Устройство для диагностирования радиоэлектронной аппаратуры

 

Изобретение может быть использовано для локализации неисправностей смонтированных печатных плат. Це,1ь изобретения - повышение производительности труда . Устройство содержит формирователь 1 импульсных воздействий, бесконтактный датчик 2 тока, регулируемый усилитесь 3 импульсов , блок 4 расширения импульсов, блок 5 регулирования коэффициента усиления, аналого-цифровой преобразователь 10 и цифровой отсчетный блок 11. Использова-. ние в устройстве датчика 6 тока, усилителя 7 импульсов, блока 8 расширения импульсов и переключателя 9 режимов работы уменьшает время локализации дефектов. Устройство может быть использовано в обычном . режиме измерения токов с ручной - регулировкой чувствительности. 1 ил. Ф .01 -ч 00 о© со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я()„„1357889 (д1) 4 Ñ 01 R 3! Д8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4020686/24- 21 . (22) !2.02.86 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Е. Д. Баран. В. Е. Хавкин и H. И. Яковлев (53) 621.317.799 (088.8) (56) Элементы, узлы, блоки, средств электроизмерительной техники: Труды

ВНИИЭП.— Л, 1981, с. 50 —.56.

Электроника, 1976, № 24, с. 34 — 38. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ (57) Изобретение может быть использовано для локализации неисправностей смонтированных печатных плат. Цель изобретения — повышение производительности труда. Устройство содержит формирователь 1 импульсных воздействий, бесконтактный датчик 2 тока, регулируемый усилитель 3 импульсов, блок 4 расширения импульсов, блок 5 регулирования коэффициента усиления, аналого-цифровой преобразователь 10 и цифровой отсчетный блок 11. Использова-. ние в устройстве датчика 6 тока, усилителя 7 импульсов, блока 8 расширения импульсов и переключателя 9 режимов работы уменьшает время локализации дефектов.

Устройство может быть использовано в обыч ном режиме измерения токов с ручнойрегулировкой чувствительности. ил.

1357889

30

50

SS!

Изобретение относится к области контроля и диагностирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и может быть использовано для локализации неисправностей смонтированных печатных плат устройств измерительной и вычислительной техники, в том числе функциональных модулей микропроцессорных систем.

Целью. изобретения является повышение производительности труда за счет уменьшения времеall лок4лизации дефектов.

На чертеже изображена структурная схе- мя предлагаемого устройства.

Устройство содержит формирователь 1 импульсных воздействий, первый бесконтактный датчик 2 тока, регулируемый усилитель 3 импульсов, блок 4 расширения импульсов. блок 5 регулирования коэффициенгя усиления, а также второй бесконтактный датчик 6 тока, усилитель 7 импульсов, второй блок 8 расширения. импульсов, переключатель 9 режимов работы, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 10 и цифровой отсчетный блок 11. Выход датчика

2 тока соединен с сигнальным Входом регулируемого усилителя 3, выход которого через блок 4 расширения импульсов соединен с АЦП 10. Выход АЦП 10 соединен с входом цифрового отсчетного блока I. Второй бесконтактный датчик 6 тока через усилитель 7 импульсов и второй блок 8 расши- реННН импульсов соединен с первым входом керекл1очателя 9 режимов работы, второй

Вход которого соединен с выходом блока 5 регулирования коэффициента усиления. я

Выход подключен к входу регулирования коэффициеига усиления усилителя 3.

Датчик 6 тока может быть выполнен В виде катушки индуктивности. намотанной на гороидальный сердечник из ферромагнитного материала, причем внутренний диамегр тора с учетом толщины намотки ооеспечивяег возможносгь насадки датчика Hd

IIIvfI формирователя.

Усилители 3 и 7 - — стандартные микросхемы, например, серий 140, 174, блоки 4 и

8 расширения импульсов представляют собой амплитудные детекторы, а блок 5 — регулируемое сопротивление.

В качестве формирователя 1 импульсных воздействий может быть использoa;IH логический генератор гиня АМЦ вЂ” 0549, выпускаемый серийно, а в качестве датчика 2 токя —— бесконтактный датчик тока от серийно выпускаемых приборов, !I;IHI»II cp I IIII;I

12 43 I 5---03.

Конгролируемый обьект 12 содержит раз личные радиоэлектронные элементы 13.!в

13.11 (например, микросхемы). Электрическое соединение группы элементов представляет собой узел. На чертеже показан один узел;

В котором объединены Выход элемента 13 и Входы (и--1) -го элементов 13.1 — 13.п.

Выход генерапгоря 1 соединен с выходом 14 устройства.

Устройство работает следующим образ.>. <.

