RU2144198C1 - Способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144198C1 RU2144198C1 RU98123757A RU98123757A RU2144198C1 RU 2144198 C1 RU2144198 C1 RU 2144198C1 RU 98123757 A RU98123757 A RU 98123757A RU 98123757 A RU98123757 A RU 98123757A RU 2144198 C1 RU2144198 C1 RU 2144198C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- measured
- connection
- circuits
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при неразрушающем контроле печатного монтажа многослойных печатных плат. Способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат (МПП) основан на разбиении МПП на N произвольных групп металлизированных отверстий, подаче стабилизированного тока на первые точки подключений каждого из измеряемых участков цепей, подачи нулевого потенциала на вторые точки подключений этих участков цепей и измерении падения напряжения, при этом токовые контакты подключают с одной стороны металлизированных переходов МПП, а потенциальные контакты - с другой стороны тех же металлизированных переходов формируют массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП, осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей, при этом в случае, когда каждая из L измеряемых участков цепей имеет точки подключения внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, одновременно измеряют падения напряжений между первыми и вторыми точками подключения L измеряемых участков цепей, где L = 0,1,...N, а в том случае, когда каждая из М измеряемых участков цепей, где М = 0,1,..., (N - L)/2, имеет точки подключения между группами металлизированных отверстий, а именно первая точка каждой из М измеряемых участков цепей соответственно принадлежит к группе L + 2М - 1, а вторая точка - к группе L + 2М, то определяют падения напряжений на М измеряемых участках цепей путем вычитания результатов одновременно измеренных падений напряжений соответственно на первых и вторых точках измеряемых участков цепей относительно общей шины, осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения следующего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей. Устройство для измерения сопротивлений проводников МПП содержит N измерительно-коммутационных модулей для подключения к N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая МПП, N четырехпроводных линий связи, где N = 1,2,3,..., а также адаптер, интерфейс и микроЭВМ, причем N четырехпроводные линии связи обеспечивают подключение к N измерительно-коммутационным модулям L + M измеряемых участков цепей контролируемой МПП. Изобретение повышает быстродействие измерений сопротивлений проводников МПП путем одновременного измерения L + M контролируемых участков цепей за один цикл измерения. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти применение при неразрушающем контроле печатного монтажа многослойных печатных плат.
Известен способ измерения сопротивлений печатных проводников МПП, имеющих сквозные металлизированные отверстия, использующий четырехпроводную линию связи, два провода которой подключены через первый и второй контакты к первой точке подключения измеряемой цепи контролируемой печатной платы, а два других провода подключены через третий и четвертый контакты ко второй точке подключения этой цепи, основанный на последовательной подаче стабилизированного тока через контакты 1-2, 1-4, 3-2, 3-4, подключенные к измеряемой цепи, и проведения измерений падений напряжений на соответствующих четырех путях прохождения тока, после чего определяют падение напряжения на измеряемой цепи путем проведения арифметических операций сложения второго и третьего результатов измерений и вычитания первого и четвертого результатов измерений [1].
Недостатком способа является низкое быстродействие измерений сопротивлений печатных проводников МПП из-за необходимости проведения четырех измерений.
Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения сопротивлений печатных проводников МПП, имеющих сквозные металлизированные отверстия, основанный на подаче стабилизированного тока и измерении падения напряжения, при этом ток подают с одной стороны металлизированных переходов МПП, а напряжение снимают с противоположных сторон тех же металлизированных переходов [2].
Недостатком способа является низкое быстродействие измерений сопротивлений печатных проводников МПП из-за проведения измерения только одной контролируемой цепи за один цикл измерения.
Наиболее близким к изобретению является измеритель сопротивления резистивного датчика, содержащий источник тока, измеритель напряжения, инвертирующий усилитель и четырехпроводную линию связи, два провода которой соединяют первый вывод (точку подключения) резистивного датчика с первыми зажимами источника тока и измерителя напряжения, а инвертирующий вход и выход усилителя двумя другими проводами линии связи соединены со вторым выводом резистивного датчика, прямой вход усилителя и вторые зажимы источника тока и измерителя напряжения соединены с общей шиной [3].
Недостатком известного устройства является низкое быстродействие измерений сопротивлений печатных проводников МПП из-за проведения измерения сопротивления только одной контролируемой цепи за один цикл измерения, а также невысокая точность измерения в области малых значений сопротивлений из-за влияния на результат измерения напряжения смещения и входного напряжения операционного усилителя.
Изобретение решает задачу повышения быстродействия измерений сопротивлений проводников МПП путем одновременного измерения L + М контролируемых участков цепей за один цикл измерения.
Это достигается тем, что при способе измерений сопротивлений проводников многослойных печатных плат, имеющих сквозные металлизированные отверстия, основанном на подаче стабилизированного тока к группе металлизированных отверстий МПП и измерении падения напряжения, при этом токовые контакты подключают с одной стороны металлизированных переходов МПП, а потенциальные контакты - с другой стороны тех же металлизированных переходов, МПП разбивают произвольно на N групп металлизированных отверстий (точек подключений), каждая из которых может содержать любое число точек подключения, формируют массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП, для чего каждую цепь МПП разбивают на отдельные элементарные участки цепи, представляющие собой соединения только между двумя металлизированными отверстиями, осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей, при этом каждый элементарный участок цепи, входящий в массив L измеряемых участков цепей, где L = 0, 1...N, имеет точки подключения внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, а каждый элементарный участок цепи, входящий в массив М измеряемых участков цепей, где М=0, 1,..., (N-L)/2, имеет точки подключения в разных группах металлизированных отверстий, а именно первая точка каждого элементарного участка цепи из М измеряемых участков цепей соответственно принадлежит к группе L + 2M - 1, а вторая точка - к группе L + 2M, в начале формирования массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей выбирают любую группу металлизированных отверстий (точек подключений), и внутри этой группы выбирают произвольно металлизированное отверстие, являющееся первой точкой подключения измеряемого элементарного участка цепи, для выбора второй точки подключения этого участка цепи из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП выбирают любой элементарный участок цепи, соединяющий выбранную первую точку подключения измеряемого элементарного участка цепи (металлизированное отверстие) с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения, при этом в случае, если точки подключения выбранного элементарного участка цепи принадлежат к одной группе металлизированных отверстий, то этот элементарный участок цепи относят к массиву L измеряемых участков цепей, а в случае, если эти точки подключения принадлежат к разным группам металлизированных отверстий, то этот элементарный участок цепи относят к массиву М измеряемых участков цепей, при дальнейшем формировании массивов L и М измеряемых участков цепей первые точки подключения измеряемых элементарных участков цепей выбирают из групп металлизированных отверстий (точек подключений), точки подключения которых не принадлежат к элементарным участкам цепей, входящим в массивы L и М измеряемых участков цепей, и при этом из рассмотрения внутри этих групп должны быть исключены все металлизированные отверстия, принадлежащие к цепям, элементарные участки которых уже входят в массивы L и М измеряемых участков цепей, по окончании формирования массивов L и М на первые точки каждого из L + М измеряемых элементарных участков цепей подают стабилизированный ток, а на вторые точки измеряемых элементарных участков цепей подают нулевой потенциал с соответствующих L + М формирователей напряжения, равного нулю, осуществляют одновременное определение падений напряжений на L + М измеряемых элементарных участках цепей путем измерения падений напряжений между первыми и вторыми точками подключения на каждом из L измеряемых элементарных участков цепей и путем вычитания результатов одновременно измеренных падений напряжений соответственно на первых и вторых точках подключения каждого из М измеряемых элементарных участков цепей относительно общей шины, при формировании новых массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения последующего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП исключают все ранее измеренные элементарные участки цепей, а при выборе первых точек подключения измеряемых элементарных участков цепей из рассмотрения исключают все металлизированные отверстия (точки подключения), не принадлежащие к элементарным участкам цепей, входящим в массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП.
