जेव्हा इलेक्ट्रॉनिक अभियंते इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे उलट डिझाइन किंवा दुरुस्तीचे काम करतात, तेव्हा त्यांना प्रथम अज्ञात घटकांमधील कनेक्शन संबंध समजून घेणे आवश्यक आहे. छापील सर्कीट बोर्ड (PCB), त्यामुळे PCB वरील घटक पिनमधील कनेक्शन संबंध मोजणे आणि रेकॉर्ड करणे आवश्यक आहे.

सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे मल्टीमीटरला “शॉर्ट-सर्किट बजर” फाईलवर स्विच करणे, पिनमधील कनेक्शन एक-एक करून मोजण्यासाठी दोन चाचणी लीड्स वापरणे आणि नंतर “पिन जोड्यांमध्ये” चालू/बंद स्थिती मॅन्युअली रेकॉर्ड करणे. सर्व “पिन जोड्या” मधील कनेक्शन संबंधांचा संपूर्ण संच प्राप्त करण्यासाठी, चाचणी केलेल्या “पिन जोड्या” संयोजनाच्या तत्त्वानुसार आयोजित केल्या पाहिजेत. जेव्हा PCB वरील घटक आणि पिनची संख्या मोठी असते, तेव्हा मोजण्यासाठी आवश्यक असलेल्या “पिन जोड्या” ची संख्या मोठी असेल. साहजिकच या कामासाठी मॅन्युअल पद्धती वापरल्या गेल्या तर मोजमाप, रेकॉर्डिंग आणि प्रूफरीडिंगचा भार खूप मोठा असेल. शिवाय, मोजमाप अचूकता कमी आहे. आपल्या सर्वांना माहित आहे की, जेव्हा सामान्य मल्टीमीटरच्या दोन मीटर पेनमधील प्रतिरोधक प्रतिबाधा सुमारे 20 ohms एवढी जास्त असते, तेव्हाही बझर वाजतो, जो मार्ग म्हणून दर्शविला जातो.

मापन कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, “पिन जोडी” घटकाचे स्वयंचलित मापन, रेकॉर्डिंग आणि कॅलिब्रेशन लक्षात घेण्याचा प्रयत्न करणे आवश्यक आहे. यासाठी, लेखकाने फ्रंट-एंड डिटेक्शन डिव्हाईस म्हणून मायक्रोकंट्रोलरद्वारे नियंत्रित पाथ डिटेक्टर डिझाइन केले आणि घटक पिन दरम्यान स्वयंचलित मापन आणि रेकॉर्डिंग एकत्रितपणे लक्षात घेण्यासाठी बॅक-एंड प्रक्रियेसाठी शक्तिशाली मापन नेव्हिगेशन सॉफ्टवेअर डिझाइन केले. पीसीबी वर. . हा लेख प्रामुख्याने पथ शोध सर्किटद्वारे स्वयंचलित मापनाच्या डिझाइन कल्पना आणि तंत्रज्ञानावर चर्चा करतो.

स्वयंचलित मोजमापाची पूर्वअट म्हणजे चाचणी अंतर्गत घटकाच्या पिन डिटेक्शन सर्किटशी जोडणे. यासाठी, डिटेक्शन डिव्हाईस अनेक मापन प्रमुखांसह सुसज्ज आहे, जे केबल्सद्वारे बाहेर काढले जातात. घटक पिनसह कनेक्शन स्थापित करण्यासाठी मोजमाप प्रमुख विविध चाचणी फिक्स्चरशी जोडले जाऊ शकतात. मापन प्रमुख पिनची संख्या त्याच बॅचमधील डिटेक्शन सर्किटशी जोडलेल्या पिनची संख्या निर्धारित करते. त्यानंतर, प्रोग्रामच्या नियंत्रणाखाली, डिटेक्टर संयोजनाच्या तत्त्वानुसार चाचणी केलेल्या “पिन जोड्या” मापन मार्गामध्ये एक-एक करून समाविष्ट करेल. मापन मार्गामध्ये, “पिन जोड्या” मधील चालू/बंद स्थिती दर्शविली जाते की पिनमध्ये प्रतिकार आहे की नाही, आणि मापन पथ त्याचे व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित करतो, त्याद्वारे त्यांच्यामधील चालू/बंद संबंधांचा न्याय करतो आणि ते रेकॉर्ड करतो.

