Автоматизированная система контроля электрических соединений

Заявляемая полезная модель относится к автоматизированным системам контроля (АСК) электрических соединений (ЭС), а конкретно - к АСК контроля электрических соединений проводного и печатного монтажа и блоков, содержащих пассивные электронные компоненты, в сложных радиоэлектронных устройствах. Задача заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности контроля электрических соединений проводного и печатного монтажа путем повышения скорости и достоверности контроля, а также в расширении класса контролируемых объектов, содержащих пассивные электронные компоненты, в том числе и имеющие электрическую связь с заземлением контролируемой аппаратуры. Технический результат достигается благодаря тому, что АСК ЭС выполнена в виде функционально разнесенных блоков: управляющей персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ), задающей режимы работы АСК ЭС и выполняющей обработку и вывод полученных результатов контроля; гальванически не связанного с ПЭВМ блока предварительной обработки тестовой информации, состоящего из блока управления, блока преобразования R/U и N блоков коммутации, количество которых зависит от необходимого количества контролируемых точек, которое теоретически неограниченно, а каждый блок коммутации содержит по М каналов тестирования, каждый из которых является конструктивно законченным элементом и содержит от 64 до 256 каналов.

Заявляемая полезная модель относится к автоматизированным системам контроля (АСК) электрических соединений (ЭС), а конкретно - к АСК контроля электрических соединений проводного и печатного монтажа и блоков, содержащих пассивные электронные компоненты, в сложных радиоэлектронных устройствах.

Известно устройство для контроля монтажных структур радиоэлектронной аппаратуры (а.с. SU 1619205А1, приор. 11.03.1988. - МПК G01R 31/02), содержащее блок управления, регистры эталона, блоки сравнения, счетчики цепей и контактов, блок предварительной обработки информации, блоки печати и регистра вывода, блоки анализа цепей, блок фиксации сигнатуры и состояния.

Известно устройство для контроля монтажа (пат. RU 2344431, приор. 02.08.2005. - МПК G01R 31/00), содержащее систему управления, выполненную на базе программируемого микроконтроллера со встроенным режимом самообучения, дисплей, зуммер, комплект двунаправленных каналов, контактные элементы для подключения объекта контроля и канал связи, обеспечивающий возможность чтения внешним устройством данных/команд с программируемого микроконтроллера и передачи внешним устройством данных/команд в программируемый микроконтроллер.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является тестер проводного монтажа и печатных плат STS-1000 (пат. RU 78952, приор. 24.08.2008. - МПК G01R 31/02), содержащий систему управления, реализованную в виде тестового контроллера, выполненного на базе промышленного компьютера с необходимыми для организации контроля периферийными устройствами, модуль расширения ME-USB/RS232 с интерфейсом USB/RS232, обеспечивающим гальваническую развязку USB-шины между тестовым контроллером и тестером, управление измерительными тестовыми модулями, синхронизацию сигналов для всех измерительных тестовых модулей и трансляцию сигналов управления для модулей расширения, при этом в состав каждого измерительного модуля входят интерфейсный блок, микроконтроллер, дифференциальный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок формирования входных воздействий I, U, блок контроля уровней сигналов, формирователь напряжения U=0 В, коммутаторы верхних и нижних ключей, каждый из которых обеспечивает коммутацию 128 контрольных точек, блок питания на ±24 В и контактные элементы для подключения объекта контроля, причем контактные элементы выполнены в виде тестовых адаптеров, изготавливаемые специально под тестируемые изделия.

Недостатками описанных аналогов и прототипа являются: необходимость внешнего источника питания относительно большой мощности, не позволяющего создать портативную АСК ЭС, высокие массо-габаритные показатели, длительный процесс ручного создания отдельной тестовой программы для каждого объекта контроля (отсутствие режимов «Экспорт цепей» и «Автопрограммирование»), низкая достоверность контроля из-за отсутствия полной проверки всех соединений по методу «каждый с каждым».

Задача заявляемой модели заключается в повышении эффективности контроля электрических соединений проводного и печатного монтажа путем повышения скорости и достоверности контроля, а также расширении класса контролируемых объектов за счет возможности контролировать пассивные электронные компоненты, в том числе и имеющие электрическую связь с заземлением контролируемой аппаратуры.

Повышение скорости и достоверности контроля электрических соединений достигается путем применения высокоскоростной обработки тестовой информации непосредственно в канале контроля и полной проверки всех соединений по методу «каждый с каждым», что снижает до минимума отрицательное влияние человеческого фактора.

Технический результат достигается благодаря тому, что АСК ЭС выполнена в виде функционально разнесенных блоков: управляющей персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ), задающей режимы работы АСК ЭС и выполняющей обработку и вывод полученных результатов контроля; гальванически не связанного с ПЭВМ блока предварительной обработки тестовой информации, состоящего из блока управления, блока преобразования R/U и N блоков коммутации, количество которых зависит от необходимого количества контролируемых точек, которое теоретически неограниченно, а каждый блок коммутации содержит по М каналов тестирования, каждый из которых является конструктивно законченным элементом и содержит от 64 до 256 каналов.

