УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Полезная модель относится к области контрольно - измерительной техники и может найти применение при неразрушающем контроле печатного монтажа многослойных печатных плат.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является измеритель сопротивления резистивного датчика, содержащий источник тока, измеритель напряжения, инвертирующий усилитель и четырёхпроводную линию связи, два провода которой соединяют первый вывод (точку подключения) резистивного датчика с первыми зажимами источника тока и измерителя напряжения, а инвертирующий вход и выход усилителя двумя другими проводами линии связи соединены со вторым выводом резистивного датчика, прямой вход усилителя и вторые зажимы источника тока и измерителя напряжения соединены с общей шиной 1.
Недостатком известного устройства является низкое быстродействие измерений сопротивлений печатных проводников МПП из-за проведения измерения сопротивления только одной контролируемой цепи за один цикл измерения, а так же невысокая точность измерения в области малых значений сопротивлений из - за влияния на результат измерения напряжения смещения и входного напряжения операционного усилителя.
Устройство решает задачу повышения быстродействия измерений сопротивлений проводников МПП путём одновременного измерения L + М контролируемых участков цепей за один цикл измерения.
Решение задачи достигается тем, что в устройстве для измерения сопротивлений проводников МПП, содержащем источник стабилизированного тока, вход которого подключен к общей шине, измеритель напряжения, операционный усилитель для формирования напряжения равного нулю, прямой вход которого подключен к общей шине, четырёхпроводную линию связи, два провода которой соединены с токовым и потенциальным контактами для подключения к первому металлизированному отверстию (точке подключения) контролируемой многослойной печатной платы, а два других провода соединены с токовым и потенциальным контактами для подключения ко второму металлизированному отверстию этой платы, введены первый, второй, третий и четвёртый узлы подключения, первый, второй, третий, четвёртый и пятый аналоговые мультиплексоры, адаптер, интерфейс и микро - ЭВМ, кроме того источник стабилизированного тока, измеритель напряжения, операционный усилитель, первый, второй, третий и четвёртый узлы подключения, первый, второй, третий, четвёртый и пятый аналоговые мультиплексоры объединены в измерительно - коммутационный модуль, дополнительно введены N - 1 измерительно - коммутационных модулей для подключения к N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата, N - 1 четырёхпроводные линии связи, где
N  1, 2, 3,..., при этом N четырёхпроводныелиниисвязи
обеспечивают возможность подключения к N измерительно коммутационным модулям L + М измеряемых участков цепей контролируемой многослойной печатной платы, и в случае, когда каждый из L измеряемых участков цепей, где L  0,1,..., N, имеет две точки подключения, размещенные внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, два провода четырёхпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго выхода каждого из L измерительно - коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а два других провода тех же четырёхпроводных линий связи обеспечивают соединение третьего и четвёртого выхода каждого из L измерительно - коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контаетами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а в том случае, когда каждый из М измеряемых участков цепей, где М  0,1,..., (N - L) / 2, имеет точки подключения, размещённые между группами металлизированных отверстий, а именно, первая точка каждого из М измеряемых участков цепей, соответственно принадлежит к группе L + 2М -1, а вторая точка - к группе L + 2М, то два провода четырёхпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвёртого выхода каждого из L + 2М - 1 измерительно - коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, а два провода другой четырёхпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвёртого выхода каждого из L + 2М измерительно - коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, в N измерительно - коммутационных модулях первый, второй, третьий, четвёртый, пятый, шестой и седьмой входа объединены в шину сигналов управления и подключены к выходам адаптера, входы которого подключены к пятым выходам N измерительно - коммутационных модулей, а входы выходы адаптера подключены к интерфейсу, входы - выходы которого подключены к микро - ЭВМ, в каждом из N измерительно - коммутационных модулей выход источника тока подключен к первому входу первого аналогового мультиплексора и второму входу второго аналогового мультиплексора, выход операционного усилителя подключен к первому входу второго аналогового мультиплексора и второму входу первого аналогового мультиплексора, выход третьего аналогового мультиплексора подключен к инверсному входу операционного усилителя, выходы первого и второго аналоговых мультиплексоров соединены соответственно с первыми выводами первого и второго узлов подключения, первый вывод третьего узла подключения соединён с первым и вторым входами четвёртого аналогового мультиплексора, а также со вторым входом третьего аналогового мультиплексора, первый вывод четвёртого узла подключения соединён с первым входом пятого аналогового мультиплексора и третьим входом четвёртого аналогового мультиплексора, а также с первым входом третьего аналогового мультиплексора, второй и третий входы пятого аналогового мультиплексора подключены к общей шине, вторые выводы первого, второго, третьего и четвёртого узлов подключения являются
соответственно первым, вторым, третьим и четвёртым выходами измерительно - коммутационного модуля, выходы четвёртого и пятого аналоговых мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму входам измерителя напряжения, выход которого является пятым выходом измерительно - коммутационного модуля, объединённые управляющие входы первого, второго и третьего аналоговых мультиплексоров, управляющие выводы первого, второго, третьего и четвёртого узлов подключения, объединённые управляющие входы четвёртого и пятого аналоговых мультиплексоров, управляющий вход измерителя напряжения являются соответственно первым, вторым, третьим, четвёртым, пятым, шестым и седьмым входами измерительно коммутационного модуля.
