1簡介
在進行電子設備的反設計或維護工作時，電子工程師首先需要了解未知印刷電路板（PCB）上的元件之間的連接，因此有必要測量和記錄引腳之間的連接關系。 PCB上的每個組件。最簡單的方法是將萬用表擊中“短路蜂鳴器”文件，用兩支筆測量引腳之間的連接，然后手動記錄“引腳對”之間的通過/斷開狀態。為了獲得所有“引腳對”之間的全套連接，必須按照“引腳對”的組合原則進行組織，當PCB上的元件數量和引腳數量更多時，“引腳數量” “需要測量的將是非常大的。顯然，如果使用手動方法完成這項工作，測量，記錄和校對的數量將非常大。
并且測量精度低，眾所周知，兩個筆之間的一般萬用表的電阻阻抗值高達20歐姆，其蜂鳴器仍會產生噪聲，表示為通路。為了提高測量效率，我們必須嘗試實現元件“引腳對”的自動測量，記錄和校對。為此，筆者設計了一個由微控制器控制的路徑檢測器作為前端檢測設備，并設計了一套功能強大的后端處理測量和導航軟件，實現了組件間連接的自動測量和記錄。 PCB上的組件。
本文主要討論了路徑檢測電路的設計思想和技術，實現了自動測量。自動測量的前提是將被測元件引腳連接到檢測電路中，為此檢測設備設置多個測量頭，通過電纜，測量頭可以連接到各種測試夾具和元件引腳上建立在連接中，測量頭的數量決定了同一批連接的檢測電路的引腳數。然后根據檢測器的程序控制，根據組合原理將“針腳”逐一測量到測量通路中。
在測量路徑中，“引腳對”之間的通過/斷開條件表示為引腳之間的電阻器，并且測量路徑將其轉換為電壓量，從而判斷它們之間的通過/斷開關系并記錄它。
基于這種思路的PCB路徑檢測電路應主要實現3個功能：
•自動選擇測試“引腳對”并進行測量;
•自動確定“引腳對”之間的路徑關系;
•自動記錄測量結果。
2自動選擇和測量一對測量引腳
2.1測量引腳對的自動切換為了使檢測電路從附加元件引腳的多個測量頭根據組合原理選擇不同引腳進行測量，可以通過程序設置相應的開關陣列/關閉不同的開關，將元件引腳插入測量路徑，以獲得其通過/斷開關系。
由于它是作為模擬電壓測量的，因此應使用模擬多路開關形成開關陣列，圖1顯示使用模擬開關陣列實現測量引腳的切換的想法。
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圖1用模擬開關陣列切換測量引腳
2.2通道/斷路器關系的測量檢測電路的設計原理如圖2所示.Ⅰ和Ⅱ兩個盒子中的兩組模擬開關成對配置：Ⅰ-1和Ⅱ-1，ⅰ- 2和Ⅱ-2，......，ⅰ-N和Ⅱ-N。模擬多路開關的閉合由程序中的圖1所示的解碼電路控制，在Ⅰ和Ⅱ的模擬開關中只有一個開關同時閉合。例如，為了檢測測量頭1和測量頭2之間的連接，使得ⅰ-1和ⅱ-2開關閉合，在點A和地之間通過測量頭1,2來形成A測量路徑，如果路徑，點A的電壓VA = 0;如果是斷電路，則VA> 0。 VA的值是判斷測量頭1和2之間是否存在路徑關系的基礎。這樣，可以在瞬間測量連接到測量頭的所有銷之間的通過/斷開關系。組合原則。
由于該測量過程是在由測試夾具夾緊的元件的引腳之間進行的，因此作者將其稱為夾具內測量。如果組件的銷沒有夾緊，則必須用筆測量。如圖2所示，筆連接到一個模擬通道而另一個接地，因此只要ⅰ-1關閉，就可以測量控制開關，稱為測針測量。
圖2所示的電路也可用于瞬間測量所有連接的測量頭的夾緊腳和表面筆觸及的非夾緊銷，此時Ⅰ路的每個開關的閉合需要依次控制，并且Ⅱ路的開關總是斷開，這個測量過程可以稱為筆夾測量。
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圖2檢測電路原理
3判斷渠道關系
3.1提出閾值電壓從圖2中可以看出，如果VA作為測量電壓，理論上，當VA = 0時應該是一個通路，VA> 0應該是一個中斷，并且VA的值隨電阻而變化兩個測量通道之間的值。然而，由于模擬多路復用本身具有不可忽略的導電電阻RON，因此在形成測量路徑之后，如果VA是路徑，則VA不等于0，但是等于RON上的電壓降。由于測量的目的只是為了知道通過/斷開關系，因此無需測量VA的具體值，因此只需使用電壓比較器來比較VA是否大于RON上的電壓降。
