JPH06230078A - 電子機器ボードの異常個所検出方法、その装置及びこれに用いる電子機器ボード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロジック信号、交流信号の回路網での故障点
の特定を容易にする。 【構成】 ボード上の電子回路網のチェックされるべき
点に、これにロジック信号が現われる場合は平均電圧を
検出する平均検出回路１５を接続し、交流信号が現われ
る場合にピーク電圧を検出するピーク検出回路１６を接
続して、これら回路１５，１６もそのボードに搭載して
おき、かつこれら回路１５，１６の各電圧を取出するこ
とができる試験点５６をそれぞれボード５４に設けてお
きプローブ１２を各試験点５６に接触させ、そのプロー
ブ１２で取出した試験点５６の電圧をデジタル電圧計で
測定し、その測定値と、予め求めていた正常動作時の対
応、試験点の基準データと比較して、その試験点と対応
する電子回路網のチェック点が異常か否かを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子機器のボードに搭
載された電子回路網の故障個所を特定するために有効に
利用され、電子回路網の各ノード（試験点）の異常を検
出する方法、及びその異常検出装置、並びにその検出方
法及び検出装置により異常個所を検出可能にするための
電子機器ボードに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路網の故障診断技術としては「シ
グネチャ解析法」が知られている。これはテストパター
ン発生手段としてリニアフィードバックシフトレジスタ
を用いて疑似ランダムパターンを発生させ、そのシフト
レジスタの入力にテスト結果を順次入力させながらシフ
ト動作を繰返すと、シフトレジスタの各シフト段の最終
値は入力パターン系列（テスト結果）に対応した特定の
値（シグネチャ）に決まる。よって良品時のその値を記
憶しておき、照合することでその回路網の良否を判断す
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術は
故障個所を特定する試験回路をその機器自体に一部もし
くは全部を内蔵する必要があった。またこれを内蔵して
ない電子回路網については、故障個所を特定するための
異常個所を、簡易に検出するものがなく、比較的高価な
ものでしかも専門的知識を必要とする手段を使用するし
かなかった。

【０００４】更に上述の「シグネチャ解析法」は主とし
てマイクロプロセッサ回路を含むロジック回路を対象と
したものであり、アナログ回路に対して利用することが
できない。従ってアナログ回路を含む回路網一般のもの
について故障個所を特定するには他の技術と組合せ使用
する必要があるという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれば
ボードに搭載された電子回路網のチェックされるべき点
の信号の平均電圧を検出する平均検出回路と、その検出
された平均電圧を取出すことを可能とする試験点とを上
記ボードに予め搭載しておき、各試験点について正常動
作状態で現われる電圧を基準データとして予め用意して
おき、ボードの各試験点にプローブを接触させてその試
験点の電圧を測定し、その測定電圧と対応試験点の基準
データとを比較して電子回路網の対応チェックされるべ
き点が異常か否かの判定をする。

【０００６】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、電子回路網のチェックされるべき点の信号の
ピーク電圧を検出するピーク検出回路と、その検出した
ピーク電圧を取出すことを可能とする試験点とを上記ボ
ードに予め搭載しておき、その試験点に正常動作状態で
現われる電圧を基準データとして予め記憶しておく。請
求項３の発明によれば請求項２の発明において、ピーク
検出回路としては交流結合後の正側ピーク電圧の検出
と、負側ピーク電圧の検出とを行うものを用意してお
き、正常動作状態における平均検出回路の検出電圧Ｖ_M
と検出正側ピーク電圧Ｖ_PPとの和と、Ｖ_M と検出負側ピ
ーク電圧Ｖ_Pn（＜０）との和と、（Ｖ_M −Ｖ_Pn）／（Ｖ
_PP−Ｖ_Pn）とをも基準データとして用意しておき、試験
点にプローブを接触させて、測定した電圧で、Ｖ_M ＋Ｖ
_PP，Ｖ_M ＋Ｖ_Pn，（Ｖ_M −Ｖ_Pn）／（Ｖ_PP−Ｖ_Pn）をそ
れぞれ演算し、これらと対応する基準データとを比較す
る。

【０００７】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
において、平均検出回路の入力側に、入力信号を一定
幅、一定振幅のパルスに変換し、その変換されたパルス
を電圧平均化する周波数検出部を接続し、その周波数検
出部の出力電圧を取出すことを可能とする試験点をボー
ド上に予め搭載しておき、正常動作状態における上記周
波数検出部の出力電圧を基準データとして用意してお
く。

【０００８】請求項５の発明によれば、電子回路網のチ
ェックされるべき点の電圧を平均化やピーク検出などの
処理をするチェック用処理回路と、その処理回路の出力
電圧を取出すことを可能とする試験点とを電子回路網と
共にボード上に搭載した電子機器ボードの異常個所を検
出する装置であって、試験点にプローブを接触させて、
試験点の電圧を導出可能とされ、そのプローブが接触し
ている試験点の識別情報を入力手段で入力可能とされ、
各試験点の識別情報別に基準データがメモリに記憶され
ており、プローブからの導出電圧と、入力された識別情
報によりメモリを参照して得た基準データとが比較判定
され、その結果が報知手段により報知される。入力手
段、メモリ、比較手段、報知手段を保持する本体にプロ
ーブが接続されている。

【０００９】請求項６の発明によれば請求項５の発明に
おいて、識別情報は試験点に固有の番号であり、入力手
段はプローブに取付けられ、ボードの試験点自体、又は
その近くに付けられた固有番号を光学的に読取る手段で
ある。請求項７の発明によれば請求項５の発明におい
て、識別情報は試験点の位置座標であり、入力手段はプ
ローブをボード上に位置させると、その位置座標を検出
する位置デジタイザである。