Предлагаемое устройство для измерения сопротивлений проводников МПП отличается от прототипа тем, что введены первый, второй, третий и четвёртый узлы подключения, первый, второй, третий, четвёртый и пятый аналоговые мультиплексоры, адаптер, интерфейс и микро - ЭВМ, кроме того источник стабилизированного тока, измеритель напряжения, операционный усилитель, первый, второй, третий и четвёртый узлы подключения, первый, второй, третий, четвёртый и пятый аналоговые мультиплексоры объединены в измерительно - коммутационный модуль, дополнительно введены N - 1 измерительно - коммутационных модулей для подключения к N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата, N - 1 четырёхпроводные линии связи, где N  1, 2, 3,..., при этом N четырёхпроводные линии связи обеспечивают возможность подключения к N измерительно - коммутационным модулям L + М измеряемых участков цепей контролируемой многослойной печатной платы, и в случае, когда каждый из L измеряемых участков цепей, где L  0,1,..., N, имеет две точки подключения, размещенные внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, два провода четырёхпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго выхода каждого из L измерительно - коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а два других провода тех же четырёхпроводных линий связи обеспечивают соединение третьего и четвёртого выхода каждого из L измерительно - коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения ко второй точке подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а в том случае, когда каждый из М измеряемых участков цепей, где М  0,1,..., (N - L) / 2, имеет точки подключения, размещённые между группами металлизированных отверстий, а именно, первая точка каждого из М измеряемых участков цепей, соответственно принадлежит к группе L + 2М -1, а вторая точка - к группе L + 2М, то два провода четырёхпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвёртого выхода каждого из L + 2М - 1 измерительно - коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения к первой точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, а два провода другой четырёхпроводной линии связи обеспечивают соединение первого и второго или третьего и четвёртого выхода каждого из L + 2М измерительно - коммутационных модулей соответственно с токовым и потенциальным контактами для подсоединения
КО второй точке подключения соответствующего М измеряемого участка цепи, в N измерительно - коммутационных модулях первый, второй, третьий, четвёртый, пятый, шестой и седьмой входа объединены в шину сигналов управления и подключены к выходам адаптера, входы которого подключены к пятым выходам N измерительно - коммутационных модулей, а входы - выходы адаптера подключены к интерфейсу, входы - выходы которого подключены к микро - ЭВМ, в каждом из N измерительно коммутационных модулей выход источника тока подключен к первому входу первого аналогового мультиплексора и второму входу второго аналогового мультиплексора, выход операционного усилителя подключен к первому входу второго аналогового мультиплексора и второму входу первого аналогового мультиплексора, выход третьего аналогового мультиплексора подключен к инверсному входу операционного усилителя, выходы первого и второго аналоговых мультиплексоров соединены соответственно с первыми выводами первого и второго узлов подключения, первый вывод третьего узла подключения соединён с первым и вторым входами четвёртого аналогового мультиплексора, а также со вторым входом третьего аналогового мультиплексора, первый вывод четвёртого узла подключения соединён с первым входом пятого аналогового мультиплексора и третьим входом четвёртого аналогового мультиплексора, а также с первым входом третьего аналогового мультиплексора, второй и третий входы пятого аналогового мультиплексора подключены к общей шине, вторые выводы первого, второго, третьего и четвёртого узлов подключения являются соответственно первым, вторым, третьим и четвёртым выходами измерительно - коммутационного модуля, выходы четвёртого и пятого аналоговых мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму входам измерителя напряжения, выход которого является пятым выходом измерительно - коммутационного модуля, объединённые управляющие входы первого, второго и третьего аналоговых мультиплексоров, управляющие выводы первого, второго, третьего и четвёртого узлов подключения, объединённые управляющие входы четвёртого и пятого аналоговых мультиплексоров, управляющий вход измерителя напряжения являются соответственно первым, вторым, третьим, четвёртым, пятым, шестым и седьмым входами измерительно коммутационного модуля, что обеспечивает повышение быстродействия устройства при измерении сопротивлений проводников МПП путём одновременного измерения L + М контролируемых участков цепей за один цикл измерения, а также решает задачу повышения точности измерения за счёт компенсации напряжения смещения и входного напряжения операционного усилителя, входящего в состав повторителя напряжения равного нулю, а также уменьшения влияния синфазных помех.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом, позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявляемое техническое решение соответствуют требованию «новизна по действующему законодательству.
металлизированных отверстий и формирования массивов L и М измеряемых участков цепей перед каждым циклом одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей.
Устройство для измерения сопротивлений печатных проводников МПП содержит N измерительно - коммутационныхмодулей 1,N
четырёхпроводных линий 2 связи, адаптер 3, интерфейс 4, микро - ЭВМ 5, контролируемая МПП 6.
