CN1797012A - 阻抗测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种阻抗测量系统及方法，应用在与测量主机电性连接的阻抗测量系统上，对电路板的待测点进行阻抗测量；该系统包括：接头单元、正反向单元、顺序逻辑单元以及模拟数字转换器；本发明的阻抗测量系统及方法，可更有效率地对电路板待测点进行的阻抗测量，且使其测量作业更为迅速，且简化操作的流程，缩短测试的时间，提高测量的准确度，进而大幅增加测量的效率。

Description

阻抗测量系统及方法

技术领域

本发明是一种有关于自动测量电路板阻抗的测量系统及方法，特别是关于一种借由正反向电流方式测量电路板阻抗、以此判定电路板状况的测量系统及方法。

背景技术

众所周知，电路板品质的优劣与否，关系到应用电路板的电子设备运行状态正常与否，因此，为确保电子设备品质，一般而言，电路板在生产后，均须进行严格检测。

现有电路板检测方法中，是通过人力作业及时域反射器(TimeDomain Reflectometer)进行，时域反射器连接有两个测试棒，测试人员两手各执一个测试棒，触及该电路板上所要测量的接触点，借由该时域反射器所产生的电流并通过该电流形成的电流回路进行阻抗测试。使用这种作法测试人员要对电路板的每一个接触点分别测试，使得检测作业较为繁琐且需耗费诸多时间；况且，因涉及人力操作测试棒，故测试棒误触其它接触点，或操作测试棒时不慎将其与电路板上的其它电子元件短路等，都会造成接触点阻抗测量的不正确，经常导致需要反复进行测量操作，或者因测量短路造成电路板故障，这些问题不仅影响工作进度，而且影响产品质量，更有甚者会殃及产品的信誉。

台湾专利公告第448299号提出一种半自动电路板阻抗测量系统，是通过计算机操控时域反射器的运行并判读测试值，时域反射器运行、并判断大量在末端接设有伸缩探针的高频缆线，逐一测量电路板各焊点的阻抗值，进而替代人工操作，故节省时间及人力负担，且提高测量的准确性。

然而，这种半自动电路板阻抗测量系统却仍存有若干缺点。以特定电子零件而言，例如以PN接面构成的晶体管或二极管等电子元件，电流由P极(阳极)流经N极(阴极)时电路导通且阻抗值为零值，此即判断为短路；由阴极流经阳极时电路截止且阻抗为无穷大，会判断为开路。由此可知，这种半自动主电路板阻抗测量系统仅仅提供单向测量的情况下，无法对该电路板上所要测量的接触点测得正确阻抗。

另外，这种半自动主电路板阻抗测量系统需通过时域反射器进行测量，故增加了硬件成本。

再者，上述半自动主电路板阻抗测量系统对大规模量产电路板的测量作业而言，并无法提供有关于电路板正常运行下所输出的标准阻抗值与此类多数电路板阻抗测量后所得测量结果比较的机制，从而需对各个电路板一一进行测量，也需花费相当多的时间完成电路板测量，无法有效提高测量效率。

为此，如何提供一种电路板阻抗测量系统，能够改善上述技术的缺失，使得电路板阻抗测量作业更有效率，快速地找出电路板故障点，是目前业界亟待解决的难题。

发明内容

为解决上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种阻抗测量系统及方法，应用在电路板阻抗测量处理，达到简化操作流程、缩短测量时间，进而大幅提高测量的效率的要求。

本发明的又一目的是在于提供一种阻抗测量系统及方法，应用在电路板阻抗测试处理，对高阻抗接触点测量方法进行改进，提高了测量的准确性。

本发明的再一目的是在于提供一种阻抗测量系统及方法，应用在电路板阻抗测试处理，不须使用时域反射器即可测量阻抗，可有效降低硬件成本。

为达上述及其它目的，本发明提供一种阻抗测量系统及方法。本发明的阻抗测量系统是用于通过测量主机以对电路板的多个待测点进行阻抗测量，该系统包括：接头单元，具有多个连接点，分别电性连接于该电路板的多个待测点；正反向单元，分别与该测量主机及接头单元电性连接，接收该测量主机发出的电流控制信号，输出正向电流信号或负向电流信号，并将其传送到该接头单元的连接点，使该电路板的待测点根据流经的电流信号产生相对应的阻抗；顺序逻辑单元，分别与该测量主机及接头单元电性连接，接收该测量主机发出的测量控制信号，根据该测量控制信号产生顺序信号，得以顺序读取该接头单元的连接点所对应的电路板上待测点的阻抗；以及模拟数字转换器，分别与该测量主机及接头单元电性连接，接收该测量主机发出的转换信号，接收通过该接头单元的连接点接收到的对应阻抗，并将该阻抗进行数字信号转换，将转换后得到的数字信号传送至测量主机，进而使该测量主机根据接收到的数字信号，令与其电性连接的显示单元显示该数字信号代表的阻抗。

