Elektronik mühendisleri, elektronik ekipmanın ters tasarımını veya onarımını gerçekleştirirken, önce bilinmeyen üzerindeki bileşenler arasındaki bağlantı ilişkisini anlamaları gerekir. baskılı devre kartı (PCB), bu nedenle PCB üzerindeki bileşen pinleri arasındaki bağlantı ilişkisinin ölçülmesi ve kaydedilmesi gerekir.

En kolay yol, multimetreyi “kısa devre zili” dosyasına geçirmek, pimler arasındaki bağlantıyı tek tek ölçmek için iki test ucu kullanmak ve ardından “pim çiftleri” arasındaki açık/kapalı durumunu manuel olarak kaydetmektir. Tüm “pim çiftleri” arasında tam bir bağlantı ilişkileri seti elde etmek için, test edilen “pim çiftleri” kombinasyon ilkesine göre düzenlenmelidir. PCB üzerindeki bileşen ve pin sayısı fazla olduğunda, ölçülmesi gereken “pin çifti” sayısı da çok büyük olacaktır. Açıkçası, bu iş için manuel yöntemler kullanılırsa, ölçüm, kayıt ve redaksiyon iş yükü çok büyük olacaktır. Ayrıca, ölçüm doğruluğu düşüktür. Hepimizin bildiği gibi, genel bir multimetrenin iki metrelik kalemi arasındaki direnç empedansı yaklaşık 20 ohm kadar yüksek olduğunda, yol olarak belirtilen sesli uyarı hala çalacaktır.

Ölçüm verimliliğini artırmak için, “pin çifti” bileşeninin otomatik ölçüm, kayıt ve kalibrasyonunu gerçekleştirmeye çalışmak gerekir. Bu amaçla, yazar, bir ön uç algılama cihazı olarak bir mikro denetleyici tarafından kontrol edilen bir yol dedektörü tasarladı ve bileşen pimleri arasındaki yol ilişkisinin otomatik ölçümünü ve kaydını ortaklaşa gerçekleştirmek için arka uç işleme için güçlü bir ölçüm navigasyon yazılımı tasarladı. PCB üzerinde. . Bu makale, esas olarak, yol algılama devresi ile otomatik ölçümün tasarım fikirlerini ve teknolojisini tartışmaktadır.

Otomatik ölçüm için ön koşul, test edilen bileşenin pinlerini algılama devresine bağlamaktır. Bunun için algılama cihazı, kablolar aracılığıyla yönlendirilen birkaç ölçüm başlığı ile donatılmıştır. Ölçüm kafaları, bileşen pimleriyle bağlantı kurmak için çeşitli test fikstürlerine bağlanabilir. Ölçüm kafası Pim sayısı, aynı partideki algılama devresine bağlı pimlerin sayısını belirler. Ardından, programın kontrolü altında dedektör, test edilen “pin çiftlerini” kombinasyon prensibine göre tek tek ölçüm yoluna dahil edecektir. Ölçüm yolunda “pin çiftleri” arasındaki açık/kapalı durumu, pinler arasında direnç olup olmadığı gösterilir ve ölçüm yolu bunu bir voltaja çevirir, böylece aralarındaki on/off ilişkisini değerlendirir ve kaydeder.

Algılama devresinin, kombinasyon prensibine göre ölçüm için bileşen pinlerine bağlı çok sayıda ölçüm kafasından sırayla farklı pinleri seçmesini sağlamak için, ilgili anahtar dizisi ayarlanabilir ve farklı anahtarlar tarafından açılabilir/kapatılabilir. bileşen pinlerini değiştirmek için program. Açma/kapama ilişkisini elde etmek için ölçüm yolunu girin. Ölçülen bir analog voltaj miktarı olduğundan, bir anahtar dizisi oluşturmak için bir analog çoklayıcı kullanılmalıdır. Şekil 1, test edilen pimi değiştirmek için bir analog anahtar dizisi kullanma fikrini göstermektedir.