【００１０】請求項８の発明によれば請求項５の発明に
おいて、識別情報は試験点の位置座標であり、プローブ
をボード上を移動させ試験点と接触させる可動保持手段
と、各試験点の位置座標を順次読出して可動保持手段に
設定してその試験点にプローブを順次接触させる手段と
を含む。請求項９の発明によれば請求項５の発明におい
て、プローブは複数であって、ボードの試験点が在り得
る各位置の配置と同一配置をもって一体に保持され、こ
れらプローブを複数の試験点と接触させた状態でプロー
ブよりの電圧を本体に順次取込む手段が設けられてい
る。

【００１１】請求項１０の発明によれば、電子回路網が
搭載された電子機器ボードにおいて、電子回路網のチェ
ックされるべき点で正常動作状態で直流結合信号が現わ
れる個所に接続され、入力信号の平均電圧を検出する平
均検出回路と、その検出した平均電圧を取出すことを可
能とする試験点とがボードに搭載されている。請求項１
１の発明によれば請求項１０の発明において、チェック
されるべき点で、正常動作状態で交流結合信号が現われ
る個所に接続され、入力信号のピーク電圧を検出するピ
ーク検出回路と、その検出したピーク電圧を取出すこと
を可能とする試験点とがボードに搭載されている、請求
項１２の発明によれば、請求項１０の発明において、平
均検出回路の入力側に接続され、入力信号の正側及び負
側の各ピーク電圧をそれぞれ検出するピーク検出手段
と、これら検出した正側ピーク電圧及び負側ピーク電圧
をそれぞれ取出すことを可能とする各試験点とがボード
に搭載されている。

【００１２】請求項１３の発明によれば、請求項１０の
発明において、平均検出回路の入力側に接続され、入力
信号を一定幅、一定振幅のパルスに変換する手段と、そ
の変換されたパルスの平均電圧を検出する手段と、その
検出平均電圧を取出すことを可能とする試験点とが搭載
されている。

【００１３】

【実施例】この発明では電子回路網が搭載されたボード
に、チェックされるべき点に平均検出回路やピーク検出
回路などの処理回路を予め搭載しておく。例えば図１に
示すように電子機器のボードはマザーボード５４ｍ上
に、複数の子ボード５４ａ，５４ｂ，５４ｃが順次対向
して並べた状態で、コネクタ１０１によりそれぞれ垂直
に立てられる。図には示していないが、各子ボード５４
ａ〜５４ｃ（場合によるとマザーボード５ｍにも）に電
子回路網が搭載されている。この実施例でその電子回路
網のチェックされるべき点（チェック点）１０２に、平
均検出回路１５、ビーク検出回路１６などの処理回路が
接続されて当該電子回路網が搭載されているボードに搭
載され、またそのボードに、平均検出回路１５、ピーク
検出回路１６の各出力電圧を取出すことができる試験点
５６が取付けられる。この例では、子ボード５４ａ〜５
４ｃをマザーボード５４ｍに搭載した状態で、検査でき
るように、各試験点５６は、各子ボード５４ａ〜５４ｃ
のマザーボード５４ｍと反対側の端縁の近くにこれに沿
って取付けられている。

【００１４】平均検出回路１５は例えば図２Ａに示すよ
うに、チェック点１０２と接続される端子１８に抵抗器
１９の一端が接続され、抵抗器１９の他端がコンデンサ
２１を通じて接地される。これら抵抗器１９及びコンデ
ンサ２１は平均検出回路１５を構成している。この例で
は平均検出回路１５の出力側、つまり抵抗器１９及びコ
ンデンサ１５の接続点は高入力インピーダンスのバッフ
ァ２２に接続されている。平均検出回路１５の出力側は
試験点５６に接続される。

【００１５】ピーク検出回路１６は例えば図２Ｂに示す
ようにチェック点１０２に接続される端子１８に交流結
合回路２３が接続される。つまり端子１８に直流遮断用
のコンデンサ２４の一端が接続され、コンデンサ２４の
他端は抵抗器２５を通じて接地されると共にダイオード
２６の一端に接続され、ダイオード２６の他端は平滑用
コンデンサ２７を通じて接地される。コンデンサ２４、
２７、抵抗器２５及びダイオード２６によりピーク検出
回路１６が構成されている。この例ではピーク検出回路
１６の出力側、つまりダイオード２６及びコンデンサ２
７の接続点は高入力インピーダンスのバッファ２８に接
続されている。このピーク検出回路１６の出力側は試験
点５６に接続される。図に示していないが、端子１８と
交流結合回路２３との間に高入力インピーダンス化を目
的としてバッファが挿入されることもある。

【００１６】上述したように処理回路が搭載されたボー
ドについて、例えば請求項５の発明による装置により異
常個所を検出する。その装置は例えば図３に示すように
本体１１にプローブ１２が接続され、そのプローブ１２
はペン状ボディの先端から針状コンタクト１４が突出さ
れ、コンタクト１４は試験点５６と電気的に接触させる
ことができる。またその例ではコンタクト１４と平行に
アース用接触部１７がプローブ１２から突出している。
コンタクト１４、アース用接触部１７とそれぞれ接続さ
れたリード線２８，２９がコード３４としてプローブ１
２から導出されて本体１１に接続されている。

【００１７】本体１１は制御をマイクロプロセッサ３５
を主体として行うように構成した場合でマイクロプロセ
ッサ３５にバス３６を介して、ＡＤ変換器３７、メモリ
３８、表示器３９、ブザー４１、モード選択部４２、ス
イッチ４５，４６、位置駆動部４７が接続されている。
メモリ３８には各試験点を識別する識別情報ごとに基準
データが記憶される。メモリ３８には例えば図２Ｃに示
すように各アドレスに対して１つの試験点の識別情報と
してその固有番号（ＩＤ番号）と、その試験点のボード
上の位置座標（ｘ，ｙ）とが、また正常動作時の平均電
圧値及びピーク電圧値がそれぞれ格納されている。この
平均電圧値、ピーク電圧値を基準データと称する。

