Устройство для автоматического контроля печатных плат Советский патент 1987 года по МПК G01R31/02 

112

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к автоматическому контролю печатных плат на короткое замыкание, разрыв и контроль сопротивления изоляции.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства для автоматического койт- роля печатных плат; на фиг,2 - принципиальная электрическая схема блока управления; На фиг.З - эпюры, напряжений в характерных точках блока управления при контроле исправной платы; а - сигнал на выходе генератора тактовых импульсов; б - потенциал на кнопке в - импульс запуска на S-входе первого D-триггера блока управления; г - потенциал на выходе первого D-триггера; д - тактовые импульсы на выходе трехвходо- вого элемента И; е - импульс сброса на первом входе двухвходового элемента И; ж - импульс сброса на выходе двухвходового элемента И; з - потенциал на прямом выходе второго D-триггера блока управления; и - потенциал на D-входе третьего D- триггера блока управления5 на фиг,4- эпюры напряжений в характерных точках блока управления при контроле неисправной платы: а - сигнал на выходе генератора тактовых импульсов; б - потенциал на кнопке в - импульс запуска на S-входе D-триггера блока управления; г - потенциал на выходе первого D-триггера; д - тактовые импульсы на выходе трехвхо- дового элемента И; е - потенциал на любом из входов элемента ИЛИ блока управления; ж - потенциал на выходе элемента И-НЕ блока управления; з - потенциал на инверсном выходе второго D-триггера блока управления),

Устройство для автоматического контроля печатны , плат содержит (фиг.1) блок I управления, электронный коммутатор 2, выполненный, например, на регистре сдвига D-триг- г.ерах 3,1-3,п, прямые выхода которых подключены к опорному входу блока 4 сравнения через диоды 5,1-5,п развязки цепей коммутации, включенные в прямом направлении, первые резисторы 6.1-6.П, подключенные одним выводом к п вьшодам электронного коммутатора 2, диоды 7.1-7,п развязки

22

цепей измерения, подключенные катодами к измерительному входу блока 4 сравнения, третьи диоды 8.1-8.П, подключенные параллельно первым резисторам 6,1-6,П|, первые 9,1-9,п и вторые 10.1-10,п клеммы для подключения объекта контроля с контролируемыми печатными проводниками, каждая из контрольных точек которых, кроме первой, подсоединена через вторые резисторы 1,1-11.п к общей шине, а первые контрольные точки каждого из печатных проводников подключены к вторым выводам первых резисторов 6.-6,п, где п - количество контролируемых печатных проводников.

Электронный коммутатор 2 может быть выполнен известным образом на регистре сдвига на D-триггерах.

Блок 1 управления име-ет первый выход 12, второй выход 13, третий выход 14, первый вход 15, второй вход 16 и третий вход 17. Первый выход I2 блока 1 управления подключен к установочным входам (R-входам) D-триггеров 3.1-З.п коммутатора 2, второй выход 13 подключен к синхронизирующим входам (С-входам) D- триггеров 3,1-3.и коммутатора 2, третий выход 14 подключен к D-BXO- ду первого D-триггера 3,1 коммутатора 2, Прямой выход D-триггера 3,п регистра сдвига (электронного коммутатора) 2 подключен к первому входу 15 блока 1 управления.

Блок 4 сравнения может быть вьшол- нен в виде нуль-органа на операционных усилителях 18 и 19, делителя

опорного напряжения - на резисторах 20 - 23, 24 - измерительный вход, 25- опорный вход блока 4 сравнения. Выход блока 4 сравнения для контроля короткого замыкания (КЗ) между печатными проводниками подключен к второму входу 16 блока I управления. Выход блока 4 сравнения для контроля разрыва печатных проводников ПОДКЛЮЧЕН к третьему входу 17 блока 1 управления.