Кроме того, в устройстве для измерения сопротивлений проводников МПП, содержащем источник стабилизированного тока, вход которого подключен к общей шине, измеритель напряжения, операционный усилитель для формирования напряжения, равного нулю, прямой вход которого подключен к общей шине, четырехпроводную линию связи, два провода которой соединены с токовым и потенциальным контактами для подключения к первому металлизированному отверстию (точке подключения) контролируемой многослойной печатной платы, а два других провода соединены с токовым и потенциальным контактами для подключения ко второму металлизированному отверстию этой платы, введены первый, второй, третий и четвертый узлы подключения, первый, второй, третий, четвертый и пятый аналоговые мультиплексоры, адаптер, интерфейс и микроЭВМ, кроме того, источник стабилизированного тока, измеритель напряжения, операционный усилитель, первый, второй, третий и четвертый узлы подключения, первый, второй, третий, четвертый и пятый аналоговые мультиплексоры объединены в измерительно-коммутационный модуль, дополнительно введены N - 1 измерительно-коммутационных модулей для подключения к N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата, N - 1 четырехпроводные линии связи, где N = 1, 2, 3,..., при этом N четырехпроводные линии связи обеспечивают возможность подключения к N измерительно-коммутационным модулям L + М измеряемых участков цепей контролируемой многослойной печатной платы, и в случае, когда каждый из L измеряемых участков цепей, где L = 0, 1,...,N, имеет две точки подключения, размещенные внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, два провода четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго выхода каждого из L измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а два других провода тех же четырехпроводных линий связи обеспечивают соединение третьего и четвертого выхода каждого из L измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а в том случае, когда каждый из М измеряемых участков цепей, где М = 0, 1,...,(N-L)/2, имеет точки подключения, размещенные между группами металлизированных отверстий, а именно первая точка каждого из М измеряемых участков цепей соответственно принадлежит к группе L + 2M - 1, а вторая точка - к группе L + 2M, то два провода четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвертого выхода каждого из L + 2M - 1 измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, а два провода другой четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвертого выхода каждого из L + 2M измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, в N измерительно-коммутационных модулях первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы объединены в шину сигналов управления и подключены к выходам адаптера, входы которого подключены к пятым выходам N измерительно-коммутационных модулей, а входы-выходы адаптера подключены к интерфейсу, входы-выходы которого подключены к микроЭВМ, в каждом из N измерительно-коммутационных модулей выход источника тока подключен к первому входу первого аналогового мультиплексора и второму входу второго аналогового мультиплексора, выход операционного усилителя подключен к первому входу второго аналогового мультиплексора и второму входу первого аналогового мультиплексора, выход третьего аналогового мультиплексора подключен к инверсному входу операционного усилителя, выходы первого и второго аналоговых мультиплексоров соединены соответственно с первыми выводами первого и второго узлов подключения, первый вывод третьего узла подключения соединен с первым и вторым входами четвертого аналогового мультиплексора, а также со вторым входом третьего аналогового мультиплексора, первый вывод четвертого узла подключения соединен с первым входом пятого аналогового мультиплексора и третьим входом четвертого аналогового мультиплексора, а также с первым входом третьего аналогового мультиплексора, второй и третий входы пятого аналогового мультиплексора подключены к общей шине, вторые выводы первого, второго, третьего и четвертого узлов подключения являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами измерительно-коммутационного модуля, выходы четвертого и пятого аналоговых мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму входам измерителя напряжения, выход которого является пятым выходом измерительно-коммутационного модуля, объединенные управляющие входы первого, второго и третьего аналоговых мультиплексоров, управляющие выводы первого, второго, третьего и четвертого узлов подключения, объединенные управляющие входы четвертого и пятого аналоговых мультиплексоров, управляющий вход измерителя напряжения являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами измерительно-коммутационного модуля.
Введение N групп металлизированных отверстий (точек подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата, и соответствующее подключение их к N измерительно-коммутационным модулям таким образом, что на первые точки подключения L + М измеряемых участков цепей подают стабилизированный ток с соответствующих источников стабилизированного тока измерительно-коммутационных модулей, а на вторые точки подключения измеряемых участков цепей подают нулевой потенциал с соответствующих L + М формирователей напряжения, равного нулю, измерительно-коммутационных модулей, что обеспечивает согласно способу определение падений напряжений одновременно на L + М измеряемых участках цепей за один цикл измерения и тем самым достижение цели изобретения. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.
Предлагаемый способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат отличается от прототипа тем, что МПП разбивают произвольно на N групп металлизированных отверстий (точек подключений), каждая из которых может содержать любое число точек подключения, формируют массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП, для чего каждую цепь МПП разбивают на отдельные элементарные участки цепи, представляющие собой соединения только между двумя металлизированными отверстиями, осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей, при этом каждый элементарный участок цепи, входящий в массив L измеряемых участков цепей, где L = 0, 1. ..N, имеет точки подключения внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, а каждый элементарный участок цепи, входящий в массив М измеряемых участков цепей, где М = 0, 1,...,(N-L)/2, имеет точки подключения в разных группах металлизированных отверстий, а именно первая точка каждого элементарного участка цепи из М измеряемых участков цепей соответственно принадлежит к группе L + 2M - 1, а вторая точка - к группе L + 2M, в начале формирования массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей выбирают любую группу металлизированных отверстий (точек подключений) и внутри этой группы выбирают произвольно металлизированное отверстие, являющееся первой точкой подключения измеряемого элементарного участка цепи, для выбора второй точки подключения этого участка цепи из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП выбирают любой элементарный участок цепи, соединяющий выбранную первую точку подключения измеряемого элементарного участка цепи (металлизированное отверстие) с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения, при этом в случае, если точки подключения выбранного элементарного участка цепи принадлежат к одной группе металлизированных отверстий, то этот элементарный участок цепи относят к массиву L измеряемых участков цепей, а в случае, если эти точки подключения принадлежат к разным группам металлизированных отверстий, то этот элементарный участок цепи относят к массиву М измеряемых участков цепей, при дальнейшем формировании массивов L и М измеряемых участков цепей первые точки подключения измеряемых элементарных участков цепей выбирают из групп металлизированных отверстий (точек подключений), точки подключения которых не принадлежат к элементарным участкам цепей, входящих в массивы L и М измеряемых участков цепей, и при этом из рассмотрения внутри этих групп должны быть исключены все металлизированные отверстия, принадлежащие к цепям, элементарные участки которых уже входят в массивы L и М измеряемых участков цепей, по окончании формирования массивов L и М на первые точки каждого из L + М измеряемых элементарных участков цепей подают стабилизированный ток, а на вторые точки измеряемых элементарных участков цепей подают нулевой потенциал с соответствующих L + М формирователей напряжения, равного нулю, осуществляют одновременное определение падений напряжений на L + М измеряемых элементарных участках цепей путем измерения падений напряжений между первыми и вторыми точками подключения на каждом из L измеряемых элементарных участков цепей и путем вычитания результатов одновременно измеренных падений напряжений соответственно на первых и вторых точках подключения каждого из М измеряемых элементарных участков цепей относительно общей шины, при формировании новых массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения последующего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП исключают все ранее измеренные элементарные участки цепей, а при выборе первых точек подключения измеряемых элементарных участков цепей из рассмотрения исключают все металлизированные отверстия (точки подключения), не принадлежащие к элементарным участкам цепей, входящим в массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП.
