जब इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के रिवर्स डिजाइन या मरम्मत का काम करते हैं, तो उन्हें पहले अज्ञात पर घटकों के बीच संबंध संबंध को समझने की आवश्यकता होती है। मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी), इसलिए पीसीबी पर घटक पिनों के बीच संबंध संबंध को मापने और रिकॉर्ड करने की आवश्यकता है।

मल्टीमीटर को “शॉर्ट-सर्किट बजर” फ़ाइल में स्विच करने का सबसे आसान तरीका है, दो टेस्ट लीड का उपयोग करके एक-एक करके पिन के बीच कनेक्शन को मापें, और फिर “पिन जोड़े” के बीच मैन्युअल रूप से चालू / बंद स्थिति रिकॉर्ड करें। सभी “पिन जोड़े” के बीच कनेक्शन संबंधों का पूरा सेट प्राप्त करने के लिए, परीक्षण किए गए “पिन जोड़े” को संयोजन के सिद्धांत के अनुसार व्यवस्थित किया जाना चाहिए। जब पीसीबी पर घटकों और पिनों की संख्या बड़ी होती है, तो “पिन जोड़े” की संख्या जिसे मापने की आवश्यकता होती है, वह बहुत बड़ी होगी। जाहिर है, अगर इस काम के लिए मैनुअल तरीकों का इस्तेमाल किया जाता है, तो माप, रिकॉर्डिंग और प्रूफरीडिंग का कार्यभार बहुत बड़ा होगा। इसके अलावा, माप सटीकता कम है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, जब एक सामान्य मल्टीमीटर के दो मीटर पेन के बीच प्रतिरोधक प्रतिबाधा लगभग 20 ओम जितनी अधिक होती है, तब भी बजर बजता रहेगा, जिसे पथ के रूप में दर्शाया गया है।

माप दक्षता में सुधार करने के लिए, “पिन जोड़ी” घटक के स्वचालित माप, रिकॉर्डिंग और अंशांकन को महसूस करने का प्रयास करना आवश्यक है। इसके लिए, लेखक ने फ्रंट-एंड डिटेक्शन डिवाइस के रूप में एक माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित पथ डिटेक्टर को डिज़ाइन किया, और घटक पिन के बीच पथ संबंध के स्वचालित माप और रिकॉर्डिंग को संयुक्त रूप से महसूस करने के लिए बैक-एंड प्रोसेसिंग के लिए एक शक्तिशाली माप नेविगेशन सॉफ़्टवेयर डिज़ाइन किया। पीसीबी पर। . यह लेख मुख्य रूप से पथ पहचान सर्किट द्वारा स्वचालित माप के डिजाइन विचारों और प्रौद्योगिकी पर चर्चा करता है।

स्वचालित माप के लिए पूर्वापेक्षा परीक्षण के तहत घटक के पिन को डिटेक्शन सर्किट से जोड़ना है। इसके लिए, डिटेक्शन डिवाइस कई मेजरिंग हेड्स से लैस है, जिन्हें केबल के जरिए बाहर निकाला जाता है। घटक पिन के साथ कनेक्शन स्थापित करने के लिए मापने वाले सिर को विभिन्न परीक्षण जुड़नार से जोड़ा जा सकता है। मापने वाला सिर पिनों की संख्या एक ही बैच में डिटेक्शन सर्किट से जुड़े पिनों की संख्या निर्धारित करती है। फिर, कार्यक्रम के नियंत्रण में, डिटेक्टर संयोजन के सिद्धांत के अनुसार एक-एक करके परीक्षण किए गए “पिन जोड़े” को माप पथ में शामिल करेगा। माप पथ में, “पिन जोड़े” के बीच चालू / बंद स्थिति को दिखाया जाता है कि क्या पिन के बीच प्रतिरोध है, और माप पथ इसे वोल्टेज में परिवर्तित करता है, जिससे उनके बीच चालू / बंद संबंध को देखते हुए इसे रिकॉर्ड किया जाता है।

