DE3404192C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Es handelt sich dabei um die automatische Messung von linearen Impedanzen und um die Feststellung von nichtlinearen elektrischen Schaltungskomponenten.

Aus der DE-AS 12 01 477 sind ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der vorgenannten Art bekannt. Dort wird die den Prüfling bildende Schaltungskomponente mit nichtlinearer Strom-Spannungs-Charakteristik in Reihe mit einem Referenzbauteil (Vergleichswiderstand) an eine Meßspannungsquelle gelegt, die am Referenzbauteil abfallende Spannung nach Vergleich mit einer einen Stromsollwert darstellenden Referenzspannung als Steuergröße für einen den Prüfling durchfließenden konstanten Strom ausgenutzt und ein den zu ermittelnden Spannungsabfall erfassendes Meßgerät zur Vermeidung einer Belastung des Prüflings von der Differenz aus Meßspannung und Referenzspannung gespeist. Damit ist es jedoch nicht möglich, Schaltungskomponenten mit nichtlinearer oder linearer Strom-Spannungs-Charakteristik unterscheidend zu messen.

Elektrische Ohmmeter dienen zu Messungen innerhalb von Schaltungen, in denen verschiedene Kombinationen von passiven Bauelementen und Halbleiter-Bauelementen miteinander verschaltet sind. Viele Ohmmeter können pn-Übergänge von Halbleiter-Bauelementen in Durchlaßrichtung vorspannen, so daß die Widerstandsmessung an einem derartigen pn-Übergang schwierig wird. Es sind dabei selbst dann zwei Ablesungen erforderlich, wenn festgestellt werden soll, daß ein pn-Übergang in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Sodann muß eine Entscheidung darüber getroffen werden, welche die gewünschte Ablesung ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, bedeutet dies, daß bei konventionellen Ohmmetern die aktive Einschaltung einer Bedienungsperson bei der Feststellung erforderlich ist, ob eine nichtlineare Schaltungskomponente vorliegt, wobei auch noch Meßfehler auftreten können. Darüber hinaus ist bei der Bestimmung einer derartigen Schaltungskomponente gewöhnlich auch die Umschaltung in eine andere Betriebsart oder einen anderen Bereich erforderlich.

Aus der US-PS 42 58 314 ist es bekannt, zur Identifizierung einer nichtlinearen Schaltungskomponente gepulste Spannungen an diese das Meßobjekt bildende Schaltungskomponente zu legen, wobei das Verhältnis der am Meßobjekt während der einzelnen Spannungszustände abgegriffenen Meßwerte ein Maß für die Nichtlinearität des Meßobjektes darstellt. Die Meßanordnung ist dabei so ausgebildet, daß die Nichtlinearität durch Messung des Mittelwertes der gepulsten Spannungen, insbesondere hinsichtlich der Art der Nichtlinearität in einem Tonsignal- Übertragungssystem, bestimmt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der in Rede stehenden Art anzugeben, womit eine automatische Prüfung von Schaltungskomponenten auf eine nichtlineare Strom-Spannungs-Charakteristik möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 2 gekennzeichnet.

Ist bei der automatischen Prüfung von Schaltungskomponenten hinsichtlich einer nichtlinearen Strom-Spannungs-Charakteristik eine lineare Widerstandsmessung unmöglich, so wird eine entsprechende Information erzeugt und eine Durchlaßrichtung angebender Spannungsabfall angezeigt. Ist die zu testende Schaltungskomponente linear, so wird die gültigste Messung angezeigt. Erfindungsgemäß erfolgen die Messungen automatisch, wodurch der Aufwand sowohl hinsichtlich Tastaturschaltungen als auch hinsichtlich der Messungen minimal gehalten wird, ohne daß dabei eine Betriebsartumschaltung oder eine Festlegung der Nichtlinearität der Schaltungskomponente durch eine Bedienungsperson erforderlich ist.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Feststellung, ob eine zu testende Schaltungskomponente linear oder nichtlinear ist, und eine Berechnung der Impedanz der zu testenden Schaltungskomponente, wenn diese linear ist. Die zu testende Schaltungskomponente liegt mit einem Referenzbauteil mit linearer Strom-Spannungs-Charakteristik bekannten Wertes zur Bildung eines Spannungsteilers in Reihe. Es werden eine konstante Gleichspannung und positiv verlaufende Rechteckimpulse abwechselnd an den Spannungsteiler angelegt, wobei der Gleichspannungsanteil der Rechteckimpulse gleich dem Wert der Gleichspannung ist. Dabei wird der Mittelwert der Spannung an der zu testenden Schaltungskomponente gemessen, und es werden die Mittelwerte miteinander verglichen. Sind die verglichenen Werte unterschiedlich, so wird die zu testende Schaltungskomponente als nichtlineare Komponente identifiziert. Sind die verglichenen Werte gleich, so ist die Schaltungskomponente linear. Ihre Impedanz kann sodann unter Ausnutzung der Standard-Spannungsteilerformel berechnet werden, da der Wert der linearen Schaltungskomponente im Spannungsteiler sowie der Nennwert des eingespeisten Signals bekannt sind und der Mittelwert der Spannung an der zu testenden Schaltungskomponente gemessen worden ist.