Предлагаемое устройство для измерения сопротивлений проводников МПП отличается от прототипа тем, что введены первый, второй, третий и четвертый узлы подключения, первый, второй, третий, четвертый и пятый аналоговые мультиплексоры, адаптер, интерфейс и микроЭВМ, кроме того, источник стабилизированного тока, измеритель напряжения, операционный усилитель, первый, второй, третий и четвертый узлы подключения, первый, второй, третий, четвертый и пятый аналоговые мультиплексоры объединены в измерительно-коммутационный модуль, дополнительно введены N - 1 измерительно-коммутационных модулей для подключения к N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата, N - 1 четырехпроводные линии связи, где N = 1, 2, 3,..., при этом N четырехпроводные линии связи обеспечивают возможность подключения к N измерительно-коммутационным модулям L + М измеряемых участков цепей контролируемой многослойной печатной платы, и в случае, когда каждый из L измеряемых участков цепей, где L = 0, 1,...,N, имеет две точки подключения, размещенные внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, два провода четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго выхода каждого из L измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а два других провода тех же четырехпроводных линий связи обеспечивают соединение третьего и четвертого выхода каждого из L измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а в том случае, когда каждый из М измеряемых участков цепей, где М = 0, 1,...,(N-L)/2, имеет точки подключения, размещенные между группами металлизированных отверстий, а именно первая точка каждого из М измеряемых участков цепей, соответственно принадлежит к группе L + 2M - 1, а вторая точка - к группе L + 2M, то два провода четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвертого выхода каждого из L + 2M - 1 измерительно- коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, а два провода другой четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвертого выхода каждого из L + 2M измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, в N измерительно-коммутационных модулях первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы объединены в шину сигналов управления и подключены к выходам адаптера, входы которого подключены к пятым выходам N измерительно- коммутационных модулей, а входы-выходы адаптера подключены к интерфейсу, входы-выходы которого подключены к микроЭВМ, в каждом из N измерительно-коммутационных модулей выход источника тока подключен к первому входу первого аналогового мультиплексора и второму входу второго аналогового мультиплексора, выход операционного усилителя подключен к первому входу второго аналогового мультиплексора и второму входу первого аналогового мультиплексора, выход третьего аналогового мультиплексора подключен к инверсному входу операционного усилителя, выходы первого и второго аналоговых мультиплексоров соединены соответственно с первыми выводами первого и второго узлов подключения, первый вывод третьего узла подключения соединен с первым и вторым входами четвертого аналогового мультиплексора, а также со вторым входом третьего аналогового мультиплексора, первый вывод четвертого узла подключения соединен с первым входом пятого аналогового мультиплексора и третьим входом четвертого аналогового мультиплексора, а также с первым входом третьего аналогового мультиплексора, второй и третий входы пятого аналогового мультиплексора подключены к общей шине, вторые выводы первого, второго, третьего и четвертого узлов подключения являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами измерительно-коммутационного модуля, выходы четвертого и пятого аналоговых мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму входам измерителя напряжения, выход которого является пятым выходом измерительно-коммутационного модуля, объединенные управляющие входы первого, второго и третьего аналоговых мультиплексоров, управляющие выводы первого, второго, третьего и четвертого узлов подключения, объединенные управляющие входы четвертого и пятого аналоговых мультиплексоров, управляющий вход измерителя напряжения являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами измерительно- коммутационного модуля, что обеспечивает повышение быстродействия устройства при измерении сопротивлений проводников МПП путем одновременного измерения L + М контролируемых участков цепей за один цикл измерения, а также решает задачу повышения точности измерения за счет компенсации напряжения смещения и входного напряжения операционного усилителя, входящего в состав повторителя напряжения, равного нулю, а также уменьшения влияния синфазных помех.
Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявляемые технические решения соответствуют требованию "новизна" по действующему законодательству. Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемых технических решений, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемых технических решений. На основании этого сделан вывод, что заявляемые технические решения соответствуют критерию "изобретательский уровень".
На фиг. 1 представлен пример исполнения контролируемой МПП, ее произвольной разбивки на четыре группы металлизированных отверстий и формирования массивов L и М измеряемых участков цепей перед каждым циклом одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей, на фиг.2 представлена функциональная схема устройства для измерения сопротивлений проводников МПП, на фиг.3 - функциональная схема адаптера устройства.
На фиг.1 представлен пример исполнения контролируемой МПП, которая произвольно разбита на четыре группы металлизированных отверстий по принципу равных площадей участков МПП, занимаемых каждой группой, или может быть разбита на группы по принципу равного количества металлизированных отверстий в каждой группе, или может быть разбита на группы по какому-либо другому принципу. Для формирования массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП осуществляется сквозная нумерация всех металлизированных отверстий. Далее осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей, для чего выбирают любую точку подключения внутри любой группы металлизированных отверстий, например т.1, после чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путем выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.1 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т. 2. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 1 - 2 принадлежат к группам 1 и 2, то этот участок цепи относят к массиву М. При последующем формировании массивов L и М из дальнейшего рассмотрения исключаются группы металлизированных отверстий 1 и 2, так как точки подключения 1 и 2 выбранного участка цепи соответственно принадлежат к этим группам, а в группе металлизированных отверстий 3 из рассмотрения исключается точка т.6, так как она принадлежит к цепи выбранного участка. Затем переходят к выбору второго измеряемого участка цепи, для чего выбирают любую разрешенную точку подключения из групп металлизированных отверстий 3 и 4, например точку т.4. После чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путем выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.4 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.5. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 4 - 5 принадлежат к одной группе 3, то этот участок цепи относят к массиву L. При последующем формировании массивов L и М из дальнейшего рассмотрения исключаются группы металлизированных отверстий 1, 2 и 3, так как точки подключения 1, 2, 4 и 5 выбранных участков цепей принадлежат к этим группам. Затем переходят к выбору третьего измеряемого участка цепи, для чего выбирают любую разрешенную точку подключения из группы металлизированных отверстий 4, например точку т.7. После чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путем выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.7 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.8. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 7 - 8 принадлежат к одной группе 4, то этот участок цепи относят к массиву L. В результате проведенных действий все группы металлизированных отверстий контролируемой МПП имеют в своем составе точки подключения выбранных участков цепей, поэтому формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей считается завершенным.
