DE19757823A1

DE19757823A1 - Prüfeinrichtung für Steckverbinder

Info

Publication number: DE19757823A1
Application number: DE19757823A
Authority: DE
Inventors: Joachim Frangen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-08
Anticipated expiration: 2017-12-25
Also published as: DE19757823C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfeinrichtung für Steckverbinder mit einer Steuereinrichtung zur Erzeugung von Prüfsignalen, die über einen eine Einkoppelstruktur tragenden Einkoppelprüfkopf an Anschlüsse des Steckver binders anlegbar sind, zur Aufnahme von Meßsignalen über einen eine Aus koppelstruktur tragenden Auskoppelprüfkopf und zur Auswertung der Meß signale mittels einer Auswerteeinrichtung und mit einer Bedieneinrichtung zur Eingabe von Einstellgrößen und Abgabe von Anzeigesignalen.

Eine derartige Prüfeinrichtung ist der Anmelderin aufgrund eines internen Kenntnisstandes bekannt. Bei dieser bekannten Prüfeinrichtung werden An schlüsse eines Steckverbinders elektrisch leitend an Gegenelemente eines eingangsseitigen und eines ausgangsseitigen Prüfkopfes angeschlossen. Die Prüfköpfe sind mit einer Steuereinrichtung verbunden, die zur Fehlerdiag nose in die Anschlüsse des Steckverbinders einspeisbare Prüfsignale bereit stellt und die über den ausgangsseitigen Prüfkopf erfaßten Meßsignale hin sichtlich Kurzschlüssen oder Unterbrechungen auswertet. Um möglichst ge ringe Übergangswiderstände zwischen den Anschlüssen des Steckverbin ders und den Kontaktierungselementen der Prüfköpfe zu erreichen, müssen die Kontaktierungselemente möglichst eng an den Anschlüssen anliegen, so daß beim Aufstecken der Prüfköpfe relativ hohe Kräfte erforderlich sind, wodurch andererseits die Positionierung erschwert wird und Beschädigun gen der Anschlüsse oder des Steckverbindergehäuses auftreten können. Fer ner wird die Oberfläche der Steckverbinder-Anschlüsse beim Einwirken der Kontaktierungselemente angegriffen.

In der GB 2 143 954 A ist vorgeschlagen, Leiterplattenverbindungen mittels einer kapazitiven Meßeinrichtung zu prüfen. Unter anderem wegen der in der Regel vielen eng beieinanderliegenden, besonders angeordneten Anschlüsse eines Steckverbinders ist eine derartige Meßeinrichtung zur Prüfung von Steckverbindern nicht ohne weiteres verwendbar. Entsprechend kann auch die in der EP 0 599 544 A1 angegebene Prüfeinrichtung für Leiterplatten nicht ohne weiteres zum Prüfen von Steckverbindern verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfeinrichtung der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, die einfach und ohne Gefahr von Beschädi gungen der Steckverbinder anwendbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Hiernach ist vorgesehen, daß die den zu prüfenden Anschlüssen zugeführten Prüfsignale Wechselspannungssignale sind und daß die Einkoppelstruktur und/oder die Auskoppelstruktur zur berührungslosen kapazitiven Ankopplung an die Eingangsseite bzw. Ausgangsseite der Anschlüsse ausgebildet ist/sind.

Durch die berührungslose Ankopplung werden große Steckkräfte vermieden, da es genügt, daß die Einkoppelstruktur bzw. die Auskoppelstruktur in die Nähe der Anschlüsse gebracht wird. Beschädigungen der Steckverbinder, insbesondere der Steckverbinder-Anschlüsse werden vermieden. Die Wech selspannung kann geeignet gewählt werden, um die Prüfsignale einzukop peln und die Meßsignale auszukoppeln, wobei für verschiedene Gruppen von Anschlüssen auch Wechselspannungen unterschiedlicher Frequenz gewählt werden können, die z. B. zwischen 10 kHz und 500 kHz liegt.

Ist vorgesehen, daß die dem entsprechenden metallischen Anschluß zuge kehrte metallische Oberseite der Einkoppelstruktur bzw. der Auskoppel struktur von einer dielektrischen Isolationsschicht überzogen ist, so wird auch bei auf die Anschlüsse aufgesteckter Einkoppelstruktur bzw. Auskop pelstruktur eine galvanische Entkopplung ohne leitende Berührung sicherge stellt, wobei durch eine sehr dünne dielektrische Isolationsschicht ein leichtes Aufstecken bei sehr guter kapazitiver Kopplung erzielt wird. Ent sprechend wird auch ein definierter, sehr geringer Abstand bei flach auf die freien Enden der Anschlüsse aufgesetzter Einkoppelstruktur bzw. Auskop pelstruktur erhalten.

Ist eine Kombination in der Weise vorgesehen, daß die Einkoppelstruktur steckbar und die Auskoppelstruktur den freien Enden flach gegenübersetzbar ausgebildet ist, so werden die Prüfsignale auch bei eng beieinanderliegenden Anschlüssen mit möglichst geringem Verlust in die zugeordneten Anschlüsse eingekoppelt, wobei eine eindeutige Positionierung des Steckverbinders be züglich der Einkoppelstruktur gewährleistet ist. Dabei kann die Auskoppel struktur beispielsweise in einer automatischen Prüfstrecke einfach posi tioniert werden, wobei für eine zuverlässige Auswertung genügend starke Meßsignale erhalten werden, die sich von Störsignalen deutlich unterschei den.

Ein kostengünstiger, für eine einfache Handhabung geeigneter Aufbau wird dadurch erhalten, daß die steckbare Ausführung der Einkoppelstruktur bzw. der Auskoppelstruktur mittels um mehr als die Stärke der Anschlüsse von einander beabstandeter Leiterplattenabschnitte gebildet ist, die sich be züglich der Anschlüsse gegenüberliegende Leiterstreifen als metallische Elektroden tragen, und daß die beiden sich gegenüberliegenden Leiterstrei fen zu jeweils einer Elektrode miteinander verbunden sind. Zudem sichert dieser Aufbau eine sehr gute Einkopplung der Prüfsignale bzw. Auskopplung der Meßsignale.