संयोजन के सिद्धांत के अनुसार माप के लिए घटक पिन से जुड़े कई मापने वाले सिर से अनुक्रम में विभिन्न पिनों का चयन करने के लिए डिटेक्शन सर्किट को सक्षम करने के लिए, संबंधित स्विच सरणी सेट की जा सकती है, और विभिन्न स्विच खोले/बंद किए जा सकते हैं घटक पिन स्विच करने के लिए कार्यक्रम। चालू/बंद संबंध प्राप्त करने के लिए माप पथ दर्ज करें। चूंकि मापा गया एक एनालॉग वोल्टेज मात्रा है, एक स्विच सरणी बनाने के लिए एक एनालॉग मल्टीप्लेक्सर का उपयोग किया जाना चाहिए। चित्रा 1 परीक्षण किए गए पिन को स्विच करने के लिए एक एनालॉग स्विच सरणी का उपयोग करने का विचार दिखाता है।

डिटेक्शन सर्किट का डिज़ाइन सिद्धांत चित्र 2 में दिखाया गया है। आकृति में दो बॉक्स I और II में एनालॉग स्विच के दो सेट जोड़े में कॉन्फ़िगर किए गए हैं: I-1 और II-1, I-2 और II-2। . .. ।, -एन और Ⅱ-एन। एनालॉग मल्टीपल स्विच बंद हैं या नहीं यह चित्र 1 में दिखाए गए डिकोडिंग सर्किट के माध्यम से प्रोग्राम द्वारा नियंत्रित किया जाता है। दो एनालॉग स्विच I और II में, एक ही समय में केवल एक स्विच को बंद किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यह पता लगाने के लिए कि सिर 1 को मापने और सिर 2 को मापने के बीच कोई पथ संबंध है, स्विच I-1 और II-2 को बंद करें, और बिंदु ए और जमीन के बीच 1 और 2 को मापने के माध्यम से एक मापने वाला पथ बनाएं। यदि यह एक पथ है, तो बिंदु A VA=0 पर वोल्टेज; यदि यह खुला है, तो VA>0। वीए का मूल्य यह तय करने का आधार है कि क्या मापने वाले शीर्ष 1 और 2 के बीच पथ संबंध है। इस तरह, मापने वाले सिर से जुड़े सभी पिनों के बीच चालू/बंद संबंध को तत्काल के अनुसार मापा जा सकता है संयोजन सिद्धांत। चूंकि यह माप प्रक्रिया परीक्षण स्थिरता द्वारा क्लैंप किए गए घटक के पिनों के बीच की जाती है, लेखक इसे इन-क्लैंप माप कहते हैं।

यदि घटक के पिन को क्लैंप नहीं किया जा सकता है, तो इसे टेस्ट लीड से मापा जाना चाहिए। जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, एक टेस्ट लीड को एनालॉग चैनल से और दूसरे को ग्राउंड से कनेक्ट करें। इस समय, माप तब तक किया जा सकता है जब तक कि नियंत्रण स्विच I-1 बंद हो, जिसे पेन-पेन माप कहा जाता है। चित्रा 2 में दिखाए गए सर्किट का उपयोग मापने वाले सिर के सभी क्लैंप करने योग्य पिन और ग्राउंडिंग मीटर पेन द्वारा स्पर्श किए गए गैर-क्लैम्प करने योग्य पिनों के बीच माप को तुरंत पूरा करने के लिए भी किया जा सकता है। इस समय, क्रमांक I के स्विच को बारी-बारी से बंद करने को नियंत्रित करना आवश्यक है, और रूट II के स्विच हमेशा डिस्कनेक्ट हो जाते हैं। इस माप प्रक्रिया को पेन क्लैंप मापन कहा जा सकता है। मापा वोल्टेज, सैद्धांतिक रूप से, यह एक सर्किट होना चाहिए जब VA = 0, और यह एक खुला सर्किट होना चाहिए जब VA> 0, और VA का मान दो माप चैनलों के बीच प्रतिरोध मान के साथ बदलता रहता है। हालांकि, चूंकि एनालॉग मल्टीप्लेक्सर में स्वयं एक गैर-नगण्य ऑन-रेसिस्टेंस आरओएन होता है, इस तरह, माप पथ बनने के बाद, यदि यह पथ है, तो वीए 0 के बराबर नहीं है, लेकिन आरओएन पर वोल्टेज ड्रॉप के बराबर है। चूंकि माप का उद्देश्य केवल चालू/बंद संबंध को जानना है, इसलिए VA के विशिष्ट मान को मापने की कोई आवश्यकता नहीं है। इस कारण से, यह तुलना करने के लिए केवल वोल्टेज तुलनित्र का उपयोग करना आवश्यक है कि क्या वीए आरओएन पर वोल्टेज ड्रॉप से ​​अधिक है। वोल्टेज तुलनित्र की दहलीज वोल्टेज को RON पर वोल्टेज ड्रॉप के बराबर सेट करें। वोल्टेज तुलनित्र का आउटपुट माप परिणाम है, जो एक डिजिटल मात्रा है जिसे सीधे माइक्रोकंट्रोलर द्वारा पढ़ा जा सकता है।