При формировании массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения второго цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП исключаются ранее измеренные участки цепей, а именно участки цепей 1-2, 4-5, 7-8 и как следствие этого точки подключения т.1, т.4, т.5 и т.8 исключаются из дальнейшего рассмотрения при формировании массивов L и М. Далее осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей, для чего выбирают любую точку подключения из разрешенных к выбору внутри любой группы металлизированных отверстий, например т.2, после чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путем выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т. 2 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.3 Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 2 - 3 принадлежат к одной группе 2, то этот участок цепи относят к массиву L. При последующем формировании массивов L и М из дальнейшего рассмотрения исключается группа металлизированных отверстий 2, так как точки подключения 2 и 3 выбранных участков цепей принадлежат к этой группе, а в группе металлизированных отверстий 3 из рассмотрения исключается точка т.6, так как она принадлежит к цепи выбранного участка 2 - 3. Затем переходят к выбору второго измеряемого участка цепи, для чего выбирают любую разрешенную точку подключения из групп металлизированных отверстий 3 и 4, например точку т.7. После чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путем выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.7 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т. 9. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 7 - 9 принадлежат к одной группе 4, то этот участок цепи относят к массиву L.
В результате проведенных действий все группы металлизированных отверстий контролируемой МПП имеют в своем составе точки подключения выбранных участков цепей, поэтому формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения второго цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей считается завершенным.
При формировании массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения третьего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП исключаются ранее измеренные участки цепей, а именно участки цепей 2-3 и 7-9, и как следствие этого точки подключения т. 2 и т.7 исключаются из дальнейшего рассмотрения при формировании массивов L и М. Далее осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей, для чего выбирают любую точку подключения из разрешенных к выбору внутри любой группы металлизированных отверстий, например т.3, после чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путем выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.3 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.6. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 3 - 6 принадлежат к группам 2 и 3, то этот участок цепи относят к массиву М. При последующем формировании массивов L и М из дальнейшего рассмотрения исключаются группы металлизированных отверстий 2 и 3, так как точки подключения 3 и 6 выбранного участка цепи соответственно принадлежат к этим группам. Затем переходят к выбору второго измеряемого участка цепи, для чего выбирают любую разрешенную точку подключения из группы металлизированных отверстий 4, например точку т.9. После чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путем выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.9 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т. 10. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 9 -10 принадлежат к одной группе 4, то этот участок цепи относят к массиву L.
В результате проведенных действий все группы металлизированных отверстий контролируемой МПП имеют в своем составе точки подключения выбранных участков цепей, поэтому формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения третьего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей считается завершенным.
После исключения из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП ранее измеренных участков цепей, а именно участков цепей 3-6 и 9-10, в массиве всех измеряемых элементарных участков цепей МПП для проведения следующего цикла измерения не осталось ни одного неизмеренного элементарного участка цепи, в результате чего проведение последующих циклов измерений не осуществляется.
Устройство для измерения сопротивлений проводников МПП содержит N измерительно-коммутационных модулей 1, N четырехпроводных линий 2 связи, адаптер 3, интерфейс 4, микроЭВМ 5, контролируемую МПП 6.
Измерительно-коммутационный модуль 1 содержит источник 7 стабилизированного тока, измеритель 8 напряжения, операционный усилитель 9, выполняющий функцию формирователя напряжения, равного нулю, первый, второй, третий и четвертый узлы 10, 11, 12, 13 подключения, первый, второй, третий, четвертый и пятый аналоговые мультиплексоры 14, 15, 16, 17.
Прямой вход операционного усилителя 9 и вход источника 7 стабилизированного тока подключены к общей шине, выход источника 7 тока подключен к первому входу первого аналогового мультиплексора 14 и второму входу второго аналогового мультиплексора 15, выход операционного усилителя 9 подключен к первому входу второго аналогового мультиплексора 15 и второму входу первого аналогового мультиплексора 14, выход третьего аналогового мультиплексора 16 подключен к инверсному входу операционного усилителя 9, выходы первого и второго аналоговых мультиплексоров 14, 15 соединены соответственно с первыми выводами первого и второго узлов 10, 11 подключения, первый вывод третьего узла 12 подключения соединен с первым и вторым входами четвертого аналогового мультиплексора 17, а также со вторым входом третьего аналогового мультиплексора 16, первый вывод четвертого узла 13 подключения соединен с первым входом пятого аналогового мультиплексора 18 и третьим входом четвертого аналогового мультиплексора 17, а также с первым входом третьего аналогового мультиплексора 16, второй и третий входы пятого аналогового мультиплексора 18 подключены к общей шине, вторые выводы первого, второго, третьего и четвертого узлов 10, 11, 12, 13 подключения являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами измерительно-коммутационного модуля 1, выходы четвертого и пятого аналоговых мультиплексоров 17, 18 подключены соответственно к первому и второму входам измерителя 8 напряжения, выход которого является пятым выходом измерительно-коммутационного модуля 1, объединенные управляющие входы первого, второго и третьего аналоговых мультиплексоров 14, 15, 16, управляющие выводы первого, второго, третьего и четвертого узлов 10, 11, 12, 13 подключения, объединенные управляющие входы четвертого и пятого аналоговых мультиплексоров 17, 18, управляющий вход измерителя 8 напряжения являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами измерительно-коммутационного модуля 1.
Четырехпроводная линия 2 связи, обеспечивает подключение первого, второго, третьего и четвертого выходов измерительно-коммутационного модуля 1 к двум металлизированным отверстиям (точкам подключения) группы металлизированных отверстий контролируемой многослойной печатной платы 6.
1, 2, ..., N измерительно-коммутационных модулей 1 соответственно подключены к 1, 2,..., N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата 6.
1, 2,..., N четырехпроводные линии 2 связи обеспечивают подключение к 1, 2,..., N измерительно-коммутационным модулям 1 L + M измеряемых участков цепей контролируемой многослойной печатной платы 6, при этом в случае, когда каждый из 1, 2,..., L измеряемых участков цепей, где L = 0, 1,...,М, имеет две точки подключения, размещенные внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, первая точка подключения каждой из 1, 2,..., L измеряемых цепей соединена через токовый 2.1 и потенциальный 2.2 контакты соответственно с первым и третьим выходами соответствующего измерительно-коммутационного модуля 1, а вторая точка подключения каждого из этих участков цепей соединена через токовый 2.3 и потенциальный 2.4 контакты соответственно со вторым и четвертым выходами того же измерительно-коммутационного модуля 1, а в том случае, когда каждый из 1, 2,...,М измеряемых участков цепей, где М = 0, 1,..., (N-L)/2, имеет точки подключения, размещенные между группами металлизированных отверстий, а именно, первая точка подключения каждого из 1, 2, . . .,М измеряемых участков цепей соответственно принадлежит к L+1, L+3,..., L+2M-1 группе металлизированных отверстий, а вторая точка подключения - к L+2, L+4,..., L+2M группе металлизированных отверстий, то первая точка подключения каждого из 1, 2, ...,М измеряемых участков цепей соединена через токовый (2.1 или 2.3) и потенциальный (2.2 или 2.4) контакты соответственно с первым и третьим или со вторым и четвертым выходами соответствующего L+1, L+3,..., L+2M-1 измерительно- коммутационного модуля 1, а вторая точка каждого из этих участков цепей соединена через токовый (2.1 или 2.3) и потенциальный (2.2 или 2.4) контакты соответственно с первым и третьим или со вторым и четвертым выходами соответствующего L + 2, L + 4,..., L+ 2M измерительно-коммутационного модуля 1.
Первые, вторые, третьи, четвертые, пятые, шестые и седьмые входы 1, 2,.. . , N измерительно-коммутационных модулей 1 объединены в шину сигналов управления и подключены к выходам адаптера 3, входы которого подключены к пятым выходам 1, 2,..., N измерительно-коммутационных модулей 1, а входы - выходы адаптера 3 подключены к интерфейсу 4, входы-выходы которого подключены к микроЭВМ 5.
