后驱动技术在电子测试维修中的应用

电子测试技术及仪器是指利用电子技术对电量或非电量进行测量的方法和设备。它是进行设备研究，新产品试制和开发，以及生产与维护中不可缺少的测试手段和工具。在电子测试维修领域中，快捷有效的测试技术和仪器能缩短测试维修时间，降低测试维修成本。

1 器件故障形式和传统测试维修方法

在设备的测试维修中，电路板上的故障因素比较多。实践统计表明，器件故障占94％，时序故障占3％，焊点虚焊占2％，其他占1％。因此，快速、准确地查找出故障器件，是设备维修中的关键。

器件故障一般表现为功能故障和参数故障。功能故障是指器件不能实现其基本功能，例如，反相器不能反相，放大器不能放大等。参数故障是指器件不能很好地完成功能，例如，反相器能反相，但是扇出能力下降，放大器可以放大，但是精度下降等。

一般情况下，器件故障会反映在器件的输入、输出端口上，如果对故障电路板上的器件进行功能测试，找出故障器件，就能修复电路板。传统的测试方法是利用示波器和万用表对器件进行人工测试。这种方法有很多缺点：测试过程慢，修复时间长；要求测试人员熟知电路板原理，且具有丰富的测试维修经验；测试人员的水平不同，测试结果也会不同，误判的情况较多。

随着电路板的日益复杂化，器件的高度集成化，传统的测试方法遇到很多的困难，表现在：

(1)设备在出厂时，只配备了使用说明书，缺乏电气部分的原理图和PCB图，给测试维修人员带来一定的困难。

(2)现代设备的集成化程度较高，传统的分立元件电路知识和检测手段效率较低，效果不明显，不再适用。

(3)器件功能测试需要进行在线测试，如何解决加电情况下与其他器件的隔离而不破坏器件，是一项技术难题。

为了提高现代电子测试的效率，缩减测试周期和费用，降低对测试人员的专业要求，一种新型的在线测试技术得以很快的发展和应用。

2 后驱动技术

2.1 后驱动技术的原理

1968年，美国施伦伯格公司的Fractron首次提出“后驱动技术”的概念，该技术主要用于数字电路的在线测试。文献[3]对后驱动技术在军用设备维修中使用的安全性进行了论述，并制订了严格的技术规范。该军标对后驱动的定义如下：

“后驱动情况的产生，是对节点强驱动(node focing)的直接结果。节点强驱动，是指在进行某一步测试时，将待测器件(DUT)的输入引脚强行置为特定的逻辑状态，而不管与之相连的其他器件引脚处于何种逻辑状态。这种技术称之为后驱动”。

后驱动技术的核心是利用半导体器件允许瞬间过载的特性，向被测器件的前级驱动芯片的输出级灌入瞬间大电流，强迫其按测试要求变高或变低，以达到逻辑隔离前级器件对被测器件的影响的目的。

在数字电路中，决定电路节点电位的是前级驱动器的输出而不是被驱动器件的输入。根据后驱动技术的原理，通过改变节点输出电流的大小就可以改变输出电压的大小。图1显示了一般情况下，输出为高电平时电流由输出端流出的情况和当输出为低电平时电流由外部流入的情况。

后驱动技术可在线实现对数字IC器件的电隔离，而无须破坏性的物理性隔离，使得逐个在线测试数字IC器件功能好坏成为可能。

2.2 后驱动技术的应用分析

图2是典型的TTL输出级电路结构。在T4截止、T3深度饱和时输出为低电平，输出的低电平是T3的饱和压降，约为0.2～0.3 V。T3饱和时，β3*Ib3?Ic3，此时若从输出端给T3灌入足够大的电流，T3就脱离饱和，使输出电平提升。即：在线灌入瞬态后驱动大电流，可迫使结点由低电平置为高电平。反之，可迫使结点由高电平置为低电平。