【００１８】メモリ３８に対する書込みは例えば次のよ
うにする。モード選択部４２を操作して基準データ設定
モードに設定し、スイッチ４５、４６を共に入力部４８
側に設定する。入力部４８のキーボードを操作して、予
め知られている値を、ＩＤ番号、位置座標（ｘ，ｙ）、
平均電圧値、ピーク電圧値の順に入力し、その入力され
た各データをマイクロプロセッサ３５によりメモリ３８
に書込む。あるいは入力部４８を通じて外部のデータベ
ースにバス接続し、ＣＡＤ（電子計算機による設計装
置）によりそのボードの電子回路網を設計した時に用い
たデータをもとに、ＩＤ番号に従って位置座標、正常電
圧（論理値など）をデータ転送して入力する。この場合
はマイクロプロセッサ３５は入力されたデータより、平
均電圧やピーク電圧を演算してメモリ３８に書込む。図
２Ｃに示すようなデータが予め書込まれたＲＯＭを、被
検査ボードに応じて着脱自在に本体１１に装着してもよ
い。

【００１９】更に正常に動作しているボードをモデルと
して、そのボードの試験点の近くに付けられている、又
は試験点自体に付けられているＩＤ番号を入力部４８の
キーボードを操作して入力し、その試験点にプローブ１
２を接触させ、その時の平均検出回路１５、又はピーク
検出回路１６の出力を取込みメモリ３８に書込む。この
際、取込んだ電圧をＡＤ変換器３７でデジタルデータに
変換してメモリ３８に書込む。この各書込みを各試験点
について行う。この時は位置座標は書込まれない。図４
Ａに示すようにプローブ１２にビデオカメラ（例えばＣ
ＣＤカメラ）５２が取付けられ、このビデオカメラ５２
により、ボード上又は試験点に付けられているＩＤ番号
を撮影し、そのビデオ出力をコード３４を通じて本体１
１に設けられた画像処理部５３に入力し、撮影したＩＤ
番号を認識し、そのＩＤ番号をスイッチ４５を通じてマ
イクロプロセッサ３５に取込んでもよい。

【００２０】なお試験点はプローブのコンタクト１４が
十分良好に電気的に接触する面積が必要で、例えば図４
Ｂに示すようにボード５４上の平均検出回路１５又はピ
ーク検出回路１６の出力側の配線パターン５５の端部を
円形ランド状にして試験点５６とする。この試験点５６
の表面の酸化による接触不良を避ける点から半田メッキ
をしておくとよい。試験点５６の横にＩＤ番号５７がボ
ード５４上に記入されている。あるいは図４Ｃに示すよ
うに板状試験用端子を試験点５６としてボード５４にこ
れと平行に取付ければよい。この試験点５６の上面にＩ
Ｄ番号５７が付けられている。図４Ｄに示すように、端
子の試験点５６の中央部をボード５４側に凹ませコンタ
クト１４が接触し易いようにしてもよい。ビデオカメラ
５２によりＩＤ番号５７を読取らせる場合はＩＤ番号５
７をバーコードで記してもよい。

【００２１】自動検査の場合は、例えば図５に示すよう
にｘｙ可動機構（１種の位置デジタイザ）５８にプロー
ブ１２が取付けられ、プローブ１２がボード５４上を自
由移動してその任意の試験点にも接触することができる
ようにされる。ボード５４の周辺部上に方形固定枠５９
が適当な間隔を保って配され、その固定枠５９の一方の
対向辺にｙ方向移動軸６１の両端が、その辺に沿って移
動自在に取付けられ、ｙ方向移動軸６１にこれに沿って
ｘ方向移動体６２が移動自在に取付けられ、ｘ方向移動
体６２にプローブ１２がボード５４と垂直に移動自在に
保持される。ｙ方向移動軸６１の移動、及びｘ方向移動
体６２の移動は例えばそれぞれ図に示していないパルス
モータにより移動させられ、プローブ１２が試験点５６
上に位置した状態で、プローブ１２をボード５４側に移
動させて試験点５６と接触させる。

【００２２】ボード５４上に原点マーク６３とフルスケ
ールマーク６４とを付けておき、これらマークをｘ方向
移動体６２に取付けた光学読取り手段により読取り、位
置座標の基準を知る。図３においてマイクロプロセッサ
３５から位置座標データを位置駆動部４７に与え、位置
駆動部４７により、その座標データに応じてｙ方向移動
軸６１及びｘ方向移動体６２がそれぞれ移動されて、プ
ローブ１２がマイクロプロセッサ３５により指定された
ボード上の座標上に移動位置される。一方、識別情報の
入力手段として位置デジタイザが使われる場合は、その
機構は図５に示したものと同等でよく、パルスモータの
代わりにエンコーダ等が取り付けられていればよい。そ
の場合ｙ方向移動軸６１の移動量、ｘ方向移動体６２の
移動量が位置座標変換部６５に入力され、プローブ１２
の位置座標が識別情報として求められ、これがスイッチ
４６を通じてマイクロプロセッサ３５に取込まれる。

【００２３】上述のメモリ３８の基準データの書込み
は、位置デジタイザとしてのｘｙ可動機構５８によりプ
ローブ１２を正常なモデルボード５４上の各試験点５６
に順次接触させて行ってもよい。この場合はＩＤ番号は
記憶されない。故障個所を特定するにはモード選択部４
２を試験データ取得モードに設定し、試験点５６にプロ
ーブ１２のコンタクト１４を接触させる。チェック点１
０２に直流信号（電源電圧も含む）が現われる場合は、
その電圧がそのまま平均検出回路１５の出力となる。チ
ェック点１０２にロジック信号が現われている状態では
平均検出回路１５の出力電圧として図６Ａａに示すよう
にチェック点１０２が高レベルＶ_H の場合はその高レベ
ルＶ_H が出力され、デューティ比Ｄのパルス信号の場合
は図６Ａｂに示すように平均電圧Ｖ_L ＋Ｄ（Ｖ_H −
Ｖ_L ）（Ｖ_L は低レベル）が出力され、マーク率Ｍのパ
ルス信号の場合は図６Ａｃに示すように平均電圧Ｖ_L ＋
Ｍ（Ｖ_H −Ｖ_L ）が出力され、低レベルＶ_L の場合はそ
の低レベルＶ_Lが出力される。