Измерительно - коммутационный модуль 1 содержит источник 7 стабилизированного тока, измеритель 8 напряжения, операционный усилитель 9, выполняющий функцию формирователя напряжения равного нулю, первый, второй, третий и четвёртый узлы 10, 11, 12, 13 подключения, первый, второй, третий, четвёртый и пятый аналоговые мультиплексоры 14, 15, 16, 17.
Прямой вход операционного усилителя 9 и вход источника 7 стабилизированного тока подключены к общей шине, выход источника 7 тока подключен к первому входу первого аналогового мультиплексора 14 и второму входу второго аналогового мультиплексора 15, выход операционного усилителя 9 подключен к первому входу второго аналогового мультиплексора 15 и второму входу первого аналогового мультиплексора 14, выход третьего аналогового мультиплексора 16 подключен к инверсному входу операционного усилителя 9, выходы первого и второго аналоговых мультиплексоров 14, 15 соединены соответственно с первыми выводами первого и второго узлов 10, 11 подключения, первый вывод третьего узла 12 подключения соединён с первым и вторым входами четвёртого аналогового мультиплексора 17, а также со вторым входом третьего аналогового мультиплексора 16, первый вывод четвёртого узла 13 подключения соединён с первым входом пятого аналогового мультиплексора 18 и третьим входом четвёртого аналогового мультиплексора 17, а также с первым входом третьего аналогового мультиплексора 16, второй и третий входы пятого аналогового мультиплексора 18 подключены к общей шине, вторые выводы первого, второго, третьего и четвёртого узлов 10, 11, 12, 13 подключения являются соответственно первым, вторым, третьим и четвёртым выходами измерительно - коммутационного модуля 1, выходы четвёртого и пятого аналоговых мультиплексоров 17, 18 подключены соответственно к первому и второму входам измерителя 8 напряжения, выход которого является пятым выходом измерительно - коммутационного модуля 1, объединённые управляющие входы первого, второго и третьего аналоговых мультиплексоров 14. 15, 16, управляющие выводы первого, второго, третьего и четвёртого узлов 10, 11, 12, 13 подключения, объединённые управляющие входы четвёртого и пятого аналоговых мультиплексоров 17, 18, управляющий вход измерителя 8 напряжения являются соответственно первым, вторым, третьим, четвёртым, пятым, шестым и седьмым входами измерительно коммутационного модуля 1.
Четырёхпроводная линия 2 связи, обеспечивает подключение первого, второго, третьего и четвёртого выходов измерительно - коммутационного модуля 1 к двум металлизированным отверстиям (точкам подключения) группы металлизированных отверстий контролируемой многослойной печатной платы 6.
подключения), накоторые произвольно разбита контролируемая
многослойная печатная плата 6.
1,2,..., N четырёхпроводные линии 2 связи обеспечивают подключение к 1,2,..., N измерительно - коммутационным модулям 1 L+M измеряемых участков цепей контролируемой многослойной печатной платы 6, при этом в случае, когда каждый из 1,2,..., L измеряемых участков цепей, где L  0,1,...,N, имеет две точки подключения, размещенные внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, первая точка подключения каждой из 1,2,..., L измеряемых цепей соединена через токовый 2.1 и потенциальный
2.2контакты соответственно с первым и третьим выходами соответствующего измерительно - коммутационного модуля 1, а вторая точка подключения каждой из этих участков цепей соединена через токовый
2.3и потенциальный 2.4 контакты соответственно со вторым и четвёртым выходами того же измерительно - коммутационного модуля 1, а в том случае, когда каждый из 1,2,...,М измеряемых участков цепей, где М  0,1,..., (N - L) / 2, имеет точки подключения, размещённые между группами металлизированных отверстий, а именно, первая точка подключения каждого из 1,2,...,М измеряемых участков цепей соответственно принадлежит к L + 1, L + 3,..., L + 2M-1 группе металлизированных отверстий, а вторая точка подключения - к L + 2, L + 4, ..., L + 2М группе металлизированных отверстий, то первая точка подключения каждого из 1,2,...,М измеряемых участков цепей соединена через токовый (2.1 или 2.3) и потенциальный (2.2 или 2.4) контакты соответственно с первым и третьим или со вторым и четвёртым выходами соответствующего L + 1, L + 3,..., L + 2М - 1 измерительно - коммутационного модуля 1, а вторая точка каждого из этих участков цепей соединена через токовый (2.1 или 2.3) и потенциальный (2.2 или 2.4) контакты соответственно с первым и третьим или со вторым и четвёртым выходами соответствующего L + 2, L + 4, ..., L + 2М измерительно коммутационного модуля 1.
Первые, вторые, третьи, четвёртые, пятые, шестые и седьмые входы 1,2,..., N измерительно - коммутационных модулей 1 объединены в шину сигналов управления и подключены к выходам адаптера 3, входы которого подключены к пятым выходам 1,2,...,N измерительно - коммутационных модулей 1, а входы - выходы адаптера 3 подключены к интерфейсу 4, входы - выходы которого подключены к микро - ЭВМ 5.
