-
Verfahren und Vorrichtung zur PrLtfung vcn Verdrahtungen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichturip; zur Prüfug einer zwischen einer Vielzahl
von Klemmen (Anschlußpunkten) vorhandenen, aus einer Anzahl von Leitungsverbindungen
bestehenden Verdrahtung insbesondere einer sogenannten Mutterkarte zur Ver-Bindung
der Anschlüsse von aufsteckbare Schaltungskarten aufnehmenden Steckverbindugsleitsten,
auf fahlerhafte Kurzschlüsse und/oder Unterbreschungen.
-
Die Erfindung ist für die Prufung von insbesondere in gedruckter Schaltungstechnik
hergestellten Verdrahtungen sowohl im Labor als nach in der Fertigung geeignet,
wenn es nicht auf eine genaue Messung des Wi.derstandes zwischen Erschlußpunkte
einer Verdrahtung ankommt, sondern die Feststellung genügt, ob eine Verbindung besteht
oder nicht.
-
Bei der prüfung von Verdrahtungen liegt es nahe, jede Klemme der Verdrahtung
nachenander mit jeder der anderen Klemmen der Verdrahtung auf eine bestehende Verbindung
hin zu prufen, um damit sicherzugehen, daß alle Fehlermöglichzeiten erfaßt werden.
Bei n Anschlußpunkten der Verdrahtung sind hierzu n # (n-1) # 1/2 Prüfschritte nötig.
-
Die Anzahl der Anschlußpunkte geht hierbei in die Anzehl der benötigten
Prüfschritte quadratisch ein, so daß mit Wachsender Zahl der Anschlußpunkte der
Prüfaufwird unverhältnismäßig stark ansteigt.
-
Die Erfindung vermeidet den genannten Nachteil durch die im kennzeichnenden
Teil des anspruchs 1 angegebenen Meßnahmen. Sie erfordert also nur 5u viele Prufschritte,
wie die zu prfende Verdrahtung Anschlußpunkte hat. Damit steht der prüfaufwand immer
im selben Verhältnis zur Komplexität der zu prüfenden Verdrahtung und ist in Jedem
Falle geringer als bei der naheliegenden Prüfmethode.
-
Außerdem kann jeder einzelne Prüfschrit se.lr einfach sein, dti nur
ein Vergleich (mindestens va-nein-Aussage) erforderlich ist.
-
Die Erfindung vergleicht also die Anzahl der innerhalb einer zu prüfenden
Verdrahtung von jedem Anschlußpunkt tatsächlich ausgehenden (gezählten) Strompfade
mit der als gespeicherter Sollwert vorliegenden Anzahl der innerhalb einer richtig
ausgefdhrten Verdrahtung von den entsprechenden Anschlußpunkten ausgenenden Strompfade.
Diese Zählung und der zugehörige Vergleich wird für jeden Anschlußpunkt der Verdrahtung
durchgeführt. Ein fehlerhafter Kurzschluß oder eine Unterbrechung (nicht bestehende
Verbindung) zwischen zwei oder mehr Anschlußpunkten wird also beim Prüfen jedes
dieser Anschlußpunkte als zusätzliche bzw. fehlende Verbindung erkannt.
-
Auch ein gleichzeitiges Aufteten von Kurzschlüssen und Unterbrechungen
wird erkannt Ltls Abweichung, vom Sollwert beim Prüfen von beteiligten Anschlußpunkten.
In lousnahmefallen mag es vorkommen, daß sich Kurzschlüsse und Unterbrechungen so
aufheben, da!3 sie an gewissen der beteiligten Anschlußpuiikte nicht als Abweichung
vom Sollwert erkannt werden; praktisch werden sie aber immer bei einem
er
mehreren der restlichen an den Fehlern beteiligten Anschlußpunkte zu einer Abweichung
von der Soll-Anzahl von dessen Verbindungen führen. Die Wahrscheinlichkeit, daf"
sich Kurzschldsse und Unterbrechungen so gegenseitig aufheben, daß bei keinem der
an den Fehlern beteiligten Anschlußpunkte bei der Prufung eine Abweichung von der
Soll-Anzahl der Verbindungen auftritt, ist verschwindend gering.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung. anhand dreier Aus führungsbeispiele
schematisch dargestellt. Hierbei zeigt Figur 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines
ersten Ausführungsbeispieles, bei dem eine Bedienungsperson den Vergleich mit dem
Sollwert annand einer Tabelle vornimmt, Figur 2 ein vereinfachtes Schaltbild eines
zweiten Ausfürhungsbeispieles, bei dem der Vergleich automatisch unter Zuhilfenahme
eines digitalen Sollwertspeichers erfolgt, Figur 3 eine Schaltungsvariante zum zweiten
Ausführungsbeispiel, Figur 4 ein vereinfachtes Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispieles,
bei dem die dem Vergleich zugrundeliegenden Sollwerte die sich bei der gleichzeitigen
Prüfung einer fehlerfreien Musterkarte jeweils ergebenden Summenströme sind, und
Figur 5 eine Schaltungsvariante zum dritten Ausführungsbeispiel.
