DE2451871C3 - Verfahren und Anordnung zur Fehlersuche und Fehlerlokalisierung in komplexen elektronischen Anlagen - Google Patents

Description

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Leiterplatte angeordnet ist, daß die Zuführung des Versorgungspotentials über eine Potentiallage (LM) der bestückten Leiterplatte geschieht und daß zur Kontaktierung zwischen den Signalanschlüssen der Bauelemente (B) und/oder Schaltkreise (S) und der unbestückten Leiterplatte jeweils ein Kontaktelement (43) vorgesehen ist

7. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Leiterplatte (ζ. Β Li) bestückt und die Vermaschung auf der unbestückten Leiterplatte (z.B. L2) angeordnet ist, daß die Zuführung des Versorgungspotentials über Potentiallagen (LM) der unbestückten Leiterplatte geschieht und daß zur Kontaktierung zwischen den Potential- und Signalanschlüssen (2) der Bauelemente (B) und/oder der Schaltkreise (S) und der unbestückten Leiterplatte jeweils ein Kontaktelement (42,43) vorgesehen ist

8. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaueinheit aus drei Leiterplatten (H, L2, L3) besteht von denen die beiden äußeren (Li, L2) mit Bauelementen (B) und/oder Schaltkreisen (S) bestückt sind, daß die Zuführung des Versorgungspotentials während des normalen Betriebs über Potentiallagen (LM) der mittleren, unbestückten Leiterplatte (L 3) und jeweils ein Kontaktelement (4J ,42) geschieht

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Bauelemente (B) und/oder Schaltkreise (S) beider Leiterplatten (Li, L2) jeweils nur auf der unbestückten mittleren Leiterplatte (L 3) vermascht sind und daß zur Kontaktierung zwischen den Anschlüssen (2) und der mittleren Leiterplatte außer den Kontaktelementen (41, 42) zur Zuführung des Versorgungspotentials weitere Kontaktelemente (43, 44) zur Vermaschung vorgesehen sind.

10. Anordnung nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das Einbausystem eine nach außen abgedichtete Einheit bildet, daß ein während des normalen Betriebs zwischen den Leitelplatten (L 1, L 2 bzw. L1, L 2, L 3) bestehender Unterdruck den Kontaktdruck für die Kontaktelemente (4) erzeugt und daß zur Funktionsprüfung die einzelnen Bauelemente (B) und/oder Schaltkreise (S) der Unterdruck aufgehoben ist

11. Anordnung nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das Einbausystem eine nach außen abgedichtete Einheit bildet und daß der Unterdruck nur zur Verbindung der Kontaktelemente (4) besteht

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Feststellung und Lokalisierung von Fehlern in Systemeinheiten von komplexen elektronischen Anlagen sowie auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfah-

60 rens.

Mit der Entwicklung zu immer komplexeren Anlagen in der Datenverarbeitungstechnik gewinnt auch das Problem der Erkennung, der Lokalisierung und der Beseitigung von Fehlern zunehmend an Bedeutung.

*>"> Gleichzeitig wachsen aber auch die Schwierigkeiten, innerhalb vertretbarer Zeiträume festgestellte Fehlfunktionen eindeutig zu lokalisieren, was für eine schnelle Fehlerbeseitigung Voraussetzung ist. Die

meisten der derzeit bekannten Verfahren zur Fehlersuche und Fehlerlokalisierung bedienen sich eines Diagnoseprogramms, das beispielsweise nach Feststellung eines fehlerhaften Verhaltens gestartet wird.

Da während der Fehlerbeseitigung, d. h, während des Reparaturvorganges die davon betroffene Anlage für die Durchführung normaler Betriebsaufgaben nicht einsatzfähig ist, werden die Systemeinheiten einer komplexen Anlage mehrfach vorgesehen. Damit ist die Verfügbarkeit eines komplexen Systems auch dann gewährleistet, wenn eine Systemeinheit fehlerhaft arbeitet und ausfällt Während die fehlerhafte Systemeinheit einer Diagnose unterworfen wird, kann die jeweils andere Systemeinheit die Aufgabe der ausgefallenen Systemeinheit übernehmen.

