其他分離元件，沒有發(fā) 現(xiàn)短路和開路的器件。說明短路的器件還沒有找到，就 決定再往下面査，看能否找到短路的器件。5、電壓詭節(jié)器所接的主管網(wǎng)絡(luò)部分主要的集成塊 U10是REALTEK RTL8201CL,用三用表對IC塊8201 進 行詳細的檢查，由于用低電阻檔測量其每個岀腳對地腳 的電阻值，測試后再調(diào)換表筆逐一測試，發(fā)現(xiàn)多個出腳 對地腳的電阻為零，多個出腳之間電阻為零。為避免周邊 電路對測試的影響，把8201從印刷版上焊開，這時再用 三用表低阻檔測試固定電壓調(diào)節(jié)器SB8117T33的1腳和 3腳之間是

14、否短路，結(jié)果故障消失，遂判定為該】C內(nèi)部 短路。用完好且相同型號的集成塊替換原短路的集成 塊，再用三用表測試固定電壓調(diào)節(jié)器的第1腳和第3腳之 間電阻，沒有出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。6、重新對該機加電，這時仍然甩開按鈕開關(guān)，用 帶自保護的直流穩(wěn)壓電源(O-15V01A)對設(shè)備加電， 電壓電流指示正常，這時modern的電源指示燈亮，說明 已經(jīng)有供電了，原無供電故障排除。7、有了供電接下來對其它功能逬行測試，把 modem與電腦和網(wǎng)絡(luò)相連，這時電腦上顯示是本地(Ethernet)連接不上，由于負責(zé)本地連接的集成塊仍 然是8201,所以再重點檢查集成電路8201及其周邊電 路。把modern電后，先用眼仔細觀

15、察modem電路板上 有無電阻電容有無斷裂、漏液、變形、燒焦等現(xiàn)象。在 檢查過程中發(fā)現(xiàn)連接集成電路8201周邊的c859和F817表 面出現(xiàn)一個小洞，顯示燒壞的痕跡，再用萬用表測試這 2個器件，測試結(jié)果是電容容性失效，電感斷開。&該電容和電感斷路可能是周邊器件引起，也可 能影響周邊電路，所以逐一對周邊電子器件檢查。在檢 查網(wǎng)絡(luò)變壓器時，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)變壓器器件MT10232ANL 組線圈斷路，卸下該器件，發(fā)現(xiàn)該器件也有被打壞的痕 跡，其出腳處的外殼被打飛了一塊。更換完好同型的器 件 MT10232ANL。9、更換好MT10232ANL后再用帶自保護的直流穩(wěn)壓 電源(0-15V,0】A)對設(shè)備

16、加電，加電后各指示燈無異 常，連接計算機和網(wǎng)絡(luò)進行上網(wǎng)測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)wan異 常，檢查集成塊BAZ-3882周邊電路.發(fā)現(xiàn)其諭入端所連 接的電阻和三極管損壞，BAZ-3882本身也損壞呈現(xiàn)內(nèi)部 短路的狀態(tài)。更換損壞電阻' 三極管和集成電路388291后，重新加電測試，故障現(xiàn)象消失，至此該modem的故 障全部排除。最后用所匹配的電源穩(wěn)壓器加電測試，所有功能正 常，最后進行ping測試看是否有掉包現(xiàn)象。四、故障原因分析1、本地?zé)o法連按的故障在電源正常的情況下，把這臺型號為HASB-100的 天邑ADSL MODEM與電腦和ADSL網(wǎng)絡(luò)相連，點擊電腦 中的網(wǎng)絡(luò)連接，顯示為本地?zé)o法連接。所以

17、我們需要先看網(wǎng)絡(luò)接口模塊的輸入和輸出狀 態(tài)。該臺ADSL MODEM與網(wǎng)絡(luò)接口集成電路的RJ45是 按圖1方式接入的。TXD3:0)RXD3:0RXCLKCPUCRSCOLRXDVTX +網(wǎng)絡(luò)隔離變圧器TX =RX +RXRX +4工RJ45圖1 RTL82O1與網(wǎng)絡(luò)陽臨變壓88連接示意圖在RTL8201的信號發(fā)送和接收端通過網(wǎng)絡(luò)隔離變壓 器和RJ45接口接入傳輸媒體。我們先測凰網(wǎng)絡(luò)隔離變壓 器MT10232ANL,發(fā)現(xiàn)其次級線圈所連接的電容C589和電 感F817外表有燒出的小洞，而故障器件網(wǎng)絡(luò)變壓器 MT10232ANL,在卸下電路板后見其岀腳處外殼也被打 飛了一塊皮，對MT10232AN

18、L測試，發(fā)現(xiàn)其11腳、12腳 和10腳之間斷路，由于其斷路，所以MT10323ANL無法 將RJ45上接受的的借號傳達到MT10323ANL的第15腳、 16腳上，而MT10323ANI的第15腳、16腳上所連接的電 容和電感也斷路，集成塊8201上的TPRX+和TPRX上就 沒有信號輸入，當(dāng)然整個物理層的連接就沒有形成。集 成塊8201沒有正常的工作，所以電腦顯示就是本地沒有 連接-雖然在電路中使用隔離變壓器可以起到接口免受高 頻瞬態(tài)干擾損壞，起到對接口電路及后級電路的安全隔離、保護的作用。但是在很多情況下，單單只使用隔離 變換器還不能達到隔離保護的作用。實際上，只要電路 輸入端有浪涌脈沖發(fā)

