Når elektroniske ingeniører utfører omvendt design eller reparasjonsarbeid av elektronisk utstyr, må de først forstå sammenhengen mellom komponentene på det ukjente trykte kretskort (PCB), så forbindelsesforholdet mellom komponentpinnene på kretskortet må måles og registreres.

Den enkleste måten er å bytte multimeteret til “kortslutningssummer”-filen, bruke to testledninger for å måle forbindelsen mellom pinnene en etter en, og deretter manuelt registrere av/på-statusen mellom “pinneparene”. For å oppnå det komplette settet med forbindelsesrelasjoner mellom alle “pinnepar”, må de testede “pinneparene” organiseres i henhold til kombinasjonsprinsippet. Når antallet komponenter og pinner på PCB er stort, vil antallet “pinnepar” som må måles være stort. Det er klart at dersom manuelle metoder brukes til dette arbeidet, vil arbeidsmengden med måling, registrering og korrekturlesing være svært stor. Dessuten er målenøyaktigheten lav. Som vi alle vet, når den resistive impedansen mellom de to meterpennene til et generelt multimeter er så høy som omtrent 20 ohm, vil summeren fortsatt høres, som er indikert som en bane.

For å forbedre måleeffektiviteten er det nødvendig å prøve å realisere automatisk måling, registrering og kalibrering av komponenten “pinnepar”. For dette formål designet forfatteren en banedetektor kontrollert av en mikrokontroller som en front-end deteksjonsenhet, og designet en kraftig målenavigasjonsprogramvare for back-end prosessering for i fellesskap å realisere automatisk måling og registrering av baneforholdet mellom komponentpinnene på PCB. . Denne artikkelen diskuterer hovedsakelig designideene og teknologien for automatisk måling av banedeteksjonskretsen.

Forutsetningen for automatisk måling er å koble pinnene til komponenten som testes til deteksjonskretsen. Til dette er deteksjonsapparatet utstyrt med flere målehoder, som føres ut gjennom kabler. Målehodene kan kobles til ulike testarmaturer for å etablere forbindelser med komponentpinnene. Målehodet Antall pinner bestemmer antall pinner koblet til deteksjonskretsen i samme batch. Deretter, under kontroll av programmet, vil detektoren inkludere de testede “pinneparene” i målebanen en etter en i henhold til kombinasjonsprinsippet. I målebanen vises på/av-statusen mellom “pinneparene” som om det er motstand mellom pinnene, og målebanen konverterer den til en spenning, og bedømmer dermed på/av-forholdet mellom dem og registrerer det.

For å gjøre det mulig for deteksjonskretsen å velge forskjellige pinner i rekkefølge fra de mange målehodene som er koblet til komponentpinnene for måling i henhold til kombinasjonsprinsippet, kan den tilsvarende brytergruppen stilles inn, og forskjellige brytere kan åpnes/lukkes av program for å bytte komponentpinnene. Angi målebanen for å få på/av-forholdet. Siden den målte er en analog spenningsmengde, bør en analog multiplekser brukes for å danne en brytergruppe. Figur 1 viser ideen om å bruke en analog brytergruppe for å bytte den testede pinnen.

Designprinsippet for deteksjonskretsen er vist i figur 2. De to settene med analoge brytere i de to boksene I og II på figuren er konfigurert i par: I-1 og II-1, I-2 og II-2. . … ., Ⅰ-N og Ⅱ-N. Hvorvidt de analoge flerbryterne er lukket eller ikke, styres av programmet gjennom dekodingskretsen vist i figur 1. I de to analoge bryterne I og II kan kun én bryter lukkes samtidig. For for eksempel å oppdage om det er et baneforhold mellom målehode 1 og målehode 2, lukker du bryterne I-1 og II-2, og danner en målebane mellom punkt A og jord gjennom målehodene 1 og 2. Hvis det er en bane, Da er spenningen ved punkt A VA=0; hvis den er åpen, så VA>0. Verdien av VA er grunnlaget for å bedømme om det er et baneforhold mellom målehodene 1 og 2. På denne måten kan på/av-forholdet mellom alle pinnene koblet til målehodet måles på et øyeblikk iht. kombinasjonsprinsipp. Siden denne måleprosessen utføres mellom pinnene på komponenten som er klemt fast av testarmaturen, kaller forfatteren det for in-clamp-måling.