Ausgestaltungen sowohl hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch hinsichtlich der erfindungsgemäßen Anordnung sind in entsprechenden Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Fig. der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung eines V _REF -Signals, wenn ein Steuersignal einen Pegel (tief) besitzt;

Fig. 3 eine graphische Darstellung des V _REF -Signals, wenn das Steuersignal einen zweiten Pegel (hoch) besitzt;

Fig. 4 den Anschluß einer zu testenden Diode an Testleitungen;

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Anordnung nach Fig. 1 mit speziellen Schaltungen für mehrere Blöcke;

Fig. 6 eine graphische Darstellung von Signalen V _IN und V _IN(AVE) für eine zu testende Schaltungskomponente mit einem Schalter S 1 nach Fig. 5 in geöffneter oder geschlossener Stellung;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Signale V _IN und V _IN(AVE) für eine zu testende Diode mit geöffnetem und geschlossenem Schalter S 1 nach Fig. 5;

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Widerstandsmeßverfahrens zur Sicherstellung, daß ein Widerstand nicht fälschlicherweise als Diode identifiziert wird; und

Fig. 9 ein Flußdiagramm, aus dem die Identifizierungsschritte eines Schrittes nach Fig. 8 vollständig ersichtlich sind.

Im vereinfachten Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Impedanz-Meßschaltungsanordnung liegt vor einem Gleichspannungs- Voltmeter 10 ein Tiefpaßfilter 12, ein Referenzbauteil R _REF , ein Signal nach den Fig. 2 und 3 erzeugender Speisegenerator 14 sowie ein Regler 16, der Voltmeter- Ablesungen interpretieren, den Speisegenerator steuern und Berechnungen für die Widerstandsanzeige durchführen kann.

Diese Blöcke dienen zusammen der Messung einer an Testleitungen 24 angeschlossenen zu testenden Schaltungskomponente DUT. Die Messung erfolgt durch Einstellung eines Regelsignals vom Regler 16 auf einen tiefen Pegel und Einspeisung in den Generator 14 über eine Leitung 18, was dazu führt, daß die Gleichspannungsansteuerung des Referenzbauteils R _REF gleich einem Wert V _NOM (Fig. 2) ist. Das Referenzbauteil R _REF bildet mit dem Widerstandsteil der zu testenden Schaltungskomponente DUT einen gemeinsamen Spannungsteiler, so daß eine Größe V _IN ein Bruchteil der Größe V _NOM ist. Die Größte V _IN wird durch das Gleichspannungs-Voltmeter 10 über das Tiefpaßfilter 12 ausgelesen und das Ausgangssignal des Voltmeters 10 in den Regler 16 eingespeist. Bei bekannten Werten R _REF , V _IN und V _NOM berechnet der Regler 16 die Werte des zu testenden Elementes DUT.