В измерительно-коммутационном модуле 1 источник 7 стабилизированного тока предназначен для формирования тестового воздействия (испытательного тока) на первую точку подключения измеряемого участка цепи контролируемой многослойной печатной платы 6. Источник 7 стабилизированного тока может быть выполнен аналогично [4] . Измеритель 8 напряжения предназначен для измерения и преобразования напряжения в двоичный код, эквивалентный параметру измеряемой цепи. Измеритель 8 напряжения может быть выполнен на базе аналого-цифрового преобразователя AD7892 фирмы "ANALOG DEVICES" [5] или может быть выполнен аналогично [6].
Адаптер 3 предназначен для осуществления передачи данных управления от микроЭВМ 5 в измерительно-коммутационные модули 1 и передачи данных измерений из измерительно-коммутационных модулей 1 в микроЭВМ 5 через интерфейс 4.
Адаптер 3 содержит магистральные приемо-передатчики 19, дешифратор 20 выборки, дешифратор 21 вывода, 1, 2,..., N регистров 22 управления, 1, 2,... , N буферов 23, сигнальную шину 24, шину 25 данных, шину 26 адреса, 1, 2,... , N шин 27 входных данных, 1, 2,..., N шин 28 выходных данных.
Шина 25 данных через приемо-передатчики 19 подключена к входам регистров 22/1,..., 22/N управления и к выходам буферов 23/1,..., 23/N. Шина 26 адреса подключена ко входам дешифратора 20 выборки и дешифратора 21 вывода. Выходы дешифратора 20 выборки соединены соответственно с синхронизирующими входами регистров 22/1,..., 22/N управления. Выходы дешифратора 21 вывода соединены с входами разрешения снятия высокого импеданса буферов 23/1,..., 23/N. Сигнал IOR (Ввод) сигнальной шины 24 подключен ко входу разрешения дешифратора 20 выборки. Сигнал IOW (Вывод) сигнальной шины 24 подключен ко входу разрешения дешифратора 21 вывода и ко входу управления приемо-передатчиками 19. Шины 27 входных данных подключены к соответствующим информационным входам буферов 23/1, . .., 23/N. Выходы регистров 22/1,...,22/N управления объединены в шину 28 выходных данных.
Интерфейс 4 предназначен для обеспечения информационной и электрической совместимости N измерительно-коммутационных модулей 1 с микроЭВМ 5 через адаптер 3. В качестве интерфейса может быть использована системная шина ASI [7].
МикроЭВМ 5 представляет собой стандартную микроЭВМ (ПЭВМ) с внешней памятью для хранения данных о величине сопротивлений измеряемых цепей.
Контролируемая многослойная печатная плата 6 произвольно разбита на N групп металлизированных отверстий (точек подключения) и приводится в виде примерного разреза печатной платы, приближающийся наиболее полно к реальной плате с возможными соединениями между металлизированными отверстиями. Примерная многослойная печатная плата 6 содержит L групп металлизированных отверстий (точек подключения), в внутри каждой из которых размещены две точки подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а также содержит 2M групп металлизированных отверстий (точек подключения), внутри каждой из которых размещена одна точка подключения соответствующего одного из М измеряемых участков цепи, а именно первая точка каждой из М измеряемых цепей соответственно принадлежит к группе L + 2M - 1, а вторая точка - к группе L + 2M, при этом общее число измеряемых цепей многослойной печатной платы 6 определяется выражением: L+М, а общее число групп металлизированных отверстий (точек подключения), на которые произвольно разбита многослойная печатная плата 6, определяется выражением: N = L + 2M.
Устройство работает следующим образом.
Устройство осуществляет одновременное измерение сопротивлений L + М печатных проводников контролируемой многослойной печатной платы 6 за один цикл измерения путем подключения N измерительно-коммутационных модулей 1 к N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата 6, таким образом, что на первые точки подключения каждого из L + М измеряемого участка цепей подают стабилизированный ток, формируемый соответствующим источником 7 стабилизированного тока измерительно-коммутационного модуля 1, а на вторые точки подключения измеряемых участков цепей подают нулевой потенциал с соответствующего формирователя напряжения, равного нулю, входящего в состав измерительно-коммутационного модуля 1, и выполненного на операционном усилителе 9, работающем в режиме повторителя напряжения, равного нулю. Измеряют падения напряжений и преобразуют его в двоичный код одновременно на L + М измеряемых участках цепей при помощи соответствующих измерителей 8 напряжения, пересылают результаты измерений в микроЭВМ 5, осуществляют их обработку и отображение результатов измерений сопротивлений проводников контролируемой многослойной печатной платы 6.
Первый, второй, третий и четвертый узлы подключения измерительно-коммутационных модулей 1 обеспечивают соответствующее включение первого, второго, третьего и четвертого выходов измерительно-коммутационных модулей 1.
Выбор режима работы каждого из N измерительно-коммутационных модулей 1 и синхронизация измерений осуществляется путем подачи кодовой комбинации, поступающей по шине сигналов управления на N измерительно-коммутационные модули 1 от микроЭВМ 5 через интерфейс 4 и адаптер 3. Чтение N результатов измерений сопротивлений печатных проводников контролируемой многослойной печатной платы 6 осуществляется путем подачи кодовой комбинации, поступающей по шине сигналов управления на измерители напряжения 8 соответствующих N измерительно-коммутационных модулей 1 от микроЭВМ 5 через интерфейс 4 и адаптер 3.
При измерении сопротивлений L контролируемых цепей, подключенных через четырехпроводные линии связи 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 к соответствующим измерительно-коммутационным модулям 1, в каждом из 1/L измерительно-коммутационном модуле аналоговые мультиплексоры 14, 15, 16 обеспечивают соответственно подключение источника 7 стабилизированного тока через узел 10 подключения и токовый контакт 2.1 к первой точке подключения соответствующего участка цепи, выхода операционного усилителя 9 через узел 11 подключения и токовый контакт 2.3 ко второй точке подключения этого участка цепи, инверсного входа операционного усилителя 9 через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.4 ко второй точке подключения, а аналоговые мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узлы 12 подключения и потенциальный контакт 2.2 к первой точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя 8 напряжения через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.2 ко второй точке подключения того же участка цепи, при этом определение падения напряжения на измеряемом участке цепи осуществляется путем вычитания падений напряжений, поступающих на первый и второй вход измерителя 8 напряжения и преобразования полученного напряжения его в двоичный код. В этом случае окончательное определение величины сопротивления проводника каждого из L измеряемых участков цепей МПП осуществляется путем пересылки полученного кода из соответствующего 1/L измерительно-коммутационного модуля через адаптер 3 и интерфейс 4 в микроЭВМ и вычислением сопротивления проводника МПП из формулы
UR= Iст•RL = U1Т.П.-U2Т.П., (1)
при этом:
U1Т.П.=UR+UСМ+UВх.ОУ+UССП; (2)
U2Т.П.= UСМ+UВх.ОУ+UССП; (3)
UВх.ОУ= OB - UВых.ОУ/KU, (4)
где UR - падение напряжения на измеряемом проводнике МПП;
Iст. - испытательный ток, формируемый источником 7 стабилизированного тока в L измерительно-коммутационном модуле;
RL - измеряемое сопротивление проводника L МПП, первая и вторая точки подключения которого подключены к L измерительно-коммутационному модулю;
U1Т.П. - падение напряжения на первой точке подключения измеряемого участка цепи L МПП;
U2Т.П. - падение напряжения на второй точке подключения измеряемого участка цепи L МПП;
UСМ - напряжение смещения операционного усилителя 9;
UВх.ОУ - входное напряжение операционного усилителя 9;
UВых.ОУ - выходное напряжение операционного усилителя 9;
UССП - напряжение синфазной составляющей помехи;
KU - коэффициент усиления операционного усилителя 9.
