數字萬(wàn)用表在電路故障診斷中的應用
概述 
　　
　　隨著(zhù)電子產(chǎn)品向精密、微型化、低功耗方向持續發(fā)展，對電路系統中的模擬電路的調試和驗證提出了前所未有的挑戰。這部分電路在系統中的分量一般不到20%，卻常常是限制項目開(kāi)發(fā)進(jìn)程的瓶頸。雖然在模擬電路故障診斷的工作中沒(méi)有包治百病的良藥，但是運用合適的方法和測試工具可以提高調試效率。本文將通過(guò)超低功耗電路測試、微弱電源紋波測試、在線(xiàn)測量電流、短路定位、噪聲分析等幾個(gè)實(shí)例，并結合RIGOL推出的新一代61/2位數字萬(wàn)用表DM3068在弱信號測量方面的優(yōu)點(diǎn)介紹一些常見(jiàn)的故障診斷方法。  電阻計| 電表| 鉗表| 高斯計| 電磁場(chǎng)測試儀| 電源供應器| 電能質(zhì)量分析儀| 多功能測試儀| 電容表| 電力分析儀
　　
　　檢測地回路
　　
　　現代的電子產(chǎn)品往往將小信號模擬電路、數字電路和功率電路緊密地整合在一塊PCB上，電路布局不僅要滿(mǎn)足電路性能要求，還受結構設計的約束，同時(shí)要符合EMC規范，這些都給地回路的布置帶來(lái)了很大的挑戰。在多重約束的限制下，設計階段PCB地回路布線(xiàn)會(huì )存在不確定的因素，需要在測試階段檢驗。
　　
　　以圖1所示電路為例，U1、R3、R2組成同相放大器，設計期望該放大器能夠將輸入信號Ui放大10倍，Uo是放大器的輸出電壓。由于PCB布局布線(xiàn)受到約束，Ui的“-”輸入端子跟電阻R2的C端之間有一段導線(xiàn)Rpcb。而PCB上可能存在“電路X”引入地回流Ix流過(guò)導線(xiàn)電阻Rpcb。受“電路X”地回流Ix的影響，導線(xiàn)Rpcb兩端會(huì )有電壓差Ue，為了確定Ue對被測信號的影響，需要測量Ue的大小。
　　
　　圖1 包含地回流干擾的同相放大電路
　　
　　對精密電路而言，即使Ue只有μV量級，也會(huì )對電路產(chǎn)生巨大的影響。DM3068數字萬(wàn)用表直流電壓的最小讀數分辨率可達0.1μV，而且測量端子跟機殼地隔離，不會(huì )引入額外的直流電流地回路，適合于測量地回路引起的μV量級直流誤差。
　　
　　測量弱電壓信號需要注意熱電勢、共模干擾、電磁感應等誤差源，這些誤差一般在10μV的量級，會(huì )嚴重干擾小信號測量。使用同材質(zhì)的、雙絞或帶屏蔽的測試電纜可以減小熱電勢和電磁感應的誤差。測量Ue前可以先判別這些誤差源引入的總誤差的大小，使用萬(wàn)用表的“相對”運算排除固定誤差的干擾，然后再測量Ue就可以得到比較準確的結果。
　　
　　先將萬(wàn)用表的兩個(gè)表筆同時(shí)連接圖1中的端子C端，這時(shí)萬(wàn)用表的讀數是由熱電勢、共模干擾、電磁感應的誤差源引起的，觀(guān)察其變化情況。如果讀數在一個(gè)小范圍內波動(dòng)，則認為是固定誤差。按下萬(wàn)用表“相對”菜單鍵，萬(wàn)用表會(huì )記錄當前讀數值，并在以后的每個(gè)測量結果中減去該讀數值再顯示，這樣就可以排除固定誤差的干擾。然后再測量端子C和Ui的“-”端之間的電壓差，讀數即為排除固定誤差干擾后的Ue值，可以比較準確地反映真實(shí)Ue的大小。