כאשר מהנדסי אלקטרוניקה מבצעים עבודות תכנון או תיקון הפוך של ציוד אלקטרוני, הם צריכים קודם כל להבין את הקשר בין הרכיבים על הלא נודע המעגל המודפס (PCB), ולכן יש למדוד ולתעד את יחס החיבור בין פיני הרכיב על ה-PCB.

הדרך הקלה ביותר היא להעביר את המולטימטר לקובץ “זמזם קצר חשמלי”, להשתמש בשני מובילי בדיקה כדי למדוד את החיבור בין הפינים בזה אחר זה, ולאחר מכן לרשום באופן ידני את מצב ההפעלה/כיבוי בין “צמדי הפינים”. על מנת לקבל את הסט השלם של יחסי החיבור בין כל “צמדי הפינים”, יש לארגן את “צמדי הפינים” שנבדקו על פי עקרון השילוב. כאשר מספר הרכיבים והפינים על ה-PCB גדול, מספר ה”זוגות פינים” שצריך למדוד יהיה זה יהיה עצום. ברור שאם נעשה שימוש בשיטות ידניות לעבודה זו, עומס העבודה של המדידה, ההקלטה וההגהה יהיה גדול מאוד. יתרה מכך, דיוק המדידה נמוך. כפי שכולנו יודעים, כאשר העכבה ההתנגדות בין שני עטי המטר של מולטימטר כללי גבוהה עד כ-20 אוהם, הזמזם עדיין יישמע, מה שמסומן כנתיב.

על מנת לשפר את יעילות המדידה, יש צורך לנסות לממש את המדידה, ההקלטה והכיול האוטומטיים של הרכיב “זוג פינים”. לשם כך, המחבר עיצב גלאי נתיב שנשלט על ידי מיקרו-בקר כמכשיר זיהוי חזיתי, ותכנן תוכנת ניווט מדידה רבת עוצמה לעיבוד אחורי כדי לממש במשותף את המדידה והרישום האוטומטיים של הנתיב בין פיני הרכיבים. על ה-PCB. . מאמר זה דן בעיקר ברעיונות העיצוב ובטכנולוגיה של מדידה אוטומטית על ידי מעגל זיהוי הנתיב.

התנאי המקדים למדידה אוטומטית הוא לחבר את הפינים של הרכיב הנבדק למעגל הזיהוי. לשם כך, מכשיר הזיהוי מצויד במספר ראשי מדידה, אשר מובלים החוצה דרך כבלים. ניתן לחבר את ראשי המדידה לגופי בדיקה שונים ליצירת חיבורים עם פיני הרכיב. ראש המדידה מספר הפינים קובע את מספר הפינים המחוברים למעגל הזיהוי באותה אצווה. לאחר מכן, בשליטה של ​​התוכנית, הגלאי ישלב את “צמדי הפינים” שנבדקו במסלול המדידה בזה אחר זה לפי עקרון השילוב. בנתיב המדידה, מצב ההפעלה/כיבוי בין “צמדי הפינים” מוצג כאם יש התנגדות בין הפינים, ומסלול המדידה ממיר אותה למתח, ובכך שופט את היחס להפעלה/כיבוי ביניהם ורושם אותו.

על מנת לאפשר למעגל הזיהוי לבחור פינים שונים ברצף מתוך ראשי המדידה הרבים המחוברים לפיני הרכיבים לצורך מדידה על פי עקרון השילוב, ניתן להגדיר את מערך המתגים המתאים, ולפתוח/לסגור מתגים שונים על ידי תוכנית להחליף את פיני הרכיבים. הזן את נתיב המדידה כדי לקבל את הקשר הפעלה/כיבוי. מכיוון שהנמדד הוא כמות מתח אנלוגית, יש להשתמש במרבב אנלוגי ליצירת מערך מתגים. איור 1 מציג את הרעיון של שימוש במערך מתגים אנלוגי כדי להחליף את הסיכה שנבדקה.

