Kun elektroniikkainsinöörit suorittavat elektroniikkalaitteiden käänteistä suunnittelua tai korjausta, heidän on ensin ymmärrettävä komponenttien välinen yhteyssuhde tuntemattomaan piirilevy (PCB), joten piirilevyn komponenttinapojen välinen kytkentäsuhde on mitattava ja tallennettava.

Helpoin tapa on kytkeä yleismittari “oikosulku summeri” -tiedostoon, mitata kahdella testijohdolla nastojen välinen yhteys yksitellen ja sitten manuaalisesti tallentaa päälle/pois-tila “nastaparien” välillä. Jotta saataisiin täydellinen yhteyssuhteiden joukko kaikkien “nastaparien” välillä, testatut “nastaparit” on järjestettävä yhdistelmäperiaatteen mukaisesti. Kun piirilevyn komponenttien ja nastojen määrä on suuri, mitattavien “nastaparien” määrä on valtava. On selvää, että jos tässä työssä käytetään manuaalisia menetelmiä, mittauksen, tallennuksen ja oikolukujen työmäärä on luonnollisesti erittäin suuri. Lisäksi mittaustarkkuus on alhainen. Kuten me kaikki tiedämme, kun resistiivinen impedanssi yleismittarin kahden mittarikynän välillä on jopa noin 20 ohmia, summeri kuuluu edelleen, mikä on merkitty poluksi.

Mittaustehokkuuden parantamiseksi on välttämätöntä yrittää toteuttaa komponentin “pin parin” automaattinen mittaus, tallennus ja kalibrointi. Tätä tarkoitusta varten kirjoittaja suunnitteli mikrokontrollerin ohjaaman polun tunnistimen etupään tunnistuslaitteeksi ja suunnitteli tehokkaan mittausnavigointiohjelmiston taustaprosessointia varten, jotta voidaan yhdessä toteuttaa automaattinen mittaus ja polkusuhteen tallennus komponenttien nastan välillä. piirilevyllä. . Tässä artikkelissa käsitellään pääasiassa poluntunnistuspiirin automaattisen mittauksen suunnitteluideoita ja tekniikkaa.

Automaattisen mittauksen edellytyksenä on, että testattavan komponentin nastat kytketään tunnistuspiiriin. Tätä varten tunnistuslaite on varustettu useilla mittapäillä, jotka johdetaan ulos kaapeleiden kautta. Mittauspäät voidaan liittää erilaisiin testikiinnittimiin liitäntöjen muodostamiseksi komponenttien tappien kanssa. Mittauspää Nastojen lukumäärä määrittää havainnointipiiriin kytkettyjen nastojen määrän samassa erässä. Sitten ohjelman ohjauksessa ilmaisin liittää testatut “nastaparit” yksitellen mittauspolulle yhdistelmäperiaatteen mukaisesti. Mittauspolulla on/off-tila “nastaparien” välillä näytetään, onko nastojen välillä vastus, ja mittauspolku muuntaa sen jännitteeksi, arvioiden niiden välisen päälle/pois-suhteen ja kirjaamalla sen .

Jotta tunnistuspiiri voisi valita peräkkäin eri nastat useista komponenttinapoihin liitetyistä mittapäistä mittausta varten yhdistelmäperiaatteen mukaisesti, vastaava kytkinryhmä voidaan asettaa ja eri kytkimiä voidaan avata/sulkea ohjelma komponenttien nastojen vaihtamiseksi. Syötä mittauspolku saadaksesi päälle/pois-suhteen. Koska mitattu on analoginen jännitesuure, tulisi kytkinryhmän muodostamiseen käyttää analogista multiplekseria. Kuvassa 1 esitetään idea analogisen kytkinryhmän käyttämisestä testatun nastan kytkemiseen.