Der Entwicklungsaufwand für ein Diagnoseprogramm, das mit einiger Wahrscheinlichkeit das Erfassen aller auftretenden Fehler ermöglicht, ist allerdings äußerst aufwendig. Zur Erstellung eines Diagnoseprogramms ist vor allem der Einsatz hochqualifizierten Personals, das den Aufbau und die Funktionsweise der zu betreuenden Anlage bis ins Detail kennt, unerläßlich. Obwohl der Aufwand für eine nach diesem Prinzip durchzuführende Fehlersuche und Fehlerlokalisierung beträchtlich ist, können mit Hilfe des Diagnoseprogramms letztlich nur Fehler in der Funktion der Anlage erkannt und lokalisiert werden. Fehler, die ihre Ursache in der Verdrahtung oder bei der Kontaktgabe haben bzw. Fehler, die durch sonstige mechanische Konstruktionselemente bedingt sind, sind auch mit einem Diagnoseprogramm nicht ohne weiteres erfaßbar. Dies bedeutet, daß nach wie vor qualifiziertes Personal zur Beseitigung der nicht automatisch diagnostizierbaren Fehler verfügbar sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Fehlersuche und Fehlerlokalisierung in einer komplexen elektronischen Anlage anzugeben, wobei der Entwicklungsaufwand zur Erstellung eines Diagnoseprogramms entfällt und wobei weiterhin eine automatische Prüfung möglich ist, die ohne den Einsatz hochqualifizierten Bedienungspersonals durchführbar ist

Dazu wird davon ausgegangen, daß das fehlerhafte Verhalten einer Systemeinheit, beispielsweise einer Programmsteuereinheit, innerhalb einer Gesamtanlage in an sich bekannter Weise, z. B. durch den Vergleich von parallel arbeitenden identischen Systemeinheiten oder mit Hilfe von Funktionsprüfprogrammen feststellbar ist und daß das fehlerhafte Verhalten einer Systemeinheit mit sehr großer Wahrscheinlichkeit auf das fehlerhafte Verhalten von einzelnen Bauelementen oder einzelnen Schaltkreisen zurückzuführen ist

Davon ausgehend besteht die Lösung nach der Erfindung darin, da3 die einzelnen auf Leiterplatten angeordneten und vermaschten Bauelemente und/oder Schaltkreise einer Systemeinheit nach der Feststellung eines fehlerhaften Verhaltens dieser Systemeinheit einzeln und nacheinander einer Funktionsprüfung unterworfen werden, daß während der Funktionsprüfung alle Bauelemente und/oder Schaltkreise untereinander entkoppelt und mit Ausnahme des zu prüfenden Bauelementes und/oder Schaltkreises vom Versorgungspotential und/oder von den Signalpotentialen abgetrennt sind und daß die getrennte Zuführung des Versorgungspotential., und/oder der Signalpotentiale sowie die Auswertung der Ergebnisse einer Funktionsprüfung mittels eines über einen Adapter an die Anschlüsse der Bauelemente oder der Schaltkreise auf der Leiterplatte anschaltbaren Prüfgerätes automatisch geschieht.

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Prüfung bereits voll vermaschter Bauelemente und/oder Schaltkreise unabhängig von der Vermaschung der Schaltungen vorgenommen werden kann und daß sich die Prüfprozeduren auf die Prüfung der Elementarfunktionen einzelner Bauelemente oder Schaltkreise be- schränkt

Die Vorteile dieses Verfahrens lassen sich mit einer Anordnung erreichen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bauelemente und/oder Schaltkreise jeweils auf eine Einbaueinheit bildenden Leiterplatten in an sich bekannter Weise angeordnet und entsprechend vermascht sind, daß die Leiterplatten in an sich bekannter Weise jeweils mindestens eine Potentiallage besitzen, über die im normalen Betrieb das Versorgungspotential für die Bauelemente und/oder Schaltkreise einer jeweils anderen Leiterplatte zugeführt wird, daß zur Kontaktierung zwischen den Potentiallagen zl. Zuführung des Versorgungspotentials und/oder djer Sif-2alpotentiale und den entsprechenden Anschlüssen der Bauelemente und/oder Schaltkreise an den den entsprechenden Anschlüssen zugeordneten Durchkontaktierungen der Leiterplaue Kontaktelemente vorgesehen sind und daß zur Funktionsprüfung der einzelnen Bauelemente und/oder Schaltkreise die Leiterplatten abnehmbar sind.