UR= Iст•RL = U1Т.П.-U2Т.П., (1)
при этом:
U1Т.П.=UR+UСМ+UВх.ОУ+UССП; (2)
U2Т.П.= UСМ+UВх.ОУ+UССП; (3)
UВх.ОУ= OB - UВых.ОУ/KU, (4)
где UR - падение напряжения на измеряемом проводнике МПП;
Iст. - испытательный ток, формируемый источником 7 стабилизированного тока в L измерительно-коммутационном модуле;
RL - измеряемое сопротивление проводника L МПП, первая и вторая точки подключения которого подключены к L измерительно-коммутационному модулю;
U1Т.П. - падение напряжения на первой точке подключения измеряемого участка цепи L МПП;
U2Т.П. - падение напряжения на второй точке подключения измеряемого участка цепи L МПП;
UСМ - напряжение смещения операционного усилителя 9;
UВх.ОУ - входное напряжение операционного усилителя 9;
UВых.ОУ - выходное напряжение операционного усилителя 9;
UССП - напряжение синфазной составляющей помехи;
KU - коэффициент усиления операционного усилителя 9.
Как видно из формул (1), (2), (3), в них в отличие от способа измерения сопротивлений печатных проводников МПП [2] исключается зависимость результатов выходных напряжений каждого из L измерителей напряжения 8 от падений напряжений на сопротивлениях подводящих проводов четырехпроводой линии связи 2.3 и 2.4, узлах 11, 13 подключения и аналоговых мультиплексорах 15 и 16 путем включения их в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 9, работающего в режиме повторителя напряжения, равного нулю. За счет свойств операционного усилителя 9 (малый входной ток и большой коэффициент усиления) такое подключение позволяет приложить на вторые точки подключения каждого из L измеряемых участков цепей потенциал OB +UСМ+UВх.ОУ. При этом, как видно из формул (1), (2), (3), на величину падения напряжения измеряемого сопротивления проводника не влияет напряжение смещения UСМ, входное напряжение операционного усилителя 9 UВх.ОУ и напряжение синфазной составляющей помехи UССП благодаря полной компенсации всех этих составляющих значений результатов измерений.
При измерении сопротивлений М контролируемых участков цепей, подключенных через четырехпроводные линии связи к разным измерительно-коммутационным модулям 1, первая точка каждого из М -измеряемых участков цепей соответственно подключена к измерительно-коммутационному модулю 1/L+ 2M-1, а вторая точка - к измерительно-коммутационному модулю 1/L + 2M. В каждом из 1/L+2M-1 измерительно-коммутационном модуле, у которого первая точка подключения измеряемого участка цепи соединена через токовый 2.1 и потенциальный 2.2 контакты соответственно с первым и вторым выходами измерительно-коммутационного модуля, аналоговый мультиплексор 14 обеспечивает подключение источника 7 стабилизированного тока через узел 10 подключения и токовый контакт 2.1 к первой точке подключения измеряемого участка цепи, а мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узел 12 подключения и потенциальный контакт 2.2 к той же точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя 8 напряжения к общей шине. В каждом из 1/L+2M-1 измерительно-коммутационном модуле, у которого первая точка подключения измеряемого участка цепи соединена через токовый 2.3 и потенциальный 2.4 контакты соответственно с третьим и четвертым выходами измерительно-коммутационного модуля, аналоговый мультиплексор 15 обеспечивает подключение источника 7 стабилизированного тока через узел 11 подключения и токовый контакт 2.3 к первой точке подключения измеряемого участка цепи, а аналоговые мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.4 к той же точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя напряжения 8 к общей шине. В каждом из 1/L+2M измерительно-коммутационном модуле, у которого вторая точка подключения измеряемого участка цепи соединена через токовый 2.1 и потенциальный 2.2 контакты соответственно с первым и вторым выходами измерительно-коммутационного модуля, аналоговые мультиплексоры 14 и 16 обеспечивают соответственно подключение ко второй точке подключения измеряемого участка цепи выхода операционного усилителя 9 через узел 10 подключения и токовый контакт 2.1 и инверсного входа операционного усилителя 9 через узел 12 подключения и потенциальный контакт 2.2, а аналоговые мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узел 12 подключения и потенциальный контакт 2.2 ко второй точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя 8 напряжения к общей шине. В каждом из 1/L+2M измерительно-коммутационном модуле, у которого вторая точка подключения измеряемого участка цепи соединена через токовый 2.3 и потенциальный 2.4 контакты соответственно с третьим и четвертым выходами измерительно-коммутационного модуля, аналоговые мультиплексоры 15 и 16 обеспечивают соответственно подключение ко второй точке подключения измеряемой цепи выхода операционного усилителя 9 через узел 11 подключения и токовый контакт 2.3 и инверсного входа операционного усилителя 9 через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.4, а мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.4 ко второй точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя 8 напряжения к общей шине. В каждом из 1/L+2M-1 измерительно-коммутационном модуле осуществляется измерение падения напряжения на первой точке измеряемого участка цепи относительно общей шины путем вычитания падений напряжений, поступающих на первый и второй вход измерителя 8 напряжения и преобразования его в двоичный код. В каждом из 1/L+2M измерительно-коммутационном модуле осуществляется измерение падения напряжения на второй точке измеряемого участка цепи относительно общей шины путем вычитания падений напряжений, поступающих на первый и второй вход измерителя 8 напряжения и преобразования его в двоичный код. В этом случае окончательное определение величины сопротивления проводника каждого из М измеряемого участка цепи осуществляется путем пересылки полученных кодов из соответствующих 1/L+2M-1 и 1/L+2M измерительно-коммутационных модулей 1 через адаптер 3 и интерфейс 4 в микроЭВМ 5 и вычислением сопротивления проводника МПП из формулы
UR=IСТ.•R=UL+2M-1-UL+2M, (5)
при этом:
UL+2M-1=UR+UСМ+UВх.ОУ+UССП; (6)
UL+2M=UСМ+UВх.ОУ+UССП; (7)
UВх.ОУ=OB-UВых.ОУ/KU, (8)
где UU-падение напряжения на измеряемом сопротивлении проводника МПП;
IСТ. - испытательный ток, формируемый источником стабилизированного тока в L+2M-1 измерительно-коммутационном модуле;
R - измеряемое сопротивление проводника МПП, первая и вторая точки подключения которого подключены соответственно к L+2M-1 и L+2M измерительно-коммутационным модулям;
UСМ - напряжение смещения операционного усилителя;
UВх.ОУ - входное напряжение операционного усилителя;
UВых.ОУ - выходное напряжение операционного усилителя;
UССП - напряжение синфазной составляющей помехи;
KU - коэффициент усиления операционного усилителя.