עקרון התכנון של מעגל הזיהוי מוצג באיור 2. שתי הקבוצות של מתגים אנלוגיים בשתי התיבות I ו-II באיור מוגדרות בזוגות: I-1 ו-II-1, I-2 ו-II-2. . … ., Ⅰ-N ו-Ⅱ-N. אם המתגים המרובים האנלוגיים סגורים או לא, נשלטת על ידי התוכנית באמצעות מעגל הפענוח המוצג באיור 1. בשני המתגים האנלוגיים I ו-II, ניתן לסגור רק מתג אחד בו זמנית. לדוגמה, כדי לזהות אם יש קשר בין מסלול בין ראש מדידה 1 לראש מדידה 2, סגור את המתגים I-1 ו-II-2, וצור נתיב מדידה בין נקודה A לקרקע דרך ראשי מדידה 1 ו-2. הוא נתיב, ואז המתח בנקודה A VA=0; אם הוא פתוח, אז VA>0. הערך של VA הוא הבסיס לשיפוט האם קיים קשר נתיב בין ראשי המדידה 1 ו-2. באופן זה, ניתן למדוד את יחסי ההפעלה/כיבוי בין כל הפינים המחוברים לראש המדידה ברגע לפי עקרון השילוב. מכיוון שתהליך מדידה זה מתבצע בין הפינים של הרכיב הנלכד על ידי מתקן הבדיקה, המחבר קורא לזה מדידה בתוך מהדק.

אם לא ניתן להדק את הפין של הרכיב, יש למדוד אותו עם כבל בדיקה. כפי שמוצג באיור 2, חבר כבל בדיקה אחד לערוץ אנלוגי והשני לאדמה. בשלב זה ניתן לבצע את המדידה כל עוד מתג הבקרה I-1 סגור, מה שנקרא מדידת עט-עט. המעגל המוצג באיור 2 יכול לשמש גם כדי להשלים את המדידה בין כל הפינים הניתנים להדק של ראש המדידה לבין הפינים הלא ניתנים להידוק בהם נוגע עט מד ההארקה ברגע. בשלב זה, יש צורך לשלוט על סגירת המתגים של מס’ I בתורו, והמתגים של כביש II תמיד מנותקים. תהליך מדידה זה יכול להיקרא מדידת מהדק עט. המתח הנמדד, תיאורטית, זה צריך להיות מעגל כאשר VA=0, וזה צריך להיות מעגל פתוח כאשר VA>0, והערך של VA משתנה עם ערך ההתנגדות בין שני ערוצי המדידה. עם זאת, מכיוון שלמרבבי האנלוגי עצמו יש RON התנגדות בלתי זניחה, באופן זה, לאחר יצירת נתיב המדידה, אם מדובר בנתיב, VA אינו שווה ל-0, אלא שווה למפל המתח על RON. מכיוון שמטרת המדידה היא רק לדעת את הקשר הפעלה/כיבוי, אין צורך למדוד את הערך הספציפי של VA. מסיבה זו, יש צורך להשתמש רק בהשוואת מתחים כדי להשוות אם VA גדול ממפל המתח ב-RON. הגדר את מתח הסף של השוואת המתח שיהיה שווה למפל המתח ב-RON. הפלט של משווה המתח הוא תוצאת המדידה, שהיא כמות דיגיטלית הניתנת לקריאה ישירה על ידי המיקרו-בקר.

קביעת מתח סף

ניסויים מצאו של-RON יש הבדלים אינדיבידואליים והוא קשור גם לטמפרטורת הסביבה. לכן, יש להגדיר בנפרד את מתח הסף שיש לטעון עם ערוץ המתג האנלוגי הסגור. ניתן להשיג זאת על ידי תכנות ממיר D/A.

ניתן להשתמש במעגל המוצג באיור 2 כדי לקבוע בקלות את נתוני הסף, השיטה היא להפעיל את צמדי המתגים I-1, II-1; I-2, II-2; …; IN, II-N; טופס לולאת נתיב, לאחר סגירת כל זוג מתגים, שלח מספר לממיר D/A, והמספר הנשלח גדל מקטן לגדול, ומדוד את הפלט של משווה המתח בזמן זה. כאשר הפלט של משווה המתח משתנה מ-1 ל-0, הנתונים בשלב זה תואמים ל-VA. בדרך זו ניתן למדוד את ה-VA של כל ערוץ, כלומר ירידת המתח ב-RON כאשר זוג מתגים סגורים. עבור מרבבים אנלוגיים בעלי דיוק גבוה, ההבדל האינדיבידואלי ב-RON קטן, כך שניתן להעריך מחצית מה-VA הנמדד אוטומטית על ידי המערכת כנתונים המתאימים של ירידת המתח ב-RON המתאים של זוג המתגים. נתוני סף של המתג האנלוגי.

