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[资料] 学习硬件初级实践

发表于 2021-12-29 14:41:39 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省东莞市
一、初级实践篇
1.1  焊接
拖焊的时候,先对齐芯片,再上锡固定一个角,然后在另一侧加满锡,最后整个芯片都加满锡。把板子拿起来,倾斜30度左右,再用烙铁加热,把变成液体的锡吸起来,甩掉,直到把所有锡都吸走为止。烙铁的温度要调好,我一般用350摄氏度。重点要体会,锡变成液体的时候,会像水一样受重力作用向下流,还有,烙铁头表面是有吸力的,所以在整个焊接过程中,都不要用力刮锡的。如果焊的时候,操作起来不顺手,可以转动板子。

关于BGA的焊接,一般是不建议手工操作的,因为成功率不高,推荐用返修台。这里说一下BGA手工植球的操作流程。

先用万能植锡钢网(这是最落后的工具,除此之外还有植锡台,不过挺贵的),跟BGA对齐,再用胶布把BGA和钢网粘住固定好。先加锡膏,再用风枪吹一会(风枪的风速和温度可以调低一点),锡变亮的时候,再用手术刀,把多余的锡刮走。如果锡球不均匀的话,再重复上一步,直接锡球均匀为止。撕掉胶布,用手术刀把BGA撬起来。


1.2  仪器仪表的使用
a、万用表。为什么起这个名字?因为对于高手来说,万用表是几乎是万能的。一般也是用它来测电压、电流和电阻。

b、示波器。现在都用数字示波器,一个auto键,可以轻松搞定,而且还带FFT的功能,可以使用频域分析法,是硬件工程师必须掌握的神兵利器。示波器还有个小众的功能,就是李沙育图(测相位差和测频率用的)。此外,还要学会用示波器测开关电源纹波。

c、数字电桥,也叫LCR、LCZ测试仪。用它可以测电感值、电容值、电阻值、Q值、D值等,精度比一般的万用表要高。

d、信号发生器,也叫函数信号发生器。可以输出正弦波、方波、三角波、已调信号。用法比较简单,但是射频信号发生器,就要注意了,在输出信号之前,一定要做好阻抗匹配,不然信号反射的话,有可能会损坏信号发生器。

f、频率计。用法比较简单,不再多说了,有的信号发生器还增加了频率计的功能。

g、矢量网络分析仪,也叫网分仪。用于测量射频电路的S参数矩阵,还可以显示史密斯圆图。每次使用之前都要校正一下频率点。

h、频谱仪。也就看一下频谱,也有示波器的功能。

还有一些小众仪器就不说了,像漏电流测试仪、电表等。


1.3  维修
首先肉眼观察一下板子,看有没有虚焊、短路或者缺少元件。有就修,没有就下一步。

然后用万用表测一下各组电源,看有没有短路。有就修,没有就下一步。

给板子上电,看各组电源电压是否正常。有就修,没有就下一步。

到了这一步,你必须对板子的整体设计有一定的认识,或者你得背下前辈们的经验(背经验的往往觉得硬件很神秘,这是我不推荐的做法),不然没法修好。先对板子的各个功能分好模块,从现象判断哪个模块出问题,断开可疑的模块,来排除可疑点(像侦探一样)。有一块好板的话,就很好办,直接对照着测各元件的电压(或者对地的电阻值)就能解决了。用万用表只能解决一些简单的问题,要想彻底修好,手上一定要有示波器,因为像晶振受到干扰之类的,用万用表是测不出来的。


1.4  调试
调试,一般是自主设计的电路,没经过验证,需要自己去验证,这是非常需要扎实的理论基础。调试也是硬件工程师最容易累积经验、含金量最高的技能之一。如果前期遇到棘手的问题,可以暂时先放下,等后来水平再高一层,就会解决的了,所以千万不要钻牛角尖,这只会浪费更多的时间。调试的技巧需要长时间的积累,放在前面,是让大家有所重视。

调试方法,多种多样,视情况而定,不能一概而论,笔者总结了以下几个方法:

a、示波器测量。当然,首先你得清楚你设计出来的电路,会出什么样的波形,才知道测出来对不对,也就是说,理论不行的,根本无法调试。

b、对照验证过的电路。如果手上有一块好板,而需要调试的电路里面刚好有好板的电路,可以拿好板来飞几根线验证一下,排除可疑点,这里跟维修的方法一样。

c、仿真。其实在设计电路的时候,能仿真就先仿真了,如果实物做出来,还是有问题,也可以仿真一下。如运放电路的参数、不确定的电阻串并联等等。

d、镊子短路。在你怀疑时钟是不是干扰到其它信号的时候,可以用镊子把时钟引脚跟地短路(只要是弱信号,跟地短接一会都不会烧板子的,放心),以排除可疑点。还有复位的问题,也可以用这个方法。

e、信号发生。比如一个运放电路,输入和输出均受干扰了,那么你就可以用信号发生器或者开发板,来输出一路干净的信号,这样可以排除可疑点。

f、软件调试。如果板子上,有CPU就可以用串口调试,有FPGA就可以用嵌入式逻辑分析仪,这样可以确定是芯片内部还是外部的问题。

g、观察现象。信号都在板子上跑了,直接观察是观察不出来的,这个时候,可以引出信号线,接在可观察的设备上。如:调试音频放大器的时候,就可以接一路信号,到一个现成完好的功放上面,通过听声音来观察现象。当然,你可不要只想到功放,还有其它可观察的设备或者元件,像LED灯、显示器,甚至是收音机,只要能派得上用场的都可以。

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发表于 2022-5-22 09:14:02 | 显示全部楼层 来自 浙江省杭州市
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