图6.52 运算放大器损坏引起模拟通道异常
检修 ：根据客户提供的信息，找到故障通道的输入端。8个输入端模拟信号是通过模拟开关切换接入后级处理的。对相同电路结构的输入端芯片对比阻值，没有发现阻值异常偏差。电路板模拟电路部分比较多，电路板上有很多运算放大器，而且这些运算放大器都是共用双电源的，为了查出是哪一个运算放大器的问题，找出运算放大器的正负电源端以及模拟部分0V电压点，用维修电源给电路板通电，再测试每一个运算放大器的同相输入端和反相输入端相对于0V点的电压值，如果电压一样(偏差不超过0.1V)，就认为该运算放大器无故障，这就是运算放大器所谓的虚短特点。如果电压有过大偏差，再关电观察或测试运算放大器的输出端和反相输入端之间的反馈电阻，以确定是否有负反馈，如果无负反馈，说明运算放大器是做比较器用，就应该用比较器的电压比较逻辑来判断，看输出端是否符合这个逻辑关系。通过测试发现一个运算放大器MAX942外围电路存在负反馈，但是却不符合虚短特点，将此运算放大器拆下，万用表电阻挡正反测试，发现此运算放大器的正负电源输入端之间只有100多欧姆电阻值，显然已经损坏。更换新的运算放大器，电路板拿客户工厂上机使用正常。
生产线IO控制板异常故障 ：某制造生产线主控屏幕显示IO板异常。
检修 ：如图6.53所示IO板，先目测检查，观察有无烧焦元件，电路板有无受到腐蚀断线之处，特别是电池周边的电路板部分和电解电容周边的电路部分是最容易受到腐蚀的部位。用放大20倍放大镜检查后，发现并无断线之处。然后确认电路板的供电电压。74系列数字电路以5V或者3.3V供电电压最为常见，一些板卡有稳压电压变换部分，有些板卡电压直接来自接线端子。来自稳压电压变换的应该寻找稳压电压变换芯片，如有些直接使用7805之类线性稳压芯片，有些使用LM2576之类BUCK电路芯片，直接找到这些芯片就可以确定数字电路的供电电压。电压来自接线端子的，可以找到典型数字电路芯片，查看该芯片的数据手册，确认供电电压大小。模拟电路部分供电应查找运算放大器芯片，确认供电脚的走线去向。确认电路板的供电后，可以用万用表测试一下电源正负之间的电阻值，根据欧姆定律估算电流大小，然后算功率。电流和功率大小不能偏离常识太多，比如24V供电，只有10Ω电阻值，根据公式功率 W = U 2 /R 知通电后板子功率达到57.6W，显然太大，故板子存在短路可能。经查此板5V电源正负端电阻2.8Ω，显然存在短路。从维修电源引入5V至电路板，先把电流调整至最小，然后慢慢加大。观察电压和电流显示大小，电压和电流的乘积就是板子此时消耗的功率，慢慢调整电流的大小，将功率控制在1～2W之间，然后用手摸芯片感应温度大小，如果某个芯片异常发烫，那么这个芯片就存在短路的可能。然后将发烫的芯片拆下，在测量板子电源两端电阻值，如果阻值回复正常，不再偏小，说明拆下的芯片就是短路的芯片。或者直接在芯片的电源脚两端测试阻值，如果阻值很小，就可以百分之百确定芯片损坏。此板经检查，发现1片CPLD芯片损坏，CPLD是有程序的，不可以买新的更换，因为没有程序内容，只能从相同的报废电路板上拆下还没有损坏的相同位置芯片更换。
图6.53 生产线IO控制板异常
测温电路无温度显示故障 ：某温度检测板卡故障，上位机无温度显示，其他控制功能正常。如图6.54所示。
图6.54 温度检测板不能测试温度
检修 ：此温度检测电路的原理是：使用四线制检测Pt100阻值，让PT100流过一个恒流源，然后检测Pt100两端的电压，知道电压差就可以计算电阻值，然后单片机查表得出对应的温度值。两个Pt100两端的电压是通过模拟开关MAX339切换来分时检测的。电压信号送AD转换器AD7707BRZ转换成数字信号，以串行方式发送给CPU。只有温度无显示，其他功能正常，说明上位机和控制板的通信是好的，能够传送控制命令，问题在测温电路。模拟开关MAX339内部电路如图6.55所示。给整个板卡通电，测试模拟开关MAX339供电电压正常，示波器测试
图6.55 MAX339引脚分布及内部结构框图
MAX339的地址选择信号A0 A1有变化的波形，模拟通道COMA电压随着地址信号A0、A1的变化也在跳变，说明模拟开关可以正确控制，下一步检查AD转换器是否把模拟信号正确地转换为数字信号。图6.56是模数转换器AD7707的内部结构框图。用示波器分别检测该芯片的电源、片选、输入模拟电压、时钟信号、参考电压、串行输入信号、串行输出信号，都有正常幅度的信号，推测该芯片内部转换不良，虽然有转换过程，但是没有把模拟信号转换成正确的数字信号。购相同芯片代换，再通电，使用120Ω电阻代替PT100，观察温度显示50.1℃，正常，问题解决。