【００２４】チェック点１０２にアナログ信号が現われ
る場合は、例えば演算増幅器の出力アナログ信号でも、
そのアナログ信号が周期的であれば、その周期以上の時
間に平均検出回路１５の時定数を設定しておくことによ
り、平均検出回路１５の出力はある固有値として得られ
る。例えば図６Ｂに示すような二重積分波形信号を平均
検出回路１５を通すことにより、その低レベルＶ_L と、
高レベルＶ_H との中間にある特定の平均電圧Ｖ_M が出力
される。

【００２５】従って直流結合信号の場合は何れも、平均
検出回路１５の出力電圧から、そのチェック点１０２に
おける動作状況を把握することができる。交流結合信
号、つまりコンデンサ結合信号またはゼログロス信号の
場合、平均電圧は信号の振幅によらず常に０Ｖになる。
しかしピーク検出回路１６（図２Ｂ）において、チェッ
ク点１０２の信号はコンデンサ２４で直流遮断された
後、ダイオード２６で、この例では正側が整流されてコ
ンデンサ２７に充電される。コンデンサ２７には０Ｖに
対する交流信号の正のピーク値Ｖ_P が充電される。正し
くはダイオード２６の順方向電圧降下分だけ小さい値Ｖ
_R がコンデンサ２７の電圧となる。よってピーク検出回
路１６の出力からそのチェック点における交流信号の動
作状況を知ることができる。

【００２６】プローブ１２を手動で試験点５６と接触さ
せる場合は、各試験点ごとにそのＩＤ番号を入力部４８
のキーボードを操作して入力する。マイクロプロセッサ
３５はそのＩＤ番号を取込み、平均検出回路１５の出力
電圧又はピーク検出回路１６の出力電圧を取込み、デジ
タル値に変換し、またメモリ３８から前記取込んだＩＤ
番号に対する基準データの各平均電圧値、ピーク電圧値
と前記取込んだ各出力電圧とをそれぞれ比較し、所定値
以上ずれがあるか否かを判定する。ＡＤ変換器３７とし
ては８〜１０ビットの精度及び１〜１０μＳの応答時間
をもつ中程度の性能のものの使用が考えられる。

【００２７】ロジック素子の動作レベルは許容範囲が広
く、例えばＴＴＬの低レベルは０〜０．８Ｖ、高レベル
は２．７〜５．０Ｖである。従って素子が変るごとに正
常値のバラツキが予想され、これに伴なって平均電圧も
ばらつく。このため故障判定に当っては一定の裕度をも
たせ、測定値が（基準データ）±（裕度）の範囲に入る
ものを正常とし、これより外れるものを異常とする。こ
の場合環境温度が変わると、測定値の温度変動も加味す
る必要があり、例えば±１％、±３％、±５％、±１０
％、±２０％の中から裕度を、入力部４８のキーボード
を操作して選択できるようにするとよい。

【００２８】チェック点１０２によっては平均検出回路
１５の出力電圧のみ、又はピーク検出回路１６の出力電
圧のみをチェックすればよい。前記測定値と基準データ
との比較判定結果は報知手段により報知される。その報
知方法としては可聴報知と、可視報知と、その併用とが
ある。可聴報知は、正常時にはブザー４１を単に「ピ
ー」と鳴動させ、異常時にはブザー４１を「ピッピッピ
ッ」と鳴動させる。可視報知としては例えば表示部３９
として、図６Ｃに示すように、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）６６を配列して設け、その各発光ダイオード６６の
近くにＩＤ番号５７を付け、チェックした試験点５６の
ＩＤ番号５７の所の発光ダイオード６６を、正常時には
単なる連続点灯（図で黒丸として示す）させ、異常時に
は点滅（図で斜線で示す）させ、未チェックのものは消
灯（図で白丸で示す）させる。

【００２９】更に表示部３９による表示としては図６Ｃ
に示す表示と共にセグメント発光ダイオードの５桁程度
の数字表示部を設け、その数字表示部に、比較判定後に
故障個所の推定を行ってその結果を部品番号などとして
表示することもできる。また図６Ｃに示した表示や前記
数字表示部を液晶表示やＣＲＴ表示により実現してもよ
い。何れの可視報知と共に可聴報知を併用してもよい。
プローブ１２をｘｙ可動機構５８により移動させて試験
点と接触させる場合や他の位置デジタイザを用いる場合
は通常は前記液晶表示又はＣＲＴ表示が採用され、手動
操作の場合は、前記報知手段の何れかの手法が採用され
る。

【００３０】上述ではプローブ１２を接触させる試験点
５６のＩＤ番号５７をキーボードで手動入力したが、位
置デジタイザにより自動的に入力させてもよい。例えば
図７Ａに前記した位置デジタイザとは別のタイプのもの
を示す。位置デジタイザ６６はボード５４上にその周辺
部と一致した方形固定枠６７が配され、その固定枠６７
の隣する２つの辺の内面に、その各辺に沿って単位距離
間隔でそれぞれ発光素子６８が取付けられ、その対向す
る辺にそれぞれ各発光素子６８と対向し、その発光する
光６９を受光する受光素子７１が取付けられる。固定枠
６７内でボード５４上の試験点５６にプローブ１２を接
触させると、このプローブ１２により遮断されて光が達
しない二つの受光素子（図示例で７１_x2, ７１_y2）か
ら、プローブ１２の接触位置（２，２）が検出され、こ
の位置座標が位置座標変換部６５に接続された位置デジ
タイザ６６からマイクロプロセッサ３５に取込まれる。
この場合はこの取込まれた位置座標からこれと一致する
位置座標の試験点の基準データをメモリ３８から読出
す。