संयोजनाच्या तत्त्वानुसार मोजमापासाठी घटक पिनशी जोडलेल्या असंख्य मेजरिंग हेड्समधून अनुक्रमाने भिन्न पिन निवडण्यासाठी डिटेक्शन सर्किट सक्षम करण्यासाठी, संबंधित स्विच अॅरे सेट केला जाऊ शकतो आणि भिन्न स्विच उघडले/बंद केले जाऊ शकतात. घटक पिन स्विच करण्यासाठी प्रोग्राम. चालू/बंद संबंध प्राप्त करण्यासाठी मापन मार्ग प्रविष्ट करा. मोजलेले एनालॉग व्होल्टेज प्रमाण असल्याने, स्विच अॅरे तयार करण्यासाठी अॅनालॉग मल्टीप्लेक्सर वापरला जावा. आकृती 1 चाचणी केलेला पिन स्विच करण्यासाठी अॅनालॉग स्विच अॅरे वापरण्याची कल्पना दर्शवते.

डिटेक्शन सर्किटचे डिझाइन तत्त्व आकृती 2 मध्ये दर्शविले आहे. आकृतीमधील I आणि II दोन बॉक्समधील अॅनालॉग स्विचचे दोन संच जोड्यांमध्ये कॉन्फिगर केले आहेत: I-1 आणि II-1, I-2 आणि II-2. . … ., Ⅰ-N आणि Ⅱ-N. एनालॉग मल्टिपल स्विच बंद आहेत की नाही हे आकृती 1 मध्ये दाखवलेल्या डीकोडिंग सर्किटद्वारे प्रोग्रामद्वारे नियंत्रित केले जाते. I आणि II या दोन अॅनालॉग स्विचमध्ये, एकाच वेळी फक्त एक स्विच बंद केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, हेड 1 आणि मापन हेड 2 यांच्यात मार्ग संबंध आहे की नाही हे शोधण्यासाठी, I-1 आणि II-2 स्विच बंद करा आणि बिंदू A आणि ग्राउंड हेड 1 आणि 2 द्वारे मोजण्याचे मार्ग तयार करा. एक मार्ग आहे, नंतर बिंदू A VA=0 वर व्होल्टेज; जर ते उघडे असेल, तर VA>0. VA चे मूल्य हे मापन हेड 1 आणि 2 मध्ये मार्ग संबंध आहे की नाही हे ठरवण्यासाठी आधार आहे. अशा प्रकारे, मापन प्रमुखाशी जोडलेल्या सर्व पिनमधील चालू/बंद संबंध एका झटक्यात मोजले जाऊ शकतात. संयोजन तत्त्व. ही मापन प्रक्रिया चाचणी फिक्स्चरद्वारे क्लॅम्प केलेल्या घटकाच्या पिन दरम्यान चालविली जात असल्याने, लेखक त्यास इन-क्लॅम्प मापन म्हणतात.

If the pin of the component cannot be clamped, it must be measured with a test lead. As shown in Figure 2, connect one test lead to an analog channel and the other to ground. At this time, the measurement can be performed as long as the control switch I-1 is closed, which is called pen-pen measurement. The circuit shown in Figure 2 can also be used to complete the measurement between all the clampable pins of the measuring head and the non-clampable pins touched by the grounding meter pen in an instant. At this time, it is necessary to control the closing of the switches of No. I in turn, and The switches of Route II are always disconnected. This measurement process can be called pen clamp measurement. The measured voltage, theoretically, it should be a circuit when VA=0, and it should be an open circuit when VA>0, and the value of VA varies with the resistance value between the two measurement channels. However, since the analog multiplexer itself has a non-negligible on-resistance RON, in this way, after the measurement path is formed, if it is a path, VA is not equal to 0, but equal to the voltage drop on RON. Since the purpose of measurement is only to know the on/off relationship, there is no need to measure the specific value of VA. For this reason, it is only necessary to use a voltage comparator to compare whether VA is greater than the voltage drop on RON. Set the threshold voltage of the voltage comparator to be equal to the voltage drop on RON. The output of the voltage comparator is the measurement result, which is a digital quantity that can be directly read by the microcontroller.

थ्रेशोल्ड व्होल्टेजचे निर्धारण

Experiments have found that RON has individual differences and is also related to ambient temperature. Therefore, the threshold voltage to be loaded needs to be set separately with the closed analog switch channel. This can be achieved by programming the D/A converter.

The circuit shown in Figure 2 can be used to easily determine the threshold data, the method is to turn on the switch pairs I-1, II-1; I-2, II-2; …; I-N, II-N; form Path loop, after each pair of switches are closed, send a number to the D/A converter, and the sent number increases from small to large, and measure the output of the voltage comparator at this time. When the output of the voltage comparator changes from 1 to 0 , The data at this time corresponds to VA. In this way, the VA of each channel can be measured, that is, the voltage drop on RON when a pair of switches are closed. For high-precision analog multiplexers, the individual difference in RON is small, so half of the VA automatically measured by the system can be approximated as the corresponding data of the voltage drop on the respective RON of the pair of switches. Threshold data of the analog switch.