Блок 1 управления (фиг,2) содержит генератор 26 тактовых импульсов (ГТИ), первый D-триггер 27, второй D-триггер 28, третий D-триггер 29,

трехвходовой элемент И 30, двухвхо- довой элемент И 31, двухвходовой элемент И-НЕ 32, двухвходовой элемент ШШ 33. S-вход D-триггера 27 через конденсатор 34 и нормально разомкну

I

тые контакты кнопки Пуск 35 подключен к общей заземленной шине, а через резистивный делитель 36 и 37 - К плюсу источника питания, к которому подключен также через резистор 38 незаземленный контакт кнопки Пуск 35. D-вход первого D-триггера 27 соединен с общей шиной непосредственно, а через резистор 37 - с S- нходом D-триггера 27. Инверсный вы- ход третьего D-триггера 29 через КС-цепь 39 и 40 подключен к первому входу двухвходового элемента И 31 , второй вход которого через нормально разомкнутые контакты кнопки Сброс 41 соединен с общей заземленной шиной. Инверсный выход D - триггера 28 подключен к первому входу элемента И-НЕ 32, к второму входу которого подключен выход эле- мента ИЛИ 33, а выход элемента И-НЕ 32 подключен к третьему входу элемента И 30 непосредственно и через последовательную цепь из резистора 42 и светодиода 43 - к плюсу источника питания, R-входы первого 27 и третьего 29 D-триггеров соединены с выходом элемента И 31, S-входом второго D-триггера 28 и первым выходом 1 блока I управления, к второму выхо- ду 13 которого подключен выход элемента И 30. Прямый вход второго D - триггера 28 подключен к третьему выходу 14 блока 1 управления и через последовательную цепь из резистора 44 исветодиода 45 (Исход) - к общей заземленной шине. Первый вход 1 блока 1 управления соединен с D- входом третьего D-триггера 29. Первый и второй входы элемента ИЛИ 33 являются вторыми J6 и третьим 17 входами блока 1 отравления.

Цепи питания и индикации, кроме индикации Исход и Брак, не имею- пще отношения к предмету изобретения не показаны.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии, после нажа- тия кнопки Сброс 41 в блоке 1 управления, на прямых выходах D-триггеров 27 и 29 устанавливается нулевой потенциал (логический О), а на прямом выходе D-триггера 28, т,е. на третьем выходе 14 блока 1 управления - единичный потенциал (логическая 1), который подается на вход первого D-триггера 3.1 электронного коммутатора 2, одновременно загорается светодиод 45 (Исход). При этом на инверсном выходе D- триггера 28 - нулевой потенциал, который, воздействуя на первый вход элемента И-НЕ 32, устанавливает на его выходе единичный сигнал - светодиод 43 (Брак) не горит, этот же единичный потенциал подан на,третий вход элемента И 30, Одновременно на прямых выходах D-триггеров 3,1 ,п электронного коммутатора 2. устанавливается нулевой потенциал под воздействием нулевого потенциала с первого выхода 12 блока 1 управления на установочные входы (R-входы) D- триггеров 3,-3,п, Нулевой потенциал на прямом выходе D-триггера 27 блока управления, подаваемый на второй вход трехвходового элемента И 30, запрещает прохождение тактовых импульсов от генератора 26 на второй выход 13 блока 1 управления, синхронизирующие входы (С-входы) D-триггеров 28 и 29 блока, 1 управления и D-триггеров 3,1-3,п электронного коммутатора 2,

После нажатия кнопки Пуск 35 в момент времени t, (фиг,Зб и 4б) на выходе D-триггера 27 устанавливается единичный потенциал ( логическая 1), который разрешает прохождение тактовых импульсов на синхронизирующие входы D-триггеров 28 и 29 и 3.1-3,п, Первьм тактовым импульсом D-триггер 3,1 переводится в состояние логическая 1, этот потенциал используется для контроля первого печатного проводника платы, при этом на всех остальных выходах D-триггеров остается нулевой потенциал, что позволяет контролировать проводник на разрыв и на короткое замыкание с остальными печатными проводниками. Одновременно единичный потенциал с выхода D-триггера 3,1, поступающий через диод 5,1 на вход делителей напряжения на резисторах 20, 21 и 22, 23 блока 4 сравнения, используется в качестве опорного напряжения для установки границ допускового контроля печатных проводников на разрыв и контроль сопротивления изоляции, между печатными П-роводниками, Потенциал с первой контрольной точки первого печатного проводника через диод 7,1 развязки цепей измерения поступает на измерительный вход 24 блока 4

5 12

сравнения, неинвертирутощий вход операционного усилителя 19, обеспечивающего контроль печатных проводнико на разрыв, и на инвертирующий вход операционного усилителя 18, обеспечивающего допусковый контроль сопротивления изоляции между печатными проводниками, частным случаем которого является короткое замыкание между печатными проводниками.