Im Rahmen der Erfindung kann eine Einbaueinheit aus zwei oder drei Leiterplatten bestehen. Dabei können eine oder zwei Leiterplatten mit Bauelementen und/oder Schaltkreisen bestückt sein. Wird dabei das Versorgungspotential für die Bauelemente und/oder Schaltkreise einer Leiterplatte über eine Potentiallage einer anderen Leiterplatte zugeführt so ist gewährleistet daß nach Abnahme der zu prüfenden Leiterplatte das Versorgungspotential abgetrennt ist Zur Funktionsprüfung der auf einer Leiterplatte angeordneten Bauelemente und/oder Schaltkreise wird die Kontaktierung zwischen den Leiterplatten aufgehoben. Die Leiterplatten sind dann leicht lösbar. Nach Abnahme der Leiterplatten sind alle Anschlüsse jeder Leiterplatte einzeln zugänglich. Es ist nunmehr möglich, alle Anschlüsse auf der Leiterplatte getrennt anzusteuern. Damit ist einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung verbunden, der darin liegt daß die Fehlerlokalisierung mit Hilfe eines Prüfgerätes automatisch durchführbar ist, wozu kein besonders geschultes

so Prüfpersonal eingesetzt werden muß. Da sich eine Prüfung im wesentlichen auf die Bauelemente bzw. auf die einzelnen Schaltkreise beschränkt, bedarf es keines alle logischen Funktionen der Systemeinheit umfassenden Prüfprogramms. Der zur Steuerung des Prüfgerätes notwendige Programmierungsaufwand ist deshalb erheblich geringer. Diese Vorteile sind vor allem für die Wartung komplexer Anlagen von großer Bedeutung.

Durch die jeweils getrennte Anschaltung des Versorgungspotervtials an ein Bauelement oder an einen Schaltkreis im Rahmen einer solchen Funktionsprüfung sind die Bauelemente und/oder Sehaltkreise untereinander unabhängig von der Vermaschung elektrisch entkoppelt, da die Ein- und Ausgänge derjenigen Bauelemente und/oder Schaltkreise, die nicht mit dem

6"> Versorgungspotential beaufschlagt sind, hochohmig gegenüber der zu prüfenden Schaltung sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung der Prüfung der Bauelemente und/oder Schaltkreise besteht

darin, die Entkopplung durch Abtrennung der Signalpotentiale durchzuführen. Dazu sind in Ausgestaltung der Erfindung die Bauelemente und/oder Schaltkreise einer Leiterplatte jeweils auf einer anderen Leiterplatte innerhalb der Einbaueinheit vermascht. Anstelle der zur Zuführung des Versorgungspotenttals erforderlichen Kontaktelemente sind nun über Kontaktelemente die Signalanschlüsse der Bauelemente und/oder Schaltkreise auf der einen Leiterplatte im Normalbetrieb mit Altschlüssen auf der anderen Leiterplatte, auf der die Bauelemente und/oder Schaltkreise vermascht sind, verbunden.

Mine aus drei Leiterplatten bestehende Einbaueinheit enthält neben den beiden mit Bauelementen und/oder Schaltkreisen bestückten äußeren Leiterplatten eine weitere zwischen diesen angeordnete unbestückte Leiterplatte. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß zusätzliche Ebenen für die Vermaschung der Bauelemente und/oder Schaltkreise zur Verfugung stehen. Darüber hinaus besteht dabei die Möglichkeit, außer dem Versorgungspotential, das über die mittlere Leiterplatte zugeführt wird, auch noch einen Erd- bzw. Masseanschluß zu schaffen, indem eine Potentiallage der äußeren Leiterplatten jeweils mit Erdpotential verbunden wird.

Die gemäß der Erfindung mögliche getrennt Ansteuerung aller Anschlüsse einer Leiterplatte im Rahmen einer Funktionsprüfung der Bauelemente und/oder der Schaltkreise während der die einzelnen Bauelemente gegenüber der Schaltung, in der sie integriert sind, vollständig entkoppelt sind, bietet die vorteilhafte Möglichkeit, jeden diesel Anschlüsse in an sich bekannter Weise mit einer zwischen einem oberen und einem unteren Grenzbereich regelbaren Spannung zu beaufschlagen. Auf diese Weise können Toleranzfehler der Bauelemente festgestellt werden.

Durch die konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung mit mehrlagigen Leiterplatten, die mit Bauelementen und/oder Schaltkreisen bestückt sind. wird aufgrund der kurzen Verbindungswege, der Zuführung des Versorgungspotentials bzw. von Erdpotential über die Potentiallagen der Leiterplatten und der Möglichkeit, ausschließlich gedruckte Schaltungen zu verwenden, das eleketrische Verhalten im normalen Betrieb verbessert. Weiterhin ergeben sich Einsparungen im Hinblick auf den Raumbedarf und das Gewicht des Gesamtaufbaues, da gegenüber einer konventionellen Einbautechnik mit einem umfangreichen Verdrahtungsteil die üblichen Trägerkonstruktionen einfacher gestaltet werden können.

