CS257556B1

CS257556B1 - Device for short-circuit localization in printed circuits

Info

Publication number: CS257556B1
Application number: CS856923A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Gazarek
Original assignee: Frantisek Gazarek
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS692385A1

Abstract

Zařízení je určeno zejména k rychlému vyhledávání a přesnému určování míst zkratů ' mezi vodiči plošných spojů. Akustický výstup zařízení signalizuje výškou tónu vzdálenost měřicích hrotů od místa zkratu. K vytvoření zařízení je použito známého,zapojení astabilního multivibrátoru s operačním zesilovačem. Měřený rezistor představovaný odporem zkratovaných vodičů je součástí elektrického obvodu multivibrátoru. Použití je založeno na zjištění, že tento multivibrátor může pracovat i při prakticky nulových hodnotách odporu měřeného rezistoru. Zařízení podle vynálezu má při velké jednoduchosti zapojení, nízkých výrobních nákladech a nízké spotřebě elektrického proudu velký měřicí rozsah a vysokou rozlišovací schopnost.The device is intended mainly for quick search and precise determination of short circuit locations between printed circuit conductors. The acoustic output of the device signals the distance of the measuring tips from the short circuit location by the pitch of the tone. The device is created using a known, astable multivibrator connection with an operational amplifier. The measured resistor represented by the resistance of the short circuited conductors is part of the electric circuit of the multivibrator. The use is based on the finding that this multivibrator can operate even at practically zero resistance values of the measured resistor. The device according to the invention has a large measuring range and high resolution with great simplicity of connection, low production costs and low electric current consumption.

Description

Vynález se týká zařízení k lokalizaci zkratů zvláště v plošných spojích, obsahující zdroj elektrické energie připojený k operačnímu zesilovači, jehož výstup je spojen přes první zpětnovazební rezistor s jeho neinvertujícím vstupem a přes druhý zpětnovazební rezistor s jeho invertujícím vstupem a současně s kondenzátorem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for locating short circuits, particularly in a printed circuit, comprising an electrical power source connected to an operational amplifier, the output of which is connected via a first feedback resistor to its non-inverting input.

K vyhledávání místa zkratu v plošném spoji lze užít metody, při které se měří elektrický odpor mezi dvěma měřicími hroty připojenými ke dvěma vodičům, mezi nimiž je zkrat, který je nutno lokalizovat. Jestliže se změní poloha jednoho z měřicích hrotů a naměřený elektrický odpor se zmenší, byl hrot posunut směrem k místu vyhledávaného zkratu, při zvětšení odporu se hrot vzdálí od místa zkratu. Postupným přemisťováním obou hrotů směrem k dosažení nižšího odporu jsou při dosažení nejnižšího odporu oba hroty v okolí místa zkratu. Při této metodě je nutno použít měřidlo elektrického odporu s rozlišovací schopností jednotky miliohmů. Takové měřidlo je značně nákladné. Protože je běžná optická indikace měřidel nevhodná pro uvedenou metodu, osvědčily se v práci speciální přístroje, u nichž je velikost naměřeného odporu informativně signalizována akusticky výškou tónu. Také tyto přístroje jsou velmi nákladné, složité a mají relativně vysokou spotřebu elektrického proudu.To locate a short circuit in a printed circuit, a method can be used to measure the electrical resistance between two test tips connected to two wires with a short circuit to be located. If the position of one of the test tips changes and the measured electrical resistance is reduced, the tip has been moved towards the location of the short-circuit to be searched, the tip will move away from the short-circuit as the resistance increases. By gradually moving the two tips towards a lower resistance, the two tips around the shorting point are reached at the lowest resistance. In this method, it is necessary to use an electrical resistance meter with a resolution of a milliohm unit. Such a meter is very expensive. Since the usual optical indication of meters is unsuitable for this method, special instruments have proven useful in the work, where the magnitude of the measured resistance is informatively signaled by the acoustic pitch. These devices are also very expensive, complex and have a relatively high power consumption.

Cílem vynálezu je vytvoření zařízení pro lokalizaci zkratů, které by bylo konstrukčně a výrobně nenákladné.It is an object of the present invention to provide a short-circuit location device which is inexpensive to design and manufacture.

Podstata zařízení pro lokalizaci zkratů podle vynálezu spočívá v tom, že k neinvertujícímu vstupu operačního zesilovače je připojen první zkušební hrot a k invertujícímu vstupu operačního zesilovače je připojen přes referenční vodič a kondenzátor druhý zkušební hrot, přičemž mezi zkušební hroty je připojen startovací dvojpól a k výstupu operačního zesilovače je připojen elektroakustický měnič. Startovací dvojpól je proveden jako rezistor nebo je vytvořen dvojicí antiparalelně zapojených polovodičových diod. Operační zesilovač je svými napájecími přívody připojen paralelně k děliči napětí tvořenému dvěma rezistory, jehož střední vodič je připojen k referenčnímu vodiči, přičemž paralelně k jednomu z těchto odporů je připojen blokovací kondenzátor.The short-circuit locating device according to the invention is characterized in that a first test tip is connected to the non-inverting input of the operational amplifier and an inverting input of the operational amplifier is connected via a reference conductor and capacitor to the second test tip. an electroacoustic inverter is connected. The starter dipole is either a resistor or a pair of antiparallel semiconductor diodes. The operational amplifier is connected with its supply leads in parallel to a voltage divider consisting of two resistors, the middle conductor of which is connected to the reference conductor, and a blocking capacitor is connected in parallel to one of these resistors.