Если контролируемый проводник исправен, т.е. отсутствует разрыв и нет короткого замыкания с остальными печатными проводниками контролируемой платы, то данный потенциал находится в заданной зоне границ допускового контроля, при этом на обоих выходах блока А сравнения, а следовательно, и на входах 16 и 17 блока 1 управления присутствует нулевой потенциал, В результате на выходе элемента ИЛИ 33 блока управления тоже нулевой потенциал, который, воздействуя на второй вход элемента И-НЕ 32, подтверждает единичный потенциал на выходе элемента И-НЕ 32, что разрешает дальнейщее прохождение тактовых импульсов на синхронизирующие входы D-триггеров 3.1-3,п

Вторым тактовым импульсом D-триг- гер 3.2 переводится в единичное состояние, так как в предыдущем состоянии на его D-входе был единичный потенциал. При этом происходит контроль второго печатного проводника аналогично приведенному выше описанию.

В случае контроля целиком исправной печатной платы этот процесс будет продолжаться аналогичным описанному выте образом для всех п печатных проводников о С приходом п-го тактового импульса на синхронизирующие входы электронного коммутатора 2 единичный потенциал с выхода триггера 3.h электронного коммутатора 2 поступает на вход 15 блока 1 управления .

D-вход третьего D-триггера 29. п+1-й тактовьй импульс устанавливает на инверсном выходе третьего D-тригге- гера 29 нулевой потенциал, который через элемент задержки (RC-цепь 39, 40) поступает на первый вход элемента И 31, на выходе его - также нулевой потенциал, который устанавливает все устройство в исходное состояние

26

При контроле печатной платы потенциал в первой контрольной точке неисправного печатного проводника, подаваемьй . на измерительный вход 24

блока 4 сравнения через соответствующий диод развязки цепей измерения оказывается за пределами установленных границ напряжения допускового контроля. Если в контролируемом печатном проводнике имеется разрыв, то на измерительном входе блока 4 сравнения напряжение повышается, а если короткое замыкание с каким-нибудь другим печатным проводником, то напряжение на входе 24 блока 4 сравнения уменьшается до нуля. Все печатные проводники через первые контрольные точки каждого их них и диоды 8,1-8.п соответственно подключены

катодами к информационным выходам электронного коммутатора 2, обеспечивая подключение к нулевому потенциалу всех печатных проводников, кроме контролируемого. При этом на

соответствующем выходе блока 4 сравнения в зависимости от характера неисправности появляется единичный потенциал (фиг.4е, момент временив), который передается на один из входов

16 или 17 блока 1 управления, т.е. на один из входов элемента ИЛИ 33. На выходе элемента ИЛИ 33 также возникает единичный потенциал, который воздействует на второй вход элемента

И-НЕ 32, на первом входе которого присутствует единичный потенциал, следовательно, на выходе элемента И-НЕ 32 возникает нулевой потенциал (фиг.4ж, момент времени t ), который

запрещает Дсшьнейшее прохождение тактовых импульсов через.элемент И 30 (фиг.4д) на синхронизирующие входы D-триггеров 3.1-З.п электронного коммутатора 2. Одновременно загорается светодиод 43 - Брак.

Диоды .п вьшолняют двойную функцию: развязывают выходные цепи электронного коммутатора 2, с их помощью реализуется мостовой метод измерения, компенсируя разброс напряжений, подаваемых на контролируемые печатные проводники с выходов триггеров 3.1-З.п. Напряжение контроля,

поступившее на контролируемый печатный проводник через резистор 6.1 делится делителем напряжения, образованным резисторами 6.1- и 11.1. Резисторы 6.1-6.h выбираются одина-,

кового номинала, номиналы резисторов 11.1-11.П одинаковы для каждого из печатных проводников. Резисторы 11,1-П.п в устройстве работают только при контроле печатных проводников на разрыв, так как при контроле печатных проводников на короткое замыкание эти резисторы будут зашун- тированы открытым диодом из группы 8,1-8.п того печатного проводника, с которым произошло короткое замыкание Номинал резисторов для каждого печатного проводника выбирается из расчета, чтобы параллельное сопротивление всех резисторов )1,п равнялось сопротивлению резистора 6.п.

