PCBブログ - PCBボード逆設計システムにおける検出回路について

不明 プリント回路基板,電子技術者が電子機器の逆設計又は保守を行うとき, 最初に、コンポーネント間の接続関係を理解する必要があります. したがって, 各コンポーネントのピン間の接続関係を測定し記録する必要がある PCBボード. 簡単な方法は、マルチメーターを「ショートブザー」ギアにセットすることです, つのテストペンで対によるピン対の間の接続を測ってください, そして、手動で/「ピン対」の間のオフ状態. すべての「ピン対」の間の接続関係の完全なセットを得るために, テストされる「ピン対」は、組合せ原理に従って編成されなければならない. PCB上のコンポーネントとピンの数が大きいとき, 測定する必要がある“ピンペア”の数は巨大になります. 明らかに, この作業を手動で行うと, 測定の仕事量, 録音と校正は非常に大きいでしょう. それに、測定精度が低い. みんな知ってる, 一般的なマルチメータの2つのテストリード間の抵抗インピーダンス値が約20オームと高いとき, ブザーはまだ鳴ります, チャンネルであることを示す. 測定効率を高めるために, 自動測定を行う必要がある, 部品「ピン対」の記録と校正. この理由から, フロントエンド検出装置としてマイクロコントローラにより制御されるパス検出器を設計した, そして、バックエンド処理のための強力な測定とナビゲーションソフトウェアのセットを設計しました, コンポーネントピン間の経路関係の自動測定と測定を共同で実現すること PCBボード. レコード. 本論文では，主に自動測定を実現するパス検出回路の設計思想と技術について論じた。. 自動測定を実現する前提は、被検査部品のピンを検出回路に接続することである. 検出装置, いくつかの測定ヘッドを設定する, ケーブルを通して出ている. 測定ヘッドは、部品ピンとの接続を確立するために様々な試験器具に接続することができる. ピンの数は、同じバッチ内の検出回路に接続されるピンの数を決定する. Then, プログラム制御中, 検出器は、組合せ原理に従って、試験経路の「ピン対」を測定経路に1つずつ組み込む. 測定パス内, オン/「ピン対」の間のオフ状態は、ピンの間に抵抗があるかどうかとして示される, そして、測定経路はそれを電圧量に変換する, これにより/それらの間の関係とそれを記録すること .

PCBボード 経路検出回路という考えに基づいて、主に3つの機能を実現しなければなりません。
1 )自動的にテストするために“ピンペア”を選択し、測定する2 )ピンペア間のパス関係を自動的に決定する3）測定結果を自動的に記録する。
2. テストピン対の自動選択と測定
2.1 テストピン対の自動スイッチング
検出回路は、部品のピンに接続されている多くの測定ヘッドからの組み合わせ原理に従って測定用の異なるピンを選択することを可能にするために、対応するスイッチ配列を設定することができます, と別のスイッチをオンにすることができます/プログラムによってコンポーネントのピンを切り替える. を測定する測定チャネルに/離縁. 測定値はアナログ電圧であるので, アナログ・マルチプレクサは、スイッチ・アレーを形づくるために用いるべきである. 図1は、測定されたピンを切り替えるためにアナログスイッチアレイを使用するという考えを示している.

2.2オンの測定/離縁
アナログ多重スイッチのクローズ・オア・ノットは、デコード回路を介してプログラムによって制御される。そして、1つのスイッチだけが同時に2つのアナログスイッチIおよびIIの中で同時に閉じることができる. 例えば, 測定ヘッド1と測定ヘッド2との間にチャネル関係があるかどうかを検出する, スイッチI - 1およびII - 2を閉じる, そして、測定ヘッド1および2を通してポイントAおよびグランド間の測定チャンネルを形成する. チャンネルならば, それから、A点の電圧は、VA＝0であるオープン回路なら, then VA>0. VAの値は、測定ヘッド1と2との間の経路関係があるかどうかを判定するための基準である. このように, オン/測定ヘッドに接続されたすべてのピンの間のオフの関係は、組み合わせ原理に従って瞬時に測定することができる. この測定工程は、試験器具によってクランプされた部品のピンの間で行われるので, 私はクランプ測定でそれを呼び出します. コンポーネントのピンがクリップできない場合, 彼らはテストリードで測定しなければならない. つのアナログチャンネルに1つのテストリードを接続します, もう一方は地面に. この時に, 制御スイッチI−1が閉じている限り, 測定はできる, ペンペンという. また、接続された測定ヘッドの全てのクランプ可能なピンと、即座に接地テストリードによって触れられる非クランプピンとの間の測定を完了することも可能である. この時に, 順番にチャンネルIのスイッチの閉鎖を制御する必要がある, そして、チャンネルIIのスイッチは常に開いている. , この測定工程をクリップ測定と呼ぶことができる.

3. 経路関係の判断
3.1 しきい値電圧の提案
測定電圧としてVaを用いた場合、理論的, 時, それは開いた回路でなければなりません,VA>0の場合, それは開いた回路でなければなりません, そして、VAの値は、2つの測定チャンネルの間の抵抗値によって変化する. しかし, アナログマルチプレクサ自体が無視できないオン抵抗Ronを有するので, 測定経路が形成された後, パスならば, vaは0に等しくない, しかし、ロンの電圧降下に等しい. 測定の目的はオンを知っているだけですので/off relationship, VAの特定の値を測定する必要はありません. この目的のために, 電圧比較器を使用して、VAがRONの電圧降下より大きいかどうかを比較するだけでよい. 電圧比較器のしきい値電圧は、Ronの電圧降下と等しく設定される, そして、電圧比較器の出力は、測定である, マイクロコントローラによって直接読むことができるデジタル量です.

