電路板工作不正常，老板催我找問題……別慌，老工程師的這幾招兒讓你事半功倍！

關(guān)鍵詞：調(diào)試, 電路板, 檢查

你是否有過這樣的經(jīng)歷：電路板工作不正常，被老板催著做調(diào)試找問題，但是毫無頭緒，不知從何處入手，只能在實(shí)驗(yàn)室中盯著電路板發(fā)呆……別著急，找對(duì)方法才能事半功倍。本文將以視頻應(yīng)用電路板的調(diào)試為例，介紹電路板調(diào)試的一般程序，以及在這個(gè)過程中的一些小技巧，希望能夠給大家一些啟示。

以下就是電路板檢查一般所需的主要步驟，下文中我們會(huì)做詳細(xì)的說明。

軟件檢查

軟件通常是開始進(jìn)行調(diào)試的最佳切入點(diǎn)。硬件的變動(dòng)往往需要比較長的時(shí)間準(zhǔn)備，比如物料的采購。軟件可以快速地更改、測(cè)試、迭代。

軟件檢查的具體步驟如下：

• 優(yōu)先檢查應(yīng)用系統(tǒng)的配置設(shè)置

如果芯片配置與芯片供應(yīng)商數(shù)據(jù)手冊(cè)所建議的不符，那么第一步應(yīng)當(dāng)根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)的建議復(fù)原這些設(shè)置，然后才重新測(cè)試。

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以 ADI視頻處理芯 片 舉例，不正確設(shè)置的影響可能很小(比如禁用視頻播放濾波器導(dǎo)致視頻模糊)，也可能很嚴(yán)重(比如完全沒有視頻或不兼容)。

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• 檢查程序任務(wù)之間的交互動(dòng)作

如果芯片靜態(tài)配置一切正常，那么問題可能是由于軟件引入了太多程序任務(wù)之間的交互動(dòng)作所引起的。隨著任務(wù)越來越多，程序任務(wù)之間的交互動(dòng)作也越來越復(fù)雜。稍有不慎，可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。將復(fù)雜的軟件驅(qū)動(dòng)程序與系統(tǒng)組件所需的基本I2C配置相隔離，可能會(huì)有所幫助。如果問題依然存在，那么下一步就是硬件調(diào)試。

硬件檢查

硬件檢查可以從以下幾個(gè)方面入手：

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• 確認(rèn)PCB上的器件確實(shí)正確。（尤其是芯片型號(hào)）

芯片供應(yīng)商針對(duì)每一款產(chǎn)品一般都會(huì)開發(fā)出幾種型號(hào)，每一種型號(hào)都在某種程度上與其它型號(hào)有所不同。采購上的一個(gè)小錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致所選地型號(hào)無法達(dá)到所要求的規(guī)格。

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比如，視頻解碼器 ADV7802BSTZ-150 與 ADV7802BSTZ-80

-?? ADV7802BSTZ-150對(duì)應(yīng)最高工作頻率為150MHz

-?? ADV7802BSTZ-80對(duì)應(yīng)最高工作頻率為80MHz

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同一款產(chǎn)品不同型號(hào)的引腳排列也有可能有所差異。

比如，視頻解碼器ADV7281WBCPZ與ADV7281WBCPZ-M：

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同一款產(chǎn)品的兩個(gè)型號(hào)具有不同的輸出接口，它們的I2C接口也可能略有不同，如上圖所示。下單時(shí)候小小的粗心就可能導(dǎo)致器件不正確，進(jìn)而硬件設(shè)計(jì)不工作。

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• 原理圖檢查

大部分芯片供應(yīng)商提供參考原理圖/參考設(shè)計(jì)，幫助設(shè)計(jì)人員在一開始就完成正確的硬件設(shè)計(jì)。如果系統(tǒng)的表現(xiàn)與預(yù)期不符，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)上的參考資料進(jìn)行檢查，除了有特殊應(yīng)用要求的，確保其它設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)手冊(cè)推薦的設(shè)計(jì)無重大差異。

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未使用的引腳必須仔細(xì)處理，確保元器件不會(huì)遭受損害，或者干擾不會(huì)耦合至系統(tǒng)中。

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• 布局布線檢查

如果原理圖沒有問題，那么下一步就是分析布局布線本身了。布局布線可能導(dǎo)致復(fù)雜的耦合問題。

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比如： 晶體振蕩器 的建議。如果未仔細(xì)進(jìn)行外部電路組件的布局布線，或者未按照建議做，則可能導(dǎo)致電路出現(xiàn)無法預(yù)料的表現(xiàn)。比如NDK NZ2520SB-32.768KHZ-NSA3534C 。