Da zur Vermaschung der einzelnen auf den Leiterplatten angeordneten Bauelemente und/oder Schaltkreise stets mehrere Ebenen zur Verfugung stehen und da die Durchkontaktierungen jeweils nur eine Leiterplatte durchdringen, ist die Auflösbarkeit von logischen Schaltungen uneingeschränkt möglich. Die Bauelemente können auf engstem Raum angeordnet werden, so daß eine hohe Packungsdichte möglich ist, die es gestattet, auch größere Systemeinheiten in einer Einbaueinheit anzuordnen, was hinsichtlich der Zugänglichkeit, der Kühlung und des konstruktiven Aufbaues Vorteile mit sich bringt.

Die Kontaktierung zwischen den Leiterplatten einer Einbaueinheit kann mittels Steckverbindungen oder mittels Flächenkontaktierung geschehen. Dabei ist es vorteilhaft, zwischen den Leiterplatten einer Einbaueinheit einen Unterdruck zu erzeugen. Bei Verwendung von Steckverbindungen ist es ausreichend, den Unterdruck nur kurzzeitig, nämlich zum Verbinden der Kontaktelemente zu erzeugen. Erfolgt die Kontaktierung mittels Flächenkontaktierung, so wird der Unterdruck während der gesamten Dauer des Normal's betriebes aufrechterhalten, und erst dann aufgehoben, wenn die Leiterplatten zum Zweck der Prüfung der Bauelemente und/oder Schaltkreise abgenommen werden.

Bei der zuletzt angegebenen Kontaktierung sind mit in Ausnahme der Dichtungselemente zur Aufrechterhal tung des Unterdrucks keine weiteren mechanischen Konstruktionselemente erforderlich, so daß die mit üblichen Steckverbindungen verbundenen mechanischen Beanspruchungen und die bei herkömmlichen ι , Anlagen als Fehlerquellen wirkenden Steckverbinder und sonstigen mechanischen Konstruktionsteile entfallen.

Weitere Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden aiihaiiü der Zeiciiiiuii-.Mi gen gegeben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel mit zwei bestückten Leiterplatten,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel mit zwei Leiterplatten, von denen nur eine mit Bauelementen bestückt ist,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel mit drei Leiterplatten, wobei die Zuführung des Versorgungspotentials sowie die Verknüpfung der mit Bauelementen und/oder Srhaltkreiwit bestückten Leiterplatte über die mittlere unbestückte Leiterplatte geschieht.

so Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung stellt einen Teil einer Einbaueinheit mh zwei in an sich bekannter Weise mit Bauelementen B und/oder Schaltkreisen 5 bestückten Leiterplatten L\ und L 2 dar, bei der die Kontaktierung mittels Flächenkontaktierung erfolgt. ji Die Anschlüsse 2 der Bauelemente und/oder Schaltkreise sind mit den Durchkontaktierungen 3 der Leiterplatten beispielsweise schwallverlötet. Wie erwähnt, ist es vorteilhaft, durch Erzeugung eines Unterdrucks im Inneren der Aufbaueinheit, einen hohen Kontaktdruck zu gewährleisten. Zur Aufrechterhaltung des während des normalen Betriebs zwischen den Leiterplatten herrschenden Unterdrucks sind die Leiterplatten beidseitig von einem Dichtungsgehäuse D umschlossen von dem hier lediglich der rechte Teil dargestellt ist
Im Ausführungsbeispiel besitzt jede Leiterplatte L 1 und L 2 eine Potentiallage, die im folgenden als leitende Mittelschicht LM bezeichnet wird. Während des normalen Betriebes wird das Versorgungspotential füi die Bauelemente und/oder Schaltkreise einer Leiterin platte jeweils über die leitende Mittelschicht dei anderen Leiterplatte zugeführt Im Beispiel der Fig. 1 wird das Versorgungspotential für die auf dei Leiterplatte L1 angeordneten Bauelemente und/odei Schaltkreise über die Mittelschicht LM der Leiterplatte Y₁ L 2 zugeführt Umgekehrt wird das Versorgungspoten tial für die Bauelemente und/oder Schaltkreise auf dei Leiterplatte i.2 über die Mittelschicht LM dei Leiterplatte L1 zugeführt Die Zuführung des Versor gungspotentials von jeweils einer Mittelschicht LAi zi hi den Bauelementen und/oder Schaltkreisen der anderer Leiterplatte während des normalen Betriebes erfolg über die Kontaktelemente 41 und 42, die in Ausführungsbeispiel als Kontaktfedern ausgebildet sind Die Kontaktelemente sind mit den betreffend« Anschlüssen der Bauelemente und/oder Schaltkreise, ai die das Versorgungspotential angelegt wird, beispiels weise ebenfalls schwallverlötet Die entsprechend« Verbindung mit dem Versorgungspotential, das über die