В измерительно - коммутационном модуле 1 источник 7 стабилизированного тока предназначен для формирования тестового воздействия (испытательного тока) на первую точку подключения измеряемого участка цепи контролируемой многослойной печатной платы 6. Источник 7 стабилизированного тока может быть выполнен аналогично 2. Измеритель 8 напряжения предназначен для измерения и преобразования напряжения в двоичный код, эквивалентный параметру измеряемой цепи. Измеритель 8 напряжения может быть выполнен на базе аналого цифрового преобразователя AD7892 фирмы «ANALOG DEVICES 3 или может быть выполнен аналогично 4.
Адаптер 3 предназначен для осуществления передачи данных управления от микро - ЭВМ 5 в измерительно - коммутационные модули 1 и передачи данных измерений из измерительно - коммутационных модулей 1 в микро - ЭВМ 5 через интерфейс 4.
управления, 1,2,..., N буферов 23, сигнальную шину 24, шину 25 данных, шину 26 адреса, 1,2,..., N шин 27 входных данных, 1,2,..., N шин 28 выходных данных.
Шина 25 данных через приёмо - передатчики 19 подключена к входам регистров 22/1,..., 22/N управления и к выходам буферов 23/1,..., 23/N. Шина 26 адреса подключена ко входам дешифратора 20 выборки и дешифратора 21 вывода. Выходы дешифратора 20 выборки соединены соответственно с синхронизирующими входами регистров 22/1,..., 22/N управления. Выходы дешифратора 21 вывода соединены с входами разрешения снятия высокого импеданса буферов 23/1,..., 23/N. Сигнал IOR (Ввод) сигнальной шины 24 подключен ко входу  разрешения дешифратора 20 выборки. Сипнал  IOW (Вывод) сигнальной шины 24 подключен ко входу разрешения дешифратора 21 вывода и ко входу управления приёмо передатчиками 19.Шины 27 входных данных подключены к
соответствующим информационым входам буферов 23/1,..., 23/ N. Выходы регистров 22/1,..., 22/N управления объединены в шину 28 выходных данных. Интерфейс 4 предназначен для обеспечения информационной и электрической совместимости N измерительно - коммутационных модулей 1 с микро - ЭВМ 5 через адаптер 3. В качестве интерфейса может быть использована системная шина ASI 5.
Микро - ЭВМ 5 представляет собой стандартную микро - ЭВМ (ПЭВМ) с внешней памятью для хранения данных о величине сопротивлений измеряемых цепей.
Контролируемая многослойная печатная плата 6 произвольно разбита на N группы металлизированных отверстий (точек подключения) и приводится в виде примерного разреза печатной платы, приближающийся наиболее полно к реальной плате с возможными соединениями между металлизированными отверстиями. Примерная многослойная печатная плата 6 содержит L групп металлизированных отверстий (точек подключения), в внутри каждой из которых размещены две точки подключения соответствующего измеряемого участка цепи, а также содержит 2М групп металлизированных отверстий (точек подключения), в внутри каждой из которых размещена одна точка подключения соответствующего одного из М измеряемого участка цепи, а именно, первая точка каждой из М измеряемых цепей, соответственно принадлежит к группе L + 2М - 1, а вторая точка - к группе L + 2М, при этом общее число измеряемых цепей многослойной печатной платы 6 определяется выражением: L + М , а общее число групп металлизированных отверстий (точек подключения), на которые произвольно разбита многослойной печатной платы 6 , определяется выражением: N  L + 2М.
Произвольная разбивка контролируемой МПП на N групп металлизированных отверстий и формирование L и М измеряемых участков цепей осуществляется по следующему алгоритму.