Hlavní výhody zařízení k lokalizaci zkratů v plošných spojích vytvořeného podle vynálezu spočívají v tom, že při zabezpečení optimálních měrových vlastností včetně akustické signalizace je konstrukčně i výrobně velmi jednoduché, má velký měřicí rozsah, vysokou rozlišovací schopnost a nízkou spotřebu.The main advantages of the short-circuit localization device produced according to the invention are that it is very simple to design and manufacture, has a large measuring range, high resolution and low power consumption while providing optimum measurement characteristics including acoustic signaling.

Zařízení zejména podstatně urychluje vyhledávání výrobních vad při Oživování osazených desek plošných spojů s velkou hustotou spojů, například v mikroprocesorové technice, a to zejména tehdy, jsou-li místa zkratů skryta pod součástkami osazené desky. Uplatní se také jako univerzální zařízení pro orientační měření odporů a kontrolu propojů s akustickou signalizací.In particular, the device significantly speeds up the detection of manufacturing defects in the recovery of printed circuit boards with high circuit density, for example in microprocessor technology, especially when short-circuit locations are hidden below the components of the printed circuit board. It can also be used as a universal device for orientation measurement of resistances and control of connections with acoustic signaling.

Příklad provedení zařízení k lokalizaci zkratů je v blokovém schématu znázorněn na přiložených obrázcích, kde obr. 1 znázorňuje základní provedení zařízení a obr. 2 znázorňuje zařízení podle obr. 1 se zapojeným elektroakustickým měničem a napájecím zdrojem.An exemplary embodiment of a short-circuit localization device is shown in the block diagram in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a basic embodiment of the device and Fig. 2 shows the device according to Fig. 1 with an electroacoustic converter and a power supply.

V obou obrázcích je známé zapojení astabilního multivibrátoru tvořeno operačním zesilovačem £ a výstupem f, rezistory Rl, R2, Rx a kondenzátorem Cl. Rezistor Rx je tvořen odporem testovaných vodičů a je součástí elektrického obvodu astabilního multivibrátoru, do něhož je začleněn prostřednictvím prvního zkušebního hrotu a a druhého zkušebního hrotu b. Na obr. 2 jsou navíc uvedeny rezistory R3, R4 a blokovací kondenzátor C3 k vytvoření referenčního potencionálu v případě použití jednoduchého napájecího zdroje B, dále oddělovací kondenzátor C2 a elektroakustický měnič T, například sluchátko a startovací dvojpól R5. Startovací dvojpól R5 je na obr. 2 znázorněn topologickým příkladem testovaných vodičů s vyhledávaným místem zkratuj)..In both figures, the known connection of an astable multivibrator consists of an operational amplifier 8 and an output f, resistors R1, R2, Rx and a capacitor C1. The resistor Rx is formed by the resistance of the test leads and is part of the electrical circuit of the astable multivibrator into which it is incorporated by means of the first test tip a and the second test tip b. Figure 2 also shows resistors R3, R4 and blocking capacitor C3 the use of a simple power supply B, a decoupling capacitor C2, and an electroacoustic transducer T, such as a handset and a starter double pole R5. In Fig. 2, the starter dipole R5 is shown by a topological example of the test leads with the searched location shorted.

K neinvertujícímu vstupu operačního zesilovače Q je připojen první zkušební hrot a a k invertujícímu vstupu operačního zesilovače Q je připojen přes referenční vodič r a kondenzátor C, druhý zkušební hrot b. Mezi zkušební hroty a, b je připojen startovací dvojpól R5 a k výstupu 2 operačního zesilovače Q je připojen elektroakustický měnič T. Startovací dvojpól R5 může být vytvořen jako rezistor nebo je vytvořen dvojicí antiparalelně zapojených polovodičových diod.The first test tip is connected to the non-inverting input of the operational amplifier Q, and the inverting input of the operational amplifier Q is connected via the reference wire r and the capacitor C, the second test tip b is connected. The electroacoustic transducer T. The starter dipole R5 may be a resistor or a pair of antiparallel semiconductor diodes.

