Quando gli ingegneri elettronici eseguono la progettazione inversa o il lavoro di riparazione di apparecchiature elettroniche, devono prima comprendere la relazione di connessione tra i componenti sull’ignoto circuito stampato (PCB), quindi la relazione di connessione tra i pin dei componenti sul PCB deve essere misurata e registrata.

Il modo più semplice è passare il multimetro al file “cicalino di cortocircuito”, utilizzare due puntali per misurare la connessione tra i pin uno per uno, quindi registrare manualmente lo stato di accensione/spegnimento tra le “coppie di pin”. Per ottenere l’insieme completo delle relazioni di connessione tra tutte le “coppie di pin”, le “coppie di pin” testate devono essere organizzate secondo il principio di combinazione. Quando il numero di componenti e pin sul PCB è grande, il numero di “coppie di pin” che devono essere misurati sarà sarà enorme. Ovviamente, se per questo lavoro vengono utilizzati metodi manuali, il carico di lavoro di misurazione, registrazione e correzione di bozze sarà molto grande. Inoltre, la precisione della misurazione è bassa. Come tutti sappiamo, quando l’impedenza resistiva tra le due penne di un multimetro generale è di circa 20 ohm, il cicalino suonerà ancora, che è indicato come un percorso.

Per migliorare l’efficienza della misurazione, è necessario provare a realizzare la misurazione, la registrazione e la calibrazione automatiche della “coppia di pin” del componente. A tal fine, l’autore ha progettato un rilevatore di percorso controllato da un microcontrollore come dispositivo di rilevamento front-end e ha progettato un potente software di navigazione delle misurazioni per l’elaborazione back-end per realizzare congiuntamente la misurazione e la registrazione automatiche della relazione di percorso tra i pin dei componenti sul PCB. . Questo articolo discute principalmente le idee progettuali e la tecnologia della misurazione automatica tramite il circuito di rilevamento del percorso.

Il prerequisito per la misurazione automatica è collegare i pin del componente in prova al circuito di rilevamento. Per questo, il dispositivo di rilevamento è dotato di diverse teste di misurazione, che vengono estratte tramite cavi. Le teste di misura possono essere collegate a vari dispositivi di prova per stabilire connessioni con i pin dei componenti. La testa di misura Il numero di pin determina il numero di pin collegati al circuito di rilevamento nello stesso lotto. Quindi, sotto il controllo del programma, il rilevatore incorporerà le “coppie di pin” testate nel percorso di misurazione una per una secondo il principio di combinazione. Nel percorso di misurazione, lo stato on/off tra le “coppie di pin” viene mostrato come se vi sia resistenza tra i pin e il percorso di misurazione lo converte in una tensione, giudicando così la relazione on/off tra di loro e registrandola.

Per consentire al circuito di rilevamento di selezionare diversi pin in sequenza dalle numerose teste di misura collegate ai pin dei componenti per la misurazione secondo il principio di combinazione, è possibile impostare il corrispondente array di interruttori e aprire/chiudere diversi interruttori tramite il programma per cambiare i pin dei componenti. Immettere il percorso di misurazione per ottenere la relazione on/off. Poiché la misura è una quantità di tensione analogica, è necessario utilizzare un multiplexer analogico per formare un array di interruttori. La Figura 1 mostra l’idea di utilizzare un array di switch analogici per commutare il pin testato.

Il principio di progettazione del circuito di rilevamento è mostrato nella Figura 2. I due set di interruttori analogici nelle due scatole I e II nella figura sono configurati a coppie: I-1 e II-1, I-2 e II-2. . .. . ., -N e Ⅱ-N. La chiusura o meno degli interruttori multipli analogici è controllata dal programma tramite il circuito di decodifica mostrato nella Figura 1. Nei due interruttori analogici I e II, è possibile chiudere un solo interruttore contemporaneamente. Ad esempio, per rilevare se esiste una relazione di percorso tra la testa di misura 1 e la testa di misura 2, chiudere gli interruttori I-1 e II-2 e formare un percorso di misura tra il punto A e massa attraverso le teste di misura 1 e 2. Se è un percorso, Allora la tensione nel punto A VA=0; se è aperto, allora VA>0. Il valore di VA è la base per giudicare se esiste una relazione di percorso tra le testine di misura 1 e 2. In questo modo è possibile misurare in un istante la relazione di accensione/spegnimento tra tutti i pin collegati alla testina di misura secondo la principio di combinazione Poiché questo processo di misurazione viene eseguito tra i perni del componente bloccato dal dispositivo di prova, l’autore lo chiama misurazione in-clamp.

Se il perno del componente non può essere bloccato, deve essere misurato con un puntale. Come mostrato nella Figura 2, collegare un puntale a un canale analogico e l’altro a terra. A questo punto, la misurazione può essere eseguita finché l’interruttore di controllo I-1 è chiuso, che è chiamata misurazione penna-penna. Il circuito mostrato in Figura 2 può essere utilizzato anche per completare la misurazione tra tutti i pin bloccabili della testa di misura e i pin non bloccabili toccati dalla penna del misuratore di massa in un istante. In questo momento, è necessario controllare la chiusura degli interruttori del n. I a sua volta e Gli interruttori del percorso II sono sempre disconnessi. Questo processo di misurazione può essere chiamato misurazione del morsetto della penna. La tensione misurata, teoricamente, dovrebbe essere un circuito quando VA=0, e dovrebbe essere un circuito aperto quando VA>0, e il valore di VA varia con il valore della resistenza tra i due canali di misura. Tuttavia, poiché lo stesso multiplexer analogico ha una resistenza on RON non trascurabile, in questo modo, dopo che si è formato il percorso di misura, se è un percorso, VA non è uguale a 0, ma uguale alla caduta di tensione su RON. Poiché lo scopo della misurazione è solo conoscere la relazione on/off, non è necessario misurare il valore specifico di VA. Per questo motivo è sufficiente utilizzare un comparatore di tensione per confrontare se VA è maggiore della caduta di tensione su RON. Impostare la tensione di soglia del comparatore di tensione in modo che sia uguale alla caduta di tensione su RON. L’uscita del comparatore di tensione è il risultato della misurazione, che è una grandezza digitale che può essere letta direttamente dal microcontrollore.