Die Einstellung des Regelsignals vom Regler 16 auf einen hohen Pegel und dessen Einspeisung in den Speisegenerator 14 über die Leitung 18 bewirkt, daß der Generator 14 ein rechteckförmiges Signal gemäß Fig. 3 auf der Leitung 22 als Größe V _REF auslöst. Ist die zu testende Schaltungskomponente DUT linear (besitzt sie lineare Änderungen der Klemmenspannung für Änderungen des Stroms, d. h., ist es ein Widerstandselement), so hat das Signal keinen Einfluß auf den durch den Regler 16 berechneten Widerstand. Dies gilt deshalb, weil das rechteckförmige Signal nach Fig. 3 einen Mittelwert besitzt, der gleich der Größe V _NOM ist. Da die zu testende Schaltungskomponente DUT linear ist, ist der Mittelwert der Größe V _IN für die Einspeisung eines rechteckförmigen Signals der gleiche wie im Falle der stationären Spannung. Das Tiefpaßfilter 12 filtert die Wechselkomponenten aus dem rechteckförmigen Signal V _IN aus, so daß lediglich der Gleichspannungsmittelwert verbleibt, der durch das Gleichspannungs- Voltmeter 10 ausgelesen wird. Ist die zu testende Schaltungskomponente DUT linear, so hat die Änderung des Regelsignals von einem tiefen auf einen hohen Pegel (Änderung der Größe V _REF von einem festen Wert in ein Rechtecksignal) keinen Einfluß auf den gemessenen Widerstand.

Erfindungsgemäß ist auch die Feststellung einer nichtlinearen zu testenden Schaltungskomponente DUT möglich. Dies ist aufgrund der Augenblickswerte der Größe V _REF bei hohem Pegel des Regelsignals (siehe Fig. 3) der Fall. Es sei beispielsweise angenommen, daß an die Testleitungen 24 gemäß Fig. 4 eine Siliziumdiode angeschlossen ist. Wenn der Augenblickswert der Größe V _REF auf hohem Pegel liegt, so ist die Diode in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch die Größe V _IN auf etwa 0,65 V geklemmt wird. Liegt die Größe V _REF auf tiefem Pegel (sehr nahe bei 0 V), so leitet die Diode nicht und die Größe V _IN ist gleich Null. Diese Größe ist dann ein rechteckförmiges Signal mit einer positiven Spitze von etwa 0,65 V und einer negativen Spitze von etwa Null, was (in Abhängigkeit vom Tastverhältnis des Signals) zu einem irgendwo zwischen diesen Werten liegenden Mittelwert führt. Wenn das Regelsignal auf tiefem Pegel liegt, so ist die Größe V _REF gleich der Größe V _NOM . Wird V _NOM größer als ein Volt gewählt, so wird die Größe V _IN wiederum auf die Schwellspannung der Diode von 0,65 V geklemmt. Da die Bedingungen statisch sind, ist der Mittelwert der Größe V _IN ebenfalls gleich 0,65 V. Für den Fall einer Diode führt ein Regelsignal mit tiefem Pegel also zu einem anderen Mittelwert der Größe V _IN (gemessen durch das Voltmeter 10) gegenüber einem Regelsignal mit hohem Pegel. Diese sich ändernde Auslesung wird durch den Regler 16 erfaßt, wobei geeignete Informationen angezeigt werden, die einer Bedienungsperson einen Hinweis auf eine nichtlineare zu testende Komponente DUT geben.

Die Erfindung basiert auf der Verwendung der Spannungsteilerschaltung der Komponenten R _REF und DUT für eine Widerstandsmessung in Kombination mit wählbaren Speisespannungssignalen für die Erfassung des Vorhandenseins von nichtlinearen Schaltungskomponenten.

Fig. 5 zeigt eine detailliertere erfindungsgemäße Ausführungsform, wobei gleiche Elemente wie in der Anordnung nach Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Gemäß Fig. 5 enthält das Gleichspannungs-Voltmeter 10 einen Schalter S 2 und einen Spannungs-Frequenz-Wandler 28. Einzelheiten des Speisegenerators 14 sowie die Schnittstelle des Reglers 16 zu den Schaltern S 1 und S 2 in Form von gestrichelten Linien 18 und 26 sind ebenfalls dargestellt.

Der Hauptunterschied zwischen den Anordnungen nach den Fig. 5 und 1 ist die Einfügung des Spannungs-Frequenzwandlers 28 in das Gleichspannungs-Voltmeter 10. Da ein Versatz der Ausgangsfrequenz zur gemessenen Spannung vorhanden sein kann, ist es notwendig, zusätzlich zur Messung der Größe V _IN über das Tiefpaßfilter 12 Messungen der Größen V _NOM und V _GND durch den Wandler 28 durchzuführen.