Operační zesilovač Q je svými napájecími přívody připojen paralelně k děliči napětí, tvořenému dvěma rezistory R3, 21» jehož střední vodič je připojen k referenčnímu vodiči r, přičemž paralelně k jednomu z těchto odporů R3, R4 je připojen blokovací kondenzátor C3.The operational amplifier Q is connected with its supply leads in parallel to a voltage divider formed by two resistors R3, 21 whose middle conductor is connected to the reference conductor r, and a blocking capacitor C3 is connected in parallel to one of these resistors R3, R4.

Zařízení k lokalizaci zkratů v plošných spojích podle vynálezu pracuje tak, že při připojení měřicích hrotů a, b k testovaným vodičům, mezi nimiž je zkrat 8, který je nutno lokalizovat, bude výstup f operačního zesilovače Q kmitat na frekvenci, která bude tím vyšší, čím kratší bude dráha vodičů mezi prvním zkušebním hrotem a, zkratem 2 ^a druhým zkušebním hrotem b. Frekvence na výstupu 2 3^e vysílána akustickým měničem T jako slyšitelný tón.The short-circuit localization device according to the invention works by connecting the test leads a, b to the test leads with a short circuit 8 to be located, the output f of the operational amplifier Q oscillating at a frequency which is the higher the the wire path between the first test tip a, short circuit 2, ^{and the} second test tip b will be shorter. Output frequency 2 3 ^{e is} emitted by the acoustic transducer T as an audible tone.

Postupným přemistováním obou měřicích hrotů a, b směrem k dosažení vyššího kmitočtu vysílaného akustickým měničem T jsou při dosažení nejvyššího kmitočtu měřicí hroty v okolí místa vyhledaného zkratu 8· Paralelně k měřicím hrotům a, b může být s výhodou připojen startovací dvojpól R5, který způsobí kmitání astabilního multivibrátoru i při rozpojených hrotech a, b, a to nejvýhodnějši na frekvenci jednotek Hz, jako signalizace zapnutí a správné funkce zařízení. Nejvyšší frekvence, na které astabilní multivibrátor kmitá při přímo spojených měřicích hrotech a, b, je výhodná podle použitého akustického měniče T řádově jednotky kHz (nejvýhodněji okolo 3 kHz). Akustický měnič T (sluchátko, reproduktor apod.) může být připojen k výstupu f operačního zesilovače Q přímo nebo přes zesilovač.By gradually moving the two test probes a, b towards the higher frequency emitted by the acoustic transducer T, at the highest frequency the test probes around the location of the short-circuited spot 8 are reached. and stable multivibrator even when the tips a, b are disconnected, most preferably at the frequency of the Hz units, such as signaling the switch on and the correct functioning of the device. The highest frequency at which the astable multivibrator oscillates at directly connected measuring tips a, b is advantageous, depending on the acoustic transducer T used, of the order of kHz (most preferably about 3 kHz). The sound transducer T (handset, loudspeaker, etc.) can be connected to the output f of the operational amplifier Q directly or via the amplifier.

Zařízení k lokalizaci zkratů v plošných spojích podle vynálezu je určeno zejména k rychlému vyhledávání a přesnému určování míst zkratů mezi vodiči plošných spojů. Akustický výstup zařízení signalizuje výškou tónu vzdálenost měřicích hrotů od místa zkratu. Zařízení podle vynálezu má při velké jednoduchosti zapojení, nízkých výrobních nákladech a nízké spotřebě elektrického proudu velký měřicí rozsah (od jednotek miliohmů do stovek miliohmů až jednotek Ohmů bez přepínání rozsahu) a vysokou rozlišovací schopnost.The device for locating short-circuits in printed circuits according to the invention is intended in particular for the rapid search and accurate determination of short-circuit locations between printed conductors. The acoustic output of the device indicates the pitch of the measuring tips from the short-circuit point. The device according to the invention has a large measuring range (from milliohms to hundreds of milliohms to ohms without switching range) with high wiring simplicity, low production costs and low power consumption and high resolution.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for locating short-circuits in a printed circuit, comprising an electrical power source connected to an operational amplifier, the output of which is coupled through a first feedback resistor and its non-inverting input and through a second feedback resistor and its inverting input and simultaneously encoder, the first test tip (a) is connected to the operational amplifier input (Q) and the second test tip (b) is connected via the reference conductor (r) and the capacitor (Cl) to the inverting operational amplifier input (Q), ) is connected to the starter dipole (R5) and an output (f) of operational amplifier (Q) ^e j connected to the electroacoustic transducer (T).

2. The device for locating short circuits according to claim 1, characterized in that the starting dipole (R5) is designed as a resistor.

3. The device for locating short circuits according to claim 1, characterized in that the starting dipole (R50) is formed by a pair of antiparallel connected semiconductor diodes.

4. A device according to claim 1, characterized in that the operational amplifier (Q) is connected in parallel to a voltage divider formed by two resistors (R3, R4), the middle conductor of which is connected to a reference conductor, parallel to one of the two. a blocking capacitor (C3) is connected to these resistors (R3, R4).