Контролируемую МППразбивают произвольно наN групп
металлизированных отверстий (точек подключений), каждая из которых может содержать любое число точек подключения, формируют массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП, для чего каждую цепь МПП разбивают на отдельные элементарные участки цепи, представляющие собой соединения только между двумя металлизированными отверстиями, осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения
сопротивлений этих участков цепей, при этом каждый элементарный участок цепи, входящий в массив L измеряемых участков цепей, где L  0,1...N, имеет точки подключения внутри соответствующей группы металлизированных отверстий, а каждый элементарный участок цепи, входящий в массив М измеряемых участков цепей, где М  0,1,...,(NL)/2, имеет точки подключения в разных группах металлизированных отверстий, а именно, первая точка каждого элементарного участка цепи из М измеряемых участков цепей, соответственно принадлежит к группе L + 2М -1, а вторая точка - к группе L + 2М, в начале формирования массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей выбирают любую группу металлизированных отверстий (точек подключений), и внутри этой группы выбирают произвольно металлизированное отверстие, являющееся первой точкой подключения измеряемого элементарного участка цепи, для выбора второй точки подключения этого участка цепи из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП выбирают любой элементарный участок цепи, соединяющий выбранную первую точку подключения измеряемого элементарного участка цепи (металлизированное отверстие) с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения, при этом в случае, если точки подключения выбранного элементарного участка цепи принадлежат к одной группе металлизированных отверстий, то этот элементарный участок цепи относят к массиву L измеряемых участков цепей, а в случае, если эти точки подключения принадлежат к разным группам металлизированных отверстий, то этот элементарный участок цепи относят к массиву М измеряемых участков цепей, при дальнейшем формировании массивов L и М измеряемых участков цепей первые точки подключения измеряемых элементарных участков цепей выбирают из групп металлизированных отверстий (точек подключений), точки подключения которых не принадлежат к элементарным участкам цепей, входящих в массивы L и М измеряемых участков цепей, и при этом из рассмотрения внутри этих групп должны быть исключены все металлизированные отверстия, принадлежащие к цепям, элементарные участки которых уже входят в массивы L и М измеряемых участков цепей, по окончании формирования массивов L и М на первые точки каждого из L + М измеряемых элементарных участков цепей подают стабилизированный ток, а на вторые точки измеряемых элементарных участков цепей подают нулевой потенциал с соответствующих L + М формирователей напряженияравного нулю, осуществляют
одновременное определение падений напряжений на L + М измеряемых элементарных участках цепей путём измерения падений напряжений между первыми и вторыми точками подключения на каждом из L измеряемых элементарных участков цепей и путём вычитания результатов одновременно измеренных падений напряжений соответственно на первых и вторых точках подключения каждого из М измеряемых элементарных участков цепей относительно общей шины, при формировании новых массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения последующего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП исключают все ранее измеренные элементарные участки цепей, а при выборе первых точек подключения измеряемых элементарных участковцепей из
подключения), не принадлежащие к элементарным участкам цепей, входящим в массив всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП.
На фиг.З представлен пример исполнения контролируемой МПП, которая произвольно разбита на четыре группы металлизированных отверстий по принципу равных площадей участков МПП, занимаемой каждой группой, или может быть разбита на группы по принципу равного количества металлизированных отверстий в каждой группе, или может бьггь разбита на группы по какому - либо другому принципу. Для формирования массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП, осуществляется сквозная нумерация всех металлизированных отверстий. Далее осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей, для чего выбирают любую точку подключения внутри любой группы металлизированных отверстий, например т.1, после чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путём выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.1 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.2. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 1-2 принадлежат к группам 1 и 2, то этот участок цепи относят к массиву М. При последующем формировании массивов L и М из дальнейшего рассмотрения исключаются группы металлизированных отверстий 1 и 2, так как точки подключения 1 и 2 выбранного участка цепи соответственно принадлежат к этим группам, а в группе металлизированных отверстий 3 из рассмотрения исключается точка Т.6, так как она принадлежит к цепи выбранного участка. Затем переходят к выбору второго измеряемого участка цепи, для чего выбирают любую разрешённую точку подкпючения из групп металлизированных отверстий 3 и 4, например точку т.4. После чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путём выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.4 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.5. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 4-5 принадлежат к одной группе 3, то этот участок цепи относят к массиву L. При последующем формировании массивов L и М из дальнейшего рассмотрения исключаются группы металлизированных отверстий 1,2иЗ, так как точки подключения 1,2, 4и5 выбранных участков цепей принадлежат к этим группам. Затем переходят к выбору третьего измеряемого участка цепи, для чего выбирают любую разрешённую точку подключения из группы металлизированных отверстий 4, например точку т.7. После чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путём выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.7 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.8. Так как выбранные точки подкпючения измеряемого участка цепи 7-8 принадлежат к одной группе 4, то этот участок цепи относят к массиву L. В результате проведённых действий все группы металлизированных отверстий контролируемой МПП имеют в своём составе точки подключения выбранных
участковцепей,поэтому формирование массивов L и М
измеряемых участков цепей для проведения первого цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей считается завершённым.
При формировании массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения второго цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП исключаются ранее измеренные участки цепей, а именно участки цепей 1-2, 4-5, 7-8 и как следствие этого точки подключения т.1, т.4, т.5 и т.8 исключаются из дальнейшего рассмотрения при формировании массивов L и М. Далее осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для чего выбирают любую точку подключения из разрешённых к выбору внутри любой группы металлизированных отверстий, например т.2, после чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путём выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.2 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения это точка подключения т.З Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 2-3 принадлежат к одной группе 2, то этот участок цепи относят к массиву L. При последующем формировании массивов L и М из дальнейшего рассмотрения исключается группа металлизированных отверстий 2, так как точки подключения 2 и 3 выбранных участков цепей принадлежат к этой группе, а в группе металлизированных отверстий 3 из рассмотрения исключается точка т.6, так как она принадлежит к цепи выбранного участка 2-3. Затем переходят к выбору второго измеряемого участка цепи, для чего выбирают любую разрешённую точку подключения из групп металлизированных отверстий 3 и 4, например точку т.7. После чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путём выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.7 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.9. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 7-9 принадлежат к одной группе 4, то этот участок цепи относят к массиву L.