Es sei zunächst angenommen, daß die zu testende Schaltungskomponente DUT ein Widerstand ist, der mit RUT bezeichnet sei. Ist der Schalter S 2 offen, so ist die Nenn-Gleichspannung V _NOM die einzige in eine Spannungssummationsstufe 30 eingespeiste Spannung. Die Komponenten R _REF und RUT (DUT) bilden einen Spannungsteiler, wobei V _IN ein Bruchteil von V _NOM ist. Der Regler 16 hält den Schalter S 1 in der geöffneten Stellung und schaltet den Schalter S 2 sequentiell zwischen drei Stellungen um, um die Größen V _NOM , V _{IN (AVE)} und V _GND seriell in den Wandler 28 einzuspeisen. Dieser Wandler 28 überführt jede Spannung in eine entsprechende Frequenz F _x , welche sodann in den Regler 16 eingespeist wird. Dieser speichert jedes dieser Signale zur Berechnung des Wertes von RUT. Die Überprüfungsfunktion des Wandlers ist durch die folgende Gleichung (1) gegeben:

F _x = F _o - KV _x  (F _o<KV _x ) (1)

worin

F _x die Ausgangsfrequenz, V _x die Eingangsspannung, und F _o und K Konstanten

bedeuten. Die Lösung von Gleichung (1) für V _x ergibt:

Die für RUT gelöste Standard-Spannungsteilerformel ergibt:

RUT = R _REF [(V _IN - V _GND ) / (V _NOM - V _IN )] (3)

Das Einsetzen von Gleichung (2) in Gleichung (3) ergibt:

RUT = R _REF [(F _GND - F _IN ) / (F _IN - F _NOM )] (4)

Um zu prüfen, ob die Schaltungskomponente DUT eine Diode ist, schließt der Regler 16 den Schalter S 1, so daß die Ausgangsspannung von einem Rechteckgenerator 34 in den zweiten Eingang der Spannungssummationsstufe 30 über ein RC- Filter 36 eingespeist wird. Das Rechtecksignal wird darin der Gleichspannung V _REF überlagert (siehe Fig. 3). Das kombinierte Signal wird dann über die Komponente R _REF an die zu testende Schaltungskomponente DUT angelegt.

Da das Rechtecksignal über eine Kapazität C des Filters 36 gekoppelt wird, ist keine Verschiebung des an die Komponente R _REF angelegten mittleren Gleichspannungspegels gegenüber dem stationären Zustand vorhanden. Da die Zeitkonstante des Filters 36 groß genug gewählt ist, wird das Rechtecksignal nicht merklich differenziert. Die Rechtecksignalamplitude ist so beschaffen, daß das Ausgangssignal der Summationsstufe 30 bis auf Erdpotential schwingt (siehe Fig. 3).

Wie anhand der Fig. 1 bis 4 ausgeführt, ist bei einer zu testenden Schaltungskomponente mit Widerstandscharakteristik der Wert der Größe V _IN(AVE) am Tiefpaßfilter 12 für geöffneten und geschlossenen Schalter S 1 gleich. Ist die zu testende Schaltungskomponente jedoch eine Diode, die mit ihrer Anode an der Komponente R _REF liegt, so hat die Größe (V _IN(AVE) für jede Stellung des Schalters S 1 einen unterschiedlichen Wert, wie dies oben anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert wurde. Die Fig. 6 und 7 zeigen den Zusammenhang zwischen den Größen V _IN und V _IN(AVE) für geöffneten und geschlossenen Schalter S 1, wenn die zu testende Schaltungskomponente ein Widerstand oder eine Diode ist. Gemäß Fig. 7 ist die zu testende Schaltungskomponente DUT eine Siliziumdiode, wobei die Größen V _IN und V _IN(AVE) bei geöffnetem Schalter S 1 typischerweise 0,65 V sind, während bei geschlossenem Schalter S 1 V _IN(AVE) typischerweise 0,32 V und V _NOM größer als 1 V ist. Typischerweise ist V _NOM eine Gleichspannung von 2,5 V.

Zur Optimierung der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 muß die Zeitkonstante des RC-Netzwerkes des Filters 36 so beschaffen sein, daß das Rechtecksignal von der Quelle 34 nicht differenziert wird und die Einstellzeit nach dem Schalten des Schalters S 1 nicht zu groß ist. Dies ist insbesondere in automatisierten Systemen wichtig. Ist jedoch die RC-Zeitkonstante zu kurz, so wird das Rechtecksignal verzerrt. In einem derartigen Fall ist eine Klemmschaltung erforderlich, so daß der Ausgangssignalpegel der Spannungssummationsstufe 30 während einer Hälfte seiner Periode im wesentlichen auf Erdpotential liegt, wodurch sichergestellt wird, daß im Falle einer Diode als zu testende Schaltungskomponente DUT diese Komponente während dieser Perioden gesperrt wird.