本发明的阻抗测量方法应用在与测量主机电性连接的阻抗测量系统上，能够对电路板的待测点进行阻抗测量，该方法至少包括以下步骤：令该阻抗测量系统通过具有多个连接点的接头单元，能够与该电路板的待测点电性连接；令该阻抗测量系统根据测量主机发出的电流控制信号，输出正向电流信号或负向电流信号，并将其传送到该接头单元的连接点，使该电路板的待测点根据流经的电流信号产生相对的阻抗；令该阻抗测量系统根据测量主机发出的测量控制信号产生顺序信号，得以顺序读取该接头单元的连接点所对应的电路板上待测点的阻抗；以及令该阻抗测量系统根据该测量主机发出的转换信号，将通过该接头单元读取到的阻抗进行数字信号转换，且将转换后到得的数字信号传送至测量主机，进而使该测量主机根据接收到的数字信号，令与其电性连接的显示单元显示该数字信号代表的阻抗。

因此，通过上述阻抗测量系统及方法，可更有效率地对电路板待测点进行的阻抗测量，且使其测量作业更为迅速，且简化操作的流程，缩短测试的时间，提高测量的准确度，进而大幅增加测量的效率。

附图说明

图1是本发明的阻抗测量系统的基本结构方块示意图；

图2是本发明的阻抗测量系统的正反向单元及顺序逻辑单元内部的电路结构示意图；以及

图3是本发明的阻抗测量方法的运行流程示意图。

具体实施方式

实施例

图1是本发明的阻抗测量系统的基本结构方块示意图。如图所示，该阻抗测量系统1通过测量主机2对电路板3的多个待测点(未标出)进行阻抗测量。该阻抗测量系统1至少包括接头单元10、正反向单元11、顺序逻辑单元12及模拟数字转换器(ADC)13。

该测量主机2例如是个人桌上型计算机或笔记本型计算机等计算机装置，且该测量主机2至少外接用于显示阻抗测量信息的显示单元20，该显示单元20例如是LCD屏幕或CRT屏幕等。

该电路板3例如是主电路板、印刷电路板(PCB)等，一般而言，该电路板3上设有多个输出入连接端口(未标出)，该电路板3的该连接端口对外输出信号以及对内接收及处理输入到该电路板3的信号，且该电路板3所设的连接端口具有多个连接管脚(Pin)，例如30或60管脚等。该电路板3的连接端口通过具有多个连接点(未标出)的接头单元10，与本发明的阻抗测量系统1连接，进而达到对电路板3的多个待测点进行阻抗测量，其中，该待测点例如是设在该电路板3上连接端口的连接管脚。且本发明的阻抗测量系统1的接头单元10例如是小型计算机系统接口(Small Computer System Interface；SCSI)、互连外围设备接口(Peripheral Component Interconnect；PCI)或双重内嵌式内存模块(Dual In-line Memory Modules；DIMM)等插槽接口，借此连接该电路板3。

该正反向单元11、顺序逻辑单元12及模拟数字转换器(ADC)13分别通过例如8255适配卡的微电脑控制卡与该测量主机2及接头单元11电性连接，其中，该正反向单元11接收该测量主机2通过例如上述8255适配卡发出的电流控制信号，输出正向电流信号或负向电流信号，并将该电流信号传送到该接头单元10，使该具有多个连接点的接头单元10将接收到的电流信号传送至该电路板3的待测点，使各个待测点产生相对应的阻抗(其是利用欧姆定律求得相对应的阻抗)。

该顺序逻辑单元12接收该测量主机2通过例如上述8255适配卡发出的测量控制信号，根据该测量控制信号产生顺序信号，且顺序地读取该接头单元10的连接点所对应连接的电路板3上待测点的阻抗。

该ADC13接收该测量主机2通过例如上述8255适配卡发出的转换信号，根据该转换信号接收通过该接头单元10的连接点接收到的对应阻抗，并将该阻抗进行数字信号转换，将转换后得到的数字信号传送到测量主机2中，进而使该测量主机2根据接收到的数字信号，令与其电性连接的显示单元20显示该数字信号代表的阻抗。

