DD208676A1 - Vorrichtung eines pruefstiftes zur kontaktlosen verfolgung von strompfaden in vorzugsweise digitalen schaltungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung eines Pruefstiftes zur kontaktlosen Verfolgung von Strompfaden in vorzugsweise digitalen Schaltungen zur Fehlersuche, vor allem unter Verwendung systemeigener Signale, die z.B. mittels induktivem Sensor aufgenommen und in erfindungsgemaesser Weise verstaerkt und als optische Anzeige im Suchfeld sichtbar werden. Bei bequemer Handhabung soll mit dem modifizierten Pruefstift der bisherige Aufwand an Pruefzeit und der zusaetzliche Pruefplatzbedarf ebenso wie Qualitaetseinbussen durch leichte Beschaedigungen wie Kontaktsuche, loeten usw. gemindert werden. D. Verstaerkeranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass nach einer einstellbaren TTL-Pegelverstaerkung einem Negator parallel eine negierende Impulsverbreitung zugeordnet ist, denen nach Integration eine optische Anzeigeeinrichtung folgt.

Description

Sitel der Erfindung

Vorrichtung eines PrüfStiftes zur kontaktlosen Verfolgung von Strompfaden in vorzugsweise digitalen Schaltungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung eines Prüfstiftes zur kontaktlosen Verfolgung" von" Strompfaden in vorzugsweise digitalen Schaltungen insbesondere für Leiterplatten, um Fehler in Bauelementen und Leiterzügen zerstörungsfrei zu lokalisieren. Der Einsatz betrifft die Bereiche des- Servicedienstes, des Prüffeldes von Fertigung und Montage zumeist der kommerziellen Steuerungs -,Rechen -und Nachrichtentechnik sowie der Konsulnelektronik, ohne die Logikpegel zu berücksichtigen.

Eritil: ain Stand der Technik

Bei der Lageemittlung von Fehlern sind Prüfstifte unter Kontakt suche zu den Leiterbahnen bekannt. (DE-OS 29 Οβ 73β) notwendiger Zusatz sind z. B. empfindliche Mikrovoltmeter und Prüfrechner und die Einspeisung zusätzlicher Signale. Man bedient sich der''Auf trennung von Leitungsverbindungen, zusätzlicher Kontaktierung, als auch der zerstörungsfreien Prüfung.

7/ie in DD PS 105 072 zu ersehen ist, werden auch ausgewählte Pelllerkategorien aus dem vermuteten fehlerhaften Schaltungsbereich mittels Vorrichtungen verfahrensmäßig ermittelt. Das Einkreisen eines Fehlers mit Kurzschlußcharakter s. 3. einer Brücke oder eines schadhaften Bauelementes blieb dennoch zeit auf v/endig und führte durch die mehrfach mechanisch gesuchte, oder gelötete Verbindung zur beträchtlichen Qualität sminderung.

Letztgenannten Nachteilen wurde, wie in DD PS 105071 vorgeschlagen, begegnet. Mittels Magnetkopf anstatt der Tastspitze werden in einseine Leiterbahnen z. 3. Impulse oder Y/echselstrom induziert und die Reaktion unter Bewegen an den Leiterbahnen über den integrierten Indikator empfangen, beispielsweise nach dein Prinzip des induktiven Strommeßfühlers in DE 12 85 058, wobei mit einer Taste auf einzelne oder periodische Auslösung eines Generators geschalten werden kann» Verbunden ist das Verfahren u. a. mit Zugeständnissen an die Eindeutigkeit der Pehlerlokalisierung.

Das wurde verbessert durch entsprechende meist zusätzliche Einrichtungen zur Verfolgung des dabei auftretenden Stromflusses in verzweigten Leiterbahnen, 7/0 eine abhängige Meßgröße ausgekoppelt, verstärkt und angezeigt wird, wie in DD PS 133 598 beschrieben. T/ahr se heinlich um die Ansprechempfindlichkeit zu garantieren, wird teilweise auch das Kontaktieren mit federnden Tastnadeln für das Auskoppeln empfohlen.

Weiterhin bekanntgewordene kontaktlose Verfolgungen über das Magnetfeld durch andere als das erfindungsgemäße Verfahren, werden so praktiziert, daß durch den fehlerhaften Leiterzug, der anderweitig ermittelt werden muß, von einer externen Quelle ein Strom hindurchgeschickt .wird, wo bei über das so erzeugte Magnetfeld der Strom bis zur gestörten Stelle verfolgt wird. Die anderweitige Ermittlung ist umständlich, da z. S. günstige Anschiußpunkte gesucht werden müssen und notwendig sind. Die popularisierte ilichtgefährdung empfindlicher Bauelemente wird durch die äußere Manipulierung infrage gestellt und die Verursachung zusätzlicher Fehler nicht ausgeschlossen.