Die Frequenz des Rechtecksignals von der Quelle 34 kann ebenfalls ein Faktor sein, der die Feststellung der zu testenden Schaltungskomponente DUT als Diode oder Widerstand nicht möglich macht. Manche Dioden besitzen eine relativ große Parallelkapazität. Ist die Frequenz des Rechtecksignals ausreichend hoch, so dämpft diese Kapazität sowohl den Minimalpegel als auch den Maximalpegel des Rechtecksignals an der zu testenden Schaltungskomponente DUT und verhindert das Sperren der Diode (d. h., der Wert V _IN wird niemals zu Null). Aus diesem Grunde soll die Rechtecksignalfrequenz minimal gehalten werden.

Bei der Auslegung der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein weiterer Faktor von wesentlicher praktischer Bedeutung. In einem praktischen Meßsystem wird die zu testende Schaltungskomponente DUT (ob es nun eine Diode ist oder nicht) in bezug auf die automatische Meßsequenz willkürlich zu- und abgeschaltet. Es ist daher möglich, daß das System eine Diode zu erfassen scheint, wenn ein Widerstand zu- und abgeschaltet wird, wenn das System die Größe V _IN zu messen sucht. Wird beispielsweise eine zu testende Schaltungskomponente DUT (ein Widerstand) angeschaltet, während das System bei offenem Schalter S 1 die Größe V _IN mißt, so erfaßt das System bei Abschaltung der zu testenden Schaltungskomponente während der Messung der Größe V _IN bei geschlossenem Schalter S 1 eine Verschiebung des Mittelwertes von V _IN und zeigt fehlerhaft an, daß die zu testende Schaltungskomponente DUT eine Diode ist.

Um dies zu vermeiden, muß der Regler 16 zunächst festlegen, daß die Größe V _IN (bei offenem Schalter S 1) sich stabilisiert hat, was durch Vergleich aufeinanderfolgender V _IN (F _IN )-Messungen erfolgt (siehe Fig. 8). Solange sich die Größe F _IN nicht stabilisiert hat, berechnet und zeigt die Anordnung den scheinbaren Widerstand der zu testenden Schaltungskomponente DUT. Erfaßt die Anordnung, daß zwei aufeinanderfolgende Messungen der Größe F _IN ausreichend nahe beieinander liegen, so führt sie eine Diodenprüfung 62 durch.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Flußdiagramme der durch den Regler 16 durchgeführten Regelungs-Berechnungs- und Entscheidungsfunktionen bei der Messung der zu testenden Schaltungskomponente DUT. Vor der Beschreibung der Flußdiagramme sei darauf hingewiesen, daß eine Größe F _{Schwellwert 1} (Fig. 8) eingeführt wird, um die Empfindlichkeit der Anordnung auf Änderungen der Größe V _IN(AVE) bei offenem Schalter S 1 festzulegen. Wird der Wert der Größe F _{Schwellwert 1} reduziert, so muß auch die Größe V _IN(AVE) stabiler sein, bevor die Anordnung eine Diode prüft. Entsprechend legt eine Größe F _{Schwellwert 2} (Fig. 9) die Empfindlichkeit des Systems auf Änderungen der Größe V _IN(AVE) aufgrund der Nichtlinearität der zu testenden Schaltungskomponente DUT fest. Wird F _{Schwellwert 2} kleiner gemacht, so kann die zu testende Schaltungskomponente DUT linearer sein und dennoch als Diode erfaßt werden. Die Grenze für den Wert F _{Schwellwert 2} hängt vom Rauschen und von der Nichtlinearität der Meßanordnung ab. Für eine optimale Funktion hat sich herausgestellt, daß die Größe F _{Schwellwert 1} etwas kleiner als die Größe F _{Schwellwert 2} sein soll.