-
Das erste Ausführungsbeispiel (Fig. 1) eignet sich besonders für die
labormäßige Prüfung von gedruckten Verdrahtungen (Mutterkarten)1 die lediglich der
Verbindung von gedruckten Schaltungen dienen, ohne selbst Bauelemente zu tragen.
Die Anschlußpunkte 1,2,..., n der zu prüfenden Verdrahtung 10 sind mittels einer
nicht gezeichneten Steckverbindung einerseits jeweils mit einem Stufenkontakt eines
Schrittschalters 11 und andererseits über n gleich große Widerstände r mit einer
Summeneingangsklemme 12 eines nur symbolisch dargestellten Summierers 15 verbunden,
dessen Bezugspotentialklemme 14 über eine Konstantspannungsquelle 15 mit dem gemeinsamen
Kontakt 16 des Stufenschalters 11 in Verbindung steht. Der Ausgang des Summierers
15 liegt am Eingang eines digitalen Voltmeters 17, dessen Bezugspotentialklemme
ebenfalls mit der Bezugspotentialklemme 14 des Summierers verbunden ist. Statt des
digitalen Voltmeters 17 kann behelfsmäßig auch ein analoger Gleich 19 spannungsmesser
angeschaltet sein. Auf Tabelle 18 ist für jeden Anschlußpunkt (Klemme) der Verdrahtung
10 die Soll-Anzal (Sollwert) der innerhalb der Verdrahtung 10 zu diesem Anschlußpunkt
fUhrenden Verbindungen aufgefUhrt.
-
Die Spannung Uconst. der Konstantspannungsquelle 15 ist in Bezug auf
den Summierer, welcher den durch Klemme 12 fließenden Summenstrom in eine proportionale
Summenspannung umsetzt, so dimensioniert, daß die Anzahl der mit dem digitalen oder
dem analogen Voltmeter gemessenen Einheiten (z.B. mV) der Anzahl der Jeweils stromdurchfiussenen
Widerstände
r und damit der Anzahl der innerhalb der Verdrahtung 10 zum jeweils geprüften /nschlußpunkt
führenden Verbindungen entspricht.
-
Jeder Anschlußpunkt der Verdrahtung 10 wird von einer Bedienungsperson
geprüft durch Anschalten des gemeinsamen Kontaktes 16 des Stufenschalters 11 an
den mit dem betreffenden Anschlußpunkt verbundenen Stufenkontakt; am-Digitalvoltmeter
17 wird die Anzahl der von dem Anschlußpunkt in die Verdrahtung 10 führenden Verbindungen
(Istwert) abgelesen und mit ihrem Sollwert in der Tabelle 18 verglichen. Abweichungen
zwischen Ist- und Sollwert zeigen je nach ihrem Vorzeichen eine Unterbrechung oder
einen Kurzschluß innerhalb der Verdrahtung 10 an, der bei-Berücksichtigung von Abweichungen
an mehreren Anschlußpunkten unter Umständen genau lokalisiert werden kann.
-
Das zweite Ausführungsbeispiel (Fig.2) kann mit besonderem Vorteil
bei der Prüfung von Serien gleicher Verdrahtungen, also vorzugsweise in der Fertigung,
angewendet werden. Es unterscheidet sich vom ersten Ausfuhrungsbeisplel dadurch,
daß die Ablesung des Istwertes und der Vergleich mit dem Sollwert ebenso wie die
Anschaltung des jeweils nächsten zu prüfenden Anschlußpunkt es automatisch erfolgt
und die Prüfung nur beim Anzeigen einer Abweichung zwischen Ist- und Sollwert unterbrochen
wird.
