Kegagalan sistem pengukuran masa penerbangan laser berpresisi telah mendedahkan masalah serius dengan pembuatan elektronik yang disumber luar. Apa yang bermula sebagai sesi penyahpepijatan perisian mudah bertukar menjadi penyiasatan kompleks yang melibatkan komponen tiruan dan proses pembuatan yang rosak.
Sistem berkenaan menggunakan teknik masa lanjutan untuk mengukur selang masa yang sangat singkat. Tidak seperti sistem berasaskan osiloskop asas, persediaan tersuai ini menggunakan litar pencetus khusus dengan pembanding AD96685 untuk mencapai jitter masa ultra-rendah. Persediaan ini memisahkan isyarat daripada penjana denyut 10 MHz untuk mencetuskan laser secara serentak dan memulakan modul masa berpresisi dalam FPGA .
Komponen Seni Bina Sistem
- Penjana Denyutan: Keluaran denyutan pantas 10 MHz
- Pembelah Isyarat: Membahagikan isyarat kepada dua laluan
- Pencetus Laser: Pembanding AD96685 dengan talian kelewatan boleh laras
- Cip Pemasaan: Sistem pengukuran berasaskan FPGA
- Gelung Maklum Balas: Maklum balas voltan terkawal DAC untuk kestabilan pemasaan
Pelbagai Kegagalan Pembuatan Memburukkan Masalah
Penyiasatan mendedahkan rangkaian isu pembuatan. Cip pembanding AD96685 menunjukkan kemerosotan prestasi yang teruk, dengan voltan ofset input mencapai 40mV berbanding maksimum yang dinyatakan sebanyak 2mV . Kekuatan isyarat output menurun kepada kurang daripada 50% daripada paras yang dijangkakan, manakala masa naik memanjang kepada 3 nanosaat yang tidak boleh diterima.
Syak wasangka awal tertumpu kepada masalah reka bentuk litar seperti ketidakpadanan impedans atau hingar bekalan kuasa. Walau bagaimanapun, pemeriksaan mikroskopik mendedahkan isu yang lebih serius. Pakej seramik menunjukkan keretakan yang boleh dilihat, surihan kuprum tidak sejajar dengan baik, dan pencemaran fluks kekal pada permukaan PCB selepas pemasangan.
Analisis sinar-X memberikan bukti yang jelas. Wayar ikatan dalaman telah rosak, lampiran die tidak sejajar, dan komponen tidak dimeterai dengan betul. Lompang dan buih dalam enkapsulant epoksi menunjukkan kecacatan pembuatan asas.
Spesifikasi Pembanding AD96685 berbanding Prestasi yang Diperhatikan
| Parameter | Spesifikasi | Diperhatikan (Rosak) |
|---|---|---|
| Voltan Offset Input | <2mV | 40mV |
| Tahap Isyarat Output | 100% (nominal) | <50% |
| Masa Naik | <1ns (tipikal) | ~3ns |
Mesin Pick-and-Place Menghancurkan Komponen Halus
Selain daripada masalah komponen tiruan, penyiasatan mendedahkan bahawa mesin pick-and-place secara fizikal merosakkan cip semasa pemasangan. Sistem automatik ini menggunakan muncung untuk meletakkan komponen pada papan litar, tetapi penentukuran yang tidak betul boleh menggunakan daya menghancurkan kepada pakej semikonduktor yang halus.
Sungguh mengagumkan. Satu kes yang sangat mengkagumkan dalam membina alat sendiri, atau lebih tepat lagi, alat sekali guna yang nampaknya melakukan perkara mudah. Aspek yang paling mengkagumkan adalah, sudah tentu, mengendalikan pelbagai isu yang biasanya memerlukan pembuatan PCB baharu, tetapi pengarang tidak pernah berundur.
Gabungan komponen palsu dan kerosakan mekanikal mencipta ribut sempurna kegagalan. Malah bahagian gantian tulen gagal apabila tertakluk kepada proses pemasangan yang cacat yang sama.
Kecacatan Pembuatan yang Dikenal Pasti
- Cip pembanding AD96685 palsu
- Bungkusan komponen seramik yang retak
- Wayar ikatan dalaman yang rosak
- Lampiran die yang tidak sejajar
- Penjajaran jejak PCB yang lemah
- Pencemaran fluks pada permukaan PCB
- Tekanan mesin pick-and-place yang berlebihan
Pengajaran untuk Pembangun Perkakasan
Kes ini menyerlahkan risiko kritikal dalam pembuatan elektronik moden. Langkah penjimatan kos yang membawa kepada komponen tiruan dan proses pemasangan substandard boleh memusnahkan sistem yang direka bentuk dengan baik sekalipun. Sifat terputus-putus kegagalan menjadikan diagnosis amat mencabar, pada mulanya menunjuk kepada isu perisian dan bukannya kerosakan perkakasan.
Penyelesaian memerlukan pertukaran kepada rakan kongsi pembuatan yang bereputasi dengan proses kawalan kualiti yang betul. Walaupun ini meningkatkan kos, ia menghapuskan rangkaian kegagalan yang telah melanda sistem masa berpresisi. Bagi pembangun yang bekerja dengan litar analog sensitif, ini berfungsi sebagai kisah amaran tentang kos tersembunyi pembuatan murah.
Rujukan: Trigger o' trouble