3.2 しきい値電圧値の決定
実験はRONに個人差があることを見出した。そして、それはまた、周囲温度に関連しています, したがって、負荷されたしきい値電圧は、閉じたアナログスイッチ・チャネルで1つずつ設定される必要がある, Dをプログラムすることによって達成できる/コンバータ. 方法は、スイッチ対I - 1をシーケンシャルに閉じることになっている, I - 1I - 2, Ⅱ－2-I - N, 京大理数が小さいから大きなものに増える, そして、この時に電圧比較器の出力が測定される. 電圧比較器の出力が1から0に変化するとき, このときのデータは. これは、各チャンネルがオンのときにVAを測定する, スイッチのペアが閉じられるとき、どれがRONを横切る電圧降下ですか. 高精度アナログ多重スイッチ用, ロンの個人差は小さい, システムによって自動的に測定されたVAの半分は、スイッチ対のそれぞれのRON上の電圧降下の対応するデータとして近似することができる, それで, アナログスイッチの現在のしきい値データで.

3.3しきい値電圧の動的設定
上記の閾値データを使用してテーブルをビルドします。クリップの測定中, 対応するデータは、2つのスイッチの数に応じてテーブルから取られる, そして、彼らの合計はDに送られます/しきい値電圧を形成するコンバータ. ペンクリップ測定とペン測定のために, 測定チャンネルだけがNOのアナログスイッチを通過するので. 1, つのスイッチの閾値データだけをロードする必要があります. 加えて, (D/コンバータ, 電圧比較器, etc.) has errors, そして、実際の測定中に試験器具と被検査ピンとの間の接触抵抗が存在する, 実際の負荷された閾値電圧は、上記の方法によって決定される閾値内になければならない. 根拠に, 補正量は、オープン回路として経路を誤って判断するのを避けるために加えられる. しかし, しきい値電圧が増加すると、抵抗値が小さくなる, それで, つのピンの間の小さい抵抗はチャンネルとして判断される, したがって、閾値電圧の補正量は、実際の状況に応じて合理的に選択されるべきである. 実験によって, 検出回路は、5オームより大きい抵抗値を有する2つのピン間の抵抗を正確に決定することができる, そして、その精度は、マルチメーター.

4. 測定結果の特殊事例
4.1 静電容量の影響
コンデンサがテストされたピンの間で接続されるとき、それは開いた回路関係でなければなりません, しかし、スイッチが閉じられるとき、コンデンサは測定チャンネルによって充電される, そして、2つの測定点は、チャンネルのようです. この時に, 電圧比較器から読み取られた測定結果は、経路16である. 静電容量に起因する誤った経路現象のために, 以下の2つの方法を使用して、測定時間を適切に増加させ、充電時間を短くすることができる, 測定結果を読む前に充電処理を終了するテスト・ソフトウェアを加えて、本当で偽の経路プログラム・セグメントをチェックする.

4.2インダクタンスの影響
テストピンの間にインダクタンスが接続されている場合、それは開いた回路関係でなければなりません, しかし、インダクタンスの静的抵抗インピーダンスが非常に小さいので, マルチメータで測定された結果は常に開放的な回路である. 静電容量測定の場合に反して, アナログスイッチが閉じられた瞬間, インダクタンスの誘導起電力により, 検出回路の高速捕捉速度を用いてインダクタンスを正しく判定することができる. しかし、これは静電容量の測定要件に反する.

4.3 アナログスイッチジッタの効果
実際の測定では、アナログスイッチは開放状態から閉状態まで安定したプロセスを有することが分かった, 電圧VAの変動として現れる, これは初期測定結果を矛盾させる. 再度確認する.

4.4 測定結果の確認と記録
上記の状況を考慮すると、異なる測定対象に適応するために, ソフトウェアブロック図は、測定結果を確認し、記録する. 容量素子とアナログスイッチジッタの影響を除去するために, 測定時間を延長する必要がある, そして、誘導要素の影響を除去するために, 誘導起電力を使用して、非常に短い時間で決定する必要がある. このプログラムには2つのカウンタが設定されている。. 通路Nの数を設定する目的は、アナログスイッチが閉じた瞬間のコンデンサの充電に起因する誤った通過効果を除去することである. それで, n回の通過結果が蓄積されると, コンデンサの充電は一般に完了する, 次に、測定点が通路であることを確認する. 開放回路Nの数を設定する目的は、アナログスイッチ10のジッタに起因する干渉を除去することである. 一般に, n回のオープン回路の結果が連続的に測定されるとき, アナログスイッチのジッタが終了したことを示す, オープン回路として確認できる. しかし, アナログスイッチが閉じられた瞬間にインダクタンスの誘導起電力が急速に低下するので, 第2および第2の測定結果の両方がオープン回路である場合, オープン回路として確認. いくつかの状況が矛盾するので, カウンタの値と遅延は、3つの状況の重さに基づいて、実際の状況に応じて決定される. もちろん, 上記の手順を使用するとき, 小さい抵抗があるならば, テストピン間の小さなインダクタンスまたは大きな静電容量, パスとして誤って判断されるかもしれない. この種の問題は、測定結果のソフトウェアによって容易に確認することができる. つのピン構成要素の2つの端が同じネットワークにあるならば, 上記の判断誤差が存在する, 確認後削除. 本論文では、大規模での部品ピン間の経路関係を測定するための新しいアイデアを提供する PCBボード の機能と実装原理を分析することによって PCBボード経路検出回路. この検出回路が効率的にできることを実験, 上の様々な構成要素のピン間の経路関係を正確かつ完全に測定し、記録する PCBボード 測定とナビゲーションソフトウェアのサポート.