दहलीज वोल्टेज का निर्धारण

प्रयोगों से पता चला है कि RON में व्यक्तिगत अंतर हैं और यह परिवेश के तापमान से भी संबंधित है। इसलिए, लोड किए जाने वाले थ्रेशोल्ड वोल्टेज को बंद एनालॉग स्विच चैनल के साथ अलग से सेट करने की आवश्यकता है। यह डी/ए कनवर्टर प्रोग्रामिंग करके प्राप्त किया जा सकता है।

चित्रा 2 में दिखाए गए सर्किट का उपयोग थ्रेसहोल्ड डेटा को आसानी से निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, विधि स्विच जोड़े I-1, II-1 को चालू करना है; I-2, II-2; …; आईएन, II-एन; फॉर्म पाथ लूप, स्विच की प्रत्येक जोड़ी बंद होने के बाद, डी / ए कनवर्टर को एक नंबर भेजें, और भेजी गई संख्या छोटी से बड़ी हो जाती है, और इस समय वोल्टेज तुलनित्र के आउटपुट को मापें। जब वोल्टेज तुलनित्र का आउटपुट 1 से 0 में बदल जाता है, तो इस समय का डेटा VA से मेल खाता है। इस तरह, प्रत्येक चैनल के VA को मापा जा सकता है, अर्थात, स्विच की एक जोड़ी बंद होने पर RON पर वोल्टेज गिरता है। उच्च-सटीक एनालॉग मल्टीप्लेक्सर्स के लिए, आरओएन में व्यक्तिगत अंतर छोटा है, इसलिए सिस्टम द्वारा स्वचालित रूप से मापा गया वीए का आधा स्विच की जोड़ी के संबंधित आरओएन पर वोल्टेज ड्रॉप के संबंधित डेटा के रूप में अनुमानित किया जा सकता है। एनालॉग स्विच का थ्रेसहोल्ड डेटा।