本发明的阻抗测量系统1通过内建、且在该测量主机2运行的控制软件发出电流控制信号、测量控制信号及转换信号，达到对电路板3待测点的阻抗检测处理。除了不须通过现有的时域反射器，对于该电路板3的待测点电性连接的特定电子零件也可测量到较精确的阻抗，例如该待测点电性连接的电子零件是晶体管或二极管时，可通过本发明的阻抗测量系统1的正反向单元11输出的正向电流或反向电流，故可进行电路短路或断路的两种检测处理，有效排除阻抗测量错误的情况发生，解决了现有阻抗测量系统仅能提供单向测量，无法对该电路板3上要测量的待测点测得正确阻抗。

图2详细说明本发明的阻抗测量系统1的正反向单元11及顺序逻辑单元12的电路结构示意图。以下仅就阻抗测量系统1的正反向单元11及顺序逻辑单元12详细说明。在此须说明的是，以粗线绘制成的箭头表示例如用于传输多个信号的排线，由于该电路板3上具有多个待测点，借由该排线将接头单元10接收的阻抗传回该测量主机2。该正反向单元11至少由继电器(relay)111等电子零件组成，该顺序逻辑单元12至少由多个D型正反器120等电子零件组成。该测量主机2通过例如上述8255适配卡向该正反向单元11发出正向电流或负向电流的电流信号，流经该正反向单元11的正向电流或负向电流(未标出)切换该继电器111的运行，也就是产生电子式开关，使该正反向单元11的继电器111根据感应到的正向电流或负向电流，对应地切换正向电流信号或反向电流信号并输出到该接头单元10，令该接头单元10接收到电流信号，使该电路板3的待测点产生相应的阻抗。

另一方面，该测量主机2通过例如上述8255适配卡发出的测量控制信号而将其传送到该顺序逻辑单元12时，即通过这些D型正反器120依次产生触发信号，其中这些D型正反器120是通过其清除信号管脚(CLR Pin)及时脉信号管脚(CLK Pin)与测量主机2电性连接，且这些D型正反器120的时脉信号管脚(CLK Pin)也与该接头单元10电性连接，故当该测量主机2激活测试时，使该顺序逻辑单元12及接头单元10可获得与该测量主机2相同的时脉信号，使该接头单元10依次接收到该顺序逻辑单元12传送的触发信号，进而使该接头单元10的连接点根据触发信号，依次传送该接头单元10的连接点对应的电路板3上待测点的阻抗至ADC13中。

本发明的阻抗测量系统的另一实施例中，该测量主机2或阻抗测量系统1中可内建资料储存区，储存正常电路板各个待测点的标准阻抗值，作为测量其它电路板3阻抗值的参考。

图3说明本发明的阻抗测量方法的运行流程示意图。如图所示，本发明的阻抗测量系统1通过接头单元10与该电路板3连接端口的待测点连接，并使该测量主机2执行内建的控制软件，使本发明的阻抗测量系统1及与其电性连接的测量主机2开始运行。

首先执行步骤S1，该测量主机2通过例如上述8255适配卡发出电流控制信号，令该正反向单元11输出正向电流或负向电流的电流信号，并将该电流信号各别传送至该接头单元10的连接点，接着进至步骤S2。

在该步骤S2中，令该具有连接点的接头单元10将接收到的电流信号传送到与该连接点电性连接的电路板3的待测点，使这些待测点电性连接的电子元件产生相对应的阻抗，接着进至步骤S3。

在该步骤S3中，令该测量主机2通过例如上述8255适配卡发出测量控制信号，接着进至步骤S4。

在该步骤S4，令该顺序逻辑单元12接收该测量主机2发出的测量控制信号，根据该测量控制信号产生顺序信号，得以顺序地令该接头单元10的连接点输出与其电性连接的电路板3待测点的阻抗，接着进至步骤S5。

在该步骤S5中，令该测量主机2通过例如上述8255适配卡发出转换信号，使该ADC13根据该测量控制信号，接收通过该接头单元10的连接点接收到的对应阻抗，并将该阻抗进行数字信号转换，且将转换后得到的数字信号传送到测量主机2中，接着进至步骤S6。

在该步骤S6中，令该测量主机2根据接收到的数字信号，在与其电性连接的显示单元20显示该数字信号代表的阻抗。

此外，在进行该步骤S6的过程中，还可令该测量主机2将其接收到的数字信号储存在资料储存区，使其在显示单元20上显示该数字信号代表的阻抗，供后续阻抗测量时的参考。如此，借由该资料储存区预存的正常电路板阻抗，也可便于对大量且相同机型的电路板进行阻抗测量，令测量人员立即判断出电路板正常与否，进而提高测量作业的效率。

