CS246527B1 - Zapojení pro měření odporů a propojovací sítě na osazených deskách plošných spojů - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká oboru měřicí techniky; řeší problém testování osazených desek plošných spojů při výrobě elektronických zařízení. Podstatou je zapojení umožňující měřit rozdíly proudu při obou polaritách napětí, udržovaného na konstantní velikosti a přiloženého prostřednictvím polovodičové čtyřvodičové spínací matice na měřenou impedanci. Měření při dvou polaritách odstraňuje aditivní systematické chyby měření a potlačuje nízkofrekvenční rušení. Zapojení může být použito v měřicí a testovací technice, zejména u automatických testerů pro desky plošných spojů.

Description

Zapojení se týká oboru měřicí techniky; řeší problém testování osazených desek plošných spojů při výrobě elektronických zařízení. Podstatou je zapojení umožňující měřit rozdíly proudu při obou polaritách napětí, udržovaného na konstantní velikosti a přiloženého prostřednictvím polovodičové čtyřvodičové spínací matice na měřenou impedanci. Měření při dvou polaritách odstraňuje aditivní systematické chyby měření a potlačuje nízkofrekvenční rušení.

Zapojení může být použito v měřicí a testovací technice, zejména u automatických testerů pro desky plošných spojů.

Vynález řeší zapojení pro měření odporů a propojovací sítě na osazených deskách plošných spojů při výrobě elektronických zařízení.

Ve výrobě elektronických zařízení všeho druhu je zpravidla základním montážním celkem deska plošného spoje, která nese a zároveň definovaně propojuje jednotlivé součástky potřebné k vytvoření žádané funkce desky. Nevyhnutelnou operací výrobního procesu je nalezení a odstranění všech poruch, vzniklých buď vadami součástek, nebo výrobního procesu, například zakládání součástek, pájení. Do nedávné doby se provádělo ručně pomocí účelových přípravků a měřicího pracoviště, sestaveného z řady univerzálních přístrojů pro stimulaci a měření odezev zkoušeného obvodu. Vlastní test provádí kvalifikovaný operátor na základě předem připraveného postupu. Jde o neobyčejně zdlouhavý proces, přičemž výsledek je značně závislý na lidském faktoru: vynechání některých kroků testu může vést k selhání desky na vyšší úrovni montáže nebo až u zákazníka, což vede k ekonomickým ztrátám. Proto se zavádějí automatické testery desek. Jedním z ekonomicky velmi výhodných typů automatického testeru je inspekční tester, jehož úkolem je zjistit a lokalizovat takové závady, ke kterým ve výrobním procesu dochází nejčastěji: poškození propojovací sítě a chyby v zakládání součástek.

Pro test propojovací sítě a odporů osazené desky nelze použít metody známé z testování neosazených desek, podle AO 207 541, protože přítomnost polovodičových součástek zabraňuje použití vyššího napětí než 200 mV z důvodů otevírání nebo dokonce proražení polovodičových přechodů. Pro test propojovací sítě bylo vypracováno zapojení popsané v popise vynálezu k čs. autorskému osvědčení č. 241 749, které ve spolupráci s maticí adresovatelných spínačů podle čs. autorského osvědčení č. 210155 umožňuje přibližné měření odporů v propojovací síti. Při malém měřicím napětí a typicky značném fyzickém rozpětí kabeláže pro připojení testeru k měřené desce, dochází vlivem kapacitních a induktivních parazitních vazeb k rušení užitečného signálu, které znemožňuje přesnější měření odporů.