Zu einem einfachen Aufbau tragen weiterhin die Maßnahmen bei, daß die den freien Enden der Anschlüsse flach gegenübersetzbare Ausführung der Einkoppelstruktur bzw. Auskoppelstruktur als Leiterplatte ausgebildet ist, die auf ihrer Leiterseite mit den zugeordneten Anschlüssen gegenüberliegenden, voneinander getrennten Leiterflächen als Sensorflächen versehen und mit ihrer isolierenden Seite den freien Enden der Anschlüsse zugekehrt ist. Für die Einkoppelstruktur bzw. Auskoppelstruktur wird damit lediglich eine ein fache Leiterplatte benötigt, die auch eine widerstandsfähige, isolierende Beschichtung bildet und für eine hohe Energieübertragung von bzw. zu den einzelnen Anschlüssen entsprechend dünn ausgebildet sein kann. Zum me chanischen Schutz der Leiterplatte kann beispielsweise eine dünne Deck schicht aus Keramik oder Glas aufgelegt werden.

Zur Vermeidung von Störeinflüssen ist vorgesehen, daß die Einkoppelstruk tur und/oder die Auskoppelstruktur mit einem Schirm gegen elektrische und elektromagnetische Störeinflüsse versehen ist.

Ein geeigneter Aufbau mit übersichtlicher Anordnung der Komponenten be steht darin, daß die Steuereinrichtung eine Zentraleinheit aufweist, an die einerseits ein die Einkoppelstruktur tragender Einkoppelprüfkopf und ein die Auskoppelstruktur tragender Auskoppelprüfkopf angeschlossen sind und an dererseits ein Prüfrechner angeschlossen ist, mit dem die eine Tastatur und ein Sichtgerät aufweisende Bedieneinrichtung verbunden sind und der wei terhin mit einer Anlagensteuerung zur aufeinanderfolgenden automatischen Prüfung mehrerer Steckverbinder verbindbar ist. Der Prüfrechner kann dabei z. B. ein einfach zu bedienender Industrie-PC sein, der einfach bedienbar ist und eine übersichtliche Anzeige bereitstellt. Eine Verbindung mit einer Anlagensteuerung ermöglicht die Einbindung in eine automatische Prüf strecke.

Der Aufwand an Hardwarekomponenten und Anschlüssen wird dadurch ge ring gehalten, daß die Steuereinrichtung zum zeitlich aufeinanderfolgenden Anlegen des Prüfsignals an die Anschlüsse einen Multiplexer und zum zeit lich aufeinanderfolgenden Erfassen der Meßsignale von den Anschlüssen einen Demultiplexer aufweist, wobei das Anlegen der Prüfsignale und das Erfassen der Meßsignale miteinander mittels einer Steuerungs- und Auswer teeinheit synchronisiert sind.

Eine zuverlässige Fehlerdiagnose, bei der unterschiedliche Fehlermerkmale, wie Kurzschluß, Unterbrechung, unterschiedlich weit vorstehende, verkürzte oder abgebrochene Anschlüsse unterscheidbar sind, wird dadurch unter stützt, daß der Multiplexer und der Demultiplexer zeitlich so aufeinander abgestimmt sind, daß bei an einem i-ten Anschluß anliegenden Prüfsignal außer dem zugehörigen i-ten Meßsignal auch die Meßsignale zumindest der benachbarten Anschlüsse erfaßt und ausgewertet werden. Ein verringerter schaltungstechnischer und auswertungstechnischer Aufwand wird dadurch erzielt, daß die Amplituden der Meßsignale mittels einer Amplitudenerfas sungseinheit erfaßt werden und daß mehrere Meßsignale bei einem an liegen den Prüfsignal gleichzeitig erfaßt werden. Die gleichzeitige Erfassung mehre rer Meßsignale stellt einen höheren schaltungstechnischen Aufwand dar, wirkt aber meßzeitverkürzend und wird daher in Kauf genommen.

Eine günstige Zuordnung von schaltungstechnischen Komponenten zu dem Einkoppelprüfkopf und dem Auskoppelprüfkopf ergibt sich dadurch, daß der Einkoppelprüfkopf den als Analogmultiplexer ausgebildeten Multiplexer und der Auskoppelprüfkopf den als Analogdemultiplexer ausgebildeten Demulti plexer aufweist und daß die Adresse für den Multiplexer und den Demulti plexer von einem ebenfalls in dem Einkoppelprüfkopf angeordneten Binär zähler geliefert wird. Der Binärzähler ergibt dabei über ein Takt- und ein Rücksetzsignal eine eindeutige Identifizierung der Anschlüsse und der Zuord nung von Prüf- und Meßsignalen.

Ein geeigneter, einfacher Aufbau zum Einkoppeln der Prüfsignale besteht da rin, daß die Ausgänge des Multiplexers über Widerstände an Masse gelegt sind, daß der Multiplexer seine nicht mit dem Prüfsignal beaufschlagten Ausgänge hochohmig beläßt und daß die Widerstände so bemessen sind, daß einerseits der durchgeschaltete, beaufschlagte Ausgang nicht wesent lich belastet ist und andererseits die nicht durchgeschalteten Ausgänge nahezu Null sind. Dabei wird der Aufbau weiterhin hinsichtlich der Schal tungstechnik und der Signalübertragung dadurch begünstigt, daß die an den Ausgängen parallel geschalteten Widerstände über einen gemeinsamen Widerstand an Masse gelegt sind und daß an den Anschlußpunkt zwischen den parallelgeschalteten Widerständen und dem gemeinsamen Widerstand ein Eingang eines Verstärkers angeschlossen ist, der zusammen mit dem gemeinsamen Widerstand zur Eigendiagnose dient.

Ein bevorzugter Aufbau des Auskoppelprüfkopfes besteht darin, daß dieser ein Feldeffekftransistoren-Array aufweist, das an die Auskoppelstruktur angeschlossen ist und als Impedanzwandler für Meßsignal-Spannungen dient, die an an den Gateeletroden angeschlossenen Meßwiderständen ab fallen, und daß die betreffenden Feldeffekt-Transistoren durch Anlegen einer Gate-Spannung leitend geschaltet werden. Mit diesem Aufbau kann einer seits der Abstand zwischen den Sensorflächen und den Feldeffekt-Transisto ren gering gehalten und die anschließenden Übertragungsleitungen können relativ lang ausgeführt werden, wie es zum Anschluß der weiteren Schal tungsteile erforderlich ist. Damit wird eine optimale Meßsignalerfassung gewährleistet.