【００３１】なお、プローブ１２、本体１１の各接地
（グランド）のとり方としては、例えば図７Ｂに示すよ
うに、ボード５４の各試験点５６と接近させて接地点７
２が試験点５６と同様に設けられ、プローブ１２のコン
タクト１４及びアース用接触部１７がそれぞれ試験点５
６及び接地点７２に同時に接触するようにされる。また
図５に示したｘｙ可動機構５８を用いる場合は、固定枠
５９、ｙ方向移動軸６１、ｘ方向移動体６２を導電材料
で構成し、プローブ１２をｘ方向移動体６２に保持させ
た時に、プローブ１２の周面に導出したアース用接触箔
がｘ方向移動体６２と接触するようにされ、固定枠５９
を通じてボード５４上の接地面に接続される。あるいは
図５Ｂに示すように、プローブ１２からアース導線７３
を導出し、これをボード５４の接地面に接続する。アー
ス導線７３はプローブ１２の移動に支障がないようにた
るませておく。

【００３２】またｘｙ可動機構５８をモータで駆動する
ことなく、プローブ１２又はｘ方向移動体６２を手で移
動させて試験点５６に対しプローブ１２を接触させても
よい。この時、ｙ方向移動軸６１、ｘ方向移動体６２の
各移動位置がエンコーダやポテンショメータなどにより
信号化されて本体１１の位置座標変換部６５へ送られ
る。

【００３３】次に自動的に各試験点の正常、異常を判定
する場合を説明する。図７Ｃに示すように、先ずＮを１
とし（Ｓ₁ ）、試験点５６の番号がＮ（＝１）の位置座
標（ｘ、ｙ）をメモリ３８から読出す（Ｓ₂ ）。その位
置座標（ｘ、ｙ）を図３の位置駆動部４７に設定してプ
ローブ１２を図５における位置座標（ｘ、ｙ）上に移動
させて番号Ｎ（＝１）の試験点５６にプローブ１２を接
触させる（Ｓ₃ ）。平均検出回路１５又はピーク検出回
路１６の各出力Ｖ_M 又はＶ_R を取込みデジタル値に変換
し（Ｓ₄ ）、これらＶ_M 、Ｖ_R と基準データと比較し判
定結果を記憶する（Ｓ₅ ）。Ｎを＋１してＮとし
（Ｓ₆ ）、そのＮがＰ＋１（Ｐは全試験点５６の個数）
と一致したかをチェックし、不一致ならばステップＳ₂
に戻り（Ｓ₇ ）、一致ならばそれまでに記憶した全試験
点に対する判定結果の報知をして終了する（Ｓ₈ ）。こ
の場合の入力手段はメモリ３８から読出し位置駆動部４
７に位置座標を設定することにより兼ねられている。

【００３４】あるいは図８Ａに図３と対応する部分に同
一符号を付けて示すように、試験点５６の数Ｐだけプロ
ーブ１２を用意し、これらプローブ１２を各試験点５６
の座標に応じた位置において図８Ｂに示すように保持板
７４に挿通保持させる。保持板７４をＺ位置駆動部７５
を制御してボード５４側に移動させ、各試験点５６に各
プローブ１２を一斉に接触させることができる。各プロ
ーブ１２からの検出電圧Ｖ_M 又はＶ_R が供給されるリー
ド線２８はそれぞれスイッチＳ₁ 〜Ｓ_P を通じてＡＤ変
換器３７と接続される。

【００３５】全試験点のＩＤ番号と基準データとがメモ
リ３８に入力されている状態で、図８Ｃに示すようにま
ずＺ位置駆動部７５を制御してＰ個のプローブ１２を対
応する試験点５６にそれぞれ接触させる（Ｓ₁ ）。バス
３６に接続されたスイッチ選択部４３を制御してスイッ
チＳ₁ から順に１個のスイッチのみをオンにして、その
時の検出電圧をＡＤ変換器３７でデジタル値に変換する
（Ｓ₂ ）。検出されたＰ個の電圧と、対応基準データと
を比較し、その判定結果を報知部４０（図３中の表示部
３９及びブザー４１）で報知させる（Ｓ₃ ）。この場合
の入力手段も、スイッチ選択部４３の順次選択が兼ねて
いることになる。

【００３６】上述ではボード上のピーク検出回路１６
で、一方のピーク（実施例では正側ピーク）の電圧のみ
を検出したが、他方のピーク電圧をも検出するようにし
てもよい。例えば図９Ａに図２と対応する部分に同一符
号を付けて示すように、この例では交流結合回路２３と
正側ピーク検出回路１６との接続点に負側ピーク検出回
路７６が接続される。つまりダイオード７７のカソード
がダイオード２６のアノード側に接続され、ダイオード
７７のアノードはコンデンサ７８を通じて接地されると
共に高入力インピーダンスバッファ７９に接続される。
そのバッファ７９の出力側は試験点５６に接続される。

