Датчик для бесконтактного съема диагностической информации с печатных плат

 

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано для съема диагностической информации с печатных плат в устройствах контроля и диагностики Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем повышения разрешающей способности датчика При наложении датчика на контролируемою печатную плату 7 он образует составной конденсатор, одной обкладкой которого является металлический электрод 1, а другими обкладками - печатные проводники 6. которые в совокупности с резистором 5 образуют суммирующ ю RC- цепь. Обкладки конденсаторов С. С, . , С„. соединенные вместе, являются пластиной металлическою электрода 1, а др гие обкладки - печатными проводниками 6 На резисторе 5 выделяется сигнал, преобразуемый с помощью согласующего узла 8 I i и ф-лы. 5 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

843

@%а

ЕНА (19) S ((11) (51)5 G Ol 31 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ леменп ы ), у, g /

6 б б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4371093/21 (22) 26.01.88 (46) 23.02.91. Бюл. № 7 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) В. А. Линьков и Г. А. Филин (53) 62.396.049 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 11824!5, кл. G Ol R 19/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1492323, кл. G 01 R 31/28, 1989. (54) ДАТЧИК ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

СЪЕМА ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ С ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для съема диагностической информации с печатных плат в устройствах контроля и диагностики. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем повышения разрешаюшей способности датчика. При наложечии датчика на контролируемую печатную плату 7 он образует составной конденсатор, одной обкладкой которого является металлический электрод 1, а другими обкладками — печатные проводники 6, которые в совокупности с резистором 5 образуют суммируюiцую RCцепь. Обкладки конденсаторов Сь С, ..., С„, соединенные вместе, являются пластиной металлического электрода 1, а другие обкладкии — печатными проводника ми 6. На резисгор< 5 выделяется сигнал, преобразуемый с помогцью согласуlolllplo узла 8. з. и. ф-лы, 5 ил.!

629882

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для съема диагностической информации с печатных плат в устройствах контроля и диагностики.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем повышения разрешающей способности датчика.

На фиг. 1 показан датчик для бесконтактного с.ьема диагностической информации с печатных плат, собранный в пакет и закрепленный на печатной плате, и согласующий узел, подключенный к устройству; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — эквивалентная электрическая схема датчика, наложенного на контролируемую печатную плату; на фиг. 4 — графики зависимости емкости от координаты печатного проводника для известного и предложенного датчиков; на фиг. 5 — графики, характеризующие разрешающую способность известного и предложенного датчиков.

Датчик (фиг. 1 и 2) выполнен в виде многослойной платы и содержит металлический электрод 1, первый диэлектрический слой 2, выполненный из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, электростатический экран 3, отделенный от металлического электрода 1 вторым диэлектрическим слоем 4, выполненным из материала с низкой диэлектрической проницаемостью, резистор 5, включенный между металлическим электродом 1 и электростатическим экраном 3. Первый диэлектрический слой 2 отделяет металлический электрод 1 от печатных проводников 6, расположенных на поверхности контролируемой платы 7.

Согласующий узел 8, обладающий большим входным и низким выходным сопротивлением, подключаемый к резистору 5, являюгцемуся выходом устройства, выполнен, например, на базе полевого транзистора с изолированным затвором.

Датчик выполнен в виде полосы в форме прямоугольника длиной по размеру контролируемого участка платы. С целью повышения разрешающей способности первый диэлектрический слой 2 выполнен в виде клина в продольном сечении, перпендикулярном плоскости сочленения с контролируемой платой.

Элементы 1 — 4 собираются в пакет наложением друг на друга в последовательности, показанной на фиг. 2.

Для увеличения емкости между печатным проводником 6 и металлическим электродом первый диэлектрический слой 2 выполнен из материала с высокой диэлектрической проницаемостью. С целью уменьшения влияния внешних электрических полей устройство снабжено электростатическим экраном 3, а второй диэлектрический слой 4, отделяющий его от металлического электрода 1, выполнен из материала с низкой дилектрической проницаемостью.

Датчик работает следующим образом.