Ein für einen niedrigen Schaltungsaufwand ausgelegter und damit kostengünstiger Aufbau, mit dem eine schnelle Signalerfassung und -Aus wertung ermöglicht wird, besteht darin, daß das Feldeffektransistoren-Array mehrere Zeilen und mehrere Spalten mit den Feldeffekt-Transistoren auf weist, wobei die Gate-Elektroden über die Meßwiderstände mit den Spalten und die Drain-Elektroden mit den Zeilen verbunden sind, daß die Gate- Spannungen zeitlich aufeinanderfolgend spaltenweise angelegt werden und daß die in den Zeilen anliegenden Drain-Spannungen pro Spaltenansteuerung gemeinsam ausgelesen und zur Auswertung an die Zentraleinheit übertragen werden.

Zum Testen der einwandfreien Funktion der Prüfeinrichtung trägt die Maß nahme bei, daß der Auskoppelprüfkopf eine Eigendiagnosestufe mit einem Spannungsteiler und einem Umschalter aufweist, über den ein durch den Spannungsteiler bestimmter Bruchteil des von einem Oszillator gelieferten Prüfsignals einem Schirm der Auskoppelstruktur zuführbar ist und daß die Eigendiagnose-Funktion durch Ansteuerung des Umschalters mittels des Bi närzählers des Auskoppelprüfkopfes wählbar ist. Auf diese Weise wird ver mieden, daß eine fehlerhafte Auswertung durch einen fehlerhaften Auskop pelprüfkopf verursacht wird.

Für den einfachen Aufbau und eine sichere und schnelle Signalerfassung mit möglichst wenig Aufwand tragen weiterhin die Maßnahmen bei, daß die Zentraleinheit die Amplituden der von dem Auskoppelprüfkopf zugeführten Meßsignale erfaßt und mittels Analogwertspeichern zwischenspeichert und daß die zwischengespeicherten Amplituden nacheinander über einen Analog- /Digitalwandler in einen Meßwandler zur Weiterverarbeitung eingelesen wer den. Dabei besteht eine weitere vorteilhafte Maßnahme darin, daß dem Meßwandler auch die Amplitude einer von der Eigendiagnosestufe geliefer ten Diagnosespannung zuführbar ist.

Zur Identifikation von Ein- und Auskoppelpunkten der Ein- und Auskoppel strukturen und deren Funktionsprüfung ist vorgesehen, daß ein Prüfstift mit einer von außen an die Sensorflächen der Ein- oder Auskoppelstruktur annä herbaren Prüfspitze vorgesehen ist, der einen weiteren Feldeffekt-Transistor aufweist und über einen Umschalter und einen Prüfwiderstand wahlweise mit der Spannung des Oszillators oder einer Gate-Gleichspannung beauf schlagbar ist. Mit dem Prüfstift können die einzelnen Sensorflächen des Auskoppelprüfkopfes bzw. die den Steckverbinder-Anschlüssen zugeordne ten Einspeisestellen des Einkoppelprüfkopfes ohne Zwischenschaltung eines Steckverbinders kontrolliert werden.

Der Begriff Steckverbinder bezieht sich in vorliegender Anmeldung auf sol che Verbindungselemente, die in einer isolierenden Tragstruktur eingebettete elektrisch leitende Verbindungen in beliebiger Anordnung aufweisen, wobei die Verbindungen zum Herstellen eines galvanischen Kontakts zwischen an deren elektrisch leitenden Komponenten, wie z. B. Drähten, Leiterplatten und weiteren Steckverbindern dienen. Die beiden Enden jeder Verbindung kön nen sowohl als elektrische Anschlüsse als auch zur mechanischen Befesti gung der anzuschließenden Leiter dienen und können als Lötstift, Pfosten oder Buchse ausgestaltet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer Prüf einrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Ankopplung einer Einkoppel struktur und einer Auskoppelstruktur an eine Steckerleiste in seitlicher Ansicht,

Fig. 3 eine genauere Darstellung einer Einkoppelstruktur in Bezug auf Anschlüsse des Steckverbinders,

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Ankopplung mehrerer Ein koppelstrukturen und Auskoppelstrukturen an mehrere An schlüsse eines Steckverbinders in Draufsicht,

Fig. 5 eine Darstellung von wesentlichen Schaltungskompo nenten und deren Verbindung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zum Schaltungsaufbau des Einkoppelprüfkopfs,

Fig. 7 eine schematische Darstellung zum Schaltungsaufbau des Auskoppelprüfkopfs,

Fig. 8 einen Ausschnitt eines in dem Auskoppelprüfkopf angeordneten Feldeffekttransistor-Arrays,

Fig. 9 eine Darstellung der Zentraleinheit der Prüfeinrichtung mit ihren wesentlichen Komponenten,

Fig. 10 ein Zeitdiagramm zu einem Prüfzyklus und

Fig. 11 ein Flußdiagramm zu einem Prüfungsablauf.

Fig. 1 zeigt als wesentliche Komponenten einer Prüfeinrichtung einen an einem Steckverbinder in Form einer Steckerleiste SL eingangsseitig ankop pelbaren Einkoppelprüfkopf EKP, einen ausgangsseitig an der Steckerleiste SL ankoppelbaren Auskoppelprüfkopf AKP, eine mit dem Einkoppelprüfkopf EKP und dem Auskoppelprüfkopf AKP bidirektional verbundene Zentralein heit Z, mit der auch ein Prüfstift PR verbindbar ist und die an einen Prüfrechner RPR in Form eines Industrie-PCs angeschlossen ist. Der Prüf rechner ist mit einer Tastatur TA als Eingabegerät und einem Monitor MO als Sichtgerät verbunden und kann andererseits auch an eine Anlagensteue rung AST angeschlossen sein, wie Fig. 1 ebenfalls zeigt. Zum Anschluß zwischen der Zentraleinheit Z und dem Prüfrechner RPR dient eine Drucker- Schnittstelle, während die Anlagensteuerung AST über eine Eingabe/Aus gabe-Platine mit dem Prüfrechner RPR verbunden ist.

Der Einkoppelprüfkopf EKP und der Auskoppelprüfkopf AKP werden mit einem mehradrigen, geschirmten Kabel mit der Zentraleinheit Z verbunden. Zum Umrüsten auf eine andere Steckerleistenfamilie werden der Einkoppel prüfkopf EKP und der Auskoppelprüfkopf AKP gegen passende Prüfköpfe ausgetauscht, während bei Umrüsten auf eine andere Steckerleistenvariante, die eine entsprechende Spritzgußform, aber eine andere Anschlußzahl oder -anordnung besitzt, eine Konfigurationsänderung der in dem Prüfrechner RPR und gegebenenfalls auch der Zentraleinheit vorgesehenen Software genügt.