Mittelschicht LM der jeweils anderen Leiterplatte zur Verfügung steht, geschieht dabei durch Kontaktierung zwischen der Kontaktfläche des Kontaktelementes 41 bzw. 42 und der Durchkontaktieriing 3 der jeweils anderen Leiterplatte. Die betreffende Durchkontaktierung ist dabei in an sich bekannter Weise mit der leilen'.ljn Mittelschicht der betreffenden Leiterplatte verbunden. Infolge des während des normalen Betriebes zwischen den Leiterplatten herrschenden Unterdrucks ist ohne nennenswerten Aufwand eine «.ehr sichere Flächenkontaktierung gewährleistet, ohne daß clic Nachteile bekannter Steckverbindungen auftreten.

Die Bauelemente und/oder Schaltkreise können bei dieser Anordnung auf jeder der Leiterplatten /. I oder 1.2 vermascht sein. Für den Fall, daß zur Vermaschung der Bauelemente, die auf der Leiterplatte /. 1 angeordnet sind, die Ebenen der Leiterplatte /. 2 mit einbezogen sein sollen, ist mindestens ein weiteres Konaktelement 43 erforderlich, über das während des normalen Betriebes die Kontaktierung zwischen dem entsprechenden Bauelementenanschluß und den Leiterbahnen auf der Leiterplatte Ll und der Leiterplatte 1.2 hergestellt wird.

Zur Erläuterung des Fehlersuch· und Fehlerlokalisierungsvorganges wird voraussetzungsgemäß angenommen, daß eine Systemeinheit bereits in an sich bekannter Weise als fehlerhaft arbeitend festgestellt wurde. Um die erfindungsgemäße Funktionsprüfung, der alle Bauelemente und/oder Schaltkreise dieser Systemeinheit einzeln und nacheinander unterworfen werden, durchzuführen, wird der Kontakt zwischen den Leiterplatten der Einbaueinheit gelöst. Im Beispiel der Fig. I wird der Unterdruck in hier nicht dargestellter Weise aufgehoben. Die Leiterplatten L1 und L 2 können dann leicht abgenommen werden, wobei gleichzeitig die Versorgungspotentiale abgetrennt sind. Jede der Leiterplatten kann somit einem Prüfvorgang unterworfen werden, wobei alle Anschlüsse 2 über die Kontaktflächen der Durchkontaktierungen 3 bzw. der Kontaktelemente 41 bzw. 42, 43 zugänglich sind. Da während eines Prüfvorganges die Anschlüsse eines Bauelementes getrennt mit dem Versorgungspotenti.il oder mit einer Prüfspannung beaufschlagt werden, ist die Entkopplung der Anschlüsse eines zu prüfenden Bauelementes oder Schaltkreises von den Anschlüssen anderer Bauelemente und/oder Schaltkreise gewährleistet, da die Ein- und Ausgänge derjenigen Bauelemente und/oder Schaltkreise, die nicht mit dem Versorgungspotential beaufschlagt sind, gegenüber den Ein- und Ausgängen eines Bauelementes, das einer Funktionsprüfung unterworfen ist, hochohmig sind. Während eines Prüfschrittes im Rahmen einer derartigen Funktionsprüfung wird jeweils nur die Funktion eines einzigen Bauelementes oder eines einzigen Schaltkreises geprüft. Das ermöglicht es, relativ einfache Prüfgeräte einzusetzen und den Prüfvorgang zu automatisieren.

F i g. 2 zeigt eine andere Möglichkeit zur Entkopplung der untereinander ve¹, maschten Bauelemente und/oder Schaltkreise einer Leiterplatte. Hier bilden wiederum zwei Leiterplatten Li und L 2 mit jeweils einer als leitende Mittelschicht LM bezeichneten Potentiallage eine Einbaueinheit. Im Gegensatz zur Anordnung nach F i g. 1 ist hier jedoch nur eine Leiterplatte, im Beispie! die Leiterplatte L1 mit Bauelementen B und/oder Schaltkreisen S bestückt, die auf der unbestückten Leiterplatte L 2 verrrascht sind. Zur Kontaktierung zwischen den Leiterplatten sind hier die Kontaktelemente 43 vorgesehen. Das Versorgungspoiential wird über die Mittelschicht LMder bestückten Leiterplatte L 1 zugeführt, während zur Zuführung der Signalpotentiale die Verbindungen zwischen den vermaschten Leiterbahnen auf der Leiterplatte L 2 und den Bauelementen auf der Leiterplatte L 1 über die Kontaktelemente 43 hergestellt werden. Als Kontaktelemente sind wiederum Kontaktfedern dargestellt, die unter der Einwirkung eines Unterdrucks zwischen den