In Fig. 8 sind die Regelungs-Berechnungs- und Entscheidungsfunktionen des Reglers 16 für eine Widerstandsmessung anhand eines Flußdiagramms dargestellt. In einem Schritt 40 wird ein interner Regelwert F _{ein Puffer} gleich Null gesetzt. Sodann empfängt der Regler 16 Werte F _GND (Block 42), F _NOM (Block 44) und F _IN (Block 46) sequentiell vom Spannungs-Frequenzwandler 28 durch Betätigung des Schalters S 2 um Eingangsspannungen V _NOM , V _IN(AVE) und V _GND in den Wandler 28 einzuspeisen. Unter Ausnutzung dieser Werte in einem Entscheidungsblock 48 berechnet der Regler 16 die Größe F _GND -F _IN , wovon die Größe F _{ein Puffer} subtrahiert und sodann der Absolutwert der Endgröße festgelegt wird.

Dieser Absolutwert wird sodann getestet um festzustellen, ob er kleiner als der vorgegebene Wert F _{Schwellwert 1} ist. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so wird eine interne Regelvariable STABIL auf falsch gesetzt (Block 50). Ist die Bedingung im Block 48 erfüllt, so wird die interne Regelvariable STABIL auf wahr gesetzt (Block 52). Der Ablauf schreitet entweder vom Block 50 oder vom Block 52 mit der Einstellung der internen Regelvariablen F _{ein Puffer} auf F _GND -F _IN (Block 54) fort. Sodann wird der Widerstand der zu testenden Schaltungskomponente DUT gemäß Gleichung (4) im Block 56 berechnet. Danach trifft der Regler 16 eine Entscheidung in einem Block 58, ob eine Diodenprüfung durchzuführen ist. Um diese Entscheidung durchzuführen, wird die interne Regelvariable STABIL dahingehend getestet, ob sie gleich wahr ist. Ist dies nicht der Fall, so wird der im Block 56 berechnete Widerstandswert angezeigt (Block 60). Ist die Variable STABIL gleich wahr, so ist der Block 58 als wahr erfüllt und es wird die Diodenprüfung gemäß Block 62 durchgeführt. Folgend auf die Anzeige des Widerstandswertes gemäß Block 60 oder die Diodenprüfung gemäß Block 62 werden die Berechnungen durch Messung der nächsten Werte von V _NOM , V _IN(AVE) und V _GND erneut gestartet, um die Werte F _GND , F _NOM und F _IN gemäß den Blöcken 42, 44 und 46 zu erzeugen, wodurch der Zyklus erneut gestartet wird. War die interne Regelvariable STABIL zunächst falsch und ist keine Maßnahme durch eine Bedienungsperson getroffen worden, um die zu testende Komponente DUT zwischenzeitlich abzuschalten, so sollte das Ergebnis bei der nächsten Durchführung des Testes gemäß Block 48 wahr sein und daher die interne Regelvariable STABIL gleich wahr gesetzt werden. Sodann wird die Diodenprüfung durchgeführt, wenn der Test fortschreitet (Block 42).

Die Einzelheiten der Diodenprüfung gemäß Block 42 sind im Flußdiagramm nach Fig. 9 dargestellt. Der Regler 16 schließt zunächst den Schalter S 1 (Fig. 5) und wartet auf eine Stabilisierung der Anordnung (Block 70). Sodann werden die Werte F _GND und F _IN gemäß Blöcken 72 und 74 dadurch gemessen, daß der Regler 16 den Schalter S 2 schaltet und die Größen V _GND und V _IN(AVE) mißt, wobei diese Spannungen über den Wandler 28 in entsprechende Frequenzen überführt werden. Sodann folgt ein Entscheidungsblock 76, gemäß dem angezeigt wird, daß der Regler 16 zunächst F _IN von F _GND subtrahiert und sodann von diesem Ergebnis F _{ein Puffer} subtrahiert. Gemäß dem Block 54 nach Fig. 8 repräsentiert der Wert von F _{ein Puffer} eine vorher gemessene Differenz zwischen F _GND und F _IN . Ist der Absolutwert der Differenz dieser beiden Größen im Entscheidungsblock 76 kleiner als F _{Schwellwert 2} , so kann die zu testende Schaltungskomponente DUT keine Diode sein. Daher wird die Regelung über eine Leitung 64 auf den Block 42 nach Fig. 8 zurückgeführt. Ist diese Bedingung jedoch nicht erfüllt, so ist es möglich, daß die zu testende Schaltungskomponente DUT eine Diode ist. Um eine endgültige Festlegung zu treffen, ist eine weitere Meßprüfung erforderlich. Ist die Bedingung gemäß Entscheidungsblock 76 nicht erfüllt, so öffnet der Regler 16 den Schalter S 1 und stellt eine ausreichende Zeit zur Stabilisierung der Anordnung zur Verfügung (Block 78), wonach die Größen F _GND , F _NOM und F _IN im oben beschriebenen Sinne erneut gemessen werden (Blöcke 80 bis 84). Der Wert F _IN wird erneut vom Wert F _GND subtrahiert, wobei von diesem Ergebnis der vorhergehende Wert F _{ein Puffer} subtrahiert wird. Von diesem Ergebnis wird sodann der Absolutwert genommen und getestet, um festzustellen, ob er kleiner als F _{Schwellwert 1} ist. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so ist die zu testende Schaltungskomponente DUT keine Diode, wobei die Steuerung über die Leitung 64 auf den Block 42 nach Fig. 8 zurückgeführt wird. Ist die Bedingung erfüllt, so liefert der Regler 16 eine Anzeige für den Benutzer, daß eine Diode festgestellt wurde (Block 88). Folgend auf diese Anzeige wird die Regelung über eine Leitung 90 auf den Block 70 gemäß Fig. 9 zur Fortführung des Testes rückgeführt.