В результате проведённых действий все группы металлизированных отверстий контролируемой МПП имеют в своём составе точки подключения выбранных участков цепей, поэтому формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения второго цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей считается завершённым.
При формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения третьего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП исключаются ранее измеренные участки цепей, а именно участки цепей 2-Зи 7-9, и как следствие этого точки подключения т.2 и т.7 исключаются из дальнейшего рассмотрения при формировании массивов L и М. Далее осуществляют формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для чего выбирают любую точку подключения из разрешённых к выбору внутри любой группы металлизированных отверстий, например т.З, после чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путём выбора из массива всех
подлежащихконтролю элементарных участков цепей МПП
любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.З с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т.6. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 3-6 принадлежат к группам 2 и 3, то этот участок цепи относят к массиву М. При последующем формировании массивов L и М из дальнейшего рассмотрения исключаются группы металлизированных отверстий 2 и 3, так как точки подключения 3 и 6 выбранного участка цепи соответственно принадлежат к этим группам. Затем переходят к выбору второго измеряемого участка цепи, для чего выбирают любую разрешённую точку подключения из группы металлизированных отверстий 4, например точку т.9. После чего находят вторую точку подключения измеряемого участка путём выбора из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП любого участка цепи, соединяющего выбранную первую точку подключения т.9 с другим металлизированным отверстием, являющимся второй точкой подключения - это точка подключения т. 10. Так как выбранные точки подключения измеряемого участка цепи 9-10 принадлежат к одной группе 4, то этот участок цепи относят к массиву L.
В результате проведённых действий все группы металлизированных отверстий контролируемой МПП имеют в своём составе точки подключения выбранных участков цепей, поэтому формирование массивов L и М измеряемых участков цепей для проведения третьего цикла одновременного измерения сопротивлений этих участков цепей считается завершённым.
После исключения из массива всех подлежащих контролю элементарных участков цепей МПП ранее измеренных участков цепей, а именно участков цепей 3-би 9-10, в массиве всех измеряемых элементарных участков цепей МПП для проведения следующего цикла измерения не осталось ни одного неизмеренного элементарного участка цепи, в результате чего проведение последующих циклов измерений не осуществляется.
Устройство работает следующим образом.
Устройство осуществляет одновременное измерение сопротивлений L + М печатных проводников контролируемой многослойной печатной платы 6 за один цикл измерения путём подключения N измерительно - коммутационных модулей 1 к N группам металлизированных отверстий (точкам подключения), на которые произвольно разбита контролируемая многослойная печатная плата 6, таким образом, что на первые точки подключения каждого из L + М измеряемого участка цепей подают стабилизированный ток, формируемый соответствующим источником 7 стабилизированного тока измерительно - коммутационного модуля 1, а на вторые точки подключения измеряемых участков цепей подают нулевой потенциал с соответствующего формирователя напряжения равного нулю, входящего в состав измерительно - коммутационного модуля 1, и выполненного на операционном усилителе 9, работающем в режиме повторителя напряжения равного нулю. Измеряют падения напряжений и преобразуют его в двоичный код одновременно на L + М измеряемых участках цепей при помощи соответствующих измерителей 8 напряжения, пересылают результаты измерений в микро - ЭВМ 5, осуществляют их обработку и отображение результатов измерений сопротивлений проводников контролируемой многослойной печатной платы 6.
Первый, второй, третий и четвёртыйузлыподключения
измерительно - коммутационных модулей 1 обеспечивают соответствующее включение первого, второго, третьего и четвёртого выходов измерительно коммутационных модулей 1.
Выбор режима работы каждого из N измерительно - коммутационных модулей 1 и синхронизация измерений осуществляется путём подачи кодовой комбинации, поступающей по шине ситалов управления на N измерительно - коммутационные модули 1 от микро - ЭВМ 5 через интерфейс 4 и адаптер 3. Чтение N результатов измерений сопротивлений печатных проводников контролируемой многослойной печатной платы 6 осуществляется путём подачи кодовой комбинации, поступающей по шине сигналов управления на измерители напряжения 8 соответствующих N измерительно - коммутационных модулей 1 от микро - ЭВМ 5 через интерфейс 4 и адаптер 3.
