जब इलेक्ट्रोनिक ईन्जिनियरहरूले इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको उल्टो डिजाइन वा मर्मत कार्य गर्दछ, उनीहरूले पहिले अज्ञातमा कम्पोनेन्टहरू बीचको जडान सम्बन्ध बुझ्न आवश्यक छ। मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB), त्यसैले PCB मा कम्पोनेन्ट पिनहरू बीचको जडान सम्बन्ध मापन र रेकर्ड गर्न आवश्यक छ।

सबैभन्दा सजिलो तरीका भनेको मल्टिमिटरलाई “सर्ट-सर्किट बजर” फाइलमा स्विच गर्नु हो, पिनहरू बीचको जडान एक-एक गरी मापन गर्न दुईवटा परीक्षण लिडहरू प्रयोग गर्नुहोस्, र त्यसपछि “पिन जोडीहरू” बीचको अन/अफ स्थिति म्यानुअल रूपमा रेकर्ड गर्नुहोस्। सबै “पिन जोडीहरू” बीच जडान सम्बन्धको पूर्ण सेट प्राप्त गर्नको लागि, परीक्षण गरिएको “पिन जोडीहरू” संयोजनको सिद्धान्त अनुसार व्यवस्थित हुनुपर्छ। जब PCB मा कम्पोनेन्ट र पिनको संख्या ठूलो छ, मापन गर्न आवश्यक “पिन जोडी” को संख्या यो ठूलो हुनेछ। जाहिर छ, यदि यो कामको लागि म्यानुअल विधिहरू प्रयोग गरिन्छ भने, मापन, रेकर्डिङ र प्रूफरीडिङको कार्यभार धेरै ठूलो हुनेछ। यसबाहेक, मापन शुद्धता कम छ। हामी सबैलाई थाहा छ, जब सामान्य मल्टिमिटरको दुई मिटर पेनहरू बीचको प्रतिरोधात्मक प्रतिबाधा लगभग 20 ओम जति उच्च हुन्छ, बजर अझै बज्नेछ, जुन पथको रूपमा संकेत गरिएको छ।

मापन दक्षता सुधार गर्न, घटक “पिन जोडी” को स्वचालित मापन, रेकर्डिङ र क्यालिब्रेसन महसुस गर्न प्रयास गर्न आवश्यक छ। यसका लागि, लेखकले फ्रन्ट-एन्ड पत्ता लगाउने उपकरणको रूपमा माइक्रोकन्ट्रोलरद्वारा नियन्त्रित पथ डिटेक्टर डिजाइन गर्नुभयो, र कम्पोनेन्ट पिनहरू बीचको मार्ग सम्बन्धको स्वचालित मापन र रेकर्डिङलाई संयुक्त रूपमा महसुस गर्न ब्याक-एन्ड प्रशोधनका लागि शक्तिशाली मापन नेभिगेसन सफ्टवेयर डिजाइन गर्नुभयो। PCB मा। । यस लेखले मुख्यतया पथ पत्ता लगाउने सर्किटद्वारा स्वचालित मापनको डिजाइन विचार र प्रविधिको बारेमा छलफल गर्दछ।

स्वचालित मापनको लागि पूर्व शर्त परीक्षण अन्तर्गत कम्पोनेन्टको पिनलाई पत्ता लगाउने सर्किटमा जडान गर्नु हो। यसको लागि, पत्ता लगाउने यन्त्र धेरै नाप्ने टाउकोहरूसँग सुसज्जित छ, जुन केबलहरू मार्फत बाहिर निस्कन्छ। कम्पोनेन्ट पिनहरूसँग जडानहरू स्थापना गर्न नाप्ने हेडहरू विभिन्न परीक्षण फिक्स्चरहरूमा जडान गर्न सकिन्छ। नाप्ने टाउको पिनको संख्याले एउटै ब्याचमा पत्ता लगाउने सर्किटमा जडान भएका पिनको सङ्ख्या निर्धारण गर्छ। त्यसपछि, कार्यक्रमको नियन्त्रण अन्तर्गत, डिटेक्टरले संयोजनको सिद्धान्त अनुसार एक-एक गरी परीक्षण गरिएको “पिन जोडीहरू” मापन मार्गमा समावेश गर्नेछ। मापन मार्गमा, “पिन जोडीहरू” बीचको अन/अफ स्थिति पिनहरू बीच प्रतिरोध छ कि छैन भनेर देखाइएको छ, र मापन पथले यसलाई भोल्टेजमा रूपान्तरण गर्दछ, जसले गर्दा तिनीहरू बीचको अन/अफ सम्बन्धलाई न्याय गर्दै र रेकर्डिङ गर्दछ।

