Când inginerii electronici efectuează lucrări de proiectare inversă sau reparații ale echipamentelor electronice, ei trebuie mai întâi să înțeleagă relația de conectare dintre componente pe necunoscut. circuit imprimat bord (PCB), astfel încât relația de conectare dintre pinii componentelor de pe PCB trebuie măsurată și înregistrată.

Cel mai simplu mod este să comutați multimetrul la fișierul „soneria de scurtcircuit”, să utilizați două cabluri de testare pentru a măsura conexiunea dintre pini unul câte unul și apoi să înregistrați manual starea de pornire/oprire între „perechile de pini”. Pentru a obține setul complet de relații de conectare între toate „perechile de pini”, „perechile de pini” testate trebuie organizate după principiul combinării. Când numărul de componente și pini de pe PCB este mare, numărul de „perechi de pini” care trebuie măsurate va fi. Va fi uriaș. Evident, dacă pentru această lucrare se folosesc metode manuale, volumul de muncă de măsurare, înregistrare și corectare va fi foarte mare. În plus, precizia măsurării este scăzută. După cum știm cu toții, atunci când impedanța rezistivă dintre pixurile de doi metri ale unui multimetru general este de aproximativ 20 ohmi, soneria va suna în continuare, ceea ce este indicat ca o cale.

Pentru a îmbunătăți eficiența măsurării, este necesar să se încerce să se realizeze măsurarea, înregistrarea și calibrarea automată a componentei „perechi de pini”. În acest scop, autorul a proiectat un detector de cale controlat de un microcontroler ca dispozitiv de detectare frontală și a proiectat un software puternic de navigație de măsurare pentru procesarea back-end pentru a realiza împreună măsurarea și înregistrarea automată a relației de cale dintre pinii componente. pe PCB. . Acest articol discută în principal ideile de proiectare și tehnologia de măsurare automată prin circuitul de detectare a căii.

Condiția prealabilă pentru măsurarea automată este conectarea pinii componentei testate la circuitul de detectare. Pentru aceasta, dispozitivul de detectare este echipat cu mai multe capete de măsurare, care sunt conduse prin cabluri. Capetele de măsurare pot fi conectate la diferite dispozitive de testare pentru a stabili conexiuni cu pinii componente. Capul de măsurare Numărul de pini determină numărul de pini conectați la circuitul de detectare în același lot. Apoi, sub controlul programului, detectorul va încorpora „perechile de pini” testate în traseul de măsurare unul câte unul conform principiului combinației. În calea de măsurare, starea pornit/oprit între „perechile de pini” este afișată ca dacă există rezistență între pini, iar calea de măsurare o convertește într-o tensiune, judecând astfel relația pornit/oprit dintre ele și înregistrându-l.

Pentru a permite circuitului de detectare să selecteze diferiți pini în succesiune dintre numeroasele capete de măsurare conectate la pinii componente pentru măsurare în conformitate cu principiul combinației, matricea de comutatoare corespunzătoare poate fi setată și diferite întrerupătoare pot fi deschise/închise de către program pentru a comuta pinii componentelor. Introduceți calea de măsurare pentru a obține relația pornit/oprit. Deoarece măsurată este o mărime de tensiune analogică, ar trebui utilizat un multiplexor analogic pentru a forma o matrice de comutatoare. Figura 1 arată ideea de a folosi o matrice de comutatoare analogice pentru a comuta pinul testat.

Principiul de proiectare al circuitului de detectare este prezentat în Figura 2. Cele două seturi de comutatoare analogice din cele două casete I și II din figură sunt configurate în perechi: I-1 și II-1, I-2 și II-2. . .. . ., Ⅰ-N și Ⅱ-N. Dacă comutatoarele multiple analogice sunt închise sau nu, este controlat de program prin intermediul circuitului de decodare prezentat în Figura 1. În cele două comutatoare analogice I și II, un singur comutator poate fi închis în același timp. De exemplu, pentru a detecta dacă există o relație de cale între capul de măsurare 1 și capul de măsurare 2, închideți comutatoarele I-1 și II-2 și formați o cale de măsurare între punctul A și sol prin capetele de măsurare 1 și 2. Dacă este este o cale, Atunci tensiunea în punctul A VA=0; dacă este deschis, atunci VA>0. Valoarea VA este baza pentru a aprecia dacă există o relație de cale între capetele de măsurare 1 și 2. În acest fel, relația pornit/oprit între toți pinii conectați la capul de măsurare poate fi măsurată într-o clipă în funcție de principiul combinației. Deoarece acest proces de măsurare este efectuat între pinii componentei prinse de dispozitivul de testare, autorul îl numește măsurarea în clemă.

Dacă știftul componentei nu poate fi prins, acesta trebuie măsurat cu un cablu de testare. După cum se arată în Figura 2, conectați un cablu de testare la un canal analog și celălalt la masă. În acest moment, măsurarea poate fi efectuată atâta timp cât comutatorul de control I-1 este închis, ceea ce se numește măsurare stilou-pen. Circuitul prezentat în Figura 2 poate fi folosit și pentru a finaliza măsurarea între toți știfturile de prindere ai capului de măsurare și știfturile care nu pot fi prinse atinse de stiloul contorului de împământare într-o clipă. În acest moment, este necesar să se controleze închiderea comutatoarelor nr. I la rândul lor, iar comutatoarele rutei II sunt întotdeauna deconectate. Acest proces de măsurare poate fi numit măsurare a clemei stiloului. Tensiunea măsurată, teoretic, ar trebui să fie un circuit când VA=0, și ar trebui să fie un circuit deschis când VA>0, iar valoarea lui VA variază cu valoarea rezistenței dintre cele două canale de măsurare. Totuși, întrucât multiplexorul analogic în sine are o rezistență de pornire neneglijabilă RON, în acest fel, după ce se formează calea de măsurare, dacă este o cale, VA nu este egal cu 0, ci egal cu căderea de tensiune pe RON. Deoarece scopul măsurării este doar de a cunoaște relația pornit/oprit, nu este nevoie să se măsoare valoarea specifică a VA. Din acest motiv, este necesar doar să folosiți un comparator de tensiune pentru a compara dacă VA este mai mare decât căderea de tensiune pe RON. Setați tensiunea de prag a comparatorului de tensiune să fie egală cu căderea de tensiune pe RON. Ieșirea comparatorului de tensiune este rezultatul măsurării, care este o mărime digitală care poate fi citită direct de microcontroler.