Algılama devresinin tasarım prensibi Şekil 2’de gösterilmektedir. Şekildeki iki kutudaki I ve II’deki iki analog anahtar seti çiftler halinde yapılandırılmıştır: I-1 ve II-1, I-2 ve II-2. . .. . ., Ⅰ-N ve Ⅱ-N. Analog çoklu anahtarların kapalı olup olmadığı Şekil 1’de gösterilen kod çözme devresi aracılığıyla program tarafından kontrol edilir. I ve II analog anahtarlarında aynı anda sadece bir anahtar kapatılabilir. Örneğin, ölçüm kafası 1 ile ölçüm kafası 2 arasında bir yol ilişkisi olup olmadığını tespit etmek için, I-1 ve II-2 anahtarlarını kapatın ve ölçüm başlıkları 1 ve 2 aracılığıyla A noktası ile toprak arasında bir ölçüm yolu oluşturun. bir yoldur, O zaman A noktasındaki voltaj VA=0; açıksa, VA>0. VA değeri, ölçüm kafaları 1 ve 2 arasında bir yol ilişkisi olup olmadığına karar vermek için temeldir. Bu şekilde, ölçüm kafasına bağlı tüm pimler arasındaki açık/kapalı ilişkisi, kombinasyon ilkesi. Bu ölçüm işlemi, test fikstürü tarafından kenetlenen bileşenin pimleri arasında gerçekleştirildiğinden, yazar buna klemp içi ölçüm adını vermektedir.

Bileşenin pimi sıkıştırılamıyorsa, bir test ucu ile ölçülmelidir. Şekil 2’de gösterildiği gibi, bir test ucunu bir analog kanala ve diğerini toprağa bağlayın. Bu sırada kalem-kalem ölçümü denilen kontrol anahtarı I-1 kapalı olduğu sürece ölçüm yapılabilir. Şekil 2’de gösterilen devre, ölçüm kafasının tüm kelepçelenebilir pimleri ile topraklama ölçer kaleminin dokunduğu kelepçelenemez pimler arasındaki ölçümü anında tamamlamak için de kullanılabilir. Şu anda, No. I’in anahtarlarının kapanmasını sırayla kontrol etmek gerekir ve Route II’nin anahtarları her zaman kesilir. Bu ölçüm işlemi kalem pens ölçümü olarak adlandırılabilir. Ölçülen gerilim teorik olarak VA=0 olduğunda devre, VA>0 olduğunda açık devre olmalıdır ve VA değeri iki ölçüm kanalı arasındaki direnç değerine göre değişir. Bununla birlikte, analog çoklayıcının kendisi ihmal edilemez bir on-direnç RON’una sahip olduğundan, bu şekilde, ölçüm yolu oluşturulduktan sonra, bir yol ise, VA 0’a eşit değil, RON üzerindeki voltaj düşüşüne eşittir. Ölçümün amacı sadece on/off ilişkisini bilmek olduğundan, VA’nın spesifik değerini ölçmeye gerek yoktur. Bu nedenle, VA’nın RON’daki voltaj düşüşünden daha büyük olup olmadığını karşılaştırmak için yalnızca bir voltaj karşılaştırıcı kullanmak gerekir. Voltaj karşılaştırıcısının eşik voltajını RON’daki voltaj düşüşüne eşit olacak şekilde ayarlayın. Gerilim karşılaştırıcısının çıkışı, mikrodenetleyici tarafından doğrudan okunabilen dijital bir miktar olan ölçüm sonucudur.

Eşik voltajının belirlenmesi

Deneyler, RON’un bireysel farklılıklara sahip olduğunu ve ayrıca ortam sıcaklığıyla da ilişkili olduğunu bulmuştur. Bu nedenle yüklenecek eşik voltajının kapalı analog anahtar kanalı ile ayrı ayrı ayarlanması gerekir. Bu, D/A dönüştürücünün programlanmasıyla sağlanabilir.

Şekil 2’de gösterilen devre eşik verilerini kolayca belirlemek için kullanılabilir, yöntem I-1, II-1 anahtar çiftlerini açmaktır; I-2, II-2; …; IN, II-N; Yol döngüsü oluşturur, her bir anahtar çifti kapatıldıktan sonra, D/A dönüştürücüye bir sayı gönderin ve gönderilen sayı küçükten büyüğe artar ve bu sırada voltaj karşılaştırıcısının çıkışını ölçün. Gerilim karşılaştırıcının çıkışı 1’den 0’a değiştiğinde, bu andaki veriler VA’ya karşılık gelir. Bu şekilde, her kanalın VA’sı, yani bir çift anahtar kapatıldığında RON üzerindeki voltaj düşüşü ölçülebilir. Yüksek hassasiyetli analog çoklayıcılar için, RON’daki bireysel fark küçüktür, bu nedenle sistem tarafından otomatik olarak ölçülen VA’nın yarısı, anahtar çiftinin ilgili RON’undaki voltaj düşüşünün karşılık gelen verileri olarak tahmin edilebilir. Analog anahtarın eşik verileri.

