CS257556B1 - Zařízeni k lokalizaci zkratů v plošných spojích - Google Patents

Abstract

Zařízení je určeno zejména k rychlému vyhledávání a přesnému určování míst zkratů ' mezi vodiči plošných spojů. Akustický výstup zařízení signalizuje výškou tónu vzdálenost měřicích hrotů od místa zkratu. K vytvoření zařízení je použito známého,zapojení astabilního multivibrátoru s operačním zesilovačem. Měřený rezistor představovaný odporem zkratovaných vodičů je součástí elektrického obvodu multivibrátoru. Použití je založeno na zjištění, že tento multivibrátor může pracovat i při prakticky nulových hodnotách odporu měřeného rezistoru. Zařízení podle vynálezu má při velké jednoduchosti zapojení, nízkých výrobních nákladech a nízké spotřebě elektrického proudu velký měřicí rozsah a vysokou rozlišovací schopnost.

Description

Vynález se týká zařízení k lokalizaci zkratů zvláště v plošných spojích, obsahující zdroj elektrické energie připojený k operačnímu zesilovači, jehož výstup je spojen přes první zpětnovazební rezistor s jeho neinvertujícím vstupem a přes druhý zpětnovazební rezistor s jeho invertujícím vstupem a současně s kondenzátorem.

K vyhledávání místa zkratu v plošném spoji lze užít metody, při které se měří elektrický odpor mezi dvěma měřicími hroty připojenými ke dvěma vodičům, mezi nimiž je zkrat, který je nutno lokalizovat. Jestliže se změní poloha jednoho z měřicích hrotů a naměřený elektrický odpor se zmenší, byl hrot posunut směrem k místu vyhledávaného zkratu, při zvětšení odporu se hrot vzdálí od místa zkratu. Postupným přemisťováním obou hrotů směrem k dosažení nižšího odporu jsou při dosažení nejnižšího odporu oba hroty v okolí místa zkratu. Při této metodě je nutno použít měřidlo elektrického odporu s rozlišovací schopností jednotky miliohmů. Takové měřidlo je značně nákladné. Protože je běžná optická indikace měřidel nevhodná pro uvedenou metodu, osvědčily se v práci speciální přístroje, u nichž je velikost naměřeného odporu informativně signalizována akusticky výškou tónu. Také tyto přístroje jsou velmi nákladné, složité a mají relativně vysokou spotřebu elektrického proudu.

Cílem vynálezu je vytvoření zařízení pro lokalizaci zkratů, které by bylo konstrukčně a výrobně nenákladné.

Podstata zařízení pro lokalizaci zkratů podle vynálezu spočívá v tom, že k neinvertujícímu vstupu operačního zesilovače je připojen první zkušební hrot a k invertujícímu vstupu operačního zesilovače je připojen přes referenční vodič a kondenzátor druhý zkušební hrot, přičemž mezi zkušební hroty je připojen startovací dvojpól a k výstupu operačního zesilovače je připojen elektroakustický měnič. Startovací dvojpól je proveden jako rezistor nebo je vytvořen dvojicí antiparalelně zapojených polovodičových diod. Operační zesilovač je svými napájecími přívody připojen paralelně k děliči napětí tvořenému dvěma rezistory, jehož střední vodič je připojen k referenčnímu vodiči, přičemž paralelně k jednomu z těchto odporů je připojen blokovací kondenzátor.

Hlavní výhody zařízení k lokalizaci zkratů v plošných spojích vytvořeného podle vynálezu spočívají v tom, že při zabezpečení optimálních měrových vlastností včetně akustické signalizace je konstrukčně i výrobně velmi jednoduché, má velký měřicí rozsah, vysokou rozlišovací schopnost a nízkou spotřebu.

Zařízení zejména podstatně urychluje vyhledávání výrobních vad při Oživování osazených desek plošných spojů s velkou hustotou spojů, například v mikroprocesorové technice, a to zejména tehdy, jsou-li místa zkratů skryta pod součástkami osazené desky. Uplatní se také jako univerzální zařízení pro orientační měření odporů a kontrolu propojů s akustickou signalizací.

Příklad provedení zařízení k lokalizaci zkratů je v blokovém schématu znázorněn na přiložených obrázcích, kde obr. 1 znázorňuje základní provedení zařízení a obr. 2 znázorňuje zařízení podle obr. 1 se zapojeným elektroakustickým měničem a napájecím zdrojem.

V obou obrázcích je známé zapojení astabilního multivibrátoru tvořeno operačním zesilovačem £ a výstupem f, rezistory Rl, R2, Rx a kondenzátorem Cl. Rezistor Rx je tvořen odporem testovaných vodičů a je součástí elektrického obvodu astabilního multivibrátoru, do něhož je začleněn prostřednictvím prvního zkušebního hrotu a a druhého zkušebního hrotu b. Na obr. 2 jsou navíc uvedeny rezistory R3, R4 a blokovací kondenzátor C3 k vytvoření referenčního potencionálu v případě použití jednoduchého napájecího zdroje B, dále oddělovací kondenzátor C2 a elektroakustický měnič T, například sluchátko a startovací dvojpól R5. Startovací dvojpól R5 je na obr. 2 znázorněn topologickým příkladem testovaných vodičů s vyhledávaným místem zkratuj)..

