Mittels Analog-Signaturanalyse lassen sich auch schwierig zu lokalisierende
Fehler auf Bauteil-ebene eingrenzen - auch ohne detaillierte
Schaltungskenntnis, im stromlosen Zustand und ohne Schaltungsdokumentation.
Wenn
Fehlerdiagnose zu Ihrem Aufgabengebiet zählt, so haben Sie sicher schon
verschiedenste Geräte und Techniken zur Fehlersuche angewendet. Manchmal ist
die Lokalisierung von Fehlern einfach zu zeitaufwendig und die Reparatur somit
unwirtschaftlich. Konventionelle Messgeräte wie zum Beispiel Logikanalysatoren
und Oszilloskope können nur auf stromversorgten Baugruppen angewendet werden
und erfordern detaillierte Schaltungskenntnisse. Trotzdem könnten Fehler wie
zum Beispiel eine Zenerdiode mit Leckstrom nicht entdeckt werden. Dieser Fehler
lässt sich jedoch einfach durch die Darstellung der dynamischen Impedanz darstellen.
Impedanzsignaturen
Wird
eine Potentialdifferenz an einen elektrischen Leiter angelegt, so ist der
resultierende Strom abhängig von der angelegten Spannung und der elektrischen
Eigenschaften des Leiters. Diese Spannungs-Strom-Darstellung (die dynamische Impedanz des Bauteils) ist
spezifisch für jedes Bauteil und erlaubt eine Identifizierung der Bauteiltype
(und des Zustands). Aus diesem Grund wird die U/I-Charakteristik auch als Impedanzsignatur bezeichnet. Die
Fehlersuche durch Inspektion oder Vergleich von Impedanzsignaturen ist bekannt
als Analog-Signaturanalyse.
Fehlersuche durch Analog- Signaturanalyse (ASA)
Polar Fehlerdiagnosesysteme dienen zur graphischen
Darstellung der Impedanzsignatur eines Bauteils. Baugruppen werden mittels ASA
immer im stromlosen Zustand getestet. Dieses Verfahren ist daher völlig ungefährlich für Bauteile. Das
Fehlerdiagnosesystem legt eine geringe sinusförmige Spannung an das Bauteil an
und zeigt die resultierende Spannungs-Stromkennlinie als X-Y-Darstellung auf
der Bildröhre oder PC-Bildschirm. In vielen Fällen wird die Fehlersuche auf
eine einfache Kennlinienuntersuchung zurückgeführt.
So
besteht zum Beispiel die Signatur eines einfachen Widerstands aus einer
geneigten geraden Linie. Eine Abweichung der Neigung zum Gutmuster deutet auf
einen falschen Widerstandswert hin. Ein Kondensator zeigt eine elliptische
Signatur deren Form vom Kapazitätswert abhängt.
Ein
falscher Kapazitätswert würde die Form der Ellipse verändern, Leckstrom würde
zu einer Neigung der Ellipse führen — beides sind häufige Fehler welche einfach
mit ASA aufgedeckt werden können.
Die Vergleichstechnik
Die effizienteste Methode der Fehlersuche ist die
gleichzeitige Darstellung der guten und fehlerhaften Bauteilsignaturen, sofern
ein Gutmuster zur Verfügung steht. Einige Fehlerdiagnosesysteme ermöglichen das
Abspeichern Referenzsignaturen zur Weitergabe an Servicewerkstätten. Sie können
sogar Signaturen unter-schiedlicher Bauteilhersteller speichern.
Test von Digital-IC´s mit ASA
Wird ein
Digital-IC mittels Analog-Signaturanalyse getestet, so wird das Analogverhalten
der Eingangsschutzbeschaltung untersucht. Ein hoher Anteil der Fehler an
Digitalbausteinen wird durch einen Defekt an den Ein- und Ausgängen verursacht
(z.B. durch Blitzschäden, Überspannungen etc.). Fehler an den Ein/Ausgängen
eines Digitalbausteins können einfach durch ASA sichtbar gemacht werden.
Betrachten wir die typische Eingangsschutzbeschaltung im Bild unten.
In
diesem Fall werden beide Schutzdioden bei Anlegen des Sinus-Testsignals leitend
und zeigen eine Signatur wie unten abgebildet.
Führt
eine hohe Überspannung zu einer Beschädigung der Schutzdioden und zu einer deutlichen
Änderung der Signatur. In diesem Fall hat der Bauteil ein ohmsches
Widerstandsverhalten angenommen und muss ersetzt werden.
ASA ist
eine weitverbreitete Fehlersuchtechnik und kann unabhängig von der
Baugruppentechnologie eingesetzt werden. Das Verfahren ist sicher, einfach
anzuwenden und äußerst effizient.