При наложении на контролируемую печатную плату 7 датчик образует составной конденсатор, одной обкладкой которого является металлический электрод 1, а другими обкладками — печатные проводники 6, который в совокупности с резистором 5 образует суммирующую RC-цепь (фиг. 3). Обкладки конденсаторов Сь С2, ..., CÄ, соединенные вместе, являются пластиной металлического электрода 1, а другие обкладки— печатными проводниками 6. На резис"оре 5 выделяется сигнал, преобразуемый с помощью согласующего узла 8.

Под разрешающей способностью датчика понимается степень различимости двух наиболее похожих сигналов с датчика, соответствующих разным кодовым комбинациям сигналов, проходящих по проводникам контролируемой платы. Она огределяется сле20 дующим образом.

Датчик дифференцирует и суммирует на резисторе R первоначальные прямоугольные иМпульсы, проходящие по печатным проводникам контролируемой платы, т. е. преобразует форму импульсов по закону

2 е, где т;=ЯС;.

Наиболее похожими являются результирующие сигналы, соответствующие кодовым комбинациям с одинаковым числом логических единиц (комбинации вида 0111, 30

1110, 1101, 1011). Причем наиболее неблагоприятная ситуация с точки зрения распознавания складывается при одинаковой амплитуде логических единиц и при совпадающих передних и задних фронтах импульсов в подобных комбинациях.

В формальной постановке будем рассматривать множество из и функций е

i=1, и, где и — количество печатных проводников, с которых снимается информация.

Это множество линейно независимо и представляет собой бази- п-мерного векторного

40 пространства V с векторами-функциями вида д я,е г-к

Так как мы имеем дело с цифровой информацией ь виде логических нулей и единиц, 45 то в векторном пространстве V выделим подпространство V с коэффициентами и ={О, 1), содержащее 2" векторов.

Известно, что среднее значение любой функции f(x) на интервале от а до b определяется выражением

I f(x)dx.

Тогда в качестве критерия или меры различимости двух функций из векторного подпространства Г удобно взять среднее расстояние Л между этими функциями, равное модулю разности средних значений этих функций на интервале /=(ОТ), где Т вЂ” минимальная длительность импульсов, про1 !) 2() 882 хо!>я(цих 110 дорожкам контролируемой нла т,!

При Т 1.

Л,=((! о<, >е""dt — 5 " а „"е "dtl=

Оi=< . >

=! Х у т,(! — с — ")I:

Г

gi"=à," — n „", i =!, 2", j=(, 2", е=1, 2- " — 2"; с„ )={ — !. 0, !!.

Использование вели !ины ),, улобно тем, что минимальная вс л и и и я („„„= { ((,, /= 1, 2-"— — 2"}, т. е, среднее расстояние межлу наиболее близко лежа!ними кривыми из нодпространствя Г кяк ряз характеризует разрешающую способное!ь датчика и может использоваться, ff3ffplnfBp, лля онрелеления н>яга кв!111ToB3 ния Н (3 им(HHÎ, Н=. >p) и ho l ftцствя мр(вней квантования на олин сигнал, с5сли нре ffi >.I!if яется преобразование результирук>щег > си<пяля в к«Л с помо<пью ЛЦП, РазР(., II 11011111Я (110(06)ffocтt;lHTчи ка II Pl!

lfP()>Н1Х I> 1liHÜi 3 < . IOI>Èß ОНРЕ. !Е.1ЯЕТСЯ ЛИаН;1 f) (i ll (if h <>1 1< !(f It:(">ICf1(I! II 5> Е. >1 КОСтн 110 л. >If!Ic,f;f I чик;I. I IO(кос!! к(и <>тли(ие от нро: >Till!;I и ffp(I.f;tã3c)toì датчике лиапазон

lI 3 хl(Ilе 111151 (111 < >с ГII 011p(. лс, Я(>тсЯ lИ 3 и 330НОЧ и з мс! I(if lt я (. I ill!I!If I первого лиэлектри че h()I0 с,>051, бил)и!!Ий ливня(он изменения

< мк(>сги чо>!<(! б!11! л(>стигнут ири меньших г(<>÷cã pè Icchè h размерtlx (мс!füøcé ширине)

13 ГЧИКЯ.