Determinarea tensiunii de prag

Experimentele au descoperit că RON are diferențe individuale și este, de asemenea, legat de temperatura ambiantă. Prin urmare, tensiunea de prag care urmează să fie încărcată trebuie setată separat cu canalul de comutare analogic închis. Acest lucru poate fi realizat prin programarea convertorului D/A.

Circuitul prezentat în figura 2 poate fi utilizat pentru a determina cu ușurință datele de prag, metoda este de a porni perechile de comutatoare I-1, II-1; I-2, II-2; …; IN, II-N; formează bucla Path, după ce fiecare pereche de comutatoare este închisă, trimiteți un număr la convertorul D/A, iar numărul trimis crește de la mic la mare și măsurați ieșirea comparatorului de tensiune în acest moment. Când ieșirea comparatorului de tensiune se modifică de la 1 la 0, datele în acest moment corespund cu VA. In acest fel se poate masura VA-ul fiecarui canal, adica caderea de tensiune pe RON la inchiderea unei perechi de comutatoare. Pentru multiplexoarele analogice de înaltă precizie, diferența individuală în RON este mică, astfel încât jumătate din VA măsurată automat de sistem poate fi aproximată ca datele corespunzătoare ale căderii de tensiune pe RON respectiv al perechii de comutatoare. Datele de prag ale comutatorului analogic.

Setarea dinamică a tensiunii de prag

Utilizați datele de prag măsurate mai sus pentru a construi un tabel. Când măsurați în clemă, scoateți datele corespunzătoare din tabel în funcție de numerele celor două întrerupătoare închise și trimiteți suma lor către convertorul D/A pentru a forma o tensiune de prag. Pentru măsurarea clemei stiloului și măsurarea pixului, deoarece calea de măsurare trece doar prin comutatorul analogic al nr. I, sunt necesare doar un singur prag al comutatorului.

În plus, deoarece circuitul în sine (convertor D/A, comparator de tensiune etc.) are erori și există o rezistență de contact între dispozitivul de testare și pinul testat în timpul măsurării efective, tensiunea de prag efectiv aplicată ar trebui să fie în prag. determinate conform metodei de mai sus. Adăugați o sumă de corecție pe bază, pentru a nu aprecia greșit calea ca un circuit deschis. Dar tensiunea de prag crescută va copleși rezistența mică, adică rezistența mică dintre cei doi pini este considerată ca o cale, astfel încât valoarea de corecție a tensiunii de prag ar trebui selectată în mod rezonabil în funcție de situația actuală. Prin experimente, circuitul de detectare poate determina cu precizie rezistența dintre cei doi pini cu o valoare a rezistenței mai mare de 5 ohmi, iar acuratețea acestuia este semnificativ mai mare decât cea a unui multimetru.

Câteva cazuri speciale de rezultate de măsurare

Influența capacității

Când un condensator este conectat între pinii testați, acesta ar trebui să fie într-o relație de circuit deschis, dar calea de măsurare încarcă condensatorul atunci când comutatorul este închis, iar cele două puncte de măsurare sunt ca o cale. În acest moment, rezultatul măsurării citit de la comparatorul de tensiune este calea. Pentru acest tip de fenomen de cale falsă cauzat de capacitate, se pot utiliza următoarele două metode pentru a rezolva: creșterea în mod corespunzător a curentului de măsurare pentru a scurta timpul de încărcare, astfel încât procesul de încărcare să se încheie înainte de a citi rezultatele măsurătorii; adăugați inspecția căilor adevărate și false la software-ul de măsurare Segmentul de program (vezi secțiunea 5).

Influența inductanței

Dacă un inductor este conectat între pinii testați, acesta ar trebui să fie într-o relație de circuit deschis, dar deoarece rezistența statică a inductorului este foarte mică, rezultatul măsurat cu un multimetru este întotdeauna o cale. Spre deosebire de cazul măsurării capacității, în momentul în care întrerupătorul analogic este închis, există o forță electromotoare indusă din cauza inductanței. În acest fel, inductanța poate fi apreciată corect utilizând caracteristicile vitezei rapide de achiziție a circuitului de detectare. Dar acest lucru este în contradicție cu cerința de măsurare a capacității.

Influența jitterului comutatorului analogic

În măsurarea propriu-zisă, se constată că comutatorul analogic are un proces stabil de la starea deschisă la starea închisă, care se manifestă prin fluctuația tensiunii VA, ceea ce face ca primele câteva rezultate de măsurare să fie inconsistente. Din acest motiv, este necesar să se judece rezultatele căii de mai multe ori și să aștepte ca rezultatele măsurătorii să fie consecvente. Confirmați mai târziu.

Confirmarea și înregistrarea rezultatelor măsurătorilor

Având în vedere diferitele situații de mai sus, pentru a se adapta la diferite obiecte testate, diagrama bloc a programului software prezentată în Figura 3 este utilizată pentru a confirma și înregistra rezultatele măsurătorii.