【００３７】バッファ２２から得られた平均電圧Ｖ
_M と、バッファ２８から得られた正側ピークＶ_PPと、バ
ッファ７９から得られた負側ピークＶ_Pnとから、本体１
１のマイクロプロセッサ３５において、高レベルＶ_H ＝
Ｖ_M ＋Ｖ_PPと、低レベルＶ_L ＝Ｖ _M ＋Ｖ_Pn（Ｖ_Pn＜０）
と、マーク率Ｍ（デューティ比Ｄを含む）、（Ｖ_M −Ｖ
_Pn）／（Ｖ_PP−Ｖ_Pn）とをそれぞれ演算し、これらと、
予め求めておいた対応する基準データとを比較判定す
る。前述したように例えばＴＴＬでは低レベルＶ_L 、高
レベルＶ_H に対し大きな許容範囲があり、製造会社間に
よるばらつき、ロット間によるばらつきが存在するた
め、平均電圧Ｖ_M だけによる判定では誤まるおそれがあ
る。しかしマーク率Ｍ（又はデューティ比Ｄ）をも求め
て比較判定すれば、Ｖ_H 、Ｖ_L が等しく、かつマーク率
Ｍが等しい波形は例えば図９Ｂの（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示すように無数存在するが、正常で（ａ）の波
形が、故障で（ｂ）あるいは（ｃ）の波形になる確率は
非常に小さい。よってこのＶ_H 、Ｖ_L 、Ｍを比較判定す
ることにより、より正確にチェック点の異常を判定する
ことができる。

【００３８】しかし周波数が異なるがマーク率Ｍが同一
の場合の異常をも検出するためには例えば図１０Ａに示
すようにボード５４に平均検出回路１５、ピーク検出回
路１６の他に周波数検出部８１が設けられる。例えば端
子１８から各信号は単安定マルチバイブレータ８２で一
定パルス幅のパルスに変換され、その一定パルス幅のパ
ルスはスライサ８３により低レベルがＶ₁ 、高レベルが
Ｖ₂ の一定振幅のパルスにスライスされ、そのスライス
されたパルスが抵抗器、コンデンサよりなる平均値回路
８４へ供給されて平均化され、その平均電圧Ｖ_F はボー
ド上の試験点５６へ供給される。

【００３９】この平均電圧Ｖ_F はチェック点１０２、つ
まり端子１８の信号の周波数に比例したものとなる。従
って、この平均電圧Ｖ_F についての基準データを予め用
意しておき、測定値Ｖ_F を基準データと比較判定するこ
とにより、試験点の異常を確実に検出できる。ボード上
の電子回路網がロジック信号、つまり直流結合信号（電
源信号も含む）のみの場合は、ボード５４上に平均検出
回路１５のみ又はこれと正、負のピーク検出回路あるい
は周波数検出部８１とを搭載しておいてもよい。また上
述では本体１１で各チェック点が正常か異常かを判定し
たが、この判定を検査員が行ってもよい。つまり検査員
がプローブ１２を、各試験点５６に接触させ、その時の
プローブ１２の出力電圧を例えばデジタルボルト計で測
定し、その測定値と、予め作られたドキュメント中のそ
の試験点に対する基準データとの比較を検査員が頭脳で
行って判定してもよい。

【００４０】この場合のドキュメントとしては例えば図
１０Ｂに示すように用紙９１をボード５４と相似形と
し、その一端部にボード５４のコネクタと対応したコネ
クタ表示９２を表示し、ボード５４上の搭載回路網を構
造的及び電気的に分割した各ブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと
対応してその形状配置を似せたブロック９３Ａ，９３
Ｂ，９３Ｃ，９３Ｄを用紙９１上に画き、かつその入力
端子、出力端子の試験点５６も同様の配置関係で記号９
４としてそれぞれ表示し、その各試験点５６のＩＤ番号
５７を同様に用紙９１に書き込む。更にその各試験点表
示９４の近くはその正常動作時の基準データの表示９５
が付けられる。このようにすれば実際のボードの試験点
にプローブ１２を接触させ、その時の測定電圧に対する
基準データをドキュメントから簡単に知ることがでる。

【００４１】図１１に示すように子ボード５４ａをマザ
ーボード５４ｍ（図示せず）から外し、引き出しケーブ
ル１０５で接続できる場合は、この引き出した状態で異
常個所の検出を行うことができ、この場合は試験点５６
を子ボード５４ａ上の任意の場所に設けることができ
る。上述の何れの場合においても、チェック点が電源電
圧が現われる点の場合は、平均検出回路１５などを介す
ることなく、そのチェック点を直接試験点５６に接続し
てもよい。

【００４２】以上のような異常個所検出を利用して、故
障個所の特定に当たっては以下のような手順で行なう。
なお、必要な基準データはこの発明による異常個所検出
装置に全て入力されているものとし、被検査電子機器の
故障個所は１ケ所だけとする。また後者の双方向性のＣ
ＰＵデータバスについては、その電子機器が内蔵するマ
イクロプロセッサ自身でセルフチェックされていて異常
ないものとし、かつ電源にも異常ないものとする。 （１）不良ボードの特定 複数のボードがあった場合、まずどのボードに故障があ
るかを特定する。方法は各ボードに出入りする信号を例
えばコネクタの部分で順にチェックし、入力信号が正常
であるが出力信号が異常なボードをさがし出す。このた
めには、基準データを入力する段階で、コネクタのピン
番、入力／出力の種類等の情報が入力されていると都合
が良い。 （２）故障ブロックの特定 故障ボードが判明したら、そのボードをゲタ（エクステ
ンダ）、ないし引き出しコードを使ってそのボードの試
験点５６にプローブ１２を接触できる状況とし、まずボ
ード上を大まかなブロックに分けた状態の試験点（この
試験点の指示はドキュメントでも良いし、本体の表示に
示しても良い）に当たる。ここでも、入力信号が正常で
出力信号が異常なブロック（故障大ブロック）を探し出
す。故障大ブロックが判明したら、以下故障中ブロッ
ク、故障小ブロックの検出という様に進む。 （３）故障部品の特定 （２）のブロック分けを６ケを基準に行なうと、３回の
探索で１／６³ ＝１／２１６の詳しさで故障個所が特定
できたことになる。このことは、２１６点の部品が載っ
ていた場合、部品１ケのレベルで判定できることを意味
する。 （４）故障部品の確認 故障部品がほぼ特定できたとしても、誤り判定がないと
は言えない。特に故障部品を見つけた後は部品の交換と
いうことになるので慎重さが必要である。また相手がピ
ン数の多いＬＳＩとなると、確信のある特定が必要であ
る。そのため、最後にその該当部品に対して、全てのピ
ンでの信号チェックを行ない、入力信号が正常で出力信
号がまさに異常であるかどうかを確認する。

