Wanneer elektronische ingenieurs het omgekeerde ontwerp of reparatiewerk van elektronische apparatuur uitvoeren, moeten ze eerst de verbindingsrelatie tussen de componenten op het onbekende begrijpen printplaat (PCB), dus de verbindingsrelatie tussen de componentpinnen op de PCB moet worden gemeten en geregistreerd.

De eenvoudigste manier is om de multimeter naar het bestand “kortsluitzoemer” te schakelen, twee meetsnoeren te gebruiken om de verbinding tussen de pinnen één voor één te meten en vervolgens handmatig de aan/uit-status tussen de “pin-paren” vast te leggen. Om de volledige set verbindingsrelaties tussen alle “pin-paren” te verkrijgen, moeten de geteste “pin-paren” worden georganiseerd volgens het combinatieprincipe. Wanneer het aantal componenten en pinnen op de PCB groot is, zal het aantal “pin-paren” dat moet worden gemeten enorm zijn. Het is duidelijk dat als handmatige methoden worden gebruikt voor dit werk, de werklast van meten, opnemen en proeflezen erg groot zal zijn. Bovendien is de meetnauwkeurigheid laag. Zoals we allemaal weten, zal de zoemer nog steeds klinken, wat wordt aangegeven als een pad.

Om de meetefficiëntie te verbeteren, is het noodzakelijk om te proberen de automatische meting, registratie en kalibratie van het “pin-paar” van de component te realiseren. Hiertoe ontwierp de auteur een paddetector die wordt bestuurd door een microcontroller als een front-end detectie-apparaat, en ontwierp een krachtige meetnavigatiesoftware voor back-endverwerking om gezamenlijk de automatische meting en registratie van de padrelatie tussen de componentpinnen te realiseren. op de printplaat. . Dit artikel bespreekt voornamelijk de ontwerpideeën en technologie van automatische meting door het paddetectiecircuit.

De voorwaarde voor automatische meting is om de pinnen van het te testen onderdeel te verbinden met het detectiecircuit. Hiervoor is het detectieapparaat uitgerust met meerdere meetkoppen, die via kabels naar buiten worden geleid. De meetkoppen kunnen worden aangesloten op verschillende testopstellingen om verbindingen met de componentpinnen tot stand te brengen. De meetkop Het aantal pinnen bepaalt het aantal pinnen dat in dezelfde batch op het detectiecircuit is aangesloten. Vervolgens zal de detector, onder controle van het programma, de geteste “pin-paren” één voor één in het meetpad opnemen volgens het combinatieprincipe. In het meetpad wordt de aan/uit-status tussen de “pin-paren” weergegeven als of er weerstand is tussen de pinnen, en het meetpad zet deze om in een spanning, waardoor de aan/uit-relatie tussen beide wordt beoordeeld en geregistreerd.

Om het detectiecircuit in staat te stellen verschillende pinnen in volgorde te selecteren uit de talrijke meetkoppen die zijn aangesloten op de componentpinnen voor meting volgens het combinatieprincipe, kan de bijbehorende schakelaararray worden ingesteld en kunnen verschillende schakelaars worden geopend/gesloten door de programma om de componentpinnen te wisselen. Voer het meetpad in om de aan/uit-relatie te verkrijgen. Aangezien de gemeten waarde een analoge spanningsgrootheid is, moet een analoge multiplexer worden gebruikt om een ​​schakelarray te vormen. Figuur 1 toont het idee om een ​​analoge schakelaararray te gebruiken om de geteste pin te schakelen.

Het ontwerpprincipe van het detectiecircuit wordt getoond in figuur 2. De twee sets analoge schakelaars in de twee vakken I en II in de figuur zijn in paren geconfigureerd: I-1 en II-1, I-2 en II-2. . .. . ., -N en -N. Of de analoge meervoudige schakelaars gesloten zijn of niet, wordt bestuurd door het programma via het decodeercircuit dat wordt getoond in figuur 1. In de twee analoge schakelaars I en II kan slechts één schakelaar tegelijkertijd worden gesloten. Om bijvoorbeeld te detecteren of er een padrelatie is tussen meetkop 1 en meetkop 2, sluit u de schakelaars I-1 en II-2, en vormt u een meetpad tussen punt A en aarde door meetkoppen 1 en 2. Als het is een pad, dan is de spanning op punt A VA=0; als het open is, dan VA>0. De waarde van VA is de basis om te beoordelen of er een padrelatie is tussen de meetkoppen 1 en 2. Op deze manier kan de aan/uit-relatie tussen alle pinnen die op de meetkop zijn aangesloten in een oogwenk worden gemeten volgens de combinatie principe. Aangezien dit meetproces wordt uitgevoerd tussen de pennen van het onderdeel dat door de testopstelling is geklemd, noemt de auteur dit de in-clamp-meting.