-
Der Hauptteil der Anordnung des ersten Ausführungsbeispieles ist beim
zweiten Ausführungsbeispiel übernommen, und zwar die in'Fig. 2 mit gestrichenen
Ziffern bezeichneten Teile und Einheiten. Statt des digitalen Voltmeters 17 fragt
ein Analog-Digitalwandler (ADW) 27 die Summenspannung am Ausgang des Summierers
151 ab. Die Digitalausgänge des ADW 27 liegen an den ersten Eingängen eines digitalen
Vergleichers 24, dessen zweite Eingänge mit den Lese leitungen 26 eines Lochstreifenlesers
28 verbunden sind, und dessen Ausgang einerseits den Eingang eines Alarmgebers 25
bildet und andererseits mit dem "Stop"-Eingang 22 eines Taktgebers 21 verbunden
ist. Zwei Ausgänge 25a, b des Taktgebers 21 liegen am Schaltmagneten 20 des Schrittschalters
11' bzw. am Lesetakteingang des Lochstreifenlesers 2, welcher den Lochstreifen 29
abtastet. In einer Schaltungsvariante zum 2. Ausfuhrungsbeispiel wird der gestrichelt
umrandete Teil von Fig. 2 durch den entsprechenden Teil von Fig. 5 ersetzt: Der
Vergleicher 24 ist hier als analoger Vergleicher 24 ausgeführt, dessen erster Eingang
direkt am Ausgang 42 des Summierers 13' liegt; zwischen Leseleitung 26 und zweitem
Eingang des analogen Vergleichers 24' ist ein Digital-Analog-Wandler 27' angeordnet.
-
Nach dem Drücken einer Starttaste 21a des Taktgebers 21 sendet dieser
über Ausgang 23a einen Rückstellbefehl an den Schaltmagneten 20, wodurch sich der
gemeinsame Kontakt 16' des Schrittschalters 111 an den Stufenkontakt legt,der mit
dem ersten Anschlußpunkt 1t der zu prüfenden Verdrahtung 10' verbunden ist. Gleichzeitig
mit
oder kurz nach diesem Rückstellbefehl sendet der Taktgeber über dessen Ausgang 25b
ein Anfangssignal an den Lochstreifenleser, der hierdurch den markierten ersten
Sollwert auf dem zu einem unendlichen Band geklebten Lochstreifen 29 sucht und abliest.
Damit stehen Istwert bzw. zugehöriger Sollwert an den ersten bzw.
-
zweiten Eingängen des Vergleichers 24, der bei Gleichheit ein "Gut"-Signal
abgibt; das Eintreffen dieses Gut-Signals in Eingang 22 des Taktgebers 21 ermöglicht
die Aussendung weiterer Taktsignale an den Ausgängen 25a und 23b des Taktgebers,
durch welche sowohl der Schrittschalter 11' als auch der Lochstreifenleser 28 um
je einen Schritt weitergeschaltet werden, so daß der nächstfolgende Anschlußpunkt
der Verdrahtung 10' geprüft wird u.s.w. In dieser Weise werden die Anschlußpunkte
automatisch hintereinander durchgeprüft, bis bei einer Abweichung des Istwertes
vom Sollwert der Vergleicher 24 ein je nach dem Vorzeichen der Abweichung verschieden
beschaffenes Alarmsignal an den Alarmgeber 25 ünd an den Taktgeber 21 gibt, welches
in jedem Falle über Eingang 22 den Taktgeber 21 in Haltestellung versezt und dattiit
den Prüfvorgang unterbricht, so daß der Fehler und dessen durch das Vorzeichen der
Abweichung bestimmte Art notiert und/oder die fehlerhafte Verdrahtung markiert bzw.
ausgeschieden werden kann. Das Drücken einer Lösetaste 21b des Taktgebers setzt
die Prüfung an der Unterbrechungsstelle fort.
-
Beim dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) erfolgt die Prüfung ebenfalls
automatisch, doch wird sie bei Auftreten einer Abweichung nicht unterbrochen, sondern
der Wert der Abweichung wird automatisch ausgedruckt; unabhängig davon ist beim
dritten Ausführungsbeispiel der Sollwertspeicher kein Lochstreifen mit -Leser, sondern
eine bereits geprüfte Musterverdrahtung 30, deren Anschlußpunkte einerseits mit
jeweils einem Stufenkontakt eines zweiten Schrittschalters 31 verbunden sind und
andererseits über gleich große Widerstände r an einer Differenzen-Eingangsklemme
41 des Summierers 13" liegen, während die Anschlußpunkte der zu prüfenden Verdrahtung
unabhangig davon einerseits über gleichgroße Widerstände r an einer Summen-Eingangsklemme
12' des Summierers 13" liegen und andererseits an den Stufenkontakten eines ersten
Stufenschalters 11'. Die Bezugspotential-Klemme 14" des Summierers 13" ist über
eine Konstantspannungsquelle 15ti mit dem gemeinsamen Kontakt 16" der Stufenschalter
11" und 31 verbunden, ferner mit einem gemeinsamen Schaltmagneten 52 der Stufenschalter
und mit einem zweiten Eingang eines Nullindikators 36, dessen erster Eingang mit
dem Ausgang 42 des Summierers 1511 verknüpft ist, wobei letzterer .auch den Eingang
eines Analog-Digital-Wandlers 38 bildet, dessen Digitalausgänge ein Teil der InformatioSseingänge
eines Druckers 37 bilden.
