Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Способ идентификации проводников в печат­ных узлах радиоэлектронной аппаратуры, заклю­чающийся в осуществлении двухпроводных измерений величин сопротивлений, связывающих каждую пару контрольных точек (aj, aj) печатного узла и в формировании исходных списков контрольных точек, в каждый из которых включают точки, величина сопротивления между которыми не превышает порогового значения R1, отличаю­щийся тем, что каждый из n исходных cпископ перепроверяют с использованием четырехпроводной методики измерений на принадлежность всех включенных в него контрольных точек одному и тому же печатному проводнику, для чего первую и вторую шины устройства измерения подключают к двум любым контрольным точкам aj, aj из прове­ряемого исходного списка So, а ко всем возможным парам точек, образуемых из остальных точек про­веряемого списка, поочередно подключают третью и четвертую его шины, после каждого подключе­ния четырех шип осуществляют измерение вели­чины r сопротивления, сравнивают его с пороговым значением R2, вычисляют значение функции F (S4) четырехпроводной идентификации печатных проводников:

и при отсутствии хотя бы одного результата изме­рения соответствующего значению F(S4)&sup1;0 де­лают вывод о принадлежности всех контрольных точек списка So одному и тому же проводнику, а при регистрации такого значения - о наличии в проверяемом списке So номеров контрольных то­чек, входящих, как минимум, в два подмножества S1 и S2 точек, представляющих два разных проводника объединенных низкоомным элементом с ве­личиной сопротивления R2 < r < R1, причем принадлежность точек ai, aj, ak, al подключения, соответственно, первой, второй, третьей и четвер­той шин устройства измерения первому и второму разграничиваемым проводникам определяют по правилу:

после чего первую, вторую и четвертую шины фик­сируют в точках ai, aj, al соответственно, а третью шину устройства измерения поочередно подклю­чают к каждой из остальных точек списка So, после каждого подключения измеряют величину r сопро­тивления и при получении результата измерения соответствующего значению F(S4)=0, включают номер точки подключения третьей шины в подмно­жество S1 точек первого разграничиваемого про­водника , а в противном случае - в подмножество S2 точек второго разграничиваемого проводника, и по завершении процедур формирования подмножеств S1, S2 каждое из них перепроверяют на принад­лежность всех входящих в них точек одному печат­ному проводнику до тех пор, пока при проверке всех сформированных в процессе самообучения списков контрольных точек не будет получено ни одного результата измерения соответствующего значению F(S4) &sup1; 0.