Tuto nevýhodu odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že bipolární přesný zdroj napětí je zapojen na prvý společný vodič čtyřvodičové matice adresovatelných spínačů. Druhý vstup bipolárního přesného zdroje napětí je zapojen na prvý výstup bloku řídicích obvodů. Výstup bipolárního přesného zdroje napětí je zapojen na čtvrtý, společný vodič čtyřvodičové matice adresovatelných spínačů. Druhý společný vodič čtyřvodičové matice adresovatelných spínačů je zapojen do prvého vstupu převodníku proud-napětí a do čtvrtého vstupu převodníku proud-napětí je zaveden druhý výstup přepínače rozsahů. Prvý výstup přepínače rozsahů je spojen s druhým vstupem převodníku proud-napětí. Třetí vstup převodníku proud-napětí je spolu s třetím vstupem přepínače rozsahů a spolu s prvým vstupem analogově číslicového převodníku připojen na výstup referenčního zdroje. Prvý vstup přepínače rozsahů je zapojen na třetí společný vodič čtyřvodičové matice adresovatelných spínačů. Druhý vstup přepínače rozsahů je připojen na druhý výstup bloku řídicích obvodů a třetí výstup přepínače rozsahů je zapojen do vstupu bloku řídicích obvodů. Třetí výstup bloku řídicích obvodů je připojen na prvý vstup, řídicí, klíčovaného derivačního článku. Čtvrtý výstup bloku řídicích obvodů je zapojen na druhý vstup analogově číslicového převodníku. Výstup převodníku proud-napětí je připojen na druhý, signálový vstup klíčového derivačního článku, přičemž výstup klíčovaného derivačního článku je připojen do třetího vstupu analogově číslicového převodníku. Sběrnicový výstup analogově číslicového převodníku je zapojen do sběrnicového vstupu řídicí jednotky. Sběrnicový vstup/výstup řídicí jednotky je zapojen do sběrnicového vstupu/výstupu přepínače rozsahů. Sběrnicový výstup řídicí jednotky je zapojen na sběrnicový vstup bloku řídicích obvodů a sběrnicový vstup čtyřvodičové matice adresovatelných spínačů.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je účinné potlačení rušivých signálů s nízkým kmitočtem, například síťovým a jeho harmonických. Tohoto potlačení se dosahuje jednak rozdílovým měřením v jinak stejných podmínkách, jednak klíčováním a filtrací signálu v klíčovaném derivačním článku. Účinné potlačení rušení umožňuje řádově zvýšit přesnost měření odporů v síti osazené desky plošných spojů v automatickém měřicím systému.

Na připojeném výkresu je uvedeno blokové schéma zapojení podle vynálezu, podle kterého je popsáno konkrétní provedení vynálezu.

Bipolární přesný zdroj 1 napětí je svým prvým vstupem 19 připojen na prvý společný vodič čtyřvodičové matice 9 adresovatelných spínačů. Druhý Vstup 14 bipolárního přesného zdroje 1 napětí je zapojen na prvý vstup bloku 4 řídicích obvodů. Výstup bipolárního přesného zdroje 1 napětí je zapojen na čtvrtý, společný vodič čtyřvodičové matice 9 adresovatelných spínačů. Druhý společný vodič čtyřvodičové matice 9 adresovatelných spínačů je zapojen do prvého vstupu 29 převodníku 2 proud-napětí. Druhý výstup přepínače 3 rozsahů je zaveden do čtvrtého vstupu 24 převodníku 2 proud-napětí. Druhý vstup 22 převodníku 2 proud-napětí je spojen s prvým výstupem přepínače 3 rozsahů. Třetí vstup převodníku 2 proud-napětí je spolu se třetím vstupem přepínače 3 rozsahů a spolu s prvým vstupem analogově ěíslicového převodníku 6 připojen na výstup referenčního zdroje 7, Prvý vstup 39 přepí5

248527 nače 3 rozsahů je zapojen na třetí společný vodič čtyřvodičové matice 9 adresovatelných spínačů. Druhý vstup 30 přepínače 3 rozsahů je připojen na druhý výstup bloku 4 řídicích obvodů. Třetí výstup 34 přepínače 3 rozsahů je zapojen do vstupu bloku 4 řídicích obvodů.

Třetí výstup bloku 4 řídicích obvodů je připojen na prvý vstup 51, řídicí, klíčovaného derivačního článku 5. Čtvrtý výstup bloku 4 řídicích obvodů je zapojen na druhý vstup 64 analogově číslicového převodníku 6. Výstup převodníku 2 proud-napětí je připojen na druhý, signálový vstup 5.2 klíčovaného derivačního článku 5, přičemž výstup klíčovaného derivačního článku 5 je zaveden do třetí vstupu 65 analogově číslicového převodníku 6. Sběrnicový výstup analogově číslicového převodníku 6 je zapojen do sběrnicového vstupu řídicí jednotky

8. Sběrnicový vstup/výstup řídicí jednotky je zapojen do sběrnicového vstupu/výstupu přepínače 3 rozsahů, zatímco sběrnicový výstup řídicí jednotky 8 je zapojen na sběrnicový vstup bloku 4 řídicích obvodů a na sběrnicový vstup čtyřvodičové matice 9 adresovatelných spínačů.