Um die Kopplung der Prüfköpfe EKP und AKP möglichst leicht und schonend zu dem Steckverbinder in Form der Steckerleiste SL vorzunehmen, sind an dem Einkoppelprüfkopf EKP und dem Auskoppelprüfkopf AKP kapazitive Einkoppel- bzw. Auskoppelstrukturen ESTR, ASTR vorgesehen, die mit ihren metalli-schen Elektroden EL möglichst nahe an die Eingänge E_i E₀. . .E_p-1 bzw. die Ausgänge A_i, A₀. . .A_p-1 herangeführt werden, ohne daß sich je-doch eine elek-trisch leitende Verbindung zwischen den Anschlüssen P der Steckerleiste SL und den Elektroden EL ergibt, wie in den Fig. 2 bis 4 sche matisch dargestellt ist.

Die Einkoppelstruktur STR ist auf die Anschlüsse P aufsteckbar ausgebildet, wobei die Elektroden EL als Leiterplattenstreifen ausgebildet sind, die sich beabstandet gegenüberliegen, so daß die Anschlüsse P zwischen diese mit möglichst geringem Abstand zu den Elektroden EL, aber mit möglichst wenig Kraftaufwand eingeschoben werden können. Die Elektroden EL sind mittels einer dünnen Isolationsschicht IS zu dem jeweiligen Anschluß P hin abge deckt und andererseits paarweise miteinander verbunden, so daß sich eine möglichst große Fläche ergibt, die zusammen mit der Isolationsschicht und dem zugeordneten, eingeführten Anschluß P einen Kondensator ergibt, der mit möglichst großer Kapazität an dem zugeordneten Anschluß P jedoch mit möglichst geringer Kapazität an benachbarten Anschlüssen P ankoppelt. Die Einkoppelstruktur kann ebenso wie die Auskoppelstruktur mit einem Schirm SCH umgeben sein, um ein Überkoppeln zwischen den Strukturen und den ihnen benachbarten Anschlüssen zu minimieren. Mit den erzielten hohen Ein koppelkapazitäten wirken sich Koppelkapazitäten zwischen den Anschlüssen P sowie parasitäre Kapazitäten zur Umwelt bei der Einkopplung eines Prüf signals praktisch nicht nennenswert aus.

Wie die Fig. 2 und 4 weiterhin zeigen, ist die Auskoppelstruktur ASTR flach ausgebildet, wobei ihre Elektroden in Form von kleinen gegeneinander iso lierten Sensorflächen den zugeordneten Anschlüssen P stirnseitig gegen übergesetzt werden. Die Sensorflächen sind als voneinander isolierte Leiter plattenflächen LF ausgebildet, wobei die isolierende Seite der Leiterplatte den Anschlüssen P zugewandt ist. Um eine möglichst gute Auskopplung der Meßsignale von den Anschlüssen P zu erhalten, ist die isolierende Träger schicht der Leiterplatte möglichst dünn ausgebildet. Andererseits bietet die Leiterplatte eine genügende Stabilität, so daß sie auf die stirnseitigen Enden der Anschlüsse P aufgelegt werden kann. Zum mechanischen Schutz der Leiterplatte kann beispielsweise eine dünne Deckschicht aus Keramik oder Glas aufgelegt werden.

In Fig. 5 ist die Verbindung des Einkoppelprüfkopfs EKP und des Auskoppel prüfkopfs AKP mit einer Stimulations- und Erfassungseinheit SEE zum ge steuerten Zuführen der Prüfsignale und Aufnehmen der Meßsignale sowie zu deren Weiterverarbeitung in einer Steuerungs- und Auswerteeinheit SAE schematisch dargestellt. Die Stimulations- und Erfassungseinheit SEE sowie die Steuerungs- und Auswerteeinheit SAE bilden Teile der Zentraleinheit Z, wobei jedoch Schaltungsteile der Stimulations- und Erfassungseinheit SEE vorzugsweise auch in dem Einkoppelprüfkopf EKP und dem Auskoppelprüf kopf AKP angeordnet sein können, wie unten noch näher erläutert wird.

Mit der in Fig. 5 gezeigten Anordnung kann das Übertragungsverhalten zwi schen Einkoppelprüfkopf EKP und Auskoppelprüfkopf AKP mit dem dazwi schenliegenden Steckverbinder SL bestimmt werden, wobei elektrische oder geometrische Defekte sich im Übertragungsverhalten auswirken und erfaßt werden können. Die Stimulations- und Erfassungseinheit SEE ermöglicht es, eine beliebige Struktur des Einkoppelprüfkopfes EKP relativ zu einem Masse potential auf Wechselspannungspotential konstanter Amplitude und Fre quenz zu schalten (stimulieren), d. h. mit dem Prüfsignal zu beaufschlagen, während alle übrigen Einkoppelstrukturen ESTR über Widerstände R_p auf Gleichspannungspotential geschaltet sind. Die Prüfsignale werden über Aus gänge eines Multiplexers MUX nacheinander auf die verschiedenen Eingänge E₀. . .E_p-1 gegeben, während die von den Ausgängen A₀. . .A_p-1 der Anschlüsse P abgenommenen Meßsignale mittels eines Demultiplexers DEMUX synchro nisiert mit der Aufschaltung der Prüfsignale abgenommen werden. Die Meß signale werden über einen gegen Masse geschalteten Meßwiderstand RM einer Amplitudenerfassungseinheit zugeführt, und die erfaßte Amplitude wird über einen Analogeingang zur weiteren Auswertung in die Steuerungs- und Auswerteeinheit SAE geführt. Die Prüfsignale werden mittels eines Oszillators Osz bereitgestellt.

Die eingelesenen Amplitudenwerte bilden eine Matrix von p² Meßwerten (p = Anzahl der Anschlüsse, die das Übertragungsverhalten des Kapazitäts netzwerkes wiedergeben). Mit einem Algorithmus der Steuerungs- und Aus werteeinheit SAE, mit dem auch die Einspeisung der Prüfsignale und das Auslesen der Meßsignale gesteuert werden können, kann auch die Auswer tung der gewonnen Meßwertmatrix vorgenommen werden, um eine Aussa ge über den Zustand des Steckverbinders zu gewinnen.

Über eine Kommunikationsleitung kann eine Kommunikation mit einem über geordneten System, wie dem Prüfrechner RPR oder der Anlagensteuerung AST stattfinden.