Hvis tappen til komponenten ikke kan klemmes, må den måles med en prøveledning. Som vist i figur 2, koble en testledning til en analog kanal og den andre til jord. På dette tidspunktet kan målingen utføres så lenge kontrollbryteren I-1 er lukket, som kalles penn-pennmåling. Kretsen vist i figur 2 kan også brukes til å fullføre målingen mellom alle de klembare pinnene på målehodet og de ikke-klembare pinnene som berøres av den jordede målerpennen på et øyeblikk. På dette tidspunktet er det nødvendig å kontrollere lukkingen av bryterne til nr. I i sin tur, og bryterne til rute II er alltid frakoblet. Denne måleprosessen kan kalles pennklemmemåling. Den målte spenningen skal teoretisk sett være en krets når VA=0, og den skal være en åpen krets når VA>0, og verdien av VA varierer med motstandsverdien mellom de to målekanalene. Men siden den analoge multiplekseren selv har en ikke-ubetydelig på-motstand RON, på denne måten, etter at målebanen er dannet, hvis det er en bane, er VA ikke lik 0, men lik spenningsfallet på RON. Siden formålet med målingen kun er å kjenne på/av-forholdet, er det ikke nødvendig å måle den spesifikke verdien av VA. Av denne grunn er det bare nødvendig å bruke en spenningskomparator for å sammenligne om VA er større enn spenningsfallet på RON. Sett terskelspenningen til spenningskomparatoren til å være lik spenningsfallet på RON. Utgangen fra spenningskomparatoren er måleresultatet, som er en digital størrelse som kan leses direkte av mikrokontrolleren.

Bestemmelse av terskelspenning

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.

Kretsen vist i figur 2 kan brukes til å enkelt bestemme terskeldataene, metoden er å slå på bryterparene I-1, II-1; 2-2, 1-0; …; IN, II-N; form Path loop, etter at hvert par av brytere er lukket, send et tall til D/A-omformeren, og det sendte antallet øker fra lite til stort, og mål utgangen til spenningskomparatoren på dette tidspunktet. Når utgangen fra spenningskomparatoren endres fra XNUMX til XNUMX, tilsvarer dataene på dette tidspunktet VA. På denne måten kan VA til hver kanal måles, det vil si spenningsfallet på RON når et par brytere lukkes. For analoge multipleksere med høy presisjon er den individuelle forskjellen i RON liten, så halvparten av VA som automatisk måles av systemet kan tilnærmes som tilsvarende data for spenningsfallet på den respektive RON til bryterparet. Terskeldata for den analoge bryteren.

Dynamic setting of threshold voltage

Bruk terskeldataene målt ovenfor for å bygge en tabell. Når du måler i klemmen, ta ut tilsvarende data fra tabellen i henhold til tallene til de to lukkede bryterne, og send summen deres til D/A-omformeren for å danne en terskelspenning. For pennklipsmåling og penn-pennmåling, fordi målebanen bare går gjennom den analoge bryteren til nr. I, kreves det kun én bryterterskeldata.

I tillegg, fordi selve kretsen (D/A-omformer, spenningskomparator, etc.) har feil, og det er en kontaktmotstand mellom testarmaturen og den testede pinnen under faktisk måling, bør den faktiske terskelspenningen som påføres være innenfor terskelen bestemt i henhold til metoden ovenfor. Legg til et korreksjonsbeløp på grunnlag, for ikke å feilvurdere banen som en åpen krets. Men den økte terskelspenningen vil overvelde den lille motstandsmotstanden, det vil si at den lille motstanden mellom de to pinnene bedømmes som en bane, så terskelspenningskorreksjonsmengden bør velges rimelig i henhold til den faktiske situasjonen. Gjennom eksperimenter kan deteksjonskretsen nøyaktig bestemme motstanden mellom de to pinnene med en motstandsverdi større enn 5 ohm, og nøyaktigheten er betydelig høyere enn for et 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

Hvis en induktor kobles mellom de testede pinnene, bør den være i et åpent kretsforhold, men siden den statiske motstanden til induktoren er veldig liten, er resultatet målt med et multimeter alltid en bane. I motsetning til tilfellet med kapasitansmåling, i øyeblikket når den analoge bryteren lukkes, er det en indusert elektromotorisk kraft på grunn av induktansen. På denne måten kan induktansen bedømmes korrekt ved å bruke egenskapene til den raske innsamlingshastigheten til deteksjonskretsen. Men dette er i strid med målekravet til kapasitans.

Påvirkningen av analog bryterjitter

I selve målingen finner man at den analoge bryteren har en stabil prosess fra åpen tilstand til lukket tilstand, noe som viser seg som svingningen i spenningen VA, noe som gjør de første få måleresultatene inkonsistente. Av denne grunn er det nødvendig å bedømme resultatene av banen flere ganger og vente på at måleresultatene er konsistente. Bekreft senere.

Bekreftelse og registrering av måleresultater

Tatt i betraktning de forskjellige situasjonene ovenfor, for å tilpasse seg forskjellige testede objekter, brukes programvareprogramblokkdiagrammet vist i figur 3 for å bekrefte og registrere måleresultatene.