Determinazione della tensione di soglia

Gli esperimenti hanno scoperto che RON ha differenze individuali ed è anche correlato alla temperatura ambiente. Pertanto, la tensione di soglia da caricare deve essere impostata separatamente con il canale di commutazione analogico chiuso. Ciò può essere ottenuto programmando il convertitore D/A.

Il circuito mostrato in Figura 2 può essere utilizzato per determinare facilmente i dati di soglia, il metodo consiste nell’accendere le coppie di interruttori I-1, II-1; I-2, II-2; …; IN, II-N; forma Path loop, dopo che ogni coppia di interruttori è stata chiusa, inviare un numero al convertitore D/A e il numero inviato aumenta da piccolo a grande e misurare l’uscita del comparatore di tensione in questo momento. Quando l’uscita del comparatore di tensione cambia da 1 a 0, i dati in questo momento corrispondono a VA. In questo modo si può misurare il VA di ogni canale, cioè la caduta di tensione su RON quando una coppia di interruttori è chiusa. Per i multiplexer analogici ad alta precisione, la differenza individuale in RON è piccola, quindi metà del VA misurato automaticamente dal sistema può essere approssimato come i dati corrispondenti della caduta di tensione sul rispettivo RON della coppia di interruttori. Dati di soglia dell’interruttore analogico.

Impostazione dinamica della tensione di soglia

Utilizza i dati di soglia misurati sopra per creare una tabella. Quando si misura in pinza, prelevare dalla tabella i dati corrispondenti in base ai numeri dei due interruttori chiusi e inviare la loro somma al convertitore D/A per formare una tensione di soglia. Per la misurazione della clip della penna e la misurazione della penna-penna, poiché il percorso di misurazione passa solo attraverso l’interruttore analogico di No. I, è richiesto solo un dato di soglia dell’interruttore.

Inoltre, poiché il circuito stesso (convertitore D/A, comparatore di tensione, ecc.) presenta errori e durante la misurazione effettiva è presente una resistenza di contatto tra l’apparecchiatura di prova e il pin testato, la tensione di soglia effettiva applicata dovrebbe rientrare nella soglia determinato secondo il metodo di cui sopra. Aggiungi un importo di correzione sulla base, in modo da non giudicare erroneamente il percorso come un circuito aperto. Ma l’aumento della tensione di soglia travolgerà la piccola resistenza di resistenza, cioè la piccola resistenza tra i due pin viene giudicata come un percorso, quindi la quantità di correzione della tensione di soglia dovrebbe essere selezionata ragionevolmente in base alla situazione effettiva. Attraverso esperimenti, il circuito di rilevamento può determinare con precisione la resistenza tra i due pin con un valore di resistenza superiore a 5 ohm e la sua precisione è significativamente superiore a quella di un multimetro.

Diversi casi speciali di risultati di misurazione

L’influenza della capacità

Quando un condensatore è collegato tra i pin testati, dovrebbe essere in una relazione a circuito aperto, ma il percorso di misurazione carica il condensatore quando l’interruttore è chiuso e i due punti di misurazione sono come un percorso. A questo punto, il risultato della misurazione letto dal comparatore di tensione è percorso. Per questo tipo di fenomeno di falso percorso causato dalla capacità, è possibile utilizzare i seguenti due metodi per risolvere: aumentare opportunamente la corrente di misurazione per ridurre il tempo di ricarica, in modo che il processo di ricarica termini prima di leggere i risultati della misurazione; aggiungere l’ispezione dei percorsi veri e falsi al software di misurazione Il segmento di programma (vedere la sezione 5).

Influenza dell’induttanza

Se un induttore è collegato tra i pin testati, dovrebbe essere in una relazione di circuito aperto, ma poiché la resistenza statica dell’induttore è molto piccola, il risultato misurato con un multimetro è sempre un percorso. Contrariamente al caso della misura di capacità, nel momento in cui l’interruttore analogico è chiuso, c’è una forza elettromotrice indotta dovuta all’induttanza. In questo modo, l’induttanza può essere valutata correttamente utilizzando le caratteristiche della velocità di acquisizione rapida del circuito di rilevamento. Ma questo è in contraddizione con il requisito di misurazione della capacità.

L’influenza del jitter dell’interruttore analogico

Nella misurazione effettiva, si trova che l’interruttore analogico ha un processo stabile dallo stato aperto allo stato chiuso, che si manifesta come fluttuazione della tensione VA, che rende incoerenti i primi risultati di misurazione. Per questo motivo è necessario giudicare più volte i risultati del percorso e attendere che i risultati della misurazione siano coerenti. Conferma più tardi.

Conferma e registrazione dei risultati della misurazione

Considerando le varie situazioni di cui sopra, al fine di adattarsi ai diversi oggetti testati, lo schema a blocchi del programma software mostrato in Figura 3 viene utilizzato per confermare e registrare i risultati della misurazione.