Fig. 6 zeigt den schaltungsmäßigen Aufbau des Einkoppelprüfkopfs EKP in schematischer Darstellung. In dem Einkoppelprüfkopf EKP ist der Multiplexer MUX in Form eines Analogmultiplexers angeordnet, der eingangsseitig an einen Binärzähler BZE und ausgangsseitig an die mit den Anschlüssen des Steckverbinders SL koppelbaren Eingänge E₀ . . . E₁₉₁ über Ausgänge U_out,0, . . . U_out,191 angeschlossen ist. Mittels des Binärzählers BZE, der einen Takt- und Reset-Eingang besitzt, können in dem Multiplexer MUX Adressen zum Ansprechen der verschiedenen Anschlüsse des Steckverbinders SL einge stellt werden, an die die von dem Oszillator Osz über einen Eingang U_in des Multiplexers MUX zugeführten Prüfspannungen angelegt werden. Der Multi plexer MUX beläßt die nicht angesteuerten Ausgänge U_out,0. . .U_out,191 hochohmig, so daß sie über die an die Ausgänge angeschlossenen Wider stände R_p und R_Q auf Masse gehalten werden. Die Widerstände R_p sind so dimensioniert, daß einerseits der durchgeschaltete Ausgang des Multiplexers MUX nicht nennenswert belastet wird und andererseits bei nicht durchge schaltetem Multiplexer die Amplitude der Prüfspannung trotz Rückwirkung über die Koppelkapazitäten nahezu Null ist. Der gegen Masse geschaltete Widerstand R_Q ermöglicht zusammen mit einem Verstärker VE, der mit seinem Eingang an den Koppelpunkt zwischen den Widerständen R_p und R_Q angeschlossen ist, eine Eigendiagnose des Einkoppelprüfkopfes EKP. Da bei intakter Schaltung nur durch einen der 191 Widerstände Wechselstrom fließt, fällt an dem Widerstand R_Q (=R_p/1000) immer näherungsweise 1/1000 der Spannung des Prüfsignals ab. Diese Spannung wird verstärkt und über eine Leitung U_CHK zur Amplitudenmessung an die Zentraleinheit Z übertragen. Bei der Eigendiagnose des Einkoppelprüfkopfes EKP werden alle Anschlüsse P nacheinander angesteuert; die Amplitudenwerte werden von dem Prüfrechner RPR eingelesen und auf das Einhalten eines gewissen Fen-sterbereiches überwacht. Bei Vorliegen eines Kurzschlusses in dem Einkoppelprüfkopf EKP zwischen zwei oder mehreren Einkoppelstrukturen ESTR wird aufgrund der dann parallel geschalteten Widerstände R_p die Amplitude zu hoch, so daß die Spannung an der Leitung U_CHK eine Obergrenze über-steigt. Dadurch kann der Kurzschluß detektiert und lokalisiert werden. Bei einer Unterbrechung in der Übertragungskette von dem Oszillator Osz bis zu den Widerständen R_p unterschreitet die Amplitude der an der Leitung U_CHK anliegenden Spannung eine untere Grenze, wodurch der Fehler erkannt wird.

Fig. 7 zeigt die wesentlichen Komponenten der Schaltung des Auskoppel prüfkopfes AKP. Von den in dem Auskoppelprüfkopf AKP angeordneten Sensorflächen LF, die bei genauer Positionierung an der Steckerleiste SL den Ausgangsseiten jedes Anschlusses P gegenüberliegen, sowie von dem Schirm SCH führen kurze Drähte zu einem in dem Auskoppelprüfkopf AKP angeordneten Stecker. Zusammen mit dem Stecker bildet die Auskoppel struktur ASTR eine austauschbare mechanische Einheit ohne aktive elek tronische Elemente. Diese mechanische Einheit ist in der Stirnseite eines Gehäuses des Auskoppelprüfkopfes AKP eingeschraubt, in dem sich auch die in Fig. 7 gezeigten elektronischen Schaltungsteile befinden.

Wie bei dem Einkoppelprüfkopf EKP wird auch bei dem Auskoppelprüfkopf AKP ein Binärzähler BZA benutzt, um mit zwei Leitungen (Takt, Reset) eine Adresse 0. . .31 zu erzeugen. Auch der Demultiplexer DEMUX ist in dem Auskoppelprüfkopf angeordnet und liefert eine an einem Analogeingang an liegende konstante Gleichspannung in Form einer Gate-Spannung U_Gate zu einem adressierten Ausgang der Ausgänge U'_out,0. .U'_out,31 des Demulti plexers DEMUX. Alle anderen Ausgänge werden auf Null V gehalten. Die Ausgänge U'_out,0. . .U'_out,31 sind mit einem Feldeffekt-Transistor-Array FA verbunden, das andererseits an die Auskoppelstruktur ASTR mit den Ausgängen A₀. . .A₁₉₁ angeschlossen ist. Über das Feldeffekt-Transistor-Array FA werden die von der Auskoppelstruktur ASTR abgenommenen Meßsignale unter Impedanzwandlung an Verstärker VA gegeben und über diese weiter an die Zentraleinheit Z zur Amplitudenerfassung und weiteren Auswertung übertragen. Ein zusätzlicher Schaltungsteil, bestehend aus einem Spannungsteiler R_K/R_L und einem Umschalter USA, ermöglicht eine Eigendiagnose des Auskoppelprüfkopfes AKP. Dazu wird ein zugeordneter Adressbereich des Binärzählers BZA angesteuert. In diesem Adressbereich ist ein Binärzähler-Ausgang Q₅ ständig aktiv, so daß der Umschalter USA anstelle des Massepotentials einen geringen Bruchteil R_L/(R_K + R_L) der Os zillator-Wechselspannung bzw. des Prüfsignals auf die Schirmflächen der Auskoppelstruktur überträgt. Die Eigendiagnose besteht in der Abfrage der Spannungsamplituden aller Sensorflächen LF bei nicht anliegender Stecker leiste SL. Wenn alle Amplituden einen gewissen Grenzwert überschreiten, wird davon ausgegangen, daß alle Übertragungsstrecken von den Sensor flächen LF bis in den Prüfrechner RPR fehlerfrei sind. Damit können z. B. unterbrochene Sensorflächen-Anschlußdrähte oder defekte Feldeffekttran sistoren FE des Feldeffekt-Transistoren-Arrays FA detektiert und lokalisiert werden.

