一、什么是硬件測試？

定義：硬件測試就是對項目開發過程的產品硬件（結構、PCBA、關鍵部件等）進行差錯檢查，保證其質量的一種過程活動。硬件測試只是硬件產品質量控制的方式之一，質量管理包括一個質量目標ppm+三部曲（質量策劃-質量控制-質量改進）。

硬件產品測試的7大種類：

信號質量測試-時序測試-功能測試-性能測試-容錯測試-長時間測試-一致性測試-信號質量測試

二、硬件測試步驟流程：

通電前硬件檢測

1、連線是否正確。檢查原理圖很關鍵，第一個檢查的重點是芯片的電源和網絡節點的標注是否正確，同時也要注意網絡節點是否有重疊的現象。另一個重點是原件的封裝，封裝的型號，封裝的引腳順序；封裝不能采用頂視圖，切記！特別是對于非插針的封裝。檢查連線是否正確，包括錯線、少線和多線的情況。

“硬件原理圖設計應遵守一些基本原則，這些基本原則要貫徹到整個設計過程，雖然成功的參考設計中也體現了這些原則，但因為我們可能是“拼”出來的原理圖，所以我們還是要隨時根據這些原則來設計審查我們的原理圖，這些原則包括：

a）數字電源和模擬電源分割；

b）數字地和模擬地分割，單點接地，數字地可以直接接機殼地（大地），機殼必須接大地；

c）保證系統各模塊資源不能沖突，例如：同一I2C總線上的設備地址不能相同，等等；

d）閱讀系統中所有芯片的手冊（一般是設計參考手冊），看它們的未用輸入管腳是否需要做外部處理，如果需要一定要做相應處理，否則可能引起芯片內部振蕩，導致芯片不能正常工作；

e）在不增加硬件設計難度的情況下盡量保證軟件開發方便，或者以小的硬件設計難度來換取更多方便、可靠、高效的軟件設計，這點需要硬件設計人員懂得底層軟件開發調試，要求較高；

f）功耗問題；

g）產品散熱問題，可以在功耗和發熱較大的芯片增加散熱片或風扇，產品機箱也要考慮這個問題，不能把機箱做成保溫盒，電路板對“溫室”是感冒的；還要考慮產品的安放位置，最好是放在空間比較大，空氣流動暢通的位置，有利于熱量散發出去。“

追根溯源，按照原理圖設計原則檢查原理圖設計是否正確。

查線的方法通常有兩種：

1）按照電路圖檢查安裝的線路，根據電路連線，按照一定的順序逐一檢查安裝好的線路；

2）按照實際線路對照原理圖進行，以元件為中心進行查線。把每個元件引腳的連線一次查清，檢查每個去處在電路圖上是否存在。為了防止出錯，對于已查過的線通常應在電路圖上做出標記，最好用指針萬用表歐姆擋的蜂鳴器測試，直接測量元器件引腳，這樣可以同時發現接線不良或者接線錯誤的地方；

2、電源是否短路。調試之前不上電，用萬用表測量一下電源的輸入阻抗，這是必須的步驟！如果電源短路，會造成電源燒壞或者更嚴重的后果。在涉及電源部分時，可以用一個0歐姆的電阻作為調試方法。注意：上電前先不要焊接電阻，檢查電源的電壓正常后再將電阻焊接在PCB上，給后面的單元供電，以免由于電源的電壓不正常，造成上電燒毀后面單元的芯片。電路設計中增加保護電路，比如使用恢復保險絲等元件；

3、元器件安裝情況。主要是檢查有極性的元器件，如發光二極管，電解電容，整流二極管等，以及三極管的管腳是否對應。對于三極管，同一功能的不同廠家器件管腳排序也是不同，最好能用萬用表測試一下；

先做開路、短路測試，以保證上電后不會出現短路現象。如果測試點設置好的話，可以事半功倍。0歐姆電阻的使用有時也有利于高速電路測試；在以上未通電前的硬件檢測做完了以后，才能開始下一步驟的操作--通電檢測。