संयोजनको सिद्धान्त अनुसार मापनको लागि कम्पोनेन्ट पिनहरूमा जडान गरिएका असंख्य नाप्ने हेडहरूबाट अनुक्रममा विभिन्न पिनहरू चयन गर्न पत्ता लगाउन सर्किट सक्षम गर्न, सम्बन्धित स्विच एरे सेट गर्न सकिन्छ, र विभिन्न स्विचहरू खोल्न/बन्द गर्न सकिन्छ। कम्पोनेन्ट पिनहरू स्विच गर्न कार्यक्रम। अन/अफ सम्बन्ध प्राप्त गर्न मापन मार्ग प्रविष्ट गर्नुहोस्। मापन एक एनालग भोल्टेज मात्रा भएको हुनाले, एनालॉग मल्टिप्लेक्सर स्विच एरे बनाउन प्रयोग गरिनुपर्छ। चित्र 1 ले परीक्षण गरिएको पिन स्विच गर्न एनालग स्विच एरे प्रयोग गर्ने विचार देखाउँछ।

पत्ता लगाउने सर्किटको डिजाइन सिद्धान्त चित्र 2 मा देखाइएको छ। चित्रमा दुईवटा बाकस I र II मा एनालग स्विचहरूको दुई सेट जोडीहरूमा कन्फिगर गरिएको छ: I-1 र II-1, I-2 र II-2। । … ।, Ⅰ-N र Ⅱ-N। एनालग धेरै स्विचहरू बन्द छन् वा छैनन् भनेर चित्र 1 मा देखाइएको डिकोडिङ सर्किट मार्फत कार्यक्रमद्वारा नियन्त्रण गरिन्छ। दुई एनालग स्विच I र II मा, एकै समयमा एउटा मात्र स्विच बन्द गर्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, हेड १ र नाप्ने हेड २ बीचको बाटो सम्बन्ध छ कि छैन भनेर पत्ता लगाउन, I-1 र II-2 स्विचहरू बन्द गर्नुहोस्, र हेडहरू 1 र 2 मापन गरेर बिन्दु A र ग्राउन्ड बीचको नाप्ने मार्ग बनाउनुहोस्। यदि यो बाटो हो, त्यसपछि बिन्दु A VA=1 मा भोल्टेज; यदि यो खुला छ भने, VA>2। VA को मान मापन हेड 0 र 0 बीचको बाटो सम्बन्ध छ कि छैन भनेर निर्णय गर्ने आधार हो। यस तरिकाले, मापन हेडमा जडान गरिएका सबै पिनहरू बीचको अन/अफ सम्बन्धलाई एकै क्षणमा मापन गर्न सकिन्छ। संयोजन सिद्धान्त। यो मापन प्रक्रिया परीक्षण फिक्स्चर द्वारा क्ल्याम्प गरिएको कम्पोनेन्टको पिनहरू बीचमा गरिन्छ, लेखकले यसलाई इन-क्ल्याम्प मापन भन्छन्।

यदि कम्पोनेन्टको पिन क्ल्याम्प गर्न सकिँदैन भने, यसलाई परीक्षण नेतृत्वको साथ मापन गर्नुपर्छ। चित्र २ मा देखाइए अनुसार, एउटा परीक्षण लिडलाई एनालग च्यानलमा र अर्कोलाई जमिनमा जडान गर्नुहोस्। यस समयमा, मापन गर्न सकिन्छ जबसम्म नियन्त्रण स्विच I-2 बन्द छ, जसलाई पेन-पेन मापन भनिन्छ। चित्र २ मा देखाइएको सर्किटलाई मापन गर्ने टाउकोका सबै क्ल्याम्पबल पिनहरू र ग्राउन्डिङ मिटर पेनले छोइएका नन-क्ल्याम्पबल पिनहरू बीचको मापन पूरा गर्न पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। यस समयमा, यो बदलीमा नम्बर I को स्विचहरू बन्द गर्ने नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ, र रुट II को स्विचहरू सधैं विच्छेदन हुन्छन्। यो मापन प्रक्रिया पेन क्ल्याम्प मापन भनिन्छ। मापन भोल्टेज, सैद्धान्तिक रूपमा, यो सर्किट हुनुपर्छ जब VA=1, र यो खुला सर्किट हुनुपर्छ जब VA>2, र VA को मान दुई मापन च्यानलहरू बीचको प्रतिरोध मानसँग भिन्न हुन्छ। जे होस्, एनालग मल्टिप्लेक्सरमा आफैंमा गैर-नगण्य अन-रेजिस्टेन्स RON भएको हुनाले, यस तरिकाले, मापन पथ बनेपछि, यदि यो पथ हो भने, VA 0 बराबर हुँदैन, तर RON मा भोल्टेज ड्रप बराबर हुन्छ। मापनको उद्देश्य अन/अफ सम्बन्ध जान्न मात्र हो, VA को विशिष्ट मान मापन गर्न आवश्यक छैन। यस कारणको लागि, यो RON मा भोल्टेज ड्रप भन्दा VA ठूलो छ कि छैन भनेर तुलना गर्न भोल्टेज तुलनाकर्ता प्रयोग गर्न मात्र आवश्यक छ। भोल्टेज तुलनाकर्ताको थ्रेसहोल्ड भोल्टेज RON मा भोल्टेज ड्रप बराबर हुन सेट गर्नुहोस्। भोल्टेज तुलनाकर्ताको आउटपुट मापन परिणाम हो, जुन एक डिजिटल मात्रा हो जुन माइक्रोकन्ट्रोलर द्वारा सीधा पढ्न सकिन्छ।