Формула изобретения

I. Устройство для автоматического контроля печатных плат, содержащее блок сравнения, коммутатор, п первых резисторов, вторые резисторы, п диодов развязки цепей измерения, где п- количество контролируемых печатных проводников, информационные выходы коммутатора соединены с первыми выводами соответствующих первых резисторов, вторые выводы кбторьк соединены с первыми клеммами для подключения объекта контроля и с анодами соответствующих диодов развязки цепей измерения, катоды которых соединены с измерительным входом блока сравнения, первые выводы вторых резисторов соединены с общей шиной уст ройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля в устройство введены блок управления, п диодов развязки цепей коммутации, п диодов, причем первьй, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с установочным входом, синхронизирующим входом и информационным входом коммутатора с низкоом- ными выходами, причем последний выход коммутатора соединен с первым входом блока управления, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока сравнения, опорный вход которого соединен с катодами диодов развязки цепей коммутации, аноды которых соединены с первыми выводами соответствующих первых резисторов и с катодами соответствующих/введенных диодов, аноды которых соединены с

. 2919028

вторым выводом первых резисторов, вторые выводы вторых резисторов подключены к вторым клеммам для подключения объекта контроля, .

o

5

0

5

0

5

0

5

0

5

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом трехвходового элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого D-триггера, третий вход.трехвходового элемента И соединен с выходом элемента И-НЕ и через последовательно включенные первьй резистор и первый светодиод - с. плюсом ис чника питания, первый вход элемента И-НЕ соединен с инверсным выходом второго D-триггера, второй вход элемента И-НЕ соединен с выходом элемента ИЛИ, первьй и второй входы которого соединены с вторьм и треть- ;им входами блока управления соответственно, прямой выход второго D- триггера соединен с третьим выходом блока управления и через последовательно включеннь1е второй резистор и второй светодиод - с общей щиной устройства, S-вход первого D -триг- . гера соединен через третий резистор с общей шиной устройства, через четвертый резистор с плюсом источника питания, через первый конденсатор - с неподвижным контактом кнопки Пуск и через пятый резистор - с плюсом источника питания, подвижный контакт кнопки Пуск соединен с общей шиной устройства, D-входы первого и второго D-триггеров соединет ны с общей щиной устройства, R-вход первого D-триггера соединен с S- входом второго D-триггера, с R-BXO- дом третьего D-триггера и с выходом двухвходового элемента И, первый вход которого через второй конденсатор соединен с общей шиной устройства, а через шестой резистор - с инверсным выходом третьего D-триггера, . R-вход которого соединен с первым выходом блока управления, а D- вход - с первым входом блока управления, второй вход двухвходового элемента И через кнопку Сброс соединен с общей шиной устройства, С-входы второго и третьего D-триггеров соединены с выходом трехвходового элемента И и с.вторым выходом блока управления ,

9129190210

3, Устройство по п.1, о т л н -выполнен электронным на регистре

чающееся тем, что коммутаторсдвига на .D-триггерах.

(PU2.d

Редактор В, Иванова

Составитель М. Хаенко Техред Л.Сердюкова Корректор А, Тяско

Заказ 228/44Тираж 731 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул.- Проектная, 4

(риг. 4

Изобретение относится к области измерительной техники. Цель - повышение достоверности контроля солро- тивления изоляции между печатными проводниками. Она достигается тем, что в устройство для автоматического конт1йоля печатных плат, содержащее коммутатор 2, выполненный, например, на регистре сдвига на D-триггерах 3,1-3,п, блок (Б) 4 сравнения, диоды (Д) 5.1-5.П развязки цепей коммутации, резисторы 6.1-6.П и 11.1- li.n, введены Б 1 управления, Д 7.1- 7.П развязки цепей измерения, Д 8.1-8.п. В описании изобретения описана также принципиальная электрическая схема Б 1 управления. Изобретение может быть использовано при автоматическом контроле печатных плат на короткое замыкание, разрьго и контроль сопротивления изоляции, 1 з.п, ф-лы, 4 ил. Ю-1 Ю-п Г }-п п X I S -о