Cando os enxeñeiros electrónicos realizan o deseño inverso ou o traballo de reparación de equipos electrónicos, primeiro deben comprender a relación de conexión entre os compoñentes descoñecidos. placa de circuíto impreso (PCB), polo que a relación de conexión entre os pinos dos compoñentes da PCB debe medirse e rexistrarse.

O xeito máis sinxelo é cambiar o multímetro ao ficheiro de “buzzer de curtocircuíto”, usar dous cables de proba para medir a conexión entre os pinos un por un e, a continuación, rexistrar manualmente o estado de activación/desactivación entre os “pares de pines”. Para obter o conxunto completo de relacións de conexión entre todos os “pares de pins”, os “pares de pines” probados deben organizarse segundo o principio de combinación. Cando o número de compoñentes e pinos no PCB é grande, o número de “pares de pines” que hai que medir será enorme. Obviamente, se se empregan métodos manuais para este traballo, a carga de traballo de medición, gravación e corrección de probas será moi grande. Ademais, a precisión da medición é baixa. Como todos sabemos, cando a impedancia resistiva entre as plumas de dous metros dun multímetro xeral é tan alta como uns 20 ohmios, o zumbador aínda soará, o que se indica como un camiño.

Para mellorar a eficiencia da medición, é necesario tentar realizar a medición automática, gravación e calibración do compoñente “par de pines”. Para iso, o autor deseñou un detector de ruta controlado por un microcontrolador como dispositivo de detección frontal e deseñou un potente software de navegación de medición para o procesamento de fondo para realizar conxuntamente a medición automática e a gravación da relación do camiño entre os pinos dos compoñentes. no PCB. . Este artigo discute principalmente as ideas de deseño e tecnoloxía de medición automática polo circuíto de detección de camiños.

O requisito previo para a medición automática é conectar os pinos do compoñente en proba ao circuíto de detección. Para iso, o dispositivo de detección está equipado con varios cabezales de medición, que saen a través de cables. Os cabezales de medición pódense conectar a varios dispositivos de proba para establecer conexións cos pinos dos compoñentes. O cabezal de medición O número de pinos determina o número de pinos conectados ao circuíto de detección nun mesmo lote. Despois, baixo o control do programa, o detector incorporará os “pares de pins” probados na ruta de medición un por un segundo o principio de combinación. Na ruta de medición, o estado de activación/desactivación entre os “pares de pines” móstrase como se hai resistencia entre os pinos, e o camiño de medición convérteo nunha tensión, xulgando así a relación de activación/desactivación entre eles e rexistrándoa.

Para permitir que o circuíto de detección seleccione diferentes pinos en secuencia dos numerosos cabezales de medición conectados aos pinos dos compoñentes para a medición segundo o principio de combinación, pódese configurar a matriz de interruptores correspondente e pódense abrir/pechar diferentes interruptores mediante o programa para cambiar os pinos dos compoñentes. Introduza a ruta de medición para obter a relación on/off. Dado que a medida é unha cantidade de tensión analóxica, debe usarse un multiplexor analóxico para formar unha matriz de conmutadores. A figura 1 mostra a idea de usar unha matriz de interruptores analóxicos para cambiar o pin probado.

O principio de deseño do circuíto de detección móstrase na figura 2. Os dous conxuntos de interruptores analóxicos das dúas caixas I e II da figura están configurados en pares: I-1 e II-1, I-2 e II-2. . .. . ., Ⅰ-N e Ⅱ-N. Se os múltiples interruptores analóxicos están pechados ou non está controlado polo programa a través do circuíto de decodificación que se mostra na Figura 1. Nos dous interruptores analóxicos I e II, só se pode pechar un interruptor ao mesmo tempo. Por exemplo, para detectar se existe unha relación de camiño entre o cabezal de medición 1 e o cabezal de medición 2, peche os interruptores I-1 e II-2 e forme un camiño de medición entre o punto A e a terra a través dos cabezales de medición 1 e 2. é un camiño, Entón a tensión no punto A VA=0; se está aberto, entón VA>0. O valor de VA é a base para xulgar se existe unha relación de camiño entre os cabezales de medición 1 e 2. Deste xeito, a relación on/off entre todos os pinos conectados ao cabezal de medición pódese medir nun instante segundo o principio de combinación. Dado que este proceso de medición lévase a cabo entre os pasadores do compoñente suxeito polo dispositivo de proba, o autor chámao medición in-clamp.

Se o pasador do compoñente non se pode suxeitar, debe medirse cun cable de proba. Como se mostra na Figura 2, conecte un cable de proba a unha canle analóxica e o outro a terra. Neste momento, a medición pódese realizar sempre que o interruptor de control I-1 estea pechado, o que se denomina medición de bolígrafo. O circuíto que se mostra na Figura 2 tamén se pode usar para completar a medición entre todos os pinos sujetables do cabezal de medición e os pasadores non sujetables que toca a pluma do medidor de conexión a terra nun instante. Neste momento, é necesario controlar o peche dos interruptores do número I á súa vez, e os interruptores da ruta II están sempre desconectados. Este proceso de medición pódese chamar medición de abrazadera de pluma. A tensión medida, teoricamente, debería ser un circuíto cando VA=0, e debería ser un circuíto aberto cando VA>0, e o valor de VA varía co valor da resistencia entre as dúas canles de medición. Non obstante, dado que o propio multiplexor analóxico ten unha resistencia de activación non despreciable RON, deste xeito, despois de que se forme o camiño de medición, se é un camiño, VA non é igual a 0, senón igual á caída de tensión en RON. Dado que o propósito da medición é só coñecer a relación on/off, non hai necesidade de medir o valor específico de VA. Por este motivo, só é necesario utilizar un comparador de tensión para comparar se VA é maior que a caída de tensión en RON. Establece a tensión límite do comparador de tensión para que sexa igual á caída de tensión en RON. A saída do comparador de voltaxe é o resultado da medición, que é unha cantidade dixital que pode ser lida directamente polo microcontrolador.