Bin Produzent gibt für seinen kontaktlosen Prüfstift für die möglichen zu verfolgenden Impulsströme den Bereich von ImA bei 200 ns bzw. bei.l A etwa 400 ns Lmpulsanstiegszeit an, also einen Bereich von ca. 60 db.

Da bei C-MOS-Logik Kursschlußströme um 500 uA auftreten, können darin solche T'ehler nicht ermittelt werden. Darüberhinaus zeichnet sich der bekanntgewordene Schaltungsaufbau durch aufwendige Verstärkungselektronik aus mit durch-

weg analoger Schaltungstechnik, z. B. auch ein nebengeordneter elektronischer Pegelregler, der dennoch von Hand zu bedienen ist, obwohl eine genaue quantitative Festlegung für bekannte Einsatzfälle nicht notwendig ist. Die erste Verstärkerstufe ist über die Pegelregelung zur Dämpfung und Verstärkung ausgelegt. Eine Anfälligkeit auf Störfelder ist nicht ausreichend ausgeschlossen.

Ziel der Erfindung

Der nützliche Effekt der Erfindung soll zweifach ökonomisch wirksam sein. Der Prüfstift ist im Schaltungsaufbau so zu optimieren, daß sein Herstellungsaufwand gegenüber bekannten Prüfstiften wesentlich geringer ist. Seine universelle Mnsetzbarkeit bei vorzugsweise digitalen Schaltungen zur Lokalisierung von Kursschlußfehlern fordert einen Bedarf, der eine wirtschaftlich vertretbare Stückzahl zu günstigen Erstellungskosten herzustellen ermöglicht. ' " · Bei bequemer Handhabung ist der bisherige Aufwand an Prüfzeit zu. mindern und anzuschließende Mittel eines Prüfplatzes herkömmlicher Art su entbehren, wie externe Generatoren u.a., z. B. durch Vervrendung systemeigener Signale. Qualitätseinbußen durc;h leichte Beschädigungen' bei mechanischen Eingriffen wie Kontakt suche, sollen weitestgehend ausgeschlossen bzw. auf den Wechsel des als schadhaft ermittelten Bauelementes beschränkt bleiben. Die Ermittlungen sollen durch angelerntes Prüfpersonal, besonders bei übersichtlichen Leiterplattenbildern, vorgenommen werden können.

Darlegung des Wesens, der Erfindung...

Die technische Aufgabe, die durch· die Erfindung gelöst wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bequem zu handhabenden Prüf stift, vorzugsweise ohne externe Einsp'eisungen, zu schaffen, also auch für in Punktion befindliche digitale Schaltungen und dabei die Ansprechempfindlichkeit für ICurzschlußströme um 500 oA von C-IvIOS-Logik, bei der Verfolgung auf Leitungsbahnen zu erfassen. Das Prinzip des

kontaktIosen Sensors ist zu modifizieren. Kurzschlüsse durch leitende Berührung oder statische Entladung sind durch entsprechende Gestaltung z. B. der Tastspitze zu vermeiden» Hetzfrequente Störfelder und -ströme mit geringer Impulsanstiegszeit dürfen nicht zu Fehleinschätzungen führen.

Merkmale der Erfindung

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß in diesem Prüfst ift zur kontaktlosen Verfolgung von Strompfaden in vorzugsweise digitalen Schaltungen insbesondere zur !Fehlersuche in Leiterplatten, vor allem unter Verwendung systemeigener Signale, vorzugsweise von Impulsströmen, nacheinander in kompakter handlicher Bauweise folgende Elemente angeordnet sind.

Wie bekannt, ist ebenfalls an der Spitze ein Sensor angebracht. Er wird ggf. mit Suchhilfen optischer, mechanischer oder anderer Art für die Leiterzugbreite-, lage und -richtung versehen. Die nachfolgende Regel- und/oder Einstelleinrichtung für die Verstärkungsanordnung ist von Hand bedienbar. Ss folgen eine Impulsverbreiterungseinrichtung, zusammengesetzt aus einem" Zweig der negierenden Impulsverbreiterung und einem parallel dazu angeordneten I-Tegator, die eine Verarbeitung von Sinzel- und Dauerimpulsen gewährleisten. Einzelimpulse werden auf eine definierte Breite gedehnt und Impulsfolgen ebenfalls der Integrationseinrichtung zugeführt und zu einem Impuls zusammengefaßt. J'ür eine flimmerfreie Anzeige z. B₀ eines Glühlämpchens, wird die Srholzeit der Impulsverbreiterung nicht wirksam. Die Zeitkonstante des Integrators ist so dimensioniert, daß nur schmale Impulsfolgen integriert ¥/erden, wobei breite Einzelimpulse nicht beeinflußt v/erden.