19、生的可能，或者輸入端的電源不穩(wěn) 定，電路中還是會存在高頻瞬態(tài)干擾的，這將會對電路 造成很大損壞。對于幅度很高的瞬態(tài)干擾，如果不加以 適當(dāng)防護，就會損壞各類通信接口，甚至損壞后級電 路。對于這種瞬態(tài)干擾，可以采用隔離或旁路的方法加 以防護。在以太網(wǎng)設(shè)備中，通過PHY接RJ45時，中間加了一 個網(wǎng)絡(luò)變壓器，這個網(wǎng)絡(luò)隔離變換器主要起隔離外接口 電路和保護后級電路的作用。在本故障設(shè)備中由于強電 流和高壓的襲擊，造成了網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器 MT10232ANI初級線圈的熔斷及次級線圈所接電容、電 感的開路，雖然其初級采取了一些保護措施如電阻和電 容接地，用以釋放瞬間的干擾，但是過強的電流和過高 的電壓還是通過

20、次級對后級電路造成了很大的影響并使 次級電路所接的電容和電感斷路，還損壞了后級的網(wǎng)絡(luò) 接口電路以太網(wǎng)物理層收發(fā)器。其實住這款modem的電路中還是設(shè)計了保護電路， 它利用隔離變壓器的漏電感、端子的對地放電及對地電 容，就可以使雷電波，特別是其高頻部分，導(dǎo)入大地而 不進入變壓器，從而使次級所接電路免受雷電的損害， 由于保護電路來不及在極短的時間內(nèi)泄放掉雷電波，造 成初級線圈的短路，并在短時間內(nèi)熔斷了初級線圈。同 時強大的雷電也耦合到次級，將次級電路所接的電感和 電容瞬間擊穿，并對與之相連的集成塊8201造成損壞。網(wǎng)路隔離變壓器線圈的斷路是造成網(wǎng)絡(luò)無法連接的 直接原因。2、集成電路內(nèi)部短路的故障緊

21、接前述集成電路8201短路的現(xiàn)象，現(xiàn)在來分析引 起它短路能原因：由于沒有圖紙，只有在網(wǎng)絡(luò)上收集 RTL8201BI.的相關(guān)資料。RTL82D1BL是一款單芯片單端口的10/100m快速以 太網(wǎng)物理層收發(fā)器，只有一個MII/SNI （媒體獨立接口 /串行網(wǎng)絡(luò)接口）接口。它實現(xiàn)了全部的10/100M以太網(wǎng) 物理層功能，包括物理層編碼子層（PCS）,物理層介 質(zhì)連接設(shè)備（PMA）,雙絞線物理媒介相關(guān)子層（TP- PMD） , lCBasc-Tx編解碼和雙絞線媒介訪問單元；符號r類型1引的編號TPTX +TPTX- 1O;34O；33RTSETI28TPRX + TPRX-I31I30tOOlfcps

22、 網(wǎng)絡(luò)接口描述傳輸輸出(TransmitOuptput)：由lOOBasc-TX, 100Basc-l;X和 10B/cT 模式共字卷動雙絞線。當(dāng)配«J100Base.TX時，愉岀MIT3編硏波 形.當(dāng)配豪為IOOBmgFXB扎 綸出是準(zhǔn)ECI.(pteudo.ECL)電平.傳輸館壓電陽器連ftfTransmit Bias Resistor Connection):該引腳應(yīng)該 通過-個5.9KQU%)電阻接地(GND),為傳輸DAC限定馳動電流.電 阻值可以改變.具取決于RTLS201B1加實舲結(jié)采。接收輸入(Receive Input)：由 100Bise-TXt扶喂差動雙絞線IO

23、OBmc-FX 和模式PECL接口支持連接一個外部的lOOBase-FX光纖收發(fā)器。RTL8201BL可以在NIC, MAU, CNR, ACR,以太 網(wǎng)HUB,或以太網(wǎng)交換機中使用。另外，它也可以用于 任何有以太網(wǎng)MAC并且需要一個物理上的雙絞線連接或 一個光纖PECL接口以連接一個外部的100base-FX光纖 收發(fā)器模塊的嵌入式系統(tǒng)。它是一款48引腳LQFP封裝的集成電路其結(jié)構(gòu)框圖和 各項參數(shù)可在http:/www.rcaltekcom上找到，此處省略。先前發(fā)現(xiàn)8201功能損壞，內(nèi)部電路短路，經(jīng)分析是 外部接口電路的不正常引起的，而8201的最直接的外接 口電路就是網(wǎng)絡(luò)接口，見表1。態(tài)干

24、擾，而網(wǎng)絡(luò)變壓器的次級也將這些幅度很高的瞬態(tài) 干擾傳遞到集成塊8201信號接收端。從表1可以看岀集 成塊8201的第30腳TPRX+和第31腳TPRX-接受來自網(wǎng)絡(luò) 變壓器形成瞬間的高壓和強電流，從而襲擊了8201的全 雙工切換邏輯電路、編碼器電路、擾碼器電路等，并損 壞了集成塊8201的內(nèi)部電路。所以我們測試到的就是該 集成電路的內(nèi)部短路。高壓和強電流將電容C859和電感F817擊斷，同時將 高壓加在RTL3201BL的第30、31、33、34±,這些電流 和電壓遠遠超岀了集成電路RTL8201BL允許的工作電流 和電壓，這樣就造成了 RTL8201BL的損壞。集成電路RTL8201BL內(nèi)部短路 是 HASB-100ADSI. MODEM無電 源指示和供應(yīng)的直接原因。在我們維修的過程中經(jīng)常發(fā) 現(xiàn)RTL8201內(nèi)部短路，可見該集成 電路對工作條件要求比較苛刻， 外部電路若有異常，就會對該電 路造成損壞。93參考文獻I