UR=IСТ.•R=UL+2M-1-UL+2M, (5)
при этом:
UL+2M-1=UR+UСМ+UВх.ОУ+UССП; (6)
UL+2M=UСМ+UВх.ОУ+UССП; (7)
UВх.ОУ=OB-UВых.ОУ/KU, (8)
где UU-падение напряжения на измеряемом сопротивлении проводника МПП;
IСТ. - испытательный ток, формируемый источником стабилизированного тока в L+2M-1 измерительно-коммутационном модуле;
R - измеряемое сопротивление проводника МПП, первая и вторая точки подключения которого подключены соответственно к L+2M-1 и L+2M измерительно-коммутационным модулям;
UСМ - напряжение смещения операционного усилителя;
UВх.ОУ - входное напряжение операционного усилителя;
UВых.ОУ - выходное напряжение операционного усилителя;
UССП - напряжение синфазной составляющей помехи;
KU - коэффициент усиления операционного усилителя.
Как видно из формул (5), (6), (7), в отличие от измерителя сопротивления резистивного датчика [3] на величину падения напряжения измеряемого сопротивления проводника не влияет напряжение смещения UСМ, входное напряжение операционного усилителя 9 UВх.ОУ и напряжение синфазной составляющей помехи UССП благодаря полной компенсации всех этих составляющих значений результатов измерений.
Благодаря тому, что на вторые точки подключения каждого из М измеряемых участков цепей подают нулевой потенциал путем включения сопротивлений контактов и подводящих проводов четырехпроводой линии связи (2.1 и 2.2 или 2.3 и 2.4), узлов (10 и 12 или 11 и 13) подключения и аналоговых мультиплексоров (14 или 15 и 16) в цепь обратной связи операционного усилителя 9, работающего в режиме повторителя напряжения, равного нулю и входящего в состав соответствующего 1/L+2M измерительно-коммутационного модуля, исключается влияние падений напряжений на этих сопротивлениях на результаты измерений падений напряжений на измеряемых сопротивлениях проводников МПП каждым из 1/L+2M-1 и 1/L+2M измерительно-коммутационных модулей 1 (6) и (7).
В качестве аналоговых мультиплексоров и узлов подключения в измерительно-коммутационных модулях могут использоваться аналоговые мультиплексоры и ключи 590 серии.
Предложенный способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат и устройство для его осуществления обеспечивает одновременное измерение L + М контролируемых участков цепей за один цикл измерения, что значительно повышает быстродействие измерений сопротивлений проводников МПП, а также повышается точность измерений сопротивлений проводников многослойных печатных плат за счет компенсации влияния напряжения смещения и входного напряжения операционного усилителя, а также напряжения синфазной составляющей помехи на результат измерения в каждом из 1/L+2M измерительно- коммутационном модуле.
Источники информации
1. "Обмен опытом в радиопромышленности". Произв.-техн. сб. 1980, вып. 5, стр. 56 - 60. С.Л. Гринберг. "Измерения и диагностика в аппаратуре контроля соединений".
1. "Обмен опытом в радиопромышленности". Произв.-техн. сб. 1980, вып. 5, стр. 56 - 60. С.Л. Гринберг. "Измерения и диагностика в аппаратуре контроля соединений".
2. Шинкарев Э.С., Устинов В.В., Белов Л.В. и Сысоенков М.В. Способ измерения сопротивления проводников многослойных печатных плат, а. с. СССР N 327419, кл. G 01 R 27/14, заявл. 17.11.1969, опубл. 26.01.1972, Бюл. N5 - прототип способа.
3. Гутников В. С. и Лопатин В.В. Измеритель сопротивления резистивного датчика, а. с. СССР N 463931, кл. G 01 R 27/16, заявл. 12.01.1973, опубл. 15.03.1975, Бюл. N10 - прототип устройства.
4. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - 2-е изд. , перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1988, стр. 70-74.
5. Справочник "Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа. " Выпуск 1-М. ДОДЭКА, 1996 г., стр. 166-175.
6. Цифровой омметр, а. с. СССР N1167529, кл. G 01 R 27/00, опубл. 15.07.1985, Бюл. N26.
7. Петрухин В.С., Степченков Ю.А., Филин А.В. Персональные ЭВМ на основе архитектуры Intel 80386. В двух книгах. - Обнинск: "ИНВЕСКО", 1993.- Кн. 2, стр. 7-40.
Claims (2)
1. Способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат (МПП), имеющих сквозные металлизированные отверстия, основанный на подаче стабилизированного тока к группе металлизированных отверстий МПП и измерении падения напряжения, при этом токовые контакты подключают с одной стороны металлизированных переходов МПП, а потенциальные контакты - с другой стороны тех же металлизированных переходов, отличающийся тем, что МПП разбивают произвольно на N групп металлизированных отверстий (точек подключений), каждая из которых может содержать любое число точек подключения, формируют массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП, для чего каждую цепь МПП разбивают на отдельные элементарные участки цепи, представляющие собой соединения только между двумя металлизированными отверстиями, осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей, при этом каждый элементарный участок цепи, входящий в массив L измеряемых участков цепей, где L = 0, 1 ... N, имеет точки подключения внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, а каждый элементарный участок цепи, входящий в массив М измеряемых участков цепей, где М = 0,1, ... (N - L)/2, имеет точки подключения в разных группах металлизированных отверстий, а именно, первая точка каждого элементарного участка цепи из М измеряемых участков цепей, соответственно принадлежит к группе L + 2М - 1, а вторая точка - к группе L + 2М, в начале формирования массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей выбирают любую группу металлизированных отверстий (точек подключений) и внутри этой группы выбирают произвольно металлизированное отверстие, являющееся первой точкой подключения измеряемого элементарного участка цепи, для выбора второй точки подключения этого участка цепи из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП выбирают любой элементарный участок цепи, соединяющий выбранную первую точку подключения измеряемого элементарного участка цепи (металлизированное отверстие) с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения, при этом в случае, если точки подключения выбранного элементарного участка цепи принадлежат к одной группе металлизированных отверстий, то этот элементарный участок цепи относят к массиву L измеряемых участков цепей, а в случае, если эти точки подключения принадлежат к разным группам металлизированных отверстий, то этот элементарный участок цепи относят к массиву М измеряемых участков цепей, при дальнейшем формировании массивов L и М измеряемых участков цепей первые точки подключения измеряемых элементарных участков цепей выбирают из групп металлизированных отверстий (точек подключений), точки подключения которых не принадлежат к элементарным участкам цепей, входящих в массивы L и М измеряемых участков цепей и при этом из рассмотрения внутри этих групп должны быть исключены все металлизированные отверстия, принадлежащие к цепям, элементарные участки которых уже входят в массивы L и М измеряемых участков цепей, по окончании формирования массивов L и М на первые точки каждого из L + М измеряемых элементарных участков цепей подают стабилизированный ток, а на вторые точки измеряемых элементарных участков цепей подают нулевой потенциал с соответствующих L + М формирователей напряжения, равного нулю, осуществляют одновременное определение падений напряжений на L + М измеряемых элементарных участках цепей путем измерения падений напряжений между первыми и вторыми точками подключения на каждом из L измеряемых элементарных участков цепей и путем вычитания результатов одновременно измеренных падений напряжений соответственно на первых и вторых точках подключения каждого из М измеряемых элементарных участков цепей относительно общей шины, при формировании новых массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения последующего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП исключают все ранее измеренные элементарные участки цепей, а при выборе первых точек подключения измеряемых элементарных участков цепей из рассмотрения исключают все металлизированные отверстия (точки подключения), не принадлежащие к элементарным участкам цепей, входящим в массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП.