Текст

Изобретение относится к области автоматического контроля и может быть использовано в системах контроля монтажа печатных узлов (печатных плат с установленными элементами), а также в системах поэлементного диагностирования (внутрисхемного контроля) электронной аппаратуры, реализующих методику четырехпроводных измерений (см. Н.П.Байда, И.В.Кузьмин, В.Т.Шпилевой. Микропроцессорные системы поэлементного диагностирования РЭА. - М.: Радио и связь, 1987. - стр. 66, рис. 3.4.), для автоматической идентификации проводников и обеспечения формирования программ контроля монтажа в режиме самообучения системы по эталонному (исправному) печатному узлу. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ идентификации проводников в печатных узлах радиоэлектронной аппаратуры, заключающийся в автоматическом формировании системой контроля (СК) n списков контрольных точек, осуществляемом путем выполнения двухпроводных измерений величин сопротивлений r, включенных между каждой парой контрольных точек ПУ, сравнения полученных результатов с пороговым значением R1 и, при выполнении условия r R2 делают вывод о наличии в проверяемом списке номеров контрольных точек входящих, как минимум, в состав двух разных проводников, первому из которых принадлежит точка подключения первой, а второму - точка подключения третьей шины измерителя, при этом: принадлежность точки подключения второй шины измерителя первому или второму проводнику определяется знаком, соответственно, плюс или минус, полученного результата измерения, после чего первая, вторая и четвертая шины измерителя фиксируются в ранее подключенных точках, а третью шину поочередно подключают к каждой из незанятых этими шинами КТ проверяемого исходного списка, после каждого подключения измеряют величину r сопротивления и при получении значения превышающее пороговое, относят точку подключения третьей шины к первому из разграничиваемых проводников, а в противном случае ко второму и по завершении разграничения точек каждый из вновь полученных списков, в. свою очередь, проверяется на принадлежность всех, входящих в него КТ одному и тому же печатному проводнику пока для каждого вновь полученного списка точек не будет получено ни одного результата измерения превышающего пороговое значение. Введение в заявляемый способ дополнительной операции четырехпроводной идентификации печатных проводников позволяет снизить значения сопротивлений ЭРЭ разграничиваемых от отрезков проводников на два порядка с 5 Ом до 0,05 Ом. Использование четырехпроводной методики известно для целей измерения малых величин сопротивлений цепей, включенных между определенными, заранее известными парами КТ. Однако, для целей идентификации (определения совокупностей КТ принадлежащих разным проводникам ПУ), четырехпроводная методика не используется. Это связано с тем, что наличие сопротивления r, присутствующего между двумя подмножествами S1 и S2 КТ, представляющими проводники объединенные низкоомным ЭРЭ, может быть зарегистрировано лишь в том случае, когда две шины измерительного устройства, соединенные с клеммами разных входящих в его состав приборов, будут соединены с точками одного, а две другие шины - с точками другого разграничиваемого проводников. Однако априорная информация о парах точек принадлежащих подмножествам S1 и S2 отсутствует. Таким образом, возникает необходимость в осуществлении подключения четырех измерительных шин ко всем возможным комбинациям из четырех контрольных точек входящих в множество SO = S1 U S2 КТ, образующих СОПР. При количестве N точек ПУ N = 1024 число К возможных вариантов подключения четырех измерительных шин к КТ ПУ определится по формуле (см. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1974, - С.): где С41024 - биномиальный коэффициент. При времени одного измерения Т = 10 мс (необходимого для перезаряда емкостей, входящих в состав изучаемого печатного узла) общее время идентификации То составило бы в этом случае То = 1012 секунд, что практически неприемлемо. Кроме того, поскольку в большинстве случаев каждая шина измерителя будет подключаться к точкам принадлежащим разным проводникам ПУ, результаты измерений не будут нести никакой полезной с точки зрения разграничения проводников ПУ информации. В заявляемом решении предлагается способ использования четырехпроводной методики именно для целей идентификации проводников в ПУ, то есть для обнаружения низкоомных ЭРЭ на заданных множествах КТ и разграничения указанных множеств на подмножества КТ, входящих в состав отдельных проводников ПУ объединенных низкоомными ЭРЭ. При этом существенное сокращение необходимого количества измерений и устранение противоречия вызванного возможностью распределения четырех измерительных шин между электрически изолированными друг от друга проводниками достигается за счет реализации режима идентификации в два этапа. Первый этап представляет традиционный подход к идентификации с использованием двухпроводных измерений, результатом которых является декомпозиция множества So всех КТ печатного узла на подмножества, представляющие как отдельные проводники ПУ, так и "составные" проводники (проводники объединенные низкоомными ЭРЭ, величина сопротивления которых оказывается ниже порогового значения R1, воспринимаемого системой контроля в режиме двухпроводных измерений как короткое замыкание). Поскольку двухпроводные измерения позволяют реализовать режим группового контроля с использованием метода половинного деления [см. Байда Н.П., Кузьмин И.В., Шпилевой В.