In Fig. 8 ist das Feldeffekt-Transistor-Array FA näher angegeben. Die Feld effekt-Transistoren FET und an deren Gate-Elektroden angeschlossene Wi derstände RM befinden sich in dichter Packung auf einer Platine in der Nähe der Auskoppelstruktur ASTR. Das Feldeffekt-Transistor-Array FA dient als Impedanzwandler und zusammen mit dem dem Multiplexer DEMUX als 6-fach-Multiplexer für die an den Meßwiderständen R_M abfallenden Span nungen. Um die parasitären Kapazitäten gering zu halten, wurde auf räum liche Nähe und kurze Verbindungswege zu den Sensorflächen LF geachtet. Das Feldeffekt-Transistor-Array FA besitzt vorliegend 32 Eingänge für die Gate-Spannungen U_G,0. . .U_G,31, 192 Eingänge A₀. . .A₁₉₁ zum Anschluß der Sensorflächen LF und 6 Ausgänge für Drain-Spannungen U_D,0. . .U_D,5. Die Feldeffekttransistoren FET sind beispielsweise in 6 funktionsgleichen Reihen mit je 32 Feldeffekttransistoren FET angeordnet, so daß 6 Sensor-flächen LF gleichzeitig abgefragt werden können und dadurch die Auslese geschwindigkeit um den Faktor 6 gegenüber einem zeilenweisen Auslesen gesteigert wird. Liegen alle 32 Eingänge für die Gate-Spannungen U_G,0. . .U_G,31. 31 auf Null V-Potential, so sind alle Feldeffekttransistoren FET hochohmig. Sobald ein Eingang mit der Gate-Spannung U_Gate angesteuert wird, werden die 6 Feldeffekttransistoren FET der betreffenden Spalte leitend. Sie befinden sich jetzt im Arbeitsbereich und übertragen die über die Sensorflächen LF kapazitiv eingekoppelten Meßsignale an die Drain-Aus gänge, an denen die Drain-Spannungen U_D,0. . .U_D,5 abgenommen werden. Die Verstärkung jeder Stufe ist nahezu eins, jedoch wird die Impedanz auf wenige kΩ herabgesetzt. Dabei muß bei der Kabelführung der zu den Drain- Anschlüssen geführten Leitungen keine Rücksicht auf parasitäre Kapazitäten genommen werden.

Die wesentlichen Schaltungsteile der Zentraleinheit Z sind in Fig. 9 wieder gegeben. Die Zentraleinheit Z besteht im wesentlichen aus einem Meßwand ler MW, der dem Prüfrechner RPR über eine Druckerschnittstelle fünf Digi talausgänge P0. . .P4 und acht Analogeingänge U_i,0. . .U_i,7 zur Verfügung stellt. Vier der Digitalausgänge P0. . . P4 werden zur Ansteuerung der Takt- und Reset-Eingänge des Einkoppelprüfkopfes EKP und des Auskoppelprüf kopfes AKP verwendet. Über diese Leitungen wählt der Prüfrechner RPR ein koppelseitig den mit dem Prüfsignal zu beaufschlagenden Anschluß und aus koppelseitig die Sechser-Gruppe von Sensorflächen LF, deren Meßsignale bzw. Amplituden gemessen werden sollen. Der Auskoppelprüfkopf liefert die verstärkten Meßsignale als Wechselspannungen U₀. . .U₅ an die entspre chenden Eingänge der Zentraleinheit Z. Dort findet zunächst eine schnelle Amplitudenerfassung statt, wobei nach ca. zehn Wechselspannungsperio den die Amplituden Ü zur Verfügung stehen und werden dann mit dem Wei terschalten des Auskoppelprüfkopfes auf die Sechser-Gruppe (Taktimpuls an TA) in sechs Analogwertspeicher SH übernommen werden. Der Meßwandler MW kann die sechs gespeicherten Meßwerte nacheinander über einen schnellen AD-Wandler einlesen, während bereits die Amplitudenerfassung für die nächste Sechser-Gruppe läuft.

Für die Eigendiagnose-Spannung U_CHK des Einkoppelprüfkopfes EKP steht eine eigene Amplitudenerfassung und ein Analogeingang U'_i,6 in dem Meß wandler MW zur Verfügung.

Die übrigen Schaltungsteile ermöglichen den Anschluß eines bidirektional einsetzbaren kapazitiven Prüfstiftes PR, dessen Schaltbild rechts in Fig. 9 zu sehen ist. Mit diesem Prüfstift (Pfeilspitze) können einzelne Strukturen der Ein- und Auskoppelprüfköpfe EKP, AKP zur Identifikation und Funktionsprü fung angefahren werden. Mit dem Digitalausgang P4 kann die Sonde als Ein- oder Ausgang konfiguriert werden:
Falls P4 = 0, schaltet der Umschalter USZ der Zentraleinheit Z die Gleich spannung U_Gate auf den Gate-Eingang des Feldeffekttransistors FET, wo durch sich dieser so verhält wie eine Zelle des zuvor beschriebenen Feld effekt-Transistor Arrays FA: Die kapazitive Einkopplung einer Wechselspan nung in die Spitze des Prüfstiftes führt zu einem Wechselspannungsanteil an dem Gate-Anschluß. Der Feldeffekt-Transistor FET wandelt die Impedanz, so daß die Wechselspannung über ein langes Sonden-Anschlußkabel zu dem Anschluß T₂ der Zentraleinheit Z übertragen werden kann. Dort wird sie verstärkt, die Amplitude wird erfaßt und an einen Eingang des Meßwandlers MW übertragen. Der Prüfrechner RPR kann nun durch sukzessive Stimulie rung aller Einkoppelstrukturen ESTR des Einkoppelprüfkopfes EKP diejenige ausfindig machen, bei der die Amplitude des Prüfstiftes PR maximal wird, und dadurch die angefahrene Einkoppelstruktur ESTR identifizieren.

Falls P4 = 1, schaltet der Analogschalter USZ die Oszillator-Wechselspan nung auf den Ausgang T₃, so daß sie über den Widerstand von einem MΩ in dem Prüfstift PR auch an dessen Tastspitze anliegt. Der Feldeffekttransistor FET ist in dieser Betriebsart ohne Funktion. Wenn die Tastspitze in die Nähe der Sensorfläche LF des Auskoppelprüfkopfes AKP gebracht wird, koppelt die Wechselspannung von der Tastspitze auf die Sensorfläche LF über. Der Rechner kann durch Abfrage der Amplituden aller Sensorflächen LF diejenige mit der größten Amplitude ausfindig machen und dadurch die angefahrene Sensorfläche LF identifizieren.