Determinación da tensión limiar

Os experimentos descubriron que o RON ten diferenzas individuais e tamén está relacionado coa temperatura ambiente. Polo tanto, a tensión limiar que se vai cargar debe configurarse por separado coa canle de interruptor analóxico pechado. Isto pódese conseguir programando o conversor D/A.

O circuíto mostrado na figura 2 pódese usar para determinar facilmente os datos do limiar, o método é activar os pares de interruptores I-1, II-1; I-2, II-2; …; IN, II-N; forma Path loop, despois de pechar cada par de interruptores, envía un número ao conversor D/A e o número enviado aumenta de pequeno a grande e mide a saída do comparador de voltaxe neste momento. Cando a saída do comparador de tensión cambia de 1 a 0 , Os datos neste momento corresponden a VA. Deste xeito, pódese medir o VA de cada canle, é dicir, a caída de tensión en RON cando se pechan un par de interruptores. Para multiplexadores analóxicos de alta precisión, a diferenza individual en RON é pequena, polo que a metade do VA medido automaticamente polo sistema pódese aproximar como os datos correspondentes da caída de tensión no RON respectivo do par de interruptores. Datos de limiar do interruptor analóxico.

Axuste dinámico da tensión límite

Use os datos límite medidos anteriormente para construír unha táboa. Ao medir na pinza, saca os datos correspondentes da táboa segundo os números dos dous interruptores pechados e envía a súa suma ao conversor D/A para formar unha tensión de limiar. Para a medición de clip de bolígrafo e de bolígrafo, dado que a ruta de medición só pasa polo interruptor analóxico do número I, só se precisan datos do limiar do interruptor.

Ademais, debido a que o propio circuíto (conversor D/A, comparador de tensión, etc.) ten erros e hai unha resistencia de contacto entre o dispositivo de proba e o pin probado durante a medición real, a tensión límite real aplicada debería estar dentro do limiar. determinado segundo o método anterior. Engade unha cantidade de corrección sobre a base, para non xulgar mal o camiño como un circuíto aberto. Pero o aumento da tensión de limiar esmagará a pequena resistencia de resistencia, é dicir, a pequena resistencia entre os dous pinos considérase como un camiño, polo que a cantidade de corrección da tensión de limiar debe seleccionarse razoablemente segundo a situación real. Mediante experimentos, o circuíto de detección pode determinar con precisión a resistencia entre os dous pinos cun valor de resistencia superior a 5 ohmios, e a súa precisión é significativamente maior que a dun multímetro.

Varios casos especiais de resultados de medición

A influencia da capacitancia

Cando un capacitor está conectado entre os pinos probados, debería estar nunha relación de circuíto aberto, pero o camiño de medición carga o capacitor cando o interruptor está pechado e os dous puntos de medición son como un camiño. Neste momento, o resultado da medición lido no comparador de tensión é o camiño. Para este tipo de fenómeno de falso camiño causado pola capacitancia, pódense utilizar os dous métodos seguintes para resolver: aumentar adecuadamente a corrente de medición para acurtar o tempo de carga, de xeito que o proceso de carga remate antes de ler os resultados da medición; engadir a inspección de camiños verdadeiros e falsos ao software de medición O segmento do programa (ver sección 5).

Influencia da inductancia

Se un indutor está conectado entre os pinos probados, debería estar nunha relación de circuíto aberto, pero como a resistencia estática do indutor é moi pequena, o resultado medido cun multímetro é sempre un camiño. Ao contrario do caso da medición de capacitancia, no momento no que se pecha o interruptor analóxico, hai unha forza electromotriz inducida debido á inductancia. Deste xeito, a inductancia pódese xulgar correctamente utilizando as características da rápida velocidade de adquisición do circuíto de detección. Pero isto está en contradición co requisito de medición da capacitancia.

A influencia do jitter do interruptor analóxico

Na medición real, atópase que o interruptor analóxico ten un proceso estable desde o estado aberto ata o estado pechado, que se manifesta como a flutuación da tensión VA, o que fai que os primeiros resultados de medición sexan inconsistentes. Por este motivo, é necesario xulgar os resultados do camiño varias veces e esperar a que os resultados da medición sexan consistentes. Confirmar máis tarde.

Confirmación e rexistro dos resultados das medicións

Tendo en conta as diversas situacións anteriores, para adaptarse a diferentes obxectos probados, utilízase o diagrama de bloques do programa de software que se mostra na Figura 3 para confirmar e rexistrar os resultados da medición.