K neinvertujícímu vstupu operačního zesilovače Q je připojen první zkušební hrot a a k invertujícímu vstupu operačního zesilovače Q je připojen přes referenční vodič r a kondenzátor C, druhý zkušební hrot b. Mezi zkušební hroty a, b je připojen startovací dvojpól R5 a k výstupu 2 operačního zesilovače Q je připojen elektroakustický měnič T. Startovací dvojpól R5 může být vytvořen jako rezistor nebo je vytvořen dvojicí antiparalelně zapojených polovodičových diod.

Operační zesilovač Q je svými napájecími přívody připojen paralelně k děliči napětí, tvořenému dvěma rezistory R3, 21» jehož střední vodič je připojen k referenčnímu vodiči r, přičemž paralelně k jednomu z těchto odporů R3, R4 je připojen blokovací kondenzátor C3.

Zařízení k lokalizaci zkratů v plošných spojích podle vynálezu pracuje tak, že při připojení měřicích hrotů a, b k testovaným vodičům, mezi nimiž je zkrat 8, který je nutno lokalizovat, bude výstup f operačního zesilovače Q kmitat na frekvenci, která bude tím vyšší, čím kratší bude dráha vodičů mezi prvním zkušebním hrotem a, zkratem 2 ^a druhým zkušebním hrotem b. Frekvence na výstupu 2 3^e vysílána akustickým měničem T jako slyšitelný tón.

Postupným přemistováním obou měřicích hrotů a, b směrem k dosažení vyššího kmitočtu vysílaného akustickým měničem T jsou při dosažení nejvyššího kmitočtu měřicí hroty v okolí místa vyhledaného zkratu 8· Paralelně k měřicím hrotům a, b může být s výhodou připojen startovací dvojpól R5, který způsobí kmitání astabilního multivibrátoru i při rozpojených hrotech a, b, a to nejvýhodnějši na frekvenci jednotek Hz, jako signalizace zapnutí a správné funkce zařízení. Nejvyšší frekvence, na které astabilní multivibrátor kmitá při přímo spojených měřicích hrotech a, b, je výhodná podle použitého akustického měniče T řádově jednotky kHz (nejvýhodněji okolo 3 kHz). Akustický měnič T (sluchátko, reproduktor apod.) může být připojen k výstupu f operačního zesilovače Q přímo nebo přes zesilovač.

Zařízení k lokalizaci zkratů v plošných spojích podle vynálezu je určeno zejména k rychlému vyhledávání a přesnému určování míst zkratů mezi vodiči plošných spojů. Akustický výstup zařízení signalizuje výškou tónu vzdálenost měřicích hrotů od místa zkratu. Zařízení podle vynálezu má při velké jednoduchosti zapojení, nízkých výrobních nákladech a nízké spotřebě elektrického proudu velký měřicí rozsah (od jednotek miliohmů do stovek miliohmů až jednotek Ohmů bez přepínání rozsahu) a vysokou rozlišovací schopnost.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízení k lokalizaci zkratů v plošných spojích, obsahující zdroj elektrické energie připojený k operačnímu zesilovači, jehož výstup je spojen přes první zpětnovazební rezistor a jeho neinvertujícím vstupem a přes druhý zpětnovazební rezistor a jeho invertujícím vstupem a současně kodenzátorem, vyznačené tím, že k neinvertujícímu vstupu operačního zesilovače (Q) je připojen první zkušební hrot (a) a k invertujícímu vstupu operačního zesilovače (Q) je připojen přes referenční vodič (r) a kondenzátor (Cl) druhý zkušební hrot (b), přičemž mezi zkušební hroty (a, b) je připojen startovací dvojpól (R5) a k výstupu (f) operačního zesilovače (Q) j^e připojen elektroakustický měnič (T).
2. 2. Zařízení k lokalizaci zkratů podle bodu 1 vyznačené tím, že startovací dvojpól (R5) je proveden jako rezistor.
3. 3. Zařízeni k lokalizaci zkratů podle bodu 1 vyznačené tím, žo startovací dvojpól (R5! je vytvořen dvojici antiparalelně zapojených polovodičových diod.
4. 4. Zařízení k lokalizaci zkratů podle bodu 1 vyznačené tím, že operační zesilovač (Q) je svými napájecími přívody připojen paralelně k děliči napětí tvořenému dvěma rezistory (R3, R4), jehož střední vodič je připojen k referenčnímu vodiči, přičemž paralelně k jednomu z těchto odporů (R3, R4) je připojen blokovací kondenzátor (C3).