2. Устройство для измерения сопротивлений проводников МПП, содержащее источник стабилизированного тока, вход которого подключен к общей шине, измеритель напряжения, операционный усилитель для формирования напряжения, равного нулю, прямой вход которого подключен к общей шине, четырехпроводную линию связи, два провода которой соединены с токовым и потенциальным контактами для подключения к первому металлизированному отверстию (точек подключения) контролируемой многослойной печатной платы, а два других провода соединены с токовым и потенциальным контактами для подключения ко второму металлизированному отверстию этой платы, отличающееся тем, что введены первый, второй, третий и четвертый узлы подключения, первый, второй, третий, четвертый и пятый аналоговые мультиплексоры, адаптер, интерфейс и микроЭВМ, кроме того, источник стабилизированного тока, измеритель напряжения, операционный усилитель, первый, второй, третий и четвертый узлы подключения, первый, второй, третий, четвертый и пятый аналоговые мультиплексоры объединены в измерительно-коммутационный модуль, дополнительно введены N - 1 измерительно-коммутационных модулей для подключения к N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата, N - 1 четырехпроводные линии связи, где N = 1, 2, 3, ..., при этом N четырехпроводные линии связи обеспечивают возможность подключения к N измерительно-коммутационным модулям L + M измеряемых участков цепей контролируемой многослойной печатной платы, и в случае, когда каждый из L измеряемых участков цепей, где L = 0, 1, ..., N имеет две точки подключения, размещенные внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, два провода четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго выходов каждого из L измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а два других провода тех же четырехпроводных линий связи обеспечивают соединение третьего и четвертого выходов каждого из L измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а в том случае, когда каждый из М измеряемых участок цепей, где М = 0, 1, ..., (N - L)/2, имеет точки подключения, размещенные между группами металлизированных отверстий, а именно первая точка каждого из М измеряемых участков цепей соответственно принадлежит к группе L + 2М - 1, а вторая точка - к группе L + 2М, то два провода четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвертого выходов каждого из L + 2М - 1 измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, а два провода другой четырехпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвертого выходов каждого из L + 2М измерительно-коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, в N измерительно-коммутационных модулях первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы объединены в шину сигналов управления и подключены к выходам адаптера, входы которого подключены к пятым выходам N измерительно-коммутационных модулей, а входы-выходы адаптера подключены к интерфейсу, входы-выходы которого подключены к микроЭВМ, в каждом из N измерительно-коммутационных модулей выход источника тока подключен к первому входу первого аналогового мультиплексора и второму входу второго аналогового мультиплексора, выход операционного усилителя подключен к первому входу второго аналогового мультиплексора и второму входу первого аналогового мультиплексора, выход третьего аналогового мультиплексора подключен к инверсному входу операционного усилителя, выходы первого и второго аналоговых мультиплексоров соединены соответственно с первыми выводами первого и второго узлов подключения, первый вывод третьего узла подключения соединен с первым и вторым входами четвертого аналогового мультиплексора, а также со вторым входом третьего аналогового мультиплексора, первый вывод четвертого узла подключения соединен с первым входом пятого аналогового мультиплексора и третьим входом четвертого аналогового мультиплексора, а также с первым входом третьего аналогового мультиплексора, второй и третий входы пятого аналогового мультиплексора подключены к общей шине, вторые выводы первого, второго, третьего и четвертого узлов подключения являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами измерительно-коммутационного модуля, выходы четвертого и пятого аналоговых мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму входам измерителя напряжения, выход которого является пятым выходом измерительно-коммутационного модуля, объединенные управляющие входы первого, второго и третьего аналоговых мультиплексоров, управляющие выводы первого, второго, третьего и четвертого узлов подключения, объединенные управляющие входы четвертого и пятого аналоговых мультиплексоров, управляющий вход измерителя напряжения являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами измерительно-коммутационного модуля.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123757A RU2144198C1 (ru) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123757A RU2144198C1 (ru) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2144198C1 true RU2144198C1 (ru) | 2000-01-10 |
Family
ID=20214066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98123757A RU2144198C1 (ru) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2144198C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU169621U1 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) | Устройство контроля технологической погрешности ширины проводников печатной платы |
| RU2634494C2 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) | Способ контроля отклонений ширины проводников печатной платы от номинальных значений |
| RU2656582C1 (ru) * | 2017-08-11 | 2018-06-05 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "АСЕ" | Устройство для считывания данных с микросхем |
| CN110398680A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-01 | 华芯电子(天津)有限责任公司 | 一种pcb可靠性测试方法 |
-
1998
- 1998-12-29 RU RU98123757A patent/RU2144198C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU169621U1 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) | Устройство контроля технологической погрешности ширины проводников печатной платы |
| RU2634494C2 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) | Способ контроля отклонений ширины проводников печатной платы от номинальных значений |
| RU2656582C1 (ru) * | 2017-08-11 | 2018-06-05 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "АСЕ" | Устройство для считывания данных с микросхем |
| CN110398680A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-01 | 华芯电子(天津)有限责任公司 | 一种pcb可靠性测试方法 |
| CN110398680B (zh) * | 2019-08-14 | 2021-07-20 | 华芯电子(天津)有限责任公司 | 一种pcb可靠性测试方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2893242B2 (ja) | アナログ多チャンネル・プローブ装置 | |
| US5418452A (en) | Apparatus for testing integrated circuits using time division multiplexing | |
| US7032151B2 (en) | Systems and methods for testing integrated circuits | |
| CA2072980A1 (en) | Automated breakout box for automotive testing | |
| JPS5563769A (en) | Method of and apparatus for testing electronic circuit assemblies | |
| US7523007B2 (en) | Calibration device | |
| US4716361A (en) | Capacitance measuring method and apparatus | |
| US7023366B1 (en) | Using a parametric measurement unit for converter testing | |
| JPWO2003104826A1 (ja) | 半導体試験装置 | |
| RU2144198C1 (ru) | Способ измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат и устройство для его осуществления | |
| US7221298B1 (en) | Calibration circuitry | |
| US20060006896A1 (en) | Parallel calibration system for a test device | |
| RU10887U1 (ru) | Устройство для измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат | |
| CN116299125B (zh) | Ate设备的参数校准方法、装置及系统 | |
| CN110456298A (zh) | 一种测量直流电压比例量值误差的自适应交替测量装置及方法 | |
| CN106199475A (zh) | 校准方法和校准装置 | |
| RU2256187C1 (ru) | Устройство для параметрического контроля многослойных печатных плат | |
| CN213210440U (zh) | 一种用于集成电路自动测试机的小电流量测校准架构 | |
| Parker Jr | Simultaneous measurement of temperature and strain using four connecting wires | |
| GB2200465A (en) | Automatic test equipment | |
| Reynolds et al. | DC insulation analysis: A new and better method | |
| Lim et al. | Implementation of a 32-Channel Low-cost Low Current Measuring Circuit using Analog Devices ADA4530-1 on Automated Test Equipment for Parallel Leakage Current Test on Semiconductor Switch Test Platform Conversion | |
| CN211042539U (zh) | 测试装置 | |
| RU2084908C1 (ru) | Устройство для измерения номиналов электрических цепей | |
| KR100355716B1 (ko) | 인서키트테스터에서의 저저항 측정방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091230 |