通電檢測

1、通電觀察：通電后不要急于測量電氣指標，而要觀察電路有無異常現象，例如有無冒煙現象，有無異常氣味，手摸集成電路外封裝，是否發燙等。如果出現異常現象，應立即關斷電源，待排除故障后再通電。

2、靜態調試：靜態調試一般是指在不加輸入信號，或只加固定的電平信號的條件下所進行的直流測試，可用萬用表測出電路中各點的電位，通過和理論估算值比較，結合電路原理的分析，判斷電路直流工作狀態是否正常，及時發現電路中已損壞或處于臨界工作狀態的元器件。通過更換器件或調整電路參數，使電路直流工作狀態符合設計要求。

3、動態調試：動態調試是在靜態調試的基礎上進行的，在電路的輸入端加入合適的信號，按信號的流向，順序檢測各測試點的輸出信號，若發現不正常現象，應分析其原因，并排除故障，再進行調試，直到滿足要求。

測試過程中不能憑感覺，要始終借助儀器觀察。使用示波器時，最好把示波器的信號輸入方式置于“DC”擋，通過直流耦合方式，可同時觀察被測信號的交、直流成分。通過調試，最后檢查功能塊和整機的各種指標(如信號的幅值、波形形狀、相位關系、增益、輸入阻抗和輸出阻抗等)是否滿足設計要求，如必要，再進一步對電路參數提出合理的修正。

電子電路調試中其他工作

1、確定測試點：根據待調系統的工作原理擬定調試步驟和測量方法，確定測試點，并在圖紙上和板子上標出位置，制作調試數據記錄表格等。

2、搭設調試工作臺：工作臺配備所需的調試儀器，儀器的擺設應操作方便，便于觀察。特別提示：在制作和調試時，一定要把工作臺布置的干凈、整潔。

3、選擇測量儀表：對于硬件電路，應是被調系統選擇測量儀表，測量儀表的精度應優于被測系統；對于軟件調試，則應配備微機和開發裝置。

4、調試順序：電子電路的調試順序一般按信號流向進行，將前面調試過的電路輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后統調創造條件。

5、總體調試：選用可編程邏輯器件實現的數字電路，應完成可編程邏輯器件源文件的輸入、調試與下載，并將可編程邏輯器件和模擬電路連接成系統，進行總體調試和結果測試。

在調試過程中，要認真觀察和分析實驗現象，做好記錄，以確保實驗數據的完整可靠。

電路調試中注意事項

調試結果是否正確，很大程度受測試量正確與否和測試精度的影響。為了保證測試的結果，必須減小測試誤差，提高測試精度，為此需要注意一下幾點：

1、正確使用測試儀器的接地端。使用地端接機殼的電子儀器進行測試，一起的接地端應和放大器的接地端接在一起，否則儀器機殼引入的干擾不僅會使放大器的工作狀態發生變化，而且將使測試結果出現誤差。根據這一原則，調試發射極偏置電路時，若需要測試Vce，不應把儀器的兩端直接接在集電極和發射極上，而應分別對地測出Vc和Ve，然后二者相減。若使用干電池供電的萬用表測試，由于電表的兩個輸入端是浮動的，所以允許直接跨接到測試點之間。

2、測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠大于被測處的等效阻抗。若測試儀器輸入阻抗小，則在測量時會引起分流，給測試結果帶來很大誤差。

3、測試儀器的帶寬必須大于被測電路的帶寬。

4、正確選擇測試點。同一臺測試儀器進行測量時，測量點不同，儀器內阻引起的誤差將大不同。

5、測量方法要方便可行。需要測量某電路的電流時，一般盡可能測電壓而不測電流，因為測電壓不必改動電路。若需知道某一支路的電流值，可以通過測取該支路上電阻兩端的電壓，經過換算而得到。

6、調試過程中，不但要認真觀察和測量，還要善于記錄。記錄的內容包括實驗條件，觀察的現象，測量的數據、波形和相位關系等。只有大量的可靠的實驗記錄與理論結果相比較，才能發現電路設計的問題，完善設計方案。