Zapojení podle vynálezu pracuje následujícím způsobem. Pomocí čtyřvodičové matice adresovatelných spínačů se v závislosti na adresových signálech vyslaných řídicí jednotkou 8 vyberou a sepnou spínače, které připojí vybraný odpor měřené sítě, který je v daném kroku třeba měřit. V závislosti na časování, které řídí svými signály na prvém výstupu blok 4 řídicích obvodů se na výstupu bipolárního přesného zdroje 1 napětí generují napěťové impulsy, nejprve impuls záporné polarity, potom impuls kladné polarity, přičemž se napětí, ležící na měřeném odporu, snímá na prvém vodiči čtyřvodičové matice 9 adresovatelných spínačů a vede se do prvého vstupu 19 bipolárního přesného zdroje 1 napětí, kde se řídí automaticky velikost napětí na předem zvolenou úroveň. Velikost proudu, který prochází mezi druhým a třetím vodičem čtyřvodičové matice 9 adresovatelných spínačů, se snímá převodníkem proud-napětí ve spolupráci s přepínačem rozsahů. Změřená velikost proudu odpovídá podle Ohmová zákona měřenému odporu. Napěťový signál, ve kterém je zakódovaná velikost změřeného proudu, se vede na klíčovaný derivační článek 5, který je klíčován ve vhodných okamžicích signálem z bloku řídicích obvodů. V klíčovaném derivačním článku 5 se získá rozdílový signál z měření v obou polaritách a zároveň se odfiltrují rušivé složky signálu s nízkou frekvencí. Potom se signál zpracuje v analogově číslicovém převodníku 6, který je opět řízen signály z bloku 4 řídicích obvodů. Referenční zdroj 7 přitom poskytuje přesné srovnávací napětí pro analogově číslicový převodník 6 a pro převodník 2 proud-napětí a přepínač 3 rozsahů. Řídicí jednotka 8 jednak ovládá čtyrvodičovou matici 9 adresovatelných spínačů, jednak blok 4 řídicích obvodů a dále přepínač 3 rozsahů, se kterým je propojena sběrnicovým spojem, po kterém může jednak zadávat rozsahy, jednak číst stav přepínače 3 rozsahů v automatickém režimu. Sběrnicový výstup analogově číslicového převodníku 6 předává řídicí jednotce 8 binárně zakódovanou informaci o velikosti naměřeného proudu.

Claims (1)

1. Zapojení pro měření odporů a propojovací sítě na osazených deskách plošných spojů, vyznačené tím, že bipolární přesný zdroj (lj napětí je svým prvým vstupem (19J připojen na prvý společný vodič čtyřvodičové matice (9) adresovatelných spínačů, přičemž druhý vstup (14) bipolárního přesného zdroje (1) napětí je zapojen na prvý výstup bloku (4) řídicích obvodů, zatímco výstup bipolárního přesného zdroje (lj napětí je zapojen na čtvrtý, společný vodič čtyřvodičové matice (9) adresovatelných spínačů, přitom druhý společný vodič čtyřvodičové matice (9) adresovatelných spínačů je zapojen do prvého vstupu (29) převodníku (2) proud-napětí a dále druhý výstup přepínače (3) rozsahů je zaveden do čtvrtého vstupu (24) převodníku (2) proud-napětí, přičemž druhý vstup (22) převodníku (2) proud-napětí je spojen s prvým výstupem přepínače (3) rozsahů, zatímco třetí vstup převodníku (2) proud-napětí je spolu se třetím vstupem přepínače (3) rozsahů a spolu s prvým vstupem ynAlezu analogově číslicového převodníku (6) připojen na výstup referenčního zdroje (7), přičemž prvý vstup (39) přepínače (3) rozsahů je zapojen na třetí společný vodič čtyřvodičové matice (9) adresovatelných spínačů a dále druhý vstup (32) přepínače (3) rozsahů je připojen na druhý výstup bloku (4) řídicích obvodů a třetí výstup (34) přepínače (3) rozsahů je zapojen do vstupu bloku (4) řídicích obvodů, zatímco třetí výstup bloku (4) řídicích obvodů je připojen na prvý vstup (51) klíčovaného derivačního článku (5) a dále čtvrtý výstup bloku (4) řídicích obvodů je zapojen na druhý vstup (64) analogově číslicového převodníku (6) a potom výstup převodníku (2j proud-napětí je připojen na druhý vstup (52) klíčovaného derivačního článku (5j, zatímco výstup klíčovaného derivačního článku (5) je zaveden do třetího vstupu (65) analogově číslicového převodníku (6j, jehož sběrnicový výstup je zapojen do sběrnicového vstupu řídicí jednotky (8) a dále sběrnicový vstup/ /výstup řídicí jednotky (8) je zapojen do sběrnicového vstupu/výstupu přepínače (3) rozsahů, zatímco sběrnicový výstup řídicí jednotky (8) je zapojen na sběrnicový vstup bloku (4) řídicích obvodů a sběrnicový vstup čtyřvodičové matice (9) adresovatelných spínačů.