由上可知，本发明的阻抗测量系统及方法，使阻抗测量作业更为快捷有效，且可简化操作的流程，缩短测量的时间，并提高测量的准确性，进而大幅增加测量的效率。再者，本发明的阻抗测量系统及方法不使用时域反射器，改用成本较低的电子零件即可测量电路板待测点的阻抗，故有效降低了测量成本。

Claims (13)

1.一种阻抗测量系统，通过测量主机对电路板的多个待测点进行阻抗测量，其特征在于，该系统至少包括：

接头单元，具有多个连接点，分别电性连接于该电路板的多个待测点；

正反向单元，分别与该测量主机及接头单元电性连接，接收该测量主机发出的电流控制信号，输出正向电流信号或负向电流信号，并将其传送到该接头单元的连接点，使该电路板的待测点根据流经的电流信号产生相对应的阻抗；

顺序逻辑单元，分别与该测量主机及接头单元电性连接，接收该测量主机发出的测量控制信号，根据该测量控制信号产生顺序信号，得以顺序读取该接头单元的连接点所对应的电路板上待测点的阻抗；以及

模拟数字转换器，分别与该测量主机及接头单元电性连接，接收该测量主机发出的转换信号，接收通过该接头单元的连接点接收到的对应阻抗，并将该阻抗进行数字信号转换，将转换后得到的数字信号传送至测量主机，进而使该测量主机根据接收到的数字信号，令与其电性连接的显示单元显示该数字信号代表的阻抗。

2.如权利要求1所述的阻抗测量系统，其特征在于，该接头单元是小型计算机系统接口、互连外围设备接口及双重内嵌式内存模块其中的一种，连接该测量主机及电路板。

3.如权利要求1所述的阻抗测量系统，其特征在于，该正反向单元至少由继电器组成。

4.如权利要求3所述的阻抗测量系统，其特征在于，该正反向单元接收测量主机发出的正向电流信号或负向电流信号后，使得该继电器根据感应到的正向电流信号或负向电流信号产生切换，使该正向电流信号或负向电流信号流至该接头单元，使与其电性连接的电路板的待测点，根据流经的电流信号产生相对应的阻抗。

5.如权利要求4所述的阻抗测量系统，其特征在于，该测量主机发出的电流控制信号是通过运行在该测量主机的控制软件实现的。

6.如权利要求1所述的阻抗测量系统，其特征在于，该顺序逻辑单元是由多个D型正反器组成。

7.如权利要求6所述的阻抗测量系统，其特征在于，这些D型正反器的清除信号管脚及时脉信号管脚与测量主机电性连接，且这些D型正反器的时脉信号管脚是与接头单元电性连接，使该顺序逻辑单元通过该测量主机发出的测量控制信号，可对与其电性连接的接头单元的连接点进行多次测量。

8.如权利要求1所述的阻抗测量系统，其特征在于，该测量主机是内建有电路板的待测点阻抗参考值，用于储存正常电路板各个待测点的标准阻抗值，作为测量阻抗值的参考。

9.一种阻抗测量方法，应用在与测量主机电性连接的阻抗测量系统上，能够对电路板的待测点进行阻抗测量，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：

令该阻抗测量系统通过具有多个连接点的接头单元，能够与该电路板的待测点电性连接；

令该阻抗测量系统根据测量主机发出的电流控制信号，输出正向电流信号或负向电流信号，并将其传送到该接头单元的连接点，使该电路板的待测点根据流经的电流信号产生相对的阻抗；

令该阻抗测量系统根据测量主机发出的测量控制信号产生顺序信号，得以顺序读取该接头单元的连接点所对应的电路板上待测点的阻抗；以及

令该阻抗测量系统根据该测量主机发出的转换信号，将通过该接头单元读取到的阻抗进行数字信号转换，且将转换后到得的数字信号传送至测量主机，进而使该测量主机根据接收到的数字信号，令与其电性连接的显示单元显示该数字信号代表的阻抗。

10.如权利要求9所述的阻抗测量方法，其特征在于，该接头单元是SCSI、PCI及DIMM插槽中的一种，以连接该测量主机及电路板。

11.如权利要求9所述的阻抗测量方法，其特征在于，该正向电流信号或负向电流信号是通过继电器组成的电路输出的。

12.如权利要求9所述的阻抗测量方法，其特征在于，该测量主机发出的电流控制信号是通过运行在该测量主机的控制软件实现的。

13.如权利要求9所述的阻抗测量方法，其特征在于，该阻抗测量系统产生的顺序信号是通过至少由多个D型正反器组成的电路输出的。