Ilmaisupiirin suunnitteluperiaate on esitetty kuvassa 2. Kuvan kahdessa laatikossa I ja II olevat analogiset kytkimet on konfiguroitu pareittain: I-1 ja II-1, I-2 ja II-2. . … ., Ⅰ-N ja Ⅱ-N. Ohjelma ohjaa sitä, ovatko analogiset monikytkimet kiinni vai eivät, kuvassa 1 esitetyn dekoodauspiirin kautta. Kahdessa analogisessa kytkimessä I ja II vain yksi kytkin voidaan sulkea samanaikaisesti. Jos haluat esimerkiksi havaita, onko mittauspään 1 ja mittapään 2 välillä polkusuhdetta, sulje kytkimet I-1 ja II-2 ja muodosta mittausreitti pisteen A ja maan välille mittapäiden 1 ja 2 kautta. on polku, Sitten pisteen A jännite VA=0; jos se on auki, niin VA>0. VA:n arvo on perusta arvioitaessa, onko mittapäiden 1 ja 2 välillä polkusuhdetta. Tällä tavalla kaikkien mittapäähän kytkettyjen tappien välinen on/off-suhde voidaan mitata hetkessä mittauspään mukaan. yhdistelmäperiaate. Koska tämä mittausprosessi suoritetaan testikiinnittimen puristaman komponentin tappien välillä, kirjoittaja kutsuu sitä kiinnitysmittaukseksi.

Jos komponentin tappia ei voida kiristää, se on mitattava mittausjohdolla. Kuten kuvassa 2, liitä yksi testijohto analogiseen kanavaan ja toinen maahan. Tällä hetkellä mittausta voidaan suorittaa niin kauan kuin ohjauskytkin I-1 on kiinni, jota kutsutaan kynä-kynämittaukseksi. Kuvassa 2 näkyvää piiriä voidaan käyttää myös mittauspään kaikkien puristettavien tappien ja maadoitusmittarikynän koskettamien ei-puristettavien tappien väliseen mittaukseen hetkessä. Tällä hetkellä on tarpeen ohjata vuorollaan nro I kytkinten sulkemista ja Reitin II vaihteet ovat aina irti. Tätä mittausprosessia voidaan kutsua kynäpuristinmittaukseksi. Mitatun jännitteen pitäisi teoriassa olla piiri, kun VA=0, ja avoin piiri, kun VA>0, ja VA:n arvo vaihtelee kahden mittauskanavan välisen resistanssiarvon mukaan. Kuitenkin, koska itse analogisella multiplekserillä on ei-merkityksellinen on-resistanssi RON, tällä tavalla, kun mittauspolku on muodostettu, jos se on polku, VA ei ole yhtä suuri kuin 0, vaan yhtä suuri kuin RON:n jännitehäviö. Koska mittauksen tarkoituksena on vain tietää päälle/pois-suhde, VA:n ominaisarvoa ei tarvitse mitata. Tästä syystä on tarpeen käyttää vain jännitevertailijaa vertaamaan, onko VA suurempi kuin RON:n jännitehäviö. Aseta jännitevertailijan kynnysjännite yhtä suureksi kuin RON:n jännitehäviö. Jännitekomparaattorin lähtö on mittaustulos, joka on digitaalinen suure, jonka mikrokontrolleri voi lukea suoraan.

Kynnysjännitteen määritys

Kokeet ovat osoittaneet, että RON:lla on yksilöllisiä eroja ja se liittyy myös ympäristön lämpötilaan. Siksi kuormitettava kynnysjännite on asetettava erikseen suljetulla analogisella kytkinkanavalla. Tämä voidaan saavuttaa ohjelmoimalla D/A-muunnin.

Kuvan 2 piirillä voidaan helposti määrittää kynnysarvotiedot, menetelmänä on kytkeä päälle kytkinparit I-1, II-1; I-2, II-2; …; IN, II-N; Path loop -muodossa, kun jokainen kytkinpari on suljettu, lähetä numero D/A-muuntimelle, jolloin lähetetty numero kasvaa pienestä suureksi ja mittaa jännitevertailijan lähtö tällä hetkellä. Kun jännitevertailijan lähtö muuttuu arvosta 1 arvoon 0, tämän hetken tiedot vastaavat VA. Tällä tavalla voidaan mitata kunkin kanavan VA, eli RON:n jännitehäviö, kun kytkinpari on kiinni. Erittäin tarkoissa analogisissa multipleksereissä yksilöllinen ero RON:ssa on pieni, joten puolet järjestelmän automaattisesti mittaamasta VA:sta voidaan arvioida vastaavana datana kytkinparin vastaavan RON:n jännitehäviöstä. Analogisen kytkimen kynnystiedot.