Eşik voltajının dinamik ayarı

Bir tablo oluşturmak için yukarıda ölçülen eşik verilerini kullanın. Kelepçede ölçüm yaparken, iki kapalı anahtarın numaralarına göre tablodan ilgili verileri alın ve bir eşik voltajı oluşturmak için toplamlarını D/A dönüştürücüsüne gönderin. Kalem klipsi ölçümü ve kalem-kalem ölçümü için, ölçüm yolu yalnızca No. I analog anahtarından geçtiğinden, yalnızca bir anahtar eşiği verisi gereklidir.

Ayrıca devrenin kendisinde (D/A dönüştürücü, voltaj karşılaştırıcı vb.) hatalar olduğundan ve gerçek ölçüm sırasında test fikstürü ile test edilen pin arasında bir temas direnci olduğundan, uygulanan gerçek eşik voltajı eşik içinde olmalıdır. yukarıdaki yönteme göre belirlenir. Yolu bir açık devre olarak yanlış değerlendirmemek için bazında bir düzeltme miktarı ekleyin. Ancak artan eşik voltajı küçük direnç direncini alt edecektir, yani iki pin arasındaki küçük direnç bir yol olarak değerlendirilir, bu nedenle eşik voltaj düzeltme miktarı fiili duruma göre makul bir şekilde seçilmelidir. Deneyler yoluyla, algılama devresi, 5 ohm’dan daha büyük bir direnç değerine sahip iki pim arasındaki direnci doğru bir şekilde belirleyebilir ve doğruluğu, bir multimetreninkinden önemli ölçüde daha yüksektir.

Birkaç özel ölçüm sonucu durumu

kapasitansın etkisi

Test edilen pinler arasına bir kondansatör bağlandığında, açık devre ilişkisi içinde olmalıdır, ancak anahtar kapatıldığında ölçüm yolu kapasitörü şarj eder ve iki ölçüm noktası bir yol gibidir. Bu sırada gerilim karşılaştırıcıdan okunan ölçüm sonucu yol olur. Kapasitanstan kaynaklanan bu tür yanlış yol olgusunu çözmek için aşağıdaki iki yöntem kullanılabilir: şarj süresini kısaltmak için ölçüm akımını uygun şekilde artırın, böylece şarj işlemi ölçüm sonuçlarını okumadan önce sona erer; ölçüm yazılımına doğru ve yanlış yolların denetimini ekleyin Program segmenti (bkz. bölüm 5).

endüktansın etkisi

Test edilen pimler arasına bir indüktör bağlanırsa, açık devre ilişkisi içinde olmalıdır, ancak indüktörün statik direnci çok küçük olduğundan, bir multimetre ile ölçülen sonuç her zaman bir yoldur. Kapasitans ölçümünün aksine, analog anahtarın kapalı olduğu anda endüktans nedeniyle indüklenen bir elektromotor kuvveti vardır. Bu şekilde, algılama devresinin hızlı toplama hızının özellikleri kullanılarak endüktans doğru bir şekilde değerlendirilebilir. Ancak bu, kapasitansın ölçüm gerekliliği ile çelişmektedir.

Analog anahtar titreşiminin etkisi

Gerçek ölçümde, analog anahtarın, ilk birkaç ölçüm sonucunu tutarsız hale getiren, VA voltajının dalgalanması olarak kendini gösteren, açık durumdan kapalı duruma kadar kararlı bir sürece sahip olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, yolun sonuçlarını birkaç kez yargılamak ve ölçüm sonuçlarının tutarlı olmasını beklemek gerekir. Daha sonra onaylayın.

Ölçüm sonuçlarının doğrulanması ve kaydedilmesi

Yukarıdaki çeşitli durumlar göz önüne alındığında, farklı test edilen nesnelere uyum sağlamak için, ölçüm sonuçlarını doğrulamak ve kaydetmek için Şekil 3’te gösterilen yazılım programı blok şeması kullanılır.