הגדרה דינמית של מתח סף

השתמש בנתוני הסף שנמדדו למעלה כדי לבנות טבלה. בעת מדידה במהדק, הוציאו את הנתונים המתאימים מהטבלה לפי המספרים של שני המתגים הסגורים, ושלחו את הסכום שלהם לממיר D/A ליצירת מתח סף. עבור מדידת מהדק עט ומדידה של עט-עט, מכיוון שמסלול המדידה עובר רק דרך המתג האנלוגי של מס’ I, נדרש רק נתוני סף מתג אחד.

בנוסף, מכיוון שבמעגל עצמו (ממיר D/A, השוואת מתחים וכו’) יש שגיאות, וקיימת התנגדות מגע בין מתקן הבדיקה לבין הפין הנבדק במהלך המדידה בפועל, מתח הסף המופעל צריך להיות בתוך הסף נקבע לפי השיטה הנ”ל. הוסף כמות תיקון על הבסיס, כדי לא לשפוט את הנתיב כמעגל פתוח. אבל מתח הסף המוגבר יכריע את התנגדות ההתנגדות הקטנה, כלומר, ההתנגדות הקטנה בין שני הפינים נשפטת כנתיב, כך שכמות תיקון מתח הסף צריכה להיבחר באופן סביר בהתאם למצב בפועל. באמצעות ניסויים, מעגל הזיהוי יכול לקבוע במדויק את ההתנגדות בין שני הפינים עם ערך התנגדות גדול מ-5 אוהם, והדיוק שלו גבוה משמעותית מזה של מולטימטר.

מספר מקרים מיוחדים של תוצאות מדידה

השפעת הקיבול

כאשר מחברים קבל בין הפינים הנבדקים, הוא צריך להיות ביחסי מעגל פתוח, אך נתיב המדידה טוען את הקבל כאשר המתג סגור, ושתי נקודות המדידה הן כמו נתיב. בשלב זה, תוצאת המדידה הנקראת ממשווה המתח היא נתיב. עבור סוג זה של תופעת נתיב שווא הנגרמת על ידי קיבול, ניתן להשתמש בשתי השיטות הבאות לפתרון: הגדלה המתאימה של זרם המדידה כדי לקצר את זמן הטעינה, כך שתהליך הטעינה יסתיים לפני קריאת תוצאות המדידה; הוסף את הבדיקה של נתיבים אמיתיים ושקריים לתוכנת המדידה קטע התוכנית (ראה סעיף 5).

השפעת השראות

אם מחברים משרן בין הפינים הנבדקים, הוא צריך להיות ביחסי מעגל פתוח, אך מכיוון שההתנגדות הסטטית של המשרן קטנה מאוד, התוצאה הנמדדת במולטימטר היא תמיד נתיב. בניגוד למקרה של מדידת קיבול, ברגע שהמתג האנלוגי סגור, קיים כוח אלקטרו-מוטיב מושרה עקב השראות. בדרך זו, ניתן לשפוט נכון את השראות על ידי שימוש במאפיינים של מהירות הרכישה המהירה של מעגל הזיהוי. אבל זה עומד בסתירה לדרישת המדידה של הקיבול.

השפעת ריצוד מתג אנלוגי

במדידה בפועל, נמצא שלמתג האנלוגי יש תהליך יציב ממצב פתוח למצב סגור, המתבטא בתנודת המתח VA, מה שהופך את תוצאות המדידה הראשונות לבלתי עקביות. מסיבה זו, יש צורך לשפוט את תוצאות הנתיב מספר פעמים ולהמתין עד שתוצאות המדידה יהיו עקביות. אשר מאוחר יותר.

אישור ורישום תוצאות המדידה

בהתחשב במצבים השונים לעיל, על מנת להתאים לאובייקטים שנבדקו שונים, תרשים הבלוק של תוכנת התוכנה המוצג באיור 3 משמש לאישור ורישום תוצאות המדידה.