Es ist vorteilhaft nach der Verstärkungsanordnung für den Tl¹I-Pegel einmal den Zweig de 3 Hegators der Impulse und in Parallelschaltung dazu den Zweig der negierenden Impulsverbreiterung, der während der Srholzeit bei Dauerimpulsen durch den Segator überbrückt wird, zuzuordnen und danach die Integrations- und Anzeigeeinrichtung folgen zu lassen.

±m Detail wird ein integrierter Schaltiareis durch die an und für sich bekannte Anordnung der äußeren Bauelemente su einem breitbandigen Impulsverstärker, dessen Regelung mit Gleichspannung erfolgt.

Die Verwendung der Versorgungsspannung des Prüflings zum Betreiben des Prüfstiftes macht die Prüfung frei von Berührungselektrizität und Störspannungen. Das Betreiben mit Batterien dagegen gestattet den Prüfstift flexibler anzuwenden. Die Isolierung der Sensorspitze vermeidet Kurzschlüsse. Die handliche Stiftform führt erst zur bequemen Bedienung, wenn Einstellelemente gleichzeitig z. 3. mit den Fingern bedient werden können und Anzeigesignale im Suchfeldbereich sichtbar sind.

Bewährt hat sich auch die Anzeige des Fehlers als markantes akustisches Signal in ronhöhe o.-Folge, so daß man die Richtung oder das Auffinden des Kurzschlusses U. ä. davon ableiten kann.

Ein Hallelement als Sensor kann gegebenenfalls mit Einrichtungen für eine abgestimmte Richtwirkung u. a. vorteilhaft eingesetzt werden, wie auch auf Gleichfelder ungeschälten werden.

Eine erforderliche zusätzliche Anpassung an die Verstärkeranordnung kann schaltungstechnische Vorteile oder Einsparungen für gegebene Anwendungsfälle bedingen, als auch z. 3. als Steckadaioter den Einsatz verschiedener iVoen von Sensoren vorteilhaft für die jeweiligen Einsatzfälle zu wechseln gestatten«

Ausführungsbeispiel

nachfolgend soll die Erfindung näher erläutert.'werden; In den" zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: Blockschaltbild Fig. 2: Stromlaufbahn

3: mechanischer Aufbau

]?ig. 4: Prüfung eines Gattereinganges

Pig. 5: Prüfung, eines Gatterausganges

Pig. β: Prüfung einer O-cen-Xollector-Stufe

Pis. 7: Prüfung eines-Schlusses zwischen Leiterzügen

in Fig. 1 ist der Blockschaltplan und in Pig. 2 der Stromlaufplan der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt.

Am Eingang be dämpft der niederohmige V/ider stand Hl die aensorindaktivität, damit ein nachschwingen verhindert wird. Die Arno lit ade der InrDUlse für die nachfolgend beginnende Ver-Stärkung auf TTL-Regel wird mit R2 der Einstelleinrichtung 2 vorgenommen, wobei sich der Bereich aus dem Verhältnis R2/R3 ergibt.

Anschließend wird der übertragungsbereich durch Cl, C2 und R4 eingeschränkt, um-Störungen zu unterdrücken. Die Verstärkung von Al läßt sich mit R6 variieren, wobei am Ausgang eine Amplitude von 0,4 V zur Verfugung steht. Der Transistor Vl dient zur Pegelanpassung an die.Impulsverbreiterungseinrichtung 4. Nach der Verstärkung in 5 auf TTL-Pegel werden die Impulse in 6 negiert und danach nach Integration in"8 der Anzeigeeinrichtung 9 zugeführt. Dieser Signalweg wird bei Dauerimpulsen wirksein. Parallel dazu arbeitet eine negierende Impulsverbreiterung 7, deren Erholzeit bei Dauerimpulsen durch den liegator 6 überbrückt wird. 3 in ze 1 impulse werden nur über die Iiapulsverbreiterung 7 wirksam und ebenfalls integriert. Als- Verstärker wird eine integrierte Schaltung vorteilhaft verwendet, die durch bestimmte Anordnung der äußeren Bauelemente als breitbandiger Impulsverstärker arbeitet, wobei sich die Verstärkung mit Eilfe einer Gleichspannung in bekannter Weise in bestimmten Grenzen einstellen läßt. Lm Detail werden nach ,der.erfolgten Pegelanpassung an die Impulsverbreiterung durch den Transistor Vl die Signale einmal direkt und einmal verbreitert auf C 10 integriert und über Rl2 den Transistor V5 ansteuern. Hl3 dient zur Verringerung der Lampenträgheit. Die Lampe L1 wird ständig vorgeglüht, womit sich gleichzeitig die Lebensdauer erhöht. Sollte der Prüfstift nicht durch die vorteilhafte Verwendung der Versorgungsspannung des Prüflings selbst oder mit Batterien, die vorteilhaft innerhalb des Stiftes untergebracht sind betrieben werden, so bietet sich das Netzteil eines Leiterplattenprüfgerätes oder anderen gut stabilisierten Stromversorgung an. Dann ist es vorteilhaft vom ITetz kommende HP-Störungen mit Dr 1/C1o zu