Т. Микропроцессорные системы поэлементного диагностирования РЭА, М.: Радио и связь, 1987, стр. 42, 43], необходимое количество К1 измерений составит на первом этапе: то есть время Т1 первого этапа идентификации не превысит величины Т1 = 103 секунды. На втором этапе, с использованием четырехпроводной методики, осуществляют разграничение отдельных проводников ПУ, вошедших по результатам первого этапа идентификации в состав СОПРов. Возможность использования четырехпроводной методики обуславливается тем, что на втором этапе идентификации измерения осуществляются на отдельных подмножествах КТ ПУ, в каждом из которых КТ электрически соединены между собой отрезками проводников, либо низкоомными ЭРЭ. Тем самым, вопервых, устраняется возможность подключения в процессе идентификации измерительных шин к электрически изолированным друг от друга точкам, а во-вторых, достигается значительное сокращение требуемого для четырехпроводной идентификации проводников количества измерений. Так, поскольку количество КТ в самых длинных проводниках ПУ не превышает 20-30 (для шин питания), и сопротивлениями с величиной R2 < r < R1 крайне редко объединяются между собой больше 3-х-4-х проводников, максимальное количество К2 возможных подключений четырех измерительных шин к такой совокупности точек составит на втором этапе самообучения: Однако, в соответствии с заявляемым способом максимально необходимое в данном случае количество измерений составит лишь Кmах = 1275. Использование способа наиболее эффективно в аналоговых печатных узлах, включающих значительное количество низкоомных ЭРЭ, благодаря обеспечению следующих основных преимуществ: 1. Повышению достоверности результатов идентификации за счет предоставления возможности разграничения низкоомных ЭРЭ с величиной сопротивления r = 0,01 Ом от отрезков печатных проводников (в прототипе величина порогового значения сопротивления составляет 2-5 Ом). 2. Обеспечение практически приемлемого времени идентификации в режиме четырехпроводных измерений. Так, если множество из So = 60 КТ, полученное на первом этапе самообучения включает в свой состав два проводника содержащих по IS1I = IS2I = 30 КТ, минимальное количество четырехпроводных измерений, необходимых для разграничения проводников составит Kmin = IS2I - 3 = 60 – 3 = 37, Tmin = 0,37 сек. Вероятность Р достаточности минимального числа измерений для целей разграничения таких проводников определяется по формуле: и составит Р=0,32. Максимально необходимое число измерений определится по формуле и составит Kmax = 1275, Tmax = 12,8 сек, Наибольшее число измерений потребуется для проверки списка, все точки которого принадлежат одному и тому же проводнику. Это число определяется по формуле и составит для рассматриваемого примера Ко = 1653, То = 16,53 сек. Следует отметить, что подавляющее большинство проводников печатных плат содержат не более 5-8 КТ. Для разграничения же двух проводников, содержащих по 8 КТ, потребуется не более 57 измерений (0,57 сек), а для проверки одного массива из восьми точек, принадлежащих одному проводнику-21 измерение (0,21 сек). Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет, без существенного снижения производительности, повысить достоверность процедуры автоматической идентификации проводников в печатных узлах радиоэлектронной аппаратуры. На фиг.1.а показано подключение устройства измерения к КТ разграничиваемых проводников смонтированного печатного узла; на фиг. 16 - приведена таблица, отображающая значения функции четырехпроводной идентификации печатных проводников, получаемых при подключении измерительных шин устройства измерения к разграничиваемым проводникам ПУ во всех возможных комбинациях; на фиг.2 представлен алгоритм разграничения КТ, принадлежащих проводникам, объединенным низкоомным ЭРЭ. Фрагмент смонтированного печатного узла 1 (фиг.1.а) содержит первый 2 и второй 3 печатные проводники, включающие в свой состав КТ 2-1...2-5 и 3-1...3-5 соответственно. Проводники 2 и 3 объединены низкоомным ЭРЭ 4. Устройство 5 измерения, состоящее из вольтметра 6, источника тока 7 и ключей 8-1 и 8-2 двухсекционного переключателя 8, подключено первой 9. второй 10, третьей 11 и четвертой 12 измерительными шинами к КТ проводников 2 и З ПУ1 с целью обнаружения на множестве КТ 2-1...2-5. 3-1...35 низкоомного ЭРЭ 4 и определения принадлежности каждой КТ конкретному проводнику 2 или 3. Вольтметр 6 предназначен для определения принадлежности КТ к цепи, через которую протекает ток, задаваемый источником тока 7, путем измерения напряжения между этими точками. Ключи 8-1 и 8-2 двухсекционного переключателя 8 предназначены для организации измерений по двухпроводной схеме (правое положение ключей) и по четырехпроводной схеме (левое положение ключей). Значения функции F(S4) четырехпроводной идентификации печатных проводников (фиг.1.б), задаваемой на множестве S ' {ai, aj, ak, al} из четырех КТ, однозначно определяется распределением измерительных шин 9-12 между объединенными низкоомным ЭРЭ 4 подмножествами KTS1 ={а2-1.....а2-5} и S2 = {а3-1....а3-5}. такими что S1 È S2 = S0, S1 Ç S2=Æ. Из таблицы фиг. 1.6 следует, что функция F(S4) задается на множестве S КТ следующим образом: где U+, І+, U-, I- - измерительные шины 9, 10, 11, 12 соответственно; аi (U+) - обозначает подключение шины U+ к КТ аі. То есть: - значение F(S4) = 1 достигается только при подключении к одному из разграничиваемых проводников 2 или 3 ПУ1 измерительных шин 9 и 10, а к другому - измерительных шин 11 и 12; - значение F(S4) = -1 достигается только при подключении к одному из разграничиваемых проводников 2 или 3 СПП1 измерительных шин 9-й 12, а к другому - измерительных шин 10 и 11; - все остальные варианты распределения измерительных шин 9...12 между разграничиваемыми проводниками ПУ 1 обуславливают получение значения F(S4) = 0. Анализ таблицы фиг.1.