Предварительно (на первом этапе и llblганий) с помощью традиционных средств функционального контроля — специальных стендов, логических и сигнатурных анализаторов, логических индикаторов воспринимают и анализируют входные сигналы обьекта контроля и сигналы его внутренних узлов. По результатам первого этапа испытаний определяют узел электрической цепи, к которому подключен неисправный элемент. Однако электрическое соединение п раз личных или однотипных элементов не позanlÿåT выявить, какой из элементов или участков ветви узла содержит дефект, HBпример, пусть неисправность заключается в пробое входа второго элемента 13.2 на общий полюс источника питания. Потенпиал узла равен нулю и показания логического индикатора в любой ветви узла одииаковы. Для определения неисправного элемента необходимо контролировать ток в каждой из ветвей, подключенных к узлу. Ток ветви, содержащей неисправность, максимален.

Контроль тока и локализацию дефекта производят бесконтактным способом Hd втором этапе испытаний. При этом формирователь I импульсных воздействий подключают к контролируемому узлу объекта

12 и Возбуждают узел ериодической последовательностыо импульсов большой скважности, переключатель 9 режимов работы переводят в положение «1». С. помощью бесконтактного датчика 2 прослеживают в ветвях узла распределение тока, потребляемого от формирователя . Регулируемый усилитель 3 выполняют таким образом, что коэффициент К передачи напряжения Ul, поступающего на сигнальный вход усилителя от датчика 2, обратно пропорционален напряжению на входе регулировки усилителя. Регулирующее напряжение UII, снимаемое с блока 8, примо пропорционально току 1, вытекающему из формирователя

1 и преобразуемому а напряжение датчиком 6; Ug — К.1, где К,; — коэффициент преобразования тока цепью. содержащей дат чик 6, усилитель 7 и олок 8. Коэффициент передачи усилителем 3 сигнала от датчика

2 равен

К»= (U«) =- (К; 1 )

Так как напряжени () датчика 2 прямо пропорционально току 1. ветви, контролируемой этим датчиком, U = К,1. (К; — коэффнциент преобразования датчика 2), то Выходное напряжение усилителя 3 U )

К !о пропорционально отношению гоков.

К1

Гока В конTрол!Ipуемой BaтВИ к сvммарному току узла, с кот,"дым контролируемая

Ветвь соединена.

Применение блокоз (H 8 расширения импульсов обусловлено следующим: бесконt!

367889

55 гактные датчики 6 тока реагируют на изменение напряженности магнитного поля, создаваемого Yoíòðoëèðóåìым foIEoM вокруг проводйика. Выходной сигнал датчика пропорционален производной от тока и при возбуждении узла импульсами прямоугольной формы обладает малой длительностью. Для преобразования выходных сигналов датчиков 2 и 6 в импульсы напряжения достагочHûx амплитуды и длительности служаT соответственно усилилители 3 и 7 и блоки

4 и 8. При достаточно высоком быстродействии усилителей 3 и 7 и АЦП 10 необходимость в блоках расширения импульсов отпадает.

Сигнал с выхода регулируемого усилителя 3, пропорциональный отношению токов,,расширяется с помощью блока 4 расширения импульсов и преобразуется в код

АЦП I О. Результат преобразования отношения токов, отображаемый на цифровом отсчетном блоке ll, сравнивается оператором с номинальными значениями отношений, а по результатам сравнения оператор формирует суждение о дальнейшем направлении поисков или о характере и местонахождении дефектов.

При отсутствии дефектов распределение токов в ветвях контролируемого узла не отличается от распределения, заранее рассчитанного или измеренного в аналогичном узле заведомо исправного устройства.

Например, если в контролируемом узле соединены выход одного элемента ТТЛ типа, находящегося в состоянии «О», и входы (и — } -го других аналогичных элементов. то суммарный ток нагрузки формирователя

I не превышает

1,, = 1.ы. -«» + (11 — 1) 1... где 1.. ° о О, I А — максимальный выходной ток элемента в состоянии

«О» (ток короткого замыкания выходного транзис тора ТТЛ элемента );

I- = ; мА — средний входной ток ТТЛ элемента при переключении уровня входного наряжения из «О» в «1».

При (п — 1) = 10, 1- 110 мА. Поэтому при отсутствии дефектов практически весь foK потечет в ветвь, соединяющую выход элемента с узлом, и показания отсчетного блока I! близки к 90<), если датчиком 2 .контролируется эта ветвь, В остальных (n — I ) -x ветвях отношени . 1-/1- мало и при контроле этих ветвей показания отсчетного устройства близки к Оо .