ίο Leiterplatten L 1 und L 2 der Aufbaueinheit eine sichere Kontaktierung gewährleisten. Nach Aufhebung des wahrend des normalen Betriebes herrschenden Unter drucks und nach Abnahme der bestückten Leiterplatte /. 1 sind die Verbindungen zu den vermaschten Leiterbahnen auf der Leiterplatte L 2 unterbrochen, d. h. die Signalpotentiale sind abgeschaltet. F'ür die Dauer eines Prüfvorganges ist somit jeder Anschluß galvanisch von jedem anderen Anschluß getrennt, d. h. entkoppelt.

2(i F i g. 3 zeigt einen Teil einer Aufbaueinheit mit drei Leiterplatten. Hier ist zwischen den beiden äußeren Leiterplatten L I und /. 2. auf denen die Bauelemente B und/oder Schaltkreise S angeordnet sind, eine mittlere, als reine Leiterplatte ausgebildete Leiterplatte L 3,

2=) vorhanden. Die drei Leiterplatten sind an ihren Enden wiederum jeweils von einem Dichtungsgehäuse D umschlossen, so daß zwischen den drei Leiterplatten L 1. L 2 und L 3 ein Unterdruck erzeugt werden kann.

|ede Leiterplatte enthält mindestens eine leitende Mittelschicht Lm. Im normalen Betrieb ist die Mittelschicht der mittleren Leiterplatte L 3 mit dem Versorgungspotential verbunden. Die Mittelschichten der beiden äußeren Leiterplatten L 1 und L 2 können mit Erd- bzw. Massepotential verbunden sein.

J5 Die Anschlüsse 2 der Bauelemente B bzw. der Schaltkreise 5 sind in an sich bekannter Weise mit den Leiterplatten L 1 und L 2 verbunden.

Zur elektrischen Verbindung zwischen den Leiterplatten L 1. L 2 und L 3 sind wiederum Kontaktelemente vorgesehen, die im Beispiel als Kontaktfedern ausgebildet sind. Einseitig sind sie jeweils mit einer Leiterplatte fest verbunden, beispielsweise schwallverlötet. Das andere, als Kontaktfläche ausgebildete Ende jedes Kontaktelementes gewährleistet im Normalbetrieb unter der Einwirkung des Unterdruckes eine sichere Kontaktierung mit der jeweiligen Durchkontaktierung 3 auf den Leiterplatten.

Ist für ein Bauelement eine Masseverbindung erforderlich, so besteht eine Verbindung zwischen einem der dafür vorgesehenen Anschlüsse 2 und der Mittelschicht LM einer äußeren Leiterplatte L2 oder L 1. In der Zeichnung ist das für den zweiten Anschluß der Leiterplatte L 1 dargestellt. Für die Anschlüsse der Bauelemente, die im normalen Betrieb mit dem Versorgungspotential verbunden sind, ist im Beispiel für den ersten Anschluß eines auf der Leiterplatte L 1 angeordneten Bauelementes das Kontaktelement 42 und für den letzten Anschluß eines auf der Leiterplatte L 2 angeordneten Bauelementes das Kontaktelement 41 vorgesehen. Unter der Voraussetzung, daß für die Durchführung der Funktionsprüfung eine elektrische Entkopplung durch Abtrennung des Versorgungspotentials ausreichend ist, z. B. bei Bestückung mit TTL-Schaltkreisen, stehen die Außenlagen der drei Leiterplatten L1, L 2 und L 3 zur Vermaschung zur Verfugung. Im Beispiel der F i g. 3 sind die Bauelemente und Schaltkreise der Leiterplatte L1 sowie die der Leiterplatte L 2 jeweils sowohl auf der eigenen als auch

auf der mittleren Leiterplatte L 3 vermascht. Außer den Kontaktelementen 41 und 42, über die im Normalbetrieb der Anschluß an das Versorgungspotential erfolgt, sind dazu noch weitere Kontaktelemente vorgesehen, von denen in Fig.3 lediglich die Kontaktelemente 43 und 44 dargestellt sind.