б позволяет сделать вывод о возможности достижения дальнейшего сокращения числа измерений при четырехпроводной идентификации печатных проводников за счет фиксации двух измерительных шин, одна из которых соединена с вольтметром, а другая с источником тока (например, шин 9 и 10), на двух КТ произвольно выбранных из множества So разграничиваемых точек СПП, При этом число различных возможных комбинаций из двух точек, то есть число возможных подключений двух оставшихся измерительных шин к точкам из множества So составит, для ранее рассмотренного примера К2 = 2IхС2120 = 14280. Правомерность предложенной фиксации двух шин на двух произвольно выбранных точках из множества So разграничиваемых точек обуславливается тем, что две указанные точки могут принадлежать при этом либо одному и тому же из двух разграничиваемых подмножеств S1 или S2, либо разным подмножествам S1 и S2. В обоих случаях в процессе идентификации будет подобран такой вариант подключения двух остальных шин (11 и 12), при котором они окажутся подключены, соответственно, либо обе к другому из разграничиваемых проводников, либо к разным проводникам в сочетании, обеспечивающем получение результата F(S4) ¹ 0. В соответствии с изложенным предлагаемый способ осуществляется следующим образом. На первом этапе идентификации ключи 8-1 и 8-2 переводятся в правое положение, коммутируя двухпроводную схему измерения. С использованием групповых методов контроля осуществляются двухпроводные измерения величин сопротивлений, включенных между каждой парой КТ 2-1...2-5,3-1.,.3-5 и формируются исходные перечни КТ, объединенных между собой сопротивлениями r с величинами не превышающими порогового значения R1 = 5 Ом. На втором этапе идентификации каждое исходное множество КТ анализируется на принадлежность всех входящих в него точек одному и тому же проводнику с использованием четырехпроводной методики, позволяющей снизить значение порогового сопротивления R1 до уровня R2 = R1/100, за счет исключения влияния на результаты измерений величин сопротивлений подводящих проводников и контактных сопротивлений, возникающих в точках подключения измерительных шин к печатным проводникам. Для этого ключи 8-1 и 8-2 переводятся в левое положение, коммутируя четырехпроводную схему измерения. Затем последовательно анализируется каждое из сформированных на первом этапе самообучения исходных множеств КТ. Вначале осуществляется проверка количества n входящих в анализируемое исходное множество So контрольных точек (вершина 02 алгоритма фиг.2). Если n R2 соответствующего значению F(S4)¹0, свидетельствует о том, что анализируемое множество So КТ входит в один печатный проводник. Фиксация же указанного результата означает, что множество So КТ представляет, как минимум, два печатных проводника, включающих подмножества S1 и S2 контрольных точек, соответственно. При этом, в соответствии с таблицей фиг. 1.6, в зависимости от знака F(S4), точки подключения измерительных шин соотносятся с разграничиваемыми проводниками следующим образом (012-014): - при F(S4) > 0 - к первому проводнику относятся точки подключения шин 9 и 10, а ко второму - точки подключения шин 11 и 12; - при F(S4) < 0 - к первому проводнику относят точки подключения шин 9 и 12, а ко второму - точки подключения шин 10 и 11. После получения первого значащего результата шины 9, 10, 12 фиксируются в точках своего подключения, а шина 11 последовательно подключается ко всем остальным КТ множества So (015-025). После каждого очередного подключения осуществляется измерение и при получении результата измерения r R2 соответствующего значению F(S4) ¹ 0 - точку подключения шины 11 относят к множеству точек S2 (022). Таким образом, результатом работы алгоритма фиг.1.6 является разграничение СОПР на два проводника, представляемых подмножествами S1 и S2 КТ. Каждое из полученных подмножеств КТ S1 и S2 затем вновь проверяется в соответствии с алгоритмом фиг.2 на принадлежность одному и тому же проводнику и указанная процедура повторяется до тех пор, пока при проверке каждого из полученных подмножеств КТ не будет зафиксировано ни одного значения F(S4) & 0, что свидетельствует о завершении процедуры разграничения проводников, объединенных низкоомными ЭРЭ.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for identification of conductors in printed units of radio-electronic apparatuses

Автори англійською

Misiura Volodymyr Ivanovych, Baida Mykola Prokopovych, Kotov Ihor Mykolaiovych, Misiura Iryna Volodymyrivna, Roik Oleksandr Mytrofanovych, Yefimenko Andrii Yakovych

Назва патенту російською

Способ идентификации проводников в печатных узлах радиоэлектронной аппаратуры

Автори російською

Мисюра Владимир Иванович, Байда Николай Прокопович, Котов Игорь Николаевич, Мисюра Ирина Владимировна, Роик Александр Митрофанович, Ефименко Андрей Яковлевич

МПК / Мітки

МПК: G01R 31/28

Мітки: апаратури, вузлах, провідників, спосіб, друкованих, ідентифікації, радіоелектронної

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-10626-sposib-identifikaci-providnikiv-v-drukovanikh-vuzlakh-radioelektronno-aparaturi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб ідентифікації провідників в друкованих вузлах радіоелектронної апаратури</a>

Подібні патенти