Zwar hängt der bevorzugte Algorithmus für die Erfassung einer nichtlinearen Schaltungskomponente von Verschiebungen in der Ausgangsfrequenz gemäß einer Spannungs-Frequenz-Wandlung ab; es können jedoch auch andere Parameter (beispielsweise eine Eingangsspannungsverschiebung oder Verschiebungen im berechneten Widerstand) ausgenutzt werden. Entsprechend können anstelle eines Spannungs-Frequenz-Wandlers auch andere Wandler verwendet werden. Das Speisesignal sowie die Speiseschaltung können in der Praxis ebenfalls anders ausgeführt sein, wobei jedoch ebenfalls eine brauchbare Diodenerfassung möglich ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Identifizierung der nichtlinearen Strom- Spannungs-Charakteristik einer Schaltungskomponente in einer Schaltungsanordnung, bei dem

• a) die zu testende Schaltungskomponente (DUT) mit einem Referenzbauteil (R _REF ) mit linearer Strom-Spannungs- Charakteristik und mit bekanntem Impedanzwert zur Bildung eines Spannungsteilers in Reihe geschaltet wird,
• b) an den Spannungsteiler eine konstante Gleichspannung angelegt wird,
• c) die an der zu testenden Schaltungskomponente (DUT) abfallende Spannung als Funktion der im Schritt b) angelegten Gleichspannung gemessen wird,

gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte:

• d) an den Spannungsteiler werden zusätzlich Rechteckimpulse angelegt, deren Gleichspannungsanteil gleich dem Wert der gemäß Schritt b) angelegten Gleichspannung ist,
• e) der Gleichspannungsanteil wird an der zu testenden Schaltungskomponente (DUT) als Funktion der im Schritt d) angelegten Rechteckimpulse gemessen,
• f) die in den Schritten c) und e) gemessenen Gleichspannungsanteile werden verglichen, und
• g) die Strom-Spannungs-Charakteristik der zu testenden Schaltungskomponente (DUT) wird als nichtlinear identifiziert, wenn die im Schritt f) verglichenen Gleichspannungsanteile unterschiedlich sind.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit
einer Reihenschaltung der zu testenden Schaltungskomponente (DUT) und des Referenzbauteils (R _REF ) mit linearer Strom-Spannungs-Charakteristik und mit bekanntem Impedanzwert zur Bildung eines Spannungsteilers,
einer ersten Quelle (32) zum Anlegen der konstanten Gleichspannung an den Spannungsteiler,
einer Meßschaltung (10) zur Messung der an der zu testenden Schaltungskomponente (DUT) abfallenden Spannung als Funktion der an den Spannungsteiler angelegten Gleichspannung,
gekennzeichnet durch
eine zweite Quelle (34) zum Anlegen von Rechteckimpulsen an den Spannungsteiler, deren Gleichspannungsanteil gleich dem Wert der angelegten Gleichspannung ist,
eine erste Schaltung (10, 12) zur Messung des an der zu testenden Schaltungskomponente (DUT) als Funktion der Rechteckimpulse abfallenden Gleichspannungsanteils,
eine zweite Schaltung (16, 30, 51, 52) zum Vergleich der Gleichspannungsanteile an der zu testenden Schaltungskomponente (DUT),
und eine dritte Schaltung (16, 28) zur Widergabe des Vergleichsergebnisses.