-
Das andere Teil der Informationseingänge des Druckers bilden die Abfrageleitungen
eines Zählers 35, welcher von einem Taktgeber 33 über Leitung 33b fortgeschaltet
wird, und zwar gleichzeitig mit der Fortschaltung der Schrittschalter 11" und 31
über eine andere Ausgangsleitung
73c des Taktgebers D3, die mit
dem Schaltmagneten 52 Kontakt hat. Eine Ausgangsleitung 33a des Taktgebers hat mit
Setzeingängen des Zählers 35 Kontakt. Eine Signalleitung des Druckers zur Auslösung
des Druckbefehls ist mit dem Ausgang des Nullindikators 36 verbunden, an welchem
außerdem der Eingang eines Alarmgebers liegen kann.
-
Der Summierer 13" besteht im einzelnen aus einem mit Hilfe eines Operationsverstärkers
realisierten Summierverstärker 40, dessen Eingang direkt die Summeneingangsklemme
12" des Summierers bildet. Die Differenzeneingangsklemme 41 (inverser Eingang) des
Summierers 13" ist über einen Umkehrverstärker 39 mit dem Eingang des Summierverstä.rkers
40 verbunden.
-
In einer Variante des dritten Ausführungsbeispieles (Fig. 5) enthält
der Summierer 13" zwei Summierwiderstände 43 ukk, die je von der Summeneingangs-
und der Differenzeneingangsklemme 12" bzw. 41 des Summierers zu dessen Bezugspotential
geführt sind, und einen Differenzverstärker 45, dessen Eingänge mit den Eingangsklemmen
des Summierers identisch sind.
-
Beim Drücken der Starttaste 34 des Taktgenerators 55 gibt dieser Rücksetzsignale
an den Zähler 55 und an den Kontakt 16", wodurch der Zähler seine Stellung "1" annimmt
und der gemeinsame Kontakt 16" der Stufenschalter an jeweils den Stufenkontakt gelegt
wird, der mit dem ersten Anschlußpunkt der Verdrahtungen 10" bzw. 50 verbunden ist.
-
Darauffolgend vom Taktgeber über die Leitung 33b und 37c
periodisch
abgegebene Taktimpulse schalten jeweils gleichzeitig den Zähler 55 und die Schrittschalter
11" und 51 um eine Stellung weiter, wodurch der Reihe nach sämtliche Anschlußpunkte
der Verdrahtung 10" durchgeprüft werden, indem im Summierer 15" von den über die
Verdrahtung 10" durch die Summeneingangsklemme 12" fließenden Summenströmen die
über die Musterverdrahtung 50 und die Differenzeneingangsklemme 41 fließenden Ströme
abgezogen werden. Die am Ausgang 42" des Summierers auftretende Spannung ist der
resultierenden Stromdifferenz proportional, d.h.
-
bei fehlerfreier Verdrahtung 10 gleich 0. In diesem Fall gibt auch
derNullindikator 56 kein Signal ab.
-
Bei Abweichungen zwischen den Verdrahtungen 10" und 70 zeigt Ausgang
42 bei der Prüfung von am Fehler beteiligten Anschlußpunkten eine von 0 verschiedene
Differenz, welche überNullindikator36 ein Alarm- und Druckbefehlssignal erzeugt.
Damit wird die Nummer jedes an einem Fehler beteiligten Anschlußpunktes und die
Anzahl der zu ihm in der zu prüfenden Verdrahtung bestehenden fehlerhaften Verbindungen
ausgedruckt, wobe-i-e-in-Vo-rzeichen angibtß ob es sich um zu viele oder zu wenig
Verbindungen - also um beteili-gte Kurzschlüsse oder Unterbrechungen - handelt.
Das Ausdrucken der Zahl der fehlerhaften Verbindungen erleichtert eine eventuelle
Fehlersuche.
-
Bei einer vereinfachten Anordnung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
kann eine Bedienungsperson die
Funktionen des Taktgebers 34, des
Zählers 35 und des Druckers 37 übernehmen, wodurch neben einem rationelleren Prüfvorgang
und einfacherer Bedienung als beim ersten Ausführungsbeispiel der apparative Aufwand
fast ebenso minimal ist wie dort.