Dynamic setting of threshold voltage

टेबल तयार करण्यासाठी वर मोजलेला थ्रेशोल्ड डेटा वापरा. क्लॅम्पमध्ये मोजताना, दोन बंद स्विचच्या संख्येनुसार टेबलमधून संबंधित डेटा काढा आणि थ्रेशोल्ड व्होल्टेज तयार करण्यासाठी त्यांची बेरीज D/A कनवर्टरकडे पाठवा. पेन क्लिप मापन आणि पेन-पेन मापनासाठी, कारण मापन मार्ग फक्त क्रमांक I च्या अॅनालॉग स्विचमधून जातो, फक्त एक स्विच थ्रेशोल्ड डेटा आवश्यक आहे.

याशिवाय, सर्किटमध्येच (डी/ए कन्व्हर्टर, व्होल्टेज कंपॅरेटर, इ.) त्रुटी असल्यामुळे आणि प्रत्यक्ष मापनाच्या वेळी चाचणी फिक्स्चर आणि परीक्षित पिन यांच्यामध्ये संपर्क प्रतिरोध असल्यामुळे, लागू केलेला वास्तविक थ्रेशोल्ड व्होल्टेज थ्रेशोल्डच्या आत असावा. वरील पद्धतीनुसार निर्धारित. आधारावर एक सुधारणा रक्कम जोडा, जेणेकरून ओपन सर्किट म्हणून मार्गाचा गैरसमज होऊ नये. परंतु वाढलेला थ्रेशोल्ड व्होल्टेज लहान प्रतिकार प्रतिकारशक्तीला ओलांडून टाकेल, म्हणजेच, दोन पिनमधील लहान प्रतिकार एक मार्ग म्हणून मोजला जातो, म्हणून थ्रेशोल्ड व्होल्टेज दुरुस्तीची रक्कम वास्तविक परिस्थितीनुसार वाजवीपणे निवडली पाहिजे. प्रयोगांद्वारे, डिटेक्शन सर्किट 5 ohms पेक्षा जास्त प्रतिकार मूल्य असलेल्या दोन पिनमधील प्रतिकार अचूकपणे निर्धारित करू शकते आणि त्याची अचूकता मल्टीमीटरपेक्षा लक्षणीय आहे.

Several special cases of measurement results

The influence of capacitance

When a capacitor is connected between the tested pins, it should be in an open-circuit relationship, but the measurement path charges the capacitor when the switch is closed, and the two measurement points are like a path. At this time, the measurement result read from the voltage comparator is path. For this kind of false path phenomenon caused by capacitance, the following two methods can be used to solve: appropriately increase the measurement current to shorten the charging time, so that the charging process ends before reading the measurement results; add the inspection of true and false paths to the measurement software The program segment (see section 5).

Influence of inductance

जर इंडक्टर चाचणी केलेल्या पिन दरम्यान जोडलेले असेल तर ते ओपन-सर्किट रिलेशनशिपमध्ये असले पाहिजे, परंतु इंडक्टरचा स्थिर प्रतिकार खूपच लहान असल्याने, मल्टीमीटरने मोजले जाणारे परिणाम नेहमीच एक मार्ग असतो. कॅपेसिटन्स मापनाच्या बाबतीत, अॅनालॉग स्विच बंद असताना, इंडक्टन्समुळे एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स असतो. अशाप्रकारे, डिटेक्शन सर्किटच्या वेगवान अधिग्रहण गतीची वैशिष्ट्ये वापरून इंडक्टन्सचा योग्यरित्या न्याय केला जाऊ शकतो. परंतु हे कॅपॅसिटन्सच्या मापन आवश्यकतेच्या विरोधाभासी आहे.

अॅनालॉग स्विच जिटरचा प्रभाव

वास्तविक मापनामध्ये, असे आढळून आले आहे की अॅनालॉग स्विचमध्ये खुल्या स्थितीपासून बंद अवस्थेपर्यंत एक स्थिर प्रक्रिया आहे, जी व्होल्टेज VA च्या चढ-उताराच्या रूपात प्रकट होते, ज्यामुळे पहिले काही मोजमाप परिणाम विसंगत होतात. या कारणास्तव, अनेक वेळा मार्गाच्या परिणामांचा न्याय करणे आणि मोजमाप परिणाम सुसंगत होण्याची प्रतीक्षा करणे आवश्यक आहे. नंतर पुष्टी करा.

मापन परिणामांची पुष्टी आणि रेकॉर्डिंग

वरील विविध परिस्थितींचा विचार करून, वेगवेगळ्या चाचणी केलेल्या वस्तूंशी जुळवून घेण्यासाठी, आकृती 3 मध्ये दर्शविलेले सॉफ्टवेअर प्रोग्राम ब्लॉक आकृती मापन परिणामांची पुष्टी आणि रेकॉर्ड करण्यासाठी वापरली जाते.