Если же из-за дефекта монтажа одна из указанных (п — I ) -х ветвей соединена накоротко с нулем, то суммарный ток, потребляемый узлом от формирователя l, существенно возрастает

I < I.vx " + Isa+ (и — 1 ) 1-, где 1. = l A — ток в короткозамкнутой вет-. ви (значение. тока ограничено сопротивлением цепи и внутренним сопроTItнлением ф<)рмирователя I.

1:-= I, I ) A. При этом контроль В< гни, соединенной с выходом элеменга, дает 110казания 10% от . а контроль ветви, содержащей дефект,— - 90% от I, что однозначно указывает на характер дефекта и е"o местоположение.

Если распределение токов практически нс отличается от расчетного, но показания средств контроля уровней напряжения (например, логического индикатора) свидетельствуют о наличии константной неисправности в узле, то дефект находится в ветви, которой соответствует максимальное значение отношения токов, а именно в ветви. соединяющей выход элемента с узлом. Отношение токов в этой ветви изменится всего на 9О,, что может оказаться незамеченным при обычно невысокой точности бесконтакгных измерений. Однако постоянство результатов измерения отношений в других ветвях (отношения токов, для которых как и прежде близки к нулю) при константном характере неисправности в узле указывает на место дефекта в ветви с максимальным значением огношения токов.

Если же дефект заключается в коротi<0M замыкании двух идентичных рассмотренному ранее узлов, то суммарный ток удваивается и распределение токов окажегся иным (-50% для ветвей, соединяющих выходы элементов). После определения ветви, содержащей дефект, датчиком 2 фиксируется участок этои ветви, на котором резуль тат измерения отношения токов скачкооб разно изменяется. В указанном примере до точки короткого замыкания отнопгение токов равно 50О41, после точки короткого замыкания — — нулю. При наличии дефекгов большей кратности, дефектов. связанных с частичным пробоем э)еменгов. распределение токов принимает ещ. оолее сложный характер.

Применение известногг> устройства с а.оконгактным измерением тока требует регулировки чувствительности для каждого из примеров, гак как динамический диапазон канала измерения обычно невелик (до 20 дБ) нормируемая погрешность достигает 25Я а обнаружение и локализация дефектов без подстройки чувствительности канала практически невозможны. Большое разнообразие характеристик узлов и дефектов обуславливаег необходимость частой перенастройки устройсгв, что гребует значительных затраг времени.

В диагностируемом <нп>екге дефекты могуг возникнуть в уз,)ах, возбуждаемых одним из элементов обьекта. H;IllpII I< p, если при отработке те<-.T08oII 11рограммы элеменг

l3.1 периодически иерек,<ю111стся, то локализация дефекта может оыть выполнена <)E B формирова геля импульсных воздействий, Для этого бесконтактный датчик 6 огоo< l

1357889

Формула изобретения

Составитель В. Савинов

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор О. Кравиоэа

Заказ 5505/46 Тираж 730 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Г!роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 к. выходу элемента 1З.l, являющегося источником стимулирующих импульсов для контролируемого узла. В остальном процедура локализации дефекта идентична указанной. Для удобства применения бесконактный датчик 8 тока может быть выполнен b виде зажима («клипсы»).

Предлагаемое устройство может быть использовано и в обычном режиме измерения токов с ручной регулировкой чувствительности. Для этого переключатель 9 режимов работы переводится .в положение «11», регулировка чувствительности канала измерения осуществляется с помощью блока 5 регулирования коэффициента усиления, в этом режиме на. цифровом отсчетном блоке

11 индицируется результат преобразования в код не отношения токов, а собственно значения тока, воспринимаемого бесконтактным датчиком 2.

Устройство для. диагностирования радиоэлектронной аппаратуры, содержащее формирователь импульсных. воздействий, соединенный с выходом устройства, первый бес6 контактный датчик тока, регулируемый усилитель импульсов, блок регулирования коэффициента усиления, первый блок расшире, ния импульсов, аналого-цифровой преобразователь и цифровой отсчетный блок, причем выход первого бесконтактного датчика тока соединен с сигнальным входом регулируемого усилителя импульсов, выход которого соединен с входом первого блока расширения импульсов, выход которого соединен

10 с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом цифрового отсчетного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности труда, в него введены второй бесконтактный датчик тока, усилитель импульсов, второй блок расширения импульсов и переключатель режимов работы, выход второго бесконтактного датчика тока через усилитель импульсов соединен с входом второго блока расширения импульсов, выход которого соединен с первым входом переключателя режимов работы, выход которого соединен с входом регулировки регулируемого усилителя импульсов, второй вход переключателя режимов соединен с блоком регулирования коэффициента усиления.