थ्रेसहोल्ड भोल्टेज को निर्धारण

प्रयोगहरूले पत्ता लगाएका छन् कि RON मा व्यक्तिगत भिन्नताहरू छन् र यो परिवेशको तापक्रमसँग पनि सम्बन्धित छ। त्यसकारण, लोड हुने थ्रेसहोल्ड भोल्टेज बन्द एनालग स्विच च्यानलसँग अलग सेट गर्न आवश्यक छ। यो D/A कनवर्टर प्रोग्रामिंग गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ।

चित्र 2 मा देखाइएको सर्किट सजिलै थ्रेसहोल्ड डेटा निर्धारण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, विधि स्विच जोडी I-1, II-1 खोल्न छ; I-2, II-2; …; IN, II-N; फारम पाथ लुप, स्विचहरूको प्रत्येक जोडी बन्द भएपछि, D/A कन्भर्टरमा नम्बर पठाउनुहोस्, र पठाइएको संख्या सानोबाट ठूलोमा बढ्छ, र यस समयमा भोल्टेज तुलनाकर्ताको आउटपुट मापन गर्नुहोस्। जब भोल्टेज तुलनाकर्ताको आउटपुट 1 देखि 0 मा परिवर्तन हुन्छ, यस समयमा डाटा VA सँग मेल खान्छ। यसरी, प्रत्येक च्यानलको VA मापन गर्न सकिन्छ, अर्थात्, स्विचहरूको जोडी बन्द हुँदा RON मा भोल्टेज ड्रप। उच्च परिशुद्धता एनालग मल्टिप्लेक्सरहरूको लागि, RON मा व्यक्तिगत भिन्नता सानो छ, त्यसैले प्रणालीद्वारा स्वचालित रूपमा मापन गरिएको VA को आधा स्विचहरूको जोडीको सम्बन्धित RON मा भोल्टेज ड्रपको सम्बन्धित डेटाको रूपमा अनुमानित गर्न सकिन्छ। एनालग स्विचको थ्रेसहोल्ड डेटा।

थ्रेसहोल्ड भोल्टेजको गतिशील सेटिङ

तालिका बनाउन माथि मापन गरिएको थ्रेसहोल्ड डेटा प्रयोग गर्नुहोस्। क्ल्याम्पमा मापन गर्दा, दुई बन्द स्विचहरूको संख्या अनुसार तालिकाबाट सम्बन्धित डेटा निकाल्नुहोस्, र थ्रेसहोल्ड भोल्टेज बनाउनको लागि तिनीहरूको योगफल D/A कन्भर्टरमा पठाउनुहोस्। पेन क्लिप मापन र पेन-पेन मापनको लागि, किनकि मापन पथ नम्बर I को एनालग स्विच मार्फत मात्र जान्छ, केवल एक स्विच थ्रेसहोल्ड डेटा आवश्यक छ।