При измерении сопротивлений L контролируемых цепей, подключенных через четырёхпроводные линии связи 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 к соответствующим измерительно - коммутационным модулям 1, в каждом из 1/ L измерительно коммутационном модуле аналоговые мультиплексоры 14, 15, 16 обеспечивают соответственно подключение источника 7 стабилизированного тока через узел 10 подключения и токовый контакт 2.1 к первой точке подключения соответствующего участка цепи, выхода операционного усилителя 9 через узел 11 подключения и токовый контакт 2.3 ко второй точке подключения этого участка цепи, инверсного входа операционного усилителя 9 через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.4 ко второй точке подключения, а аналоговые мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узлы 12 подключения и потенциальный контакт 2.2 к первой точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя 8 напряжения через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.2 ко второй точке подключения того же участка цепи, при этом определение падения напряжения на измеряемом участке цепи осуществляется путём вычитания падений напряжений, поступающих на первый и второй вход измерителя 8 напряжения и преобразования полученного напряжения его в двоичный код. В этом случае окончательное определение величины сопротивления проводника каждого из L измеряемых участков цепей МПП осуществляется путём пересылки полученного кода из соответствующего 1 / L измерительно - коммутационного модуля через адаптер 3 и интерфейс 4 в микро - ЭВМ и вычислением сопротивления проводника МПП из формулы:
UR  1ст. X RL  и 1Т.П. - U 2т.п, (1)
при этом:
UiT.n.  UR + UcM + ивх.оу + Uccn; (2)
U2T.n.  UCM + ивх.оу + Uccn;(3)
ивх.оу OB - ивых.оу/Ки,(4)
подключениякоторого подключены к L измерительно коммутационному модулю;
UiT.n. - падение напряжения на первой точке подключения измеряемого участка цепи L МПП;
U2T.n. - падение напряжения на второй точке подключения измеряемого участка цепи L МПП;
UcM - напряжение смещения операционного усилителя 9;
ивх.оу - входное напряжение операционного усилителя 9;
Увых.оу - выходное напряжение операционного усилителя 9;
Uccn - напряжение синфазной составляющей помехи;
Ки - коэффициент усиления операционного усилителя 9. Как видно из формул (1), (2), (3), в них в отличие от способа измерения сопротивлений печатных проводников МПП 2 исключается зависимость результатов выходных напряжений каждого из L измерителей напряжения 8 от падений напряжений на сопротивлениях подводящих проводов четырёхпроводой линии связи 2.3 и 2.4, узлах 11,13 подключения и аналоговых мультиплексорах 15 и16 путём включением их в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 9, работающего в режиме повторителя напряжения равного нулю. За счет свойств операционного усилителя 9 (малый входной ток и большой коэффициент усиления) такое подключение позволяет приложить на вторые точки подключения каждого из L измеряемых участков цепей потенциал ОВ + UCM + ивх.оу. При этом, как видно из формул (1), (2), (3), на величину падения напряжения измеряемого сопротивления проводника не влияет напряжение смещения UCM, входное напряжение операционного усилителя 9 ивх.оу и напряжение синфазной составляющей помехи Uccn благодаря полной компенсации всех этих составляющих значений результатов измерений.
При измерении сопротивлений М контролируемых участков цепей, подключенных через четырёхпроводные линии связи к разным измерительно - коммутационным модулям 1, первая точка каждого из М измеряемых участков цепей соответственно подключена к измерительно коммутационному модулю 1/L + 2M-1, а вторая точка - к измерительно коммутационному модулю 1 / L + 2М. В каждом из 1 / L+2M-1 измерительно коммутационном модуле, у которого первая точка подключения измеряемого участка цепи соединена через токовый 2.1 и потенциальный 2.2 контакты соответственно с первым и вторым выходами измерительно коммутационного модуля, аналоговый мультиплексор 14  обеспечивает подключение источника 7  стабилизированного тока через узел 10 подключения и токовый контакт 2.1 к первой точке подключения измеряемого участка цепи, а мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узел 12 подключения и потенциальный контакт 2.2 к той же точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя 8 напряжения к общей шине. В каждом из 1 / L+2M-1 измерительно коммутационном модуле, у которого первая точка подключения измеряемого участка цепи соединена через токовый 2.3 и потенциальный 2.4 контакты соответственно с третьим и четвёртым выходами измерительно коммутационного модуля, аналоговый мультиплексор 15 обеспечивает подключение источника 7 стабилизированного тока через узел 11 подключения и токовый контакт 2.3 к первой точке подключения измеряемого участка цепи, а аналоговые мультиплексоры 17 и 18
обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.4 к той же точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя напряжения 8 к общей шине. В каждом из 1 / L+2M измерительно - коммутационном модуле, у которого вторая точка подключения измеряемого участка цепи соединена через токовый 2.1 и потенциальный 2.2 контакты соответственно с первым и вторым выходами измерительно - коммутационного модуля, аналоговые мультиплексоры 14 и 16 обеспечивают соответственно подключение ко второй точке подключения измеряемого участка цепи выхода операционного усилителя 9 через узел 10 подключения и токовый контакт 2.1 и инверсного входа операционного усилителя 9 через узел 12 подключения и потенциальный контакт 2.2, а аналоговые мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узел 12 подключения и потенциальный контакт 2.2 ко второй точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя 8 напряжения к общей шине. В каждом из 1 / L+2M измерительно коммутационном модуле, у которого вторая точка подключения измеряемого участка цепи соединена через токовый 2.3 и потенциальный 2.4 контакты соответственно с третьим и четвёртым выходами измерительно коммутационного модуля, аналоговые мультиплексоры 15 и 16 обеспечивают соответственно подключение ко второй точке подключения измеряемой цепи выхода операционного усилителя 9 через узел 11 подключения и токовый контакт 2.3 и инверсного входа операционного усилителя 9 через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.4, а мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают соответственно подключение первого входа измерителя 8 напряжения через узел 13 подключения и потенциальный контакт 2.4 ко второй точке подключения измеряемого участка цепи, и подключение второго входа измерителя 8 напряжения к общей шине. В каждом из 1 / L+2M-1 измерительно - коммутационном модуле осуществляется измерение падения напряжения на первой точке измеряемого участка цепи относительно общей шины путём вычитания падений напряжений, поступающих на первый и второй вход измерителя 8 напряжения и преобразования его в двоичный код. В каждом из 1 / L+2M измерительно коммутационном модуле осуществляется измерение падения напряжения на второй точке измеряемого участка цепи относительно общей шины путём вычитания падений напряжений, поступающих на первый и второй вход измерителя 8 напряжения и преобразования его в двоичный код. В этом случае окончательное определение величины сопротивления проводника каждого из М измеряемого участка цепи осуществляется путём пересылки полученных кодов из соответствующих 1 / L+2M -1 и 1 / L+2M измерительно коммутационных модулей 1 через адаптер 3 и интерфейс 4 в микро - ЭВМ 5 и вычислением сопротивления проводника МПП из формулы:
UR  1ст. X R  и L+2M-1 - и L+2M,(5)
при этом:
и L+2M-1  UR + UcM + ивх.оу + Uccn; (6)
UR - падение напряжения на измеряемом сопротивлении проводника МПП;
1ст. - испытательный ток, формируемый источником стабилизированного тока в L+2M-1 измерительно - коммутационном модуле;
R - измеряемое сопротивление проводника МПП, первая и вторая точки подключения которого подключены соответственно к L+2M-1 и L+2M измерительно - коммутационным модулям;
UcM- напряжение смещения операционного усилителя;
ивх.оу- входное напряжение операционного усилителя;
ивых.оу- выходное напряжение операционного усилителя;
Uccn - напряжение синфазной составляющей помехи;
Ки - коэффициент усиления операционного усилителя. Как видно из формул (5), (6), (7), в отличие от измерителя сопротивления резистивного датчика 3 на величину падения напряжения измеряемого сопротивления проводника не влияет напряжение смещения UCM, входное напряжение операционного усилителя 9 ивх.оу и напряжение синфазной составляющей помехи Uccn благодаря полной компенсации всех этих составляющих значений результатов измерений.
Благодаря тому, что на вторые точки подключения ка кдого из М измеряемых участков цепей подают нулевой потенциал путём включения сопротивлений контактов и подводящих проводов четырёхпроводой линии связи (2.1 и 2.2 или 2.3 и 2.4), узлов (10 и 12 или 11 и 13) подключения и аналоговых мультиплексоров (14 или 15 и 16) в цепь обратной связи операционного усилителя 9, работающего в режиме повторителя напряжения равного нулю и входящего в состав соответствующего 1/L+2M измерительнокоммутационного модуля, исключается влияние падений напряжений на этих сопротивлениях на результаты измерений падений напряжений на измеряемых сопротивлениях проводников МПП каждым из 1 / L+2M -1 и 1 / L+2M измерительно - коммутационных модулей 1 (6) и (7).
В качестве аналоговых мультиплексоров и узлов подключения в измерительно - коммутационных модулях могут использоваться аналоговые мультиплексоры и ключи 590 серии.
Предложенный устройство для измерения сопротивлений проводников многослойных печатных плат обеспечивает одновременное измерение L + М контролируемых участков цепей за один цикл измерения, что значительно повышает быстродействие измерений сопротивлений проводников МПП, а также повышается точность измерений сопротивлений проводников многослойных печатных плат за счёт компенсации влияния напряжения смещения и входного напряжения операционного усилителя, а также напряжения синфазной составляющей помехи на результат измерения в каждом из1/1+2М измерительно - коммутационном модуле.
Источники информации, принятые во внимание при проведении патентноинформационного поиска:
1.Путников В. С. и Лопатин В. В. Измеритель сопротивления резистивного датчика, А. с. СССР № 463931, кл. G 01 R 27/16, заявл. 12.01.1973, опубл. 15.03.1975, Бюл. №10 - прототип устройства.
2.Путников В. С. Интефальная электроника в измерительных устройствах. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1988, стр.70-74.
3.Справочник «Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналогоцифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1-М. ДОДЭКА, 1996г., стр. 166-175.
4.Цифровой омметр, А.с. СССР №1167529, кл. G01 R 27/00, опубл. 15.07.1985, Бюл. №26.
5.Петрухин В. С., Степченков Ю. А., Филин А. В. Персональные ЭВМ на основе архитектуры Intel 80386. В двух книгах. - Обнинск: «ИНВЕСКО, 1993,- Кн. 2, стр. 7-40.