Die Verbindung einzelner Anschlüsse mit dem Massepotential übsr die Mittelschicht der äußeren Leiterplatten und mit dem Versorgungspotential über die Mittelschicht der mittleren Leiterplatte geschieht entsprechend den elektrischen Betriebsbedingungen der Bauelemente und der Schaltkreise und ist ebenso wie die Erstellung entsprechender Leiterplatten nicht Gegenstand der Erfindung.

Ebenso wie anhand von F i g. I bereits erläutert wurde, wird auch hier ein Fehlersuch- und Fehlerloknlisierungsvorgang dann eingeleitet, wenn eine auf einer Leiterplatte angeordnete Systemeinheit in an sich bekannter Weise als fehlerhaft arbeitend festgesieiii wurde. Um die erfindungsgemäße Funktionsprüfung, der alle Bauelemente und Schaltkreise dieser Systemeinheit einzeln und nacheinander unterworfen werden, durchzuführen, wird der Unterdruck in hier nicht dargestellter Weise aufgehoben. Die Leiterplatten /. 1 und /. 2 können dann leicht abgenommen werden. Jede bestückte Leiterplatte kann somit einem Prüfvorgang unterworfen werden, wobei alle Anschlüsse 2 über die Kontaktflächen 3 einer Durchkontaktierung bzw. über die Kontaktflächen der Kontaktelemente 42 und 43 bzw. 41 und 44 leicht zugänglich sind. Das und die Tatsache, daß jeweils nur die Funktion eines einzelnen Bauelementes oder Schaltkreises geprüft werden müssen, ermöglicht es, relativ einfache Prüfgeräte einzusetzen und den Prüfvorgang zu automatisieren.

Das kann z. B. in der Weise geschehen, daß die zugänglichen Anschlüsse 2 der einzelnen Bauelemente und/oder Schaltkreise über einen Prüfadapter einzeln und nacheinander mit einem Prüfautomaten verbunden werden. Die Positionierung des Prüfadapters kann dabei auf die normierten Einbauplätze der Bauelemente einer zu prüfenden Leiterplatte fortlaufend durchgeführt werden. Die Kennung eines zu prüfenden Bauelementes kann dabei abgefragt werden oder sie kann aus einer Zuordnung, die aus einem Lochraster auf der Leiterplatte abgeleitet wird, gebildet werden. Dieses Verfahren fordert weder einen großen Hardwareaufwand noch einen baugruppenindividuellen Programmierungsaufwand. Prüfautomaten dieser Art sind bekanntlich robust und stellen keine großen Anforderungen an ihre Bedienung.

Die Erfindung gestattet aber auch den Einsatz programmgesteuerter Prüfautomaten, wodurch eine größere Flexibilität vor allem hinsichtlich der späteren Erweiterung des Bauelementenspektrums erreicht wird. Der Einsatz eines programmgesteuerten Prüfautomaten setzt allerdings die Erstellung eines Prüfprogramms sowie eine aufwendigere Steuerung voraus.

Im Verlaufe einer Funktionsprüfung, die, wie oben beschrieben, automatisch mit einem Prüfgerät durchführbar ist, wird jedem Bauelement einzeln die Betriebsspannung zugeführt. Bereits dadurch ist eine ausreichende Entkopplung der untereinander vermaschten Bauelemente gewährleistet. Für den Fall, daß zur Durchführung einer Funtionsprüfung die Verbindungen zwischen den Bauelementen aufgetrennt werden müssen, also eine galvanische Entkopplung erforderlich ist. wird das, wie anhand von Fig.2 erläutert wurde, dadurch erreicht, daß die Bauelemente einer Leiterplatte auf jeweils einer anderen Leiterplatte vermascht sind, wobei die Verbindungen jeweils mittels der Kontaktelemente geschieht.

Mit der getrennten Zuführung des Versorgungspolentials während der Funktionsprüfung werden gleich zeitig auch die zur Funktionsprüfung eines Bauelementes notwendigen Signalpotentiale als Eingangsparanieiei angeboten. Die entsprechender; Ai!5gar!gr.p:;rar!ie!er werden über die entsprechenden Anschlüsse des Bauelementes vom Prüfgerät aufgenommen und bewertet. Die Positionierung des Prüfadapters gibt dabei den Ort an. an dem die Funktionsprüfung stattfindet. Die Auswertung der Ein- und Ausgabeparameter gibt einen Hinweis darauf, ob das betreffende Bauelement fehlerhaft arbeitet oder nicht. Beide Informationen stellen somit eine eindeutige Aussage über Fehlerort und Fehlerursache dar.