In Fig. 10 ist die Kommunikation zwischen dem Prüfrechner RPR und der Anlagensteuerung AST anhand eines Zeitdiagramms beispielhaft dargestellt. Die Anlagensteuerung AST leitet einen Prüfzyklus durch einen 1-Pegel auf einer Leitung "Start" ein, wenn die Prüfeinrichtung "Bereit" signalisiert.

Gleichzeitig stellt sie auf den 8 ID-Code-Leitungen gültige Daten zur Ver fügung. Nach der Prüfanforderung wechselt die Leitung "Bereit" auf Null, woraufhin die Anlagensteuerung AST die Leitung "Start" wieder auf Null setzen kann. Jetzt werden innerhalb einer Zeit von maximal 1s alle Koppel koeffizienten gemessen und anschließend in einer weiteren Zeitspanne von maximal 1s ausgewertet. Das binäre Prüfergebnis wird ermittelt und an einem Ausgang "Ergebnis", zur Verfügung gestellt. Um der Anlagensteue rung AST zu signalisieren, daß das Prüfergebnis gültig ist, schaltet der Prüfrechner RPR den Ausgang "Bereit" auf 1-Pegel. Danach kann ein neuer Prüfzyklus beginnen. Falls die "Bereit"-Leitung für länger als 2s im Null- Zustand bleibt, ist bei der Prüfung ein schwerer Fehler aufgetreten (z. B. keine Steckerleiste SL vorhanden, Kabelabfall, Sensordefekt), der in einem Fehlerbericht auf dem Monitor MO näher beschrieben wird.

Mit dem beschriebenen Aufbau der Prüfeinrichtung können verschiedene Auswerteverfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Auswerte verfahren mit Schwellwertkriterien durchgeführt werden, bei dem Schwell werte vorgegeben werden, oder es kann eine Auswertung mit Klassifikatio nen erfolgen, bei dem Fehlerkategorien durch Lernprozesse unterschieden werden können, wozu ein lernfähiges neuronales Netz verwendet wird, oder die Auswertung kann aufgrund von Vorabinformationen über verschiedene Steckverbinder durchgeführt werden.

In Fig. 11 ist eine Auswertung mit Schwellwertkriterien beschrieben, wel ches sich in den bisher durchgeführten laborinternen Tests als sehr robust erwiesen hat und mit einer geringen Anzahl von Schwellwerten auskommt. Die Abfolge der einzelnen Schritte geht aus dem Flußdiagramm der Fig. 11 hervor.

Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der Prüfeinrichtung bestehen darin, daß gleichzeitig mehrere Einkoppelstrukturen ESTR beispielsweise mit Prüf signalen unterschiedlicher Frequenzen beaufschlagt werden. Auskoppelseitig kann die Erfassung der Meßsignale aufgrund der verschiedenen Frequenzen durch Einsatz von Bandpaßfiltern erfolgen. Dadurch kann eine weitere Prüf zeitverkürzung durch gleichzeitig laufende Prüfvorgänge erzielt werden.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, daß der Auskoppel prüfkopf AKP ein regelmäßiges Raster von Auskoppelstrukturen hoher Dich te aufweist. Der Vorteil einer derartigen Ausführung liegt darin, daß ein universeller Auskoppelprüfkopf AKP für verschiedene Steckverbindertypen mit unterschiedlicher Anschlußanordnung bereitgestellt ist. Jeder Anschluß koppelt an einen oder mehrere "Rasterpunkte", deren Koordinaten dem Sy stem durch softwareseitige Konfiguration mitgeteilt werden.

Claims

1. Prüfeinrichtung für Steckverbinder (SL) mit einer Steuereinrichtung (Z₁ RPR) zur Erzeugung von Prüfsignalen, die über einen eine Einkoppel struktur (ESTR) tragenden Einkoppelprüfkopf (EKP) an Anschlüsse (P) des Steckverbinders (SL) anlegbar sind, zur Aufnahme von Meßsigna len über einen eine Auskoppelstruktur (ASTR) tragenden Auskoppel prüfkopf (AKP) und zur Auswertung der Meßsignale mittels einer Aus werteeinrichtung (SAE, RPR) und mit einer Bedieneinrichtung (TA, MO, AST) zur Eingabe von Einstellgrößen und Abgabe von Anzeige signalen, dadurch gekennzeichnet,
daß die den zu prüfenden Anschlüssen (P) zugeführten Prüfsignale Wechselspannungssignale sind und
daß die Einkoppelstruktur (ESTR) und/oder die Auskoppelstruktur (ASTR) zur berührungslosen kapazitiven Ankopplung an die Eingangs seite bzw. Ausgangsseite der Anschlüsse (P) ausgebildet ist/sind.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem entsprechenden metallischen Anschluß (P) zugekehrte metallische Oberseite der Einkoppelstruktur (ESTR) bzw. der Aus koppelstruktur (ASTR) von einer dielektrischen Isolationsschicht (IS) überzogen ist.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkoppelstruktur (ESTR) und/oder die Auskoppelstruktur (ASTR) auf die oder in die zugeordneten freien Enden der Anschlüsse (P) steckbar oder den Stirnseiten der freien Enden flach gegenüber setzbar ist.

4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Kombination, daß die Einkoppelstruktur (ESTR) steckbar und die Auskoppelstruktur (ASTR) den freien Enden flach gegenübersetzbar ausgebildet ist.

5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die steckbare Ausführung der Einkoppelstruktur (ESTR) bzw. der Auskoppelstruktur (ASTR) mittels um mehr als die Stärke der An schlüsse (P) voneinander beabstandeter Leiterplattenabschnitte gebildet ist, die sich bezüglich der Anschlüsse (P) gegenüberliegende Leiterstreifen als metallische Elektroden (EL) tragen, und daß die beiden sich gegenüberliegenden Leiterstreifen zu jeweils einer Elektrode (EL) miteinander verbunden sind.

6. Prüfeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den freien Enden der Anschlüsse (P) flach gegenübersetzbare Ausführung der Einkoppelstruktur (ESTR) bzw. Auskoppelstruktur (ASTR) als Leiterplatte ausgebildet ist, die auf ihrer Leiterseite mit den zugeordneten Anschlüssen (P) gegenüberliegenden, voneinander ge trennten Leiterflächen (LF) als Sensorflächen versehen und mit ihrer isolierenden Seite den freien Enden der Anschlüsse (P) zugekehrt ist.

7. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkoppelstruktur (ESTR) und/oder die Auskoppelstruktur (ASTR) mit einem Schirm (SCH) gegen elektrische und elektromagne tische Einflüsse versehen ist.

8. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Zentraleinheit (Z) aufweist, an die einerseits ein die Einkoppelstruktur (ESTR) tragender Einkoppel prüfkopf (EKP) und ein die Auskoppelstruktur (ASTR) tragender Aus koppelprüfkopf (AKP) angeschlossen sind und andererseits ein Prüf rechner (RPR) angeschlossen ist, mit dem die eine Tastatur (TA) und ein Sichtgerät (MO) aufweisende Bedieneinrichtung verbunden sind und der weiterhin mit einer Anlagensteuerung (AST) zur aufeinander folgenden automatischen Prüfung mehrerer Steckverbinder (SL) ver bindbar ist.

9. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (Z, RPR) zum zeitlich aufeinanderfolgenden Anlegen des Prüfsignals an die Anschlüsse (P) einen Multiplexer (MUX) und zum zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassen der Meßsig nale von den Anschlüssen (P) einen Demultiplexer (DEMUX) aufweist, wobei das Anlegen der Prüfsignale und das Erfassen der Meßsignale miteinander mittels einer Steuerungs- und Auswerteeinheit (SAE) synchronisiert sind.

10. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplexer (MUX) und der Demultiplexer (DEMUX) zeitlich so aufeinander abgestimmt sind, daß bei an einem i-ten Anschluß (P) anliegendem Prüfsignal außer dem zugehörigen i-ten Meßsignal auch die Meßsignale zumindest der benachbarten Anschlüsse (P) erfaßt und ausgewertet werden.

11. Prüfeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden der Meßsignale mittels einer Amplitudenerfas sungseinheit (AE) erfaßt werden und daß mehrere Meßsignale bei einem anliegenden Prüfsignal gleichzeitig erfaßt werden.

12. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Einkoppelprüfkopf (EKP) den als Analogmultiplexer ausgebil deten Multiplexer (MUX) und der Auskoppelprüfkopf (AKP) den als Analogdemultiplexer ausgebildeten Demultiplexer (DEMUX) aufweist und
daß die Adresse für den Multiplexer (MUX) und den Demultiplexer (DEMUX) von einem ebenfalls in dem Einkoppelprüfkopf (EKP) bzw. dem Auskoppelprüfkopf (AKP) angeordneten Binärzähler (BZE bzw. BZA) geliefert wird.

13. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgänge des Multiplexers (MUX) über Widerstände (R_p, R₀) an Masse gelegt sind,
daß der Multiplexer (MUX) seine nicht mit dem Prüfsignal beauf schlagten Ausgänge ((U_out,0. . .U_out,191) hochohmig beläßt und daß die Widerstände (R_p, R_Q) so bemessen sind, daß einerseits der durchgeschaltete, beaufschlagte Ausgang nicht wesentlich belastet ist und andererseits die nicht durchgeschalteten Ausgänge nahezu Null sind.

14. Prüfeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die an den Ausgängen (U_out,0. . .U_out,191) parallel geschalteten Widerstände (R_p) über einen gemeinsamen Widerstand (R_Q) an Masse gelegt sind und
daß an den Anschlußpunkt zwischen den parallelgeschalteten Wider ständen (R_p) und dem gemeinsamen Widerstand (R_Q) ein Eingang eines Verstärkers (VE) angeschlossen ist, der zusammen mit dem gemeinsamen Widerstand (R_Q) zur Eigendiagnose dient.

15. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auskoppelprüfkopf (AKP) ein Feldeffekttransistoren-Array (FA) aufweist, das an die Auskoppelstruktur (ASTR) angeschlossen ist und als Impedanzwandler für Meßsignal-Spannungen dient, die an an den Gateeletroden angeschlossenen Meßwiderständen (R_M) abfal len, und
daß die betreffenden Feldeffekt-Transistoren (FET) durch Anlegen einer Gate-Spannung (U_G,0. . .U_G,31) leitend geschaltet werden.

16. Prüfeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß das Feldeffektransistoren-Array (FA) mehrere Zeilen und mehrere Spalten mit den Feldeffekt-Transistoren (FET) aufweisen, wobei die Gate-Elektroden über die Meßwiderstände (R_M) mit den Spalten und die Drain-Elektroden mit den Zeilen verbunden sind,
daß die Gate-Spannungen (U_G,0. . .U_G,31) zeitlich aufeinanderfolgend spaltenweise angelegt werden und
daß die in den Zeilen anliegenden Drain-Spannungen (U_D,0. . .U_D,5) pro Spaltenansteuerung gemeinsam ausgelesen und zur Auswertung an die Zentraleinheit (Z) übertragen werden.

17. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auskoppelprüfkopf (AKP) eine Eigendiagnosestufe mit einem Spannungsteiler (R_K, R_L) und einem Umschalter (USA) aufweist, über den ein durch den Spannungsteiler (R_K R_L) bestimmter Bruchteil des von einem Oszillator (OSZ) gelieferten Prüfsignals einem Schirm (SCH) der Auskoppelstruktur (ASTR) zuführbar ist und
daß die Eigendiagnose-Funktion durch Ansteuerung des Umschalters (USA) mittels des Binärzählers (BZA) des Auskoppelprüfkopfes (AKP) wählbar ist.

18. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentraleinheit (Z) die Amplituden der von dem Auskoppel prüfkopf (AKP) zugeführten Meßsignale erfaßt und mittels Analog wertspeichern (SH) zwischenspeichert und
daß die zwischengespeicherten Amplituden nacheinander über einen Analog-/Digitalwandler in einen Meßwandler (MW) zur Weiterverarbei tung eingelesen werden.

19. Prüfeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßwandler (MW) auch die Amplitude einer von der Eigen diagnosestufe gelieferten Diagnosespannung zuführbar ist.

20. Prüfeinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prüfstift (PR) mit einer von außen an die Sensorflächen (LF) der Ein- oder Auskoppelstruktur (ESTR bzw. ASTR) annäherbaren Prüfspitze vorgesehen ist, der einen weiteren Feldeffekt-Transistor aufweist und über einen Umschalter (USZ) und einen Prüfwiderstand wahlweise mit der Spannung des Oszillators (Osz) oder einer Gate- Gleichspannung beaufschlagbar ist.