В ря cif;Iтри!>немом латчике в отличие

<) г нр<>г< !.Ин;l, имек>щего линейный закон

lI 3 5l (. 11(. 11 И и С Х! КО(т11, Н О Л>1 Н (>й НО >1 i 3!>KO Н )>

ii (>!СНЯЕ1 < 51 ОЛ Н!И И<1 Н P f30ÃÎ ДИЭ 1(KTPH >Ieского сл(>я, и«эт(>му датчик характеризуется гинерболи н hft)f 13h<»toit изменения с мК<>(Tll:

C: 1=

/г.(+b

ГI !1<{)иhfl llя <{>lil -! отображают зависимость С или т оТ с-координаты печатного

Hp0Boltttth3 .!г!я известного и прелл )женного датчиков нри oл!Н>м и том же лианязоне изхl(>Н(HI I è С Ил И T l3 TO p33.

Исследования показ;>ли, что даже Ilpl оЛном и том же диапазоне емкости отС„„ со С гиперболический закон изменени> емкости <>беспечивает более чем в два раза большую разрешающую способность.

ГI!3({) lt Hit ii Pl фиг.;> I10.1 (1(. HI>I c 110 i< расчетов ня .-)В.Ч зависимости Л,.(гг) лля известного и предложенного датчиков нри H(;— которых векторах,". Из фиг. 5 вилно, что графики полобн ы для вза им но обратных векторов. Ис>!!рих!ер, — !00 ... и 00 — !1 или

10 — 1 — 1!00 ... и ...00! — — 101. но кривые

Л,, (Гг), соответствую !цие ги нербол и чеcf(0 t) закону при любом векторе )>", распол<>гс!к) гСя В дВа раЗа ВЫШЕ КРИВЫХ, СООтВЕтстВуК>10 щих линейному закону и взаимно обратному вектору >" . Поэтому и значения Л„.„„и разрешающая способность для предложенного датчика в лва разя выше. Практически это означает, что потребуется в л,ва раза меньн!с

15 vровней квантования лля однозначного кодирования получае 40гo сигнала.

Предлагаемый латчик обладает вы "Олными преимуществами, тяк как мож T бы! ь выполнен гораз I() боле компактным и, < .нловательно, обладать более высокой помехоза!цищенностью, а также позволяет осуществлять контроль и диагностику и "f;1TIfl, плат с более высокой степенью лостоверности.

Фар.(!г!.га !г::гс)бретени.i

I. Датчик для бесконтактного съема lliагностической информации с печатных плат, солержа!ций многослойную плату с лиэлектрически м слоем с плоскостью сочленения

30 с контролируемой платой, выполненныM из материала с высокой лиэлектрической проницяемостью, металлический электроl, BTOрлй ЛИЭЛЕКтрИЧсСКИй СЛОЙ, ВЫПОЛНЕННЫЙ И i материала с низкой лиэлектрической нроницаемостью, и электростатическии экран, 35 причем многослойная плата выполнена в виде полосы:L,IHHîé но размеру контролируемого участка печатной платы, а между металлическим электролом и электрост<1TII цским экраном включен резистор, «глаца>а<<бийся Tpì, ITo. с целью расширения фунhциона; ьных возможностей путем BoBbffilclifiÿ разрешающей способности датчика, первый диэлектрический слой выполнен в форме клина в пр<>лольном сечении. Нериендик ЛярНОМ ПЛОСКОСТИ COЧЛЕНЕНИЯ с КОНтрОЛИруемой платой.

2. Датчик но и. 1. Г)г.ггг><аг(гщ!Ггг<.г тем. !> <<> м ногослой на я Ilлатя нынол цен;1 в фо р прях!Оугольникс!.! 629882 г

Ф .. . Г - — 1 !

Ь!

629882

1 2

А х

1О2

0,7

7 Я 9 7077 72757975 7б7".?8л

Фиг.

Сост а в и тел ь Н.

Редактор О. Юрковецкая Техред А. Кравчук

Заказ 438 Тираж 420 ь(!>1ИП1! Госуитар(тв(ни<><о ><()(» и l()()l)(г,иии(118!!35. Мо(кви. Ж Л ). I и(еь;>;

Г!роизв<>яствеlfil()-изди) ель(лай ь!)((йии((г «11 ll(ff(C ()1

09

0,8

07

О,б

03

02

Ш(<ел е в

Корректор I I Король

11одииеиое и (! >. р (,! (и я (! (i! ! I К 1 Г < . « .

1,)

1.,<:!1!<(и, >(> !