Kynnysjännitteen dynaaminen asetus

Käytä yllä mitattuja kynnysarvoja taulukon rakentamiseen. Kun mittaat puristimessa, ota taulukosta vastaavat tiedot kahden suljetun kytkimen numeroiden mukaan ja lähetä niiden summa D/A-muuntimelle kynnysjännitteen muodostamiseksi. Kynäklipsimittaukseen ja kynä-kynämittaukseen, koska mittauspolku kulkee vain nro I:n analogisen kytkimen läpi, tarvitaan vain yksi kytkimen kynnystieto.

Lisäksi, koska itse piirissä (D/A-muunnin, jännitevertailija jne.) on virheitä ja testilaitteen ja testatun nastan välillä on kosketusresistanssi todellisen mittauksen aikana, todellisen käytetyn kynnysjännitteen tulee olla kynnyksen sisällä. määritetään yllä olevan menetelmän mukaisesti. Lisää korjausmäärä pohjalta, jotta et arvioi polkua väärin avoimeksi piiriksi. Mutta lisääntynyt kynnysjännite ylittää pienen vastusvastuksen, eli kahden nastan välinen pieni vastus arvioidaan poluksi, joten kynnysjännitteen korjausmäärä tulee valita järkevästi todellisen tilanteen mukaan. Ilmaisupiiri voi kokeiden avulla määrittää tarkasti kahden nastan välisen resistanssin, joiden resistanssiarvo on suurempi kuin 5 ohmia, ja sen tarkkuus on huomattavasti suurempi kuin yleismittarin.

Useita mittaustulosten erikoistapauksia

Kapasitanssin vaikutus

Kun kondensaattori on kytketty testattujen nastojen väliin, sen tulee olla avoimessa suhteessa, mutta mittausreitti lataa kondensaattoria kytkimen ollessa kiinni, ja kaksi mittauspistettä ovat kuin polku. Tällä hetkellä jännitevertailijalta luettu mittaustulos on polku. Tämän kaltaisen kapasitanssin aiheuttaman väärän polun ilmiön ratkaisemiseksi voidaan käyttää kahta seuraavaa menetelmää: lisää sopivasti mittausvirtaa latausajan lyhentämiseksi siten, että latausprosessi päättyy ennen mittaustulosten lukemista; lisää todellisten ja väärien polkujen tarkastus mittausohjelmistoon Ohjelmasegmentti (katso osa 5).

Induktanssin vaikutus

Jos testattujen nastojen väliin on kytketty induktori, sen tulee olla avoimessa suhteessa, mutta koska kelan staattinen resistanssi on hyvin pieni, yleismittarilla mitattu tulos on aina polku. Toisin kuin kapasitanssimittauksen tapauksessa, analogisen kytkimen sulkemishetkellä induktanssi indusoi sähkömotorista voimaa. Tällä tavalla induktanssi voidaan arvioida oikein käyttämällä ilmaisupiirin nopean hankintanopeuden ominaisuuksia. Mutta tämä on ristiriidassa kapasitanssin mittausvaatimuksen kanssa.

Analogisen kytkimen värinän vaikutus

Varsinaisessa mittauksessa havaitaan, että analogisella kytkimellä on stabiili prosessi avoimesta tilasta suljettuun tilaan, mikä ilmenee jännitteen VA vaihteluna, mikä tekee ensimmäisistä mittaustuloksista epäjohdonmukaisia. Tästä syystä on välttämätöntä arvioida polun tulokset useita kertoja ja odottaa mittaustulosten yhdenmukaisuutta. Vahvista myöhemmin.

Mittaustulosten vahvistus ja kirjaaminen

Ottaen huomioon yllä olevat erilaiset tilanteet, sopeutuakseen erilaisiin testattuihin objekteihin, käytetään kuvan 3 mukaista ohjelmiston lohkokaaviota mittaustulosten vahvistamiseen ja tallentamiseen.