थप रूपमा, किनभने सर्किटमा (D/A कन्भर्टर, भोल्टेज तुलनाकर्ता, आदि) त्रुटिहरू छन्, र वास्तविक मापनको क्रममा परीक्षण फिक्स्चर र परीक्षण गरिएको पिन बीचको सम्पर्क प्रतिरोध छ, लागू गरिएको वास्तविक थ्रेसहोल्ड भोल्टेज थ्रेसहोल्ड भित्र हुनुपर्छ। माथिको विधि अनुसार निर्धारण। आधारमा सुधार रकम थप्नुहोस्, ताकि बाटोलाई खुला सर्किटको रूपमा गलत अनुमान नगर्नुहोस्। तर बढेको थ्रेसहोल्ड भोल्टेजले सानो प्रतिरोध प्रतिरोधलाई ओझेलमा पार्छ, अर्थात्, दुई पिनहरू बीचको सानो प्रतिरोधलाई पथको रूपमा न्याय गरिन्छ, त्यसैले थ्रेसहोल्ड भोल्टेज सुधार रकम वास्तविक स्थिति अनुसार उचित रूपमा चयन गरिनुपर्छ। प्रयोगहरू मार्फत, पत्ता लगाउने सर्किटले 5 ohms भन्दा बढी प्रतिरोध मानका साथ दुई पिनहरू बीचको प्रतिरोधलाई सही रूपमा निर्धारण गर्न सक्छ, र यसको शुद्धता मल्टिमिटरको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा उच्च छ।

मापन परिणाम को धेरै विशेष मामलाहरु

क्षमता को प्रभाव

जब एक क्यापेसिटर परीक्षण पिनहरू बीच जोडिएको छ, यो खुला-सर्किट सम्बन्धमा हुनुपर्छ, तर मापन मार्गले क्यापेसिटर चार्ज गर्दछ जब स्विच बन्द हुन्छ, र दुई मापन बिन्दुहरू पथ जस्तै हुन्छन्। यस समयमा, भोल्टेज तुलनाकर्ताबाट पढिएको मापन परिणाम पथ हो। क्यापेसिटन्सको कारणले भएको यस प्रकारको झूटा मार्ग घटनाको लागि, निम्न दुई विधिहरू समाधान गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ: चार्ज गर्ने समय छोटो बनाउनको लागि मापन वर्तमानलाई उचित रूपमा बढाउनुहोस्, ताकि मापन परिणामहरू पढ्नु अघि चार्ज गर्ने प्रक्रिया समाप्त हुन्छ; मापन सफ्टवेयर कार्यक्रम खण्डमा साँचो र गलत मार्गहरूको निरीक्षण थप्नुहोस् (खण्ड 5 हेर्नुहोस्)।

Inductance को प्रभाव

यदि इन्डक्टर परीक्षण गरिएका पिनहरू बीच जोडिएको छ भने, यो खुला-सर्किट सम्बन्धमा हुनुपर्छ, तर इन्डक्टरको स्थिर प्रतिरोध धेरै सानो भएकोले, मल्टिमिटरको साथ मापन गरिएको नतिजा सधैं पथ हो। क्यापेसिटन्स मापन को मामला को विपरीत, क्षण मा जब एनालग स्विच बन्द छ, त्यहाँ एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल छ inductance को कारण। यस तरिकाले, इन्डक्टन्सलाई पत्ता लगाउने सर्किटको द्रुत अधिग्रहण गतिको विशेषताहरू प्रयोग गरेर सही रूपमा न्याय गर्न सकिन्छ। तर यो क्षमता को मापन आवश्यकता संग विरोधाभास मा छ।

एनालग स्विच जिटर को प्रभाव

वास्तविक मापनमा, यो फेला पर्यो कि एनालग स्विचमा खुला अवस्थाबाट बन्द अवस्थासम्म स्थिर प्रक्रिया हुन्छ, जुन भोल्टेज VA को उतार-चढावको रूपमा प्रकट हुन्छ, जसले पहिलो केही मापन परिणामहरू असंगत बनाउँछ। यस कारणको लागि, यो धेरै पटक मार्गको नतिजाहरूको न्याय गर्न आवश्यक छ र मापन परिणामहरू एकरूप हुनको लागि पर्खनुहोस्। पछि पुष्टि गर्नुहोस्।

मापन परिणामहरूको पुष्टि र रेकर्डिङ

माथिका विभिन्न परिस्थितिहरूलाई विचार गर्दै, विभिन्न परीक्षण गरिएका वस्तुहरूमा अनुकूलन गर्न, चित्र 3 मा देखाइएको सफ्टवेयर प्रोग्राम ब्लक रेखाचित्रलाई मापन परिणामहरू पुष्टि गर्न र रेकर्ड गर्न प्रयोग गरिन्छ।