Заявляемая полезная модель иллюстрируется функциональной схемой, изображенной на фиг.1 и содержащей следующие функциональные элементы: 1 - управляющая ПЭВМ; 2 - блок предварительной обработки тестовой информации; 3 - блок управления; 4 - блок гальванической развязки; 5 - блок микроконтроллерной обработки сигналов (результатов измерений); 6 - N блоков коммутации; 7 - М каналов тестирования (М=64256); 8 - блок аналого-цифрового преобразования (АЦП); 9 - блок преобразования R/U; при этом блок управления 3 соединен с управляющими входами N блоков коммутации 6, информационные входы которых подключены к объекту контроля, а выходы соединены попарно между собой и через блок преобразования R/U 9 соединены с входом блока аналого-цифрового преобразования 8, управляющие входы которого соединены с блоком управления 3, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен блок микроконтроллерной высокоскоростной обработки сигналов, соединенный с управляющей персональной электронно-вычислительной машиной по шине интерфейса USB2.0.

Задание и обработка результатов АСК ЭС от управляющей ПЭВМ производится в следующих режимах:

- режим «Описание структуры контактов подключения к контролируемому объекту», позволяющий получать результат проверки в реальных адресах;

- режим «Автопрограммирование», позволяющий получить полный список цепей по методу «Фотография с эталонного объекта» с последующим выводом списка в реальных адресах на экран и/или сохранением в памяти ПЭВМ;

- режим «Экспорт цепей из Р-CAD», позволяющий автоматически подготовить тестовую программу без наличия эталонного объекта с последующим выводом списка на экран и/или сохранением в памяти ПЭВМ;

- режим «Проверка соединений» (каждый с каждым) - автоматически выводит на средства индикации и регистрации данные о результатах проверки в формате: «Нет связи», «Лишняя связь», «Неверный номинал резистора», «Неверная полярность диода», «Неисправен переключатель»;

- режим «Реальная и эталонная цепь», позволяющий выборочно вывести на экран и сравнить реальные цепи, полученные при выполнении режима «Проверка соединений», с эталонными цепями, сохраненными в памяти ПЭВМ;

- режим «Самоконтроль работоспособности», позволяющий провести оперативную диагностику АСК ЭС и проверку исправности подключающего устройства.

Устройство работает следующим образом. Блок предварительной обработки 2 тестовой информации взаимодействует с управляющей ПЭВМ 1 по интерфейсу USB2.0 через блок гальванической развязки 4, который связан с блоком микроконтроллерной обработки сигналов 5, преобразующим команды на уровне задач в управляющие сигналы блока АЦП 8 и N блоков коммутации 6.

Блоки коммутации 6 состоят из М каналов 7 коммутатора воздействия и коммутатора состояния, объединенных попарно по входам, через которые подключается объект контроля. Выходы коммутаторов воздействия и коммутаторов состояния всех М каналов 7 соединены попарно между собой. Выходы всех N блоков коммутации 6 соединены попарно между собой и через блок преобразования R/U 9 подключены к входу блока АЦП 8. Результат преобразования с блока АЦП 8 поступает на вход блока микроконтроллерной обработки сигналов 5, в котором осуществляются высокоскоростное преобразование результатов тестирования объекта контроля и предварительная обработка информации в соответствии с заданием, полученным из управляющей ПЭВМ 1.

Результат высокоскоростного преобразования, через блок гальванической развязки 4, поступает по интерфейсу USB2.0 в управляющую ПЭВМ 1, выполняющую окончательную обработку тестовой информации одновременно с высокоскоростным преобразованием в блоке предварительной обработки 2. Такое двухуровневое распределение задач обработки тестовой информации позволяет значительно повысить скорость контроля по сравнению с аналогами.

Питание блока предварительной обработки 2 тестовой информации осуществляется от шины USB2.0 управляющей ПЭВМ 1 через блок гальванической развязки 4, что позволяет отказаться от дополнительных источников питания. Данное преимущество по сравнению с аналогами расширяет область применения АСК ЭС, а именно, позволяет создавать портативные системы контроля соединений.

Введение в состав заявляемой полезной модели блока микроконтроллерной высокоскоростной обработки результатов измерений, блока гальванической развязки управляющей персональной электронно-вычислительной машины с блоком управления на уровне интерфейса USB2.0 и организация управления и питания всех блоков АСК ЭС от шины интерфейса USB2.0 управляющей ПЭВМ позволяет достичь технического результата, а именно: повысить эффективность контроля электрических соединений проводного и печатного монтажа путем повышения скорости и достоверности контроля, а также расширить класс контролируемых объектов, содержащих пассивные электронные компоненты, в том числе и имеющие электрическую связь с заземлением контролируемой аппаратуры.

1. Автоматизированная система контроля электрических соединений, содержащая управляющую персональную электронно-вычислительную машину с индикаторным и регистрирующим устройствами, блок управления, соединенный с управляющими входами N блоков коммутации, информационные входы которых подключены к объекту контроля, а выходы соединены попарно между собой и через блок преобразования R/U соединены с входом блока аналого-цифрового преобразования, управляющие входы которого соединены с блоком управления, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен блок микроконтроллерной высокоскоростной обработки сигналов, соединенный с управляющей персональной электронно-вычислительной машиной по шине интерфейса USB2.0.

2. Автоматизированная система контроля электрических соединений по п.1, отличающаяся тем, что блок управления содержит блок гальванической развязки управляющей персональной электронно-вычислительной машины с блоком управления на уровне шины интерфейса USB2.0.

3. Автоматизированная система контроля электрических соединений по п.2, отличающаяся тем, что питание всех блоков осуществляется от шины интерфейса USB2.0 управляющей персональной электронно-вычислительной машины через блок гальванической развязки.