還有差分電路(比如HDMI、MHL、MIPI和APIX)，如果設(shè)計(jì)與走線不正確，就非常容易受到布局布線問題的影響。不按照芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)上推薦的建議去做，就會(huì)影響性能，導(dǎo)致功能性或兼容性問題。

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電源和接地檢查：盡可能使用低電感電源層。在引腳處仔細(xì)放置去耦電容，實(shí)現(xiàn)去耦。如果所有的基本因素都沒問題，那么就可能需要檢查更深層次的因素，比如是否使用了旁路電容來減少長回路帶來的電流波動(dòng)。

尋求幫助，查閱一切潛在知識(shí)庫

如果排除軟件和硬件方面的原因，還是沒有找到答案。那么就需要進(jìn)一步尋求幫助。比如在一些技術(shù)論壇上找類似問題地答案或者在上面詢問。雖然某些半導(dǎo)體產(chǎn)品的問題很新穎，但這些問題還是有可能會(huì)被技術(shù)人員或有經(jīng)驗(yàn)的工程師觀察到，并為你解答。你可以去以下這些在線技術(shù)論壇

• Digi-Key 技術(shù)論壇

Digi-Key技術(shù)論壇致力于服務(wù)那些因工程問題以及元器件問題尋找解決方案的人。該論壇旨在成為一個(gè)匯集技術(shù)資源并促進(jìn)大家進(jìn)一步交流討論的平臺(tái)，內(nèi)容涵蓋從簡單的電子原理到應(yīng)用操作，范圍非常廣泛。

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• 原廠技術(shù)論壇

比如： ADI 公司的中文技術(shù)論壇 。

檢查器件周邊環(huán)境

• 檢查PCB板物理連接：

使用目視、X光等方法，檢查所有焊點(diǎn)是否牢固。

• 檢查平臺(tái)各部分實(shí)際工作情況是否符合每一個(gè)器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)要求：

比如檢查實(shí)際供電電源的電壓是否在芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)電源供電電壓的指標(biāo)范圍內(nèi)。檢查電源電壓時(shí)，重要的是應(yīng)當(dāng)盡可能靠近器件引腳探測(cè)，以便排除電路板上發(fā)生電壓下降的可能性。

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• 檢查芯片與芯片之間信號(hào)傳遞的時(shí)序：

保證每一個(gè)芯片間連接的建立時(shí)間與保持時(shí)間的有合適的余量。留意PCB走線長度或串聯(lián)電阻等信息，不合理的PCB走線可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)延遲，打亂時(shí)序。時(shí)序?qū)τ谝粋€(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)而言至關(guān)重要。

報(bào)告問題

探索完所有可能的途徑后，如果還是有問題，可能就需要把問題反饋給芯片生產(chǎn)廠家，以獲得相應(yīng)的支持。半導(dǎo)體器件的物理?xiàng)l件本身可能存在問題。

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這里需要特別提醒的是，元器件采購是通過正規(guī)渠道很重要！因?yàn)橥ㄟ^正規(guī)渠道采購是獲得售后服務(wù)的重要保證。比如通過Digi-Key渠道采購，因?yàn)镈igi-Key是原廠的授權(quán)代理商，產(chǎn)品出了問題，有相應(yīng)的售后保障。

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本文小結(jié)

最后，我們將本文主要的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納如下，按照這五個(gè)步驟行事，一定可以讓你的電路板調(diào)試工作的效率大大提升！

1.軟件檢查

• 軟件通常是最佳切入點(diǎn)
• 優(yōu)先檢查應(yīng)用系統(tǒng)的配置設(shè)置
• 檢查程序任務(wù)之間的交互動(dòng)作

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2.硬件檢查

• 確認(rèn)PCB上的器件確實(shí)正確。（尤其是芯片型號(hào)）
• 原理圖檢查
• 布局布線檢查
• 電源和接地檢查

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3.尋求幫助，查閱一切潛在知識(shí)庫

• Digi-Key TechForum
• 原廠技術(shù)論壇

4.檢查元器件周邊的環(huán)境

• 檢查PCB板物理連接。
• 檢查平臺(tái)各部分實(shí)際工作情況是否符合每一個(gè)器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)要求。
• 檢查芯片與芯片之間信號(hào)傳遞的時(shí)序。

5.報(bào)告問題

• 走正規(guī)渠道很重要

更多不同電路板技術(shù)相關(guān)的信息,請(qǐng)到官網(wǎng)digikey.cn參閱以下文章：

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• 懷疑芯片有質(zhì)量問題，如何判斷是芯片問題？

• ADI技術(shù)文章:?不要恐慌：視頻應(yīng)用調(diào)試入門指南及其它

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• Microchip信用平臺(tái)

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