दहलीज वोल्टेज की गतिशील सेटिंग

तालिका बनाने के लिए ऊपर मापे गए थ्रेशोल्ड डेटा का उपयोग करें। क्लैंप में मापते समय, दो बंद स्विच की संख्या के अनुसार तालिका से संबंधित डेटा निकालें, और थ्रेसहोल्ड वोल्टेज बनाने के लिए डी/ए कनवर्टर को अपना योग भेजें। पेन क्लिप माप और पेन-पेन माप के लिए, क्योंकि माप पथ केवल नंबर I के एनालॉग स्विच से होकर गुजरता है, केवल एक स्विच थ्रेशोल्ड डेटा की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, क्योंकि सर्किट में ही (डी / ए कनवर्टर, वोल्टेज तुलनित्र, आदि) त्रुटियां हैं, और वास्तविक माप के दौरान परीक्षण स्थिरता और परीक्षण पिन के बीच एक संपर्क प्रतिरोध है, लागू वास्तविक थ्रेशोल्ड वोल्टेज दहलीज के भीतर होना चाहिए उपरोक्त विधि के अनुसार निर्धारित किया जाता है। आधार पर एक सुधार राशि जोड़ें, ताकि पथ को एक खुले सर्किट के रूप में गलत न समझें। लेकिन बढ़ी हुई थ्रेशोल्ड वोल्टेज छोटे प्रतिरोध प्रतिरोध को अभिभूत कर देगी, अर्थात, दो पिनों के बीच के छोटे प्रतिरोध को एक पथ के रूप में आंका जाता है, इसलिए थ्रेशोल्ड वोल्टेज सुधार राशि को वास्तविक स्थिति के अनुसार यथोचित रूप से चुना जाना चाहिए। प्रयोगों के माध्यम से, डिटेक्शन सर्किट दो पिनों के बीच प्रतिरोध को 5 ओम से अधिक प्रतिरोध मान के साथ सटीक रूप से निर्धारित कर सकता है, और इसकी सटीकता एक मल्टीमीटर की तुलना में काफी अधिक है।

माप परिणामों के कई विशेष मामले

समाई का प्रभाव

जब एक संधारित्र परीक्षण किए गए पिनों के बीच जुड़ा होता है, तो यह एक ओपन-सर्किट संबंध में होना चाहिए, लेकिन माप पथ स्विच बंद होने पर संधारित्र को चार्ज करता है, और दो माप बिंदु पथ की तरह होते हैं। इस समय, वोल्टेज तुलनित्र से पढ़ा गया माप परिणाम पथ है। कैपेसिटेंस के कारण होने वाली इस तरह की झूठी पथ घटना के लिए, निम्नलिखित दो विधियों का उपयोग हल करने के लिए किया जा सकता है: चार्जिंग समय को छोटा करने के लिए माप वर्तमान में उचित रूप से वृद्धि करें, ताकि माप परिणाम पढ़ने से पहले चार्जिंग प्रक्रिया समाप्त हो जाए; माप सॉफ्टवेयर में सही और गलत रास्तों का निरीक्षण जोड़ें कार्यक्रम खंड (अनुभाग 5 देखें)।

अधिष्ठापन का प्रभाव

यदि एक प्रारंभ करनेवाला परीक्षण किए गए पिनों के बीच जुड़ा हुआ है, तो यह एक ओपन-सर्किट संबंध में होना चाहिए, लेकिन चूंकि प्रारंभ करनेवाला का स्थैतिक प्रतिरोध बहुत छोटा है, इसलिए मल्टीमीटर से मापा गया परिणाम हमेशा एक पथ होता है। कैपेसिटेंस मापन के मामले के विपरीत, जिस समय एनालॉग स्विच बंद होता है, इंडक्शन के कारण एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल होता है। इस तरह, डिटेक्शन सर्किट की तेज अधिग्रहण गति की विशेषताओं का उपयोग करके इंडक्शन को सही ढंग से आंका जा सकता है। लेकिन यह समाई की माप आवश्यकता के विपरीत है।

एनालॉग स्विच जिटर का प्रभाव

वास्तविक माप में, यह पाया जाता है कि एनालॉग स्विच में खुले राज्य से बंद राज्य तक एक स्थिर प्रक्रिया होती है, जो वोल्टेज वीए के उतार-चढ़ाव के रूप में प्रकट होती है, जो पहले कुछ माप परिणामों को असंगत बनाती है। इस कारण से, पथ के परिणामों को कई बार आंकना और माप परिणामों के सुसंगत होने की प्रतीक्षा करना आवश्यक है। बाद में पुष्टि करें।

माप परिणामों की पुष्टि और रिकॉर्डिंग

उपरोक्त विभिन्न स्थितियों को ध्यान में रखते हुए, विभिन्न परीक्षण वस्तुओं के अनुकूल होने के लिए, चित्र 3 में दिखाए गए सॉफ़्टवेयर प्रोग्राम ब्लॉक आरेख का उपयोग माप परिणामों की पुष्टि और रिकॉर्ड करने के लिए किया जाता है।