調試中排查故障

要認真查找故障原因，切不可一遇故障解決不了就拆掉線路重新安裝。因為如果是原理上的問題，即使重新安裝也解決不了問題。

1、故障檢查的一般方法

對于一個復雜的系統來說，要在大量的元器件和線路中準確地找出故障是不容易的。一般故障診斷過程，是從故障現象出發，通過反復測試，做出分析判斷，逐步找出故障的。

2、故障現象和產生故障的原因

1）常見的故障現象：放大電路沒有輸入信號，而有輸出波形。放大電路有輸入信號，但沒有輸出波形，或者波形異常。串聯穩壓電源無電壓輸出，或輸出電壓過高而不能調整，或輸出穩壓性能變壞、輸出電壓不穩等。震蕩電路不產生震蕩，計數器波形不穩等等。

2）產生故障的原因：定型產品使用一段時間后出故障，可能是元件損壞，連線發生短路和斷路，或者條件發生變化等等。

3、檢查故障一般方法

1）直接觀察法：檢查儀器的選用和使用是否正確，電源電壓的等級和極性是否符合要求；極性元件引腳是否連接正確，有無接錯、漏接和互碰等情況。布線是否合理；印刷板是否短線斷線，電阻電容有無燒焦和炸裂等。通電觀察元器件有無發燙、冒煙，變壓器有無焦味，電子管、示波管燈絲是否亮，有無高壓打火等。

2）用萬用表檢查靜態工作點：電子電路的供電系統，半導體三極管、集成塊的直流工作狀態(包括元、器件引腳、電源電壓)、線路中的電阻值等都可用萬用表測定。當測得值與正常值相差較大時，經過分析可找到故障。

順便指出，靜態工作點也可以用示波器“DC”輸入方式測定。用示波器的優點是，內阻高，能同時看到直流工作狀態和被測點上的信號波形以及可能存在的干擾信號及噪聲電壓等，更有利于分析故障。

3）信號尋跡法：對于各種較復雜的電路，可在輸入端接入一個一定幅值、適當頻率的信號(例如，對于多級放大器，可在其輸入端接入f=1000Hz的正弦信號)，用示波器由前級到后級(或者相反)，逐級觀察波形及幅值的變化情況，如哪一級異常，則故障就在該級。

4）對比法：懷疑某一電路存在問題時，可將此電路的參數與相同的正常的參數(或理論分析的電流、電壓、波形等)進行一一對比，從中找出電路中的不正常情況，進而分析并判斷故障點。

5）部件替換法：有時故障比較隱蔽，不能一眼看出，如這時你手頭有與故障儀器同型號的儀器時，可以將儀器中的部件、元器件、插件板等替換有故障儀器中的相應部件，以便于縮小故障范圍并查找故障源。

6）旁路法：當有寄生振蕩現象，可以利用適當容量的電容器，選擇適當的檢查點，將電容臨時跨接在檢查點與參考接地點之間，如果振蕩消失，就表明振蕩是產生在此附近或前級電路中。否則就在后面，再移動檢查點尋找。旁路電容要適當，不宜過大，只要能較好地消除有害信號即可。

7）短路法：就是采取臨時性短接一部分電路來尋找故障的方法。短路法對檢查斷路性故障最有效。但要注意對電源(電路)不能采用短路法。

8）斷路法：斷路法用于檢查短路故障最有效。斷路法也是一種使故障懷疑點逐步縮小范圍的方法。例如，某穩壓電源因接入一帶有故障的電路，使輸出電流過大，我們采取依次斷開電路的某一支路的辦法來檢查故障。如果斷開該支路后，電流恢復正常，則故障就發生在此支路。

實際調試時，尋找故障原因的方法多種多樣，以上僅列舉了幾種常用的方法。這些方法的使用對于簡單的故障用一種方法即可查找出故障點，但對于較復雜的故障則需采取多種方法互相補充、互相配合，才能找出故障點。

在一般情況下，尋找故障的常規做法是:

1）用直接觀察法，排除明顯的故障。

2）再用萬用表(或示波器)檢查靜態工作點。

3）信號尋跡法是對各種電路普遍適用而且簡單直觀的方法，在動態調試中廣為應用。

審核編輯：湯梓紅