Als de pen van het onderdeel niet kan worden vastgeklemd, moet deze worden gemeten met een meetsnoer. Sluit, zoals weergegeven in afbeelding 2, een meetsnoer aan op een analoog kanaal en het andere op aarde. Op dit moment kan de meting worden uitgevoerd zolang de bedieningsschakelaar I-1 gesloten is, wat pen-penmeting wordt genoemd. De in figuur 2 getoonde schakeling kan ook worden gebruikt om de meting tussen alle klembare pinnen van de meetkop en de niet-klembare pinnen die worden aangeraakt door de aardingsmeterpen in een oogwenk te voltooien. Op dit moment is het noodzakelijk om het sluiten van de wissels van nr. I op zijn beurt te controleren, en de wissels van route II zijn altijd losgekoppeld. Dit meetproces kan penklemmeting worden genoemd. De gemeten spanning zou in theorie een circuit moeten zijn wanneer VA=0, en het zou een open circuit moeten zijn wanneer VA>0, en de waarde van VA varieert met de weerstandswaarde tussen de twee meetkanalen. Aangezien de analoge multiplexer zelf echter een niet-verwaarloosbare aan-weerstand RON heeft, is op deze manier, nadat het meetpad is gevormd, als het een pad is, VA niet gelijk aan 0, maar gelijk aan de spanningsval op RON. Aangezien het doel van de meting alleen is om de aan/uit-relatie te kennen, is het niet nodig om de specifieke waarde van VA te meten. Om deze reden is het alleen nodig om een ​​spanningsvergelijker te gebruiken om te vergelijken of VA groter is dan de spanningsval op RON. Stel de drempelspanning van de spanningsvergelijker in op de spanningsval op RON. De output van de spanningsvergelijker is het meetresultaat, een digitale grootheid die direct door de microcontroller kan worden gelezen.

Bepaling van drempelspanning

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.

Het circuit getoond in figuur 2 kan worden gebruikt om eenvoudig de drempelgegevens te bepalen, de methode is om de schakelaarparen I-1, II-1 in te schakelen; I-2, II-2; …; IN, II-N; vorm Padlus, stuur nadat elk paar schakelaars is gesloten een nummer naar de D/A-omzetter en het verzonden nummer neemt toe van klein naar groot, en meet op dit moment de uitvoer van de spanningsvergelijker. Wanneer de uitgang van de spanningsvergelijker verandert van 1 in 0, komen de gegevens op dit moment overeen met VA. Op deze manier kan de VA van elk kanaal worden gemeten, dat wil zeggen de spanningsval op RON wanneer een paar schakelaars gesloten zijn. Voor analoge multiplexers met hoge precisie is het individuele verschil in RON klein, dus de helft van de VA die automatisch door het systeem wordt gemeten, kan worden benaderd als de overeenkomstige gegevens van de spanningsval op de respectieve RON van het paar schakelaars. Drempelgegevens van de analoge schakelaar.

Dynamic setting of threshold voltage

Gebruik de hierboven gemeten drempelgegevens om een ​​tabel te maken. Neem bij het meten in de stroomtang de overeenkomstige gegevens uit de tabel volgens de nummers van de twee gesloten schakelaars en stuur hun som naar de D/A-converter om een ​​drempelspanning te vormen. Voor penclipmeting en pen-penmeting, omdat het meetpad alleen door de analoge schakelaar van nr. I gaat, zijn slechts één schakelaardrempelgegevens vereist.

Bovendien, omdat het circuit zelf (D/A-omzetter, spanningsvergelijker, enz.) fouten bevat en er een contactweerstand is tussen de testopstelling en de geteste pin tijdens de daadwerkelijke meting, moet de daadwerkelijke toegepaste drempelspanning binnen de drempel liggen. bepaald volgens bovenstaande methode. Voeg op basis daarvan een correctiebedrag toe, om het pad niet verkeerd te beoordelen als een open circuit. Maar de verhoogde drempelspanning zal de kleine weerstandsweerstand overweldigen, dat wil zeggen dat de kleine weerstand tussen de twee pinnen wordt beoordeeld als een pad, dus de correctiehoeveelheid van de drempelspanning moet redelijk worden geselecteerd op basis van de werkelijke situatie. Door experimenten kan het detectiecircuit nauwkeurig de weerstand bepalen tussen de twee pinnen met een weerstandswaarde groter dan 5 ohm, en de nauwkeurigheid is aanzienlijk hoger dan die van een multimeter.

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

Als een inductor tussen de geteste pinnen is aangesloten, moet deze in een open circuit-relatie zijn, maar aangezien de statische weerstand van de inductor erg klein is, is het resultaat gemeten met een multimeter altijd een pad. In tegenstelling tot het geval van capaciteitsmeting, is er op het moment dat de analoge schakelaar gesloten is, er een geïnduceerde elektromotorische kracht als gevolg van de inductantie. Op deze manier kan de inductantie correct worden beoordeeld door gebruik te maken van de kenmerken van de snelle acquisitiesnelheid van het detectiecircuit. Maar dit is in tegenspraak met de meetvereiste van capaciteit.

De invloed van analoge schakelaarjitter

Bij de eigenlijke meting blijkt dat de analoge schakelaar een stabiel proces heeft van de open toestand naar de gesloten toestand, wat zich manifesteert als de fluctuatie van de spanning VA, waardoor de eerste paar meetresultaten inconsistent zijn. Om deze reden is het noodzakelijk om de resultaten van het pad meerdere keren te beoordelen en te wachten tot de meetresultaten consistent zijn. Bevestig later.

Bevestiging en registratie van meetresultaten

Rekening houdend met de bovenstaande verschillende situaties, wordt, om aan te passen aan verschillende geteste objecten, het blokschema van het softwareprogramma dat wordt weergegeven in figuur 3 gebruikt om de meetresultaten te bevestigen en vast te leggen.