【００４３】

【発明の効果】この発明によれば以下の効果がある。 １本のプローブで直流電圧、ロジック信号の平均電
圧、交流信号のピーク電圧が検出でき、効率的である。

【００４４】 試験点に関する諸データ（ＤＣ電圧
値、ＡＣ電圧値およびＩＤ番号か位置座標）とボードコ
ネクタおよび各部品に関する他のデータ（ピン番号とＩ
／Ｏ端子の区別）が用意されていれば、回路の知識がな
くてもあるいは知識を必要とせずに、ブラックボックス
化したブロックを仕立てることで故障個所の探索がで
き、従来高度の電気技術を必要としていた故障個所の特
定作業を一般化ないし汎化でき、その効果は図り知れな
い。

【００４５】 特定の回路網に対し、入力信号が正常
で出力信号に異常性があるときその回路網に故障がある
と判定するのを基本としているが、この判定はかなり直
観的であり、また論理的である（ただし例外はあり、次
の回路網の入力に故障原因があったときは判定誤りとな
るが、この場合は１回目の部品交換で復旧しなかった場
合として次の回路網の部品を疑えば済む）。従って故障
個所の探索手順そのものをプログラム化し、自動化する
ことも可能である。これは故障個所特定作業の省力化に
つながる。

【００４６】 通常現場における故障個所の特定に於
いては、電圧計、抵抗計、オシロスコープ、時にはロジ
ックアナライザ等が必需品とされる。しかし、この発明
を用いた故障個所特定装置を利用すれば、それらの計器
はほとんど必要なくなり、設備費の大幅な低減と、計器
持ち運びの省力化を実現できる。 ある製品において、故障個所特定が必要になるフェ
ーズは２つあり、そのひとつは部品の実装が終了してボ
ードを初動作させるときであり、２つ目は出荷された後
の保守である。現在この２つのフェーズは目的が故障個
所特定と言うことで共通しているにもかかわらず、対処
方法は一元化されていない。すなわち、生産時はボード
・テスタや特有の治具が多用されるが、それらはフィー
ルド（現場）サービスには向かないものであり、現場で
はまた独自の保守技術を、新しいものが出ればその都度
磨かねばならずそれらは総体的に言ってかなりの２重投
資を発生していると言って良い。

【００４７】この発明を用いた故障個所特定の概念を用
いれば、生産時と保守時の故障個所特定装置の一元化は
可能である。生産時（あるいは設計時）に試験点に関す
る全てのデータが決まれば、それはそのまま保守時に使
用できるからである。 世の中の流れとして資源の節約が叫ばれているが、
電子機器について言えば利用者による保守ということが
ひとつの課題である。しかしその課題に反して、電子機
器の中は増々複雑になり課題は遠のくばかりである。こ
の状況に対し、この発明を用いた故障個所特定の概念は
非常に有効な解決方法を与える。その理由は２つあり、
１つは電子機器の製造会社は積極的に試験点に関するデ
ータや故障個所特定に関するデータを公開するだろうと
言うことである。なぜなら、それらは一切回路設計上の
ノウハウを流出することにはならない（ブラックボック
スと電圧値だけだから）からである。２つ目は、故障個
所を追いかけるのに特別な技術は要らないからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１１の発明の実施例を示す斜視図。

【図２】Ａは平均検出回路１５の例を示す接続図、Ｂは
ピーク検出回路１６の例を示す接続図、Ｃはメモリ３８
内に記憶状態の例を示す図である。

【図３】請求項８の発明の実施例を示すブロック図。

【図４】ＡはＩＤ番号読取り手段を備えたプローブを示
す外観図、Ｂはボード上の試験点の例を示す平面図、Ｃ
及びＤはそれぞれその他の例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。

【図５】ｘｙ可動機構５８の例を示し、Ａは平面図、Ｂ
は正面図である。

【図６】Ａはロジック信号の各種の状態とその平均検出
回路１５の出力との関係を示す図、Ｂは二重積分波形信
号と平均検出回路１５の出力との関係を示す図、Ｃは表
示部３９の表示例を示す図である。

【図７】Ａは位置デジタイザの他の例を示す平面図、Ｂ
はプローブの試験点及び接地点との接触を示す側面図、
Ｃは１個のプローブを自動的に各試験点と接触させる場
合の処理例を示す流れ図である。

【図８】Ａは複数のプローブにより各試験点信号の取込
むようにしたこの発明の実施例を示すブロック図、Ｂは
そのプローブとボードの関係例を示す正面図、Ｃはこの
処理例を示す流れ図である。