設置電壓比較器的閾值電壓等于RON上的電壓降，電壓比較器的輸出是測量結果，即微控制器可以直接讀取的數字量。
3.2閾值電壓值的確定
發現RON存在個體差異并且與環境溫度有關，因此需要通過閉合模擬開關通道單獨設置負載閾值電壓，這可以通過對D / a轉換器進行編程來實現。通過將開關依次關閉到Ⅰ-1，Ⅱ-1;ⅰ-2，ⅱ-2;圖2所示的電路可以方便地確定閾值數據。 ; Ⅰ-N，Ⅱ-N;形成一個路徑回路，在每對開關閉合后，將數字發送到D / A轉換器，發送數字從小到大增量，此時測量電壓比較器的輸出，當電壓比較器的輸出來自1到0時，此時數據對應VA。這允許測量每個通道路徑的VA，即，當一對開關閉合時RON上的電壓降。
對于高精度模擬多路開關，RON的個體差異很小，因此系統自動測量的VA的半近似值可以用作開關各自RON上的電壓降的相應數據，即當前溫度下每個模擬開關的閾值數據。
3.3閾值電壓的動態設置使用上面測量的閾值數據構建表格。在進行夾內測量時，根據閉合的兩個開關編號從表中移除相應的數據，并且它們和發送D / a轉換器形成閾值電壓。
對于筆夾測量和筆測量由于測量路徑僅通過Ⅰ路的模擬開關，因此只能加載開關的閾值數據。另外，由于電路本身（d / a轉換器，電壓比較器等）有誤差，并且測試夾具和被測引腳的實際測量值有接觸電阻，因此實際負載閾值電壓應基于通過上述方法確定的閾值添加校正量，以免誤判斷路徑為斷路。然而，增加的閾值電壓將淹沒小電阻電阻，即兩個引腳之間的小電阻被判斷為路徑，因此應根據實際情況合理地選擇閾值電壓的校正量。
通過實驗，檢測電路可以準確判斷大于5歐姆的兩個引腳的電阻值，其精度明顯高于萬用表。
4幾個特殊的測量結果案例
1.電容器的影響當引腳連接一個電容器時，它應該是一個斷路器，但開關閉合瞬時測量路徑給電容器充電，兩個測量點之間的路徑相同，此時起電壓比較器讀取通路的測量結果。
對于由電容引起的這種現象，可以采用以下兩種方法來解決：適當增加電流測量，縮短充電時間，使充電過程在讀取測量結果之前結束，在測量軟件中包括識別，程序段的錯誤途徑（見第5部分）。
2電感的影響如果連接測量引腳之間的電感，它應該是一個斷路器，但由于電感的靜態電阻阻抗非常小，用萬用表測量的結果始終是路徑。與電容測量相反，在模擬開關閉合的時刻，由于電感中存在感應電動勢，可以通過使用檢測電路正確地判斷電感以快速捕獲速度。
然而，這與電容器的測量要求相矛盾。
3模擬開關抖動的影響
在實際測量中，發現模擬開關從開啟狀態到閉合狀態具有穩定的過程，這由電壓VA的波動表示，這使得初始測量結果不一致，因此有必要判斷路徑的結果多次，然后在測量結果一致后確認。
4確認和記錄測量結果
考慮到上述條件，為了適應不同的主題，圖3所示的軟件程序框圖用于確認和記錄測量結果。
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圖3軟件程序框圖為了消除電容元件和模擬開關抖動的影響，有必要延長測量時間，并消除電感元件的影響，有必要在非常使用電感電動勢短時間確定，為此程序設置兩個計數器：路徑計數器的數量和斷路器計數器的數量。設置路徑數N是為了消除由于誤路徑效應產生的電容電荷引起的模擬開關閉合時刻，也就是說，當N次級路徑的累積讀數產生時，電容器的一般電荷已經結束，僅確認路徑之間的測量點。設置中斷次數n是為了消除模擬開關抖動引起的干擾，一般在連續測量n次電路的結果表明模擬開關的抖動已經結束，以便被識別為電路斷路器。然而，因為電感的感應電動勢在模擬開關閉合力矩中是最大的，然后迅速減小，所以如果第一次和第二次測量被破壞，則確認為斷開。
由于幾種情況之間的矛盾，計數器和延遲值是根據實際情況在稱重三種情況的基礎上確定的。
當然，在使用上述程序判斷時，如果測得的引腳介于小電阻，小電感或大電容之間，也可能誤判為路徑，這個問題很容易被測試結果中的軟件檢測到，如果在同一網絡中的一對引腳的兩端，可能存在這樣的一個