Dadurch, daß das Versorgungspotential jeweils ίο getrennt für ein einziges Bauelement angeschaltet wird, kann durch selektive Änderung dieser Spannung jedes einzelne Bauelement auch innerhalb seiner Toleranzgrenzen überpfüt werden. Auf diese Weise werden Fehler erkannt, die sich im System als sporadische Störungen auswirken und deren Beseitigung bisher sehr problematisch war.

Das Verfahren und die Anordnungen nach der Erfindung gestatten es. an die entsprechenden Anschlüsse Prüfspannungen unterhalb der Durchbruchsspannungen der Schaltkreise anzulegen und damit die Leiterbahnen gelrennt von den Schaltkreisen zi prüfen. Das gleichzeitige Auftreten mehrerer Fehler in einer Systemeinheit, das beispielsweise durch Kurzschluß verursacht wird, bedeutet im Gegensatz zu den logischen Diagnoseverfahren keine Einschränkung der Lokalisierungsmöglichkeit.

Die Erfindung wurde anhand einiger Beispiele erläutert, bei denen als Kontaktelemente Kontaktfedern eingesetzt sind und bei denen zur Verbesserung der Kontaktierung ein Unterdruck innerhalb einer Einbaueinheit erzeugt wird.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Anordn Jngen beschränkt; vielmehr können die Kontaktelemente auch durch an sich bekannte Steckverbindungen realisiert sein, zu deren Betätigung kein oder nur ein kurzzeitig zur Verbindung der Kontaktelemente wirkender Unterdruck erzeugt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Feststellung und Lokalisierung von Fehlern in Systemeinheiten elektronischer Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen auf Leiterplatten angeordneten und vermaschten Bauelemente (SJ und/oder Schaltkreise (S) nach Feststellung eines fehlerhaften Verhaltens einer Systemeinheit einzeln und nacheinander einer Funktionsprüfung unterworfen werden, daß während der Funktionsprüfung alle Bauelemente und/oder Schaltkreise voneinander entkoppelt und mit Ausnahme des zu prüfenden Bauelementes und/oder Schaltkreises vom Versorgungspotential und/oder von den Signalpotentialen abgetrennt sind, und daß die getrennte Zuführung des Versorgungspotentials und/oder der Signalpotentiale sowie die Auswertung der Ergebnisse einer Funktionsprüfung mittels eines über einen Adapter an die Anschlüsse der Bauelemente und/oder der Schaltkreise auf der Leiterplatte anschaltbaren Prüfgerätes geschieht

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (B) und/oder Schalkreise (S) jeweils auf eine Einbaueinheit bildenden Leiterplatten (L 1, L 2) in an sich bekannter Weise angeordnet und entsprechend vermascht sind, daß die Leiterplatten (Li, L2) in an sich bekannter Weise jeweils Potentiallagen (LM) besitzen, über die im normalen Betrieb das Versorgungspotential für die Bauelemente und/oder Schaltkreise einer jeweils anderen Leiterplatte zugeführt wkd, daß -Mir Kontaktierung zwischen den Potentiallagen (LM), zur Zuführung des Versorgungspotentials und/oo· r der Signalpotentiale und den entsprechenden Anschlüssen (2) der Bauelemente (B) und/oder Schaltkreise (S) an den entsprechenden Durchkontaktierungen (3) der Leiterplatten Kontaktelemente (41,42) angeordnet sind und daß zur Funktionsprüfung der einzelnen Bauelemente (B) und/oder Schaltkreise (S) die Leiterplatten (L \,L2) abnehmbahr sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaueinheit aus zwei Leiterplatten (Li, L2) besteht und daß die Zuführung des Versorgungspotentials während des normalen Betriebes für die Bauelemente ^und/oder Schalkreise (S) der einen Leiterplatte über eine Potentiallage (LM) der jeweils anderen Leiterplatte und jeweils ein Kontaktelement (41,42) geschieht

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leiterplatten (Li, L2) mit Bauelementen (B) und/oder Schalkreisen (S) bestückt sind und daß die Bauelemente (B) und/oder Schaltkreise (S) jeweils nur auf die bestückten Leiterplatte (Li, L2) vermascht sind.

5. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (B) und/oder Schalkreise (S) einer Leiterplatte (LX, L2) auf beiden Leiterplatten vermascht sind und daß zur Kontaktierung zwischen den dafür vorgesehenen Signalanschlüssen (2) der Bauelemente (Sj und/oder Schaltkreise (S) weitere Kontaktelemente (43) vorgesehen sind.

6. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Leiterplatte mit Bauelementen (B) und/oder Schaltkreisen (S) bestückt und die Vermaschung auf der unbestückten

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