【図９】Ａはボードに搭載される処理回路の他の例を示
す接続図、Ｂは同一マーク率で波形が異なる例を示す波
形図である。

【図１０】Ａは処理回路の更に他の例を示す接続図、Ｂ
は基準データが記載されているドキュメントの例を示す
図である。

【図１１】請求項１１の発明の他の実施例を示す図。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子回路網が搭載されたボードの異常個
   所を検出する方法において、 上記ボードに搭載された上記電子回路網のチェックされ
   るべき点の信号の平均電圧を検出する平均検出回路と、
   その検出された平均電圧を取出すことを可能にする試験
   点とを上記ボードに予め搭載しておき、 上記各試験点について正常動作状態で現われる電圧を基
   準データとして予め用意しておき、 上記ボードの各試験点にプローブを接触させてその試験
   点の電圧を測定し、 その測定電圧と対応試験点の上記基準データとを比較し
   て上記電子回路網の対応チェックされるべき点が異常か
   否かの判定をする、 電子機器ボード異常個所検出方法。
2. 【請求項２】 上記電子回路網のチェックされるべき点
   の信号のピーク電圧を検出するピーク検出回路と、その
   検出したピーク電圧を取出すことを可能とする試験点と
   を上記ボードに予め搭載しておき、その試験点に正常動
   作状態で現われる電圧を上記基準データとして予め記憶
   しておくことを特徴とする請求項１記載の電子機器ボー
   ド異常個所検出方法。
3. 【請求項３】 上記ピーク検出回路として交流結合後の
   正側ピーク電圧の検出と負側ピーク電圧の検出とを行う
   ものを用意しておき、正常動作状態における上記平均検
   出回路の検出電圧Ｖ_M と上記検出正側ピーク電圧Ｖ_PPと
   の和と、上記Ｖ_M と上記検出負側ピーク電圧Ｖ_Pn（Ｖ_Pn
   ＜０）との和と、（Ｖ_M −Ｖ_Pn）／（Ｖ_PP−Ｖ_Pn）とを
   も基準データとして用意しておき、上記試験点にプロー
   ブを接触させて、測定した電圧でＶ_M ＋Ｖ_PP，Ｖ_M ＋Ｖ
   _Pn，（Ｖ_M −Ｖ_Pn）／（Ｖ_PP−Ｖ_Pn）をそれぞれ演算
   し、これらと対応する基準データとを比較することを特
   徴とする請求項２記載の電子機器ボード異常個所検出方
   法。
4. 【請求項４】 上記電子回路網の上記平均検出回路が接
   続されたチェックされるべき点に、入力信号を一定幅、
   一定振幅のパルスに変換し、その変換されたパルスを平
   均電圧化する周波数検出部を接続し、その周波数検出部
   の出力電圧を取出すことを可能とする試験点を上記ボー
   ドに予め設けておき、正常動作状態における上記周波数
   検出部の出力電圧をも基準データとして用意しておくこ
   とを特徴とする請求項１記載の電子機器ボード異常個所
   検出方法。
5. 【請求項５】 電子回路網のチェックされるべき点の信
   号の電圧を平均化やピーク検出などの処理するチェック
   用処理回路と、その処理回路の出力電圧を取出すことを
   可能とする試験点とを上記電子回路網と共にボードに搭
   載した電子機器ボードの異常個所を検出する装置であっ
   て、 上記試験点と接触させその試験点の電圧を導出するプロ
   ーブと、 そのプローブが接触している上記試験点を識別する識別
   情報を入力する入力手段と、 上記各試験点の識別情報別に基準データを記憶するメモ
   リと、 上記プローブからの導出電圧を、上記入力された識別情
   報により上記メモリを参照して得た基準データと比較判
   定する比較手段と、 その比較結果を報知する報知手段と、 上記プローブと接続され、上記入力手段、上記メモリ、
   上記比較手段及び上記報知手段を保持する本体と、 を具備する電子機器ボードの異常個所検出装置。
6. 【請求項６】 上記メモリに記憶された上記識別情報は
   試験点に固有の番号であり、上記入力手段は、上記プロ
   ーブに取付けられ、上記ボードの試験点自体、又はその
   近くに付けられたその固有番号を光学的に読取る手段で
   あることを特徴とする請求項５記載の電子機器ボードの
   異常個所検出装置。
7. 【請求項７】 上記メモリに記憶された上記識別情報は
   試験点の位置座標であり、上記入力手段は上記プローブ
   を上記ボード上に位置させると、その位置座標を検出す
   る位置デジタイザであることを特徴とする請求項５記載
   の電子機器ボードの異常個所検出装置。
8. 【請求項８】 上記メモリに記憶された上記識別情報は
   試験点の位置座標であり、上記プローブを上記ボード上
   を移動させ試験点と接触させる可動保持手段と、各試験
   点の位置座標を順次上記メモリから読出して上記可動保
   持手段に設定してその試験点に上記プローブを順次接触
   させる手段とを含むことを特徴とする請求項５記載の電
   子機器ボードの異常個所検出装置。
9. 【請求項９】 上記プローブは複数個であって、上記ボ
   ードの試験点が在り得る各位置の配置と同一配置をもっ
   て一体に保持され、これらプローブを上記ボード上の複
   数の試験点と接触させた状態で、上記プローブよりの電
   圧を上記本体に所定の順に取込む手段が設けられている
   ことを特徴とする請求項５記載の電子機器ボードの異常
   個所検出装置。
10. 【請求項１０】 電子回路網が搭載された電子機器ボー
    ドにおいて、 上記電子回路網のチェックされるべき点で、正常動作状
    態で直流結合信号が現われる個所に接続され、入力信号
    の平均電圧を検出する平均検出回路と、その検出した平
    均電圧を取出すことを可能とする試験点とが上記ボード
    に搭載されていることを特徴とする電子機器ボード。
11. 【請求項１１】 上記電子回路網のチェックされるべき
    点で、正常動作状態で交流結合信号が現われる個所に接
    続され、入力信号のピーク電圧を検出するピーク検出回
    路と、その検出したピーク電圧を取出すことを可能とす
    る試験点とが上記ボードに搭載されている、 ことを特徴とする請求項１０記載の電子機器ボード。
12. 【請求項１２】 上記平均検出回路の入力側に接続さ
    れ、入力信号の正側及び負側の各ピーク電圧をそれぞれ
    検出するピーク検出手段と、これら検出した正側ピーク
    電圧及び負側ピーク電圧をそれぞれ取出すことを可能と
    する各試験点とが搭載されていることを特徴とする請求
    項１０記載の電子機器ボード。
13. 【請求項１３】 上記平均検出回路の入力側に接続さ
    れ、入力信号を一定幅、かつ一定振幅のパルスに変換す
    る手段と、その変換されたパルスの平均電圧を検出する
    手段と、その検出平均電圧を取出すことを可能とする試
    験点とが搭載されていることを特徴とする請求項１０記
    載の電子機器ボード。