unterdrücken.

In J?ig. 4 bis 7 sind erfindungsgemäß prüfbare Pehler dar-

Claims (8)

1. Srf iiad ongsansprucii

   1. Vorrichtung eines Prüfstiftes zur kontaktIosen Verfolgung von Stromp faden in vorzugsweise digitalen Schal tang en insbesondere zur -fehlersuche in Leiterplatten, vor allein unter Verwendung systemeigener Signale, die mittels induktivem oder andersartigem Sensor ausgekoppelt, in erfindungsgemäßer Weise verstärkt und zur Signalanzeige gebracht werden, gekennzeichnet dadurch, daß gegebenenfalls mit Suchhilfen und auf die Leiterzugbreite und -lage abgestimmter Eichtwirkung mindestens eines Sensors (1), das sehr schwache elektromagnetische PeId, vorzugsweise von Impalsströmen in Leiterzügen oder umschaltbar auf andere Stromarten empfangen, über eine Regel-(5) und/oder Einstelleinrichtung (2) einer Yerstärkungsanordnung (3)j dazu einer Lmpulsverbreiterungseinrichtung (4) zugeführt, z, B. einem Zweig der negierenden Impulsverbreiterung (7) und einem parallel dazu angeordnetem llegator (o), über eine Integrationseinrichtung (8) eine Anzeige (9) betätigt und insbesondere die Yersorgungsspannung des Prüflings für das Betreiben des Prüfstiftes über ein Spaniiungsstabilisierungsteil (10) verwendet wird.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß indar Schaltung (Pig. 1 und-2) nach der Verstärkungsanordnung für den 2'TL-Pegel (3) einmal der Zweig des Negators (6) der Impulse und in Parallelschaltung dazu der Zweig der negierenden Impulsverbreiterung (7), der während der Erholzeit bei Bauerimpulsen durch den Negator (6) überbrückt wird, angeordnet ist und -danach die Integrations (S) und Anzeigeeinrich tung (9) folgt.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch,, daß in der Schaltung (Pig. 1 und 2) vorzugsweise ein integrierter Schaltkreis angewendet wird, der durch die Anordnung der äußerer. Bauelemente zu einem breitbandigen Impulsverstärker wird bzw. sich die Verstärkung mit einer Einspeisung einer Gleichspannung, insbesondere in bestimmten.Grenzen vorgeben läßt.
4. 4. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2^ gekennzeichnet dadurch, daß das Betreiben des Prüfstiftes unter Verwendung der Versorg ungsSpannung des Prüflings über ein Sparmungsstabilisierungsteii (10) erfolgt«
5. 5. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Betreiben des Prüfst iftes netzfrei erfolgt, z. B. mit Batterien innerhalb kompakter Bauweise angeordnet bzw. anstelle des Spannungsstabilisierungsteils (10).
6. 6. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Sensorspitze gegen metallische Kontakte eine insbesondere dünne nichtleitende Schicht erhält.
7. 7. Vorrichtung· nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einstelleinrichtung (2) die Verstärkungsanordnung (3) usw. bzw. die Anzeige (9) in schlanker handlicher Stiftform angeordnet sind und optische Anzeigesignale im Suchfeldbereich sichtbar sind.

   S. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anzeige' des Dehlers als markantes akustisches Signal in Tonhöhe o.-Polge ausgebildet ist.

   9» Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Sensor z. 3. ein Kalielement gegebenenfalls ait 5inr tungen für eine abgestimmte Richtwirkung ist.
8. 10.'Vorrichtung"nach Punkt 1, 2 und 9, gekennzeichnet durch zusätzliche Anpassungen an die Verstärkeranordnung (3) z„ B. als Stackadapter für verschiedene !Typen von Sensoren.

   Dazu 3 Seiten Zeichnungen.