Датчик для бесконтактного съема диагностической информации с печатных плат

(51) 5 О 28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ геменгпы 7 Г д/д 83 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Рязанский радиотехнический институт (72) В. А. Линьков и Г. А. Филин(54) ДАТЧИК ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО СЪЕМА ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ С ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для съема диагностической информации с печатных плат в устройствах контроля и диагностики. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем повышения разрешаюшей способности датчика. При наложечии датчика на контролируемую печатную плату 7 он образует составной конденсатор, одной обкладкой которого является металлический электрод 1, а другими обкладками - печатные проводники 6, которые в совокупности с резистором 5 образуют суммируюцую ЯС- цепь. Обкладки конденсаторов Сь С, , С, соединенные вместе, являются пластиной металлического электрода 1, а другие обкладкии - печатными проводниками 6. На резисгоре 5 выделяется сигнал, преобразуемый с помогцью согласующего узла 8.з. и. флы, 5 ил.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для съема диагностической информации с печатных плат в устройствах контроля и диагностики.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем повыщения разрешающей способности датчика.На фиг. 1 показан датчик для бесконтактного с ьема диагностической информации с печатных плат, собранный в пакет и закрепленный на печатной плате, и согласующий узел, подключенный к устройству; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 - эквивалентная электрическая схема датчика, наложенного на контролируемую печатную плату; на фиг. 4 - графики зависимости емкости от координаты печатного проводника для известного и предложенного датциков; на фиг. 5 - графики, характеризуюгцие разрешаюшую способность известного и предложенного датчиков.Датчик (фиг. 1 и 2) выполнен в виде многослойной платы и содержит металлический электрод 1, первый диэлектрический слой 2, выполненный из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, электростатический экран 3, отделенный от металлического электрода 1 вторым диэлектрическим слоем 4, выполненным из материала с низкой диэлектрической проницаемостью, резистор 5, включенный между металлицеским электродом 1 и электростатическим экраном 3. Первый диэлектрический слой 2 отделяет металлический электрод 1 от печатных проводников 6, расположенных на поверхности контролируемой платы 7.Согласующий узел 8, обладающий большим входным и низким выходным сопротивлением, подключаемый к резистору 5, являюгцемуся выходом устройства, выполнен, например, на базе полевого транзистора с изолированным затвором.Датчик выполнен в виде полосы в форме прямоугольника длиной но размеру контролируемого участка платы. С целью повышения разрешающей способности первый диэлектрический слой 2 выполнен в виде клина в продольном сечении, перпендикулярном плоскости сочленения с контролируемой платой.Элементы 1 - 4 собираются в пакет наложением друг на друга в последовательности, показанной на фиг. 2.Для увеличения емкости между печатным проводником 6 и металлическим электро.домпервый диэлектрический слой 2 выполнен из материала с высокой диэлектрической проницаемостью. С целью уменьшения влияния внешних электрических полей устройство снабжено электростатическим экраном 3, а второй диэлектрический слой 4, отделяющий его от металлицеского электрода 1, выполнен из материала с низкой диэлектрической проницаемостью. Датчик работает следуюшим образом.При наложении на контролируемую печатную плату 7 датчик образует составнойконденсатор, одной обкладкой которого является металлический электрод 1, а другимиобкладками - печатные проводники 6, который в совокупности с резистором 5 образует суммирующую ЯС-цепь (фиг. 3). Обкладки конденсаторов Сь С 2, "., С, соединенные вместе, являются пластиной металлического электрода 1, а другие обкладки -печатными проводниками 6, На резисторе 5выделяется сигнал, преобразуемый с помощью согласуюшего узла 8.Под разрешающей способностью датчикапонимается степень различимости двух наиболее похожих сигналов с датчика, соответствующих разным кодовым комбинациямсигналов, проходяших по проводникам контролируемой платы. Она огределяется сле 20 дуюшим образом,Датчик дифференцирует и суммируетна резисторе Я первоначальные прямоугольные иМпульсы, проходящие по печатнымпроводникам контролируемой платы, т. е.преобразует форму импульсов по закону25 е , где т;=ЯС;.Наиболее похожими являются результирующие сигналы, соответствующие кодовым комбинациям с одинаковым числом логических единиц (комбинации вида 0111,301110, 1101, 1011), Причем наиболее неблагоприятная ситуация с точки зрения распознавания складывается при одинаковой амплитуде логических единиц и при совпадаюших передних и задних фронтах импульсовв подобных комбинациях.В формальной постановке будем рас сматривать множество из и функций е= 1, и, где и - количество печатных проводников, с которых снимается информация.Это множество линейно независимо и представляет собой базис и-мерного векторного40 пространства У с векторами-функциямивидаХ я,е Так как мы имеем дело с цифровой информацией ь виде логических нулей и единиц, 45то в векторном пространствевыделим подпространство Г с коэффициентами а =О, 1), содержащее 2" векторов.Известно, что среднее значение любойфункции Дх) на интервале от а до Ь определяется выражениемЯх)дх.Тогда в качестве критерия или меры раз.личимости двух функций из векторного подпространства Г удобно взять среднее расстояние Л между этими функциями, равное модулю разности средних значений этих функций на интервале 1=ОТ, где Т - минимальная длительность импульсов, про 1)2 с)882хяяцих по дорожкам контролируемой плат,)При Т=1.Л,=(о.",е "с( - ( ае г"с=о- :=( Х у т,( - с "):у - сс - ", 1= 1, 2", (=1, 2",е=1, 2" - 2";зс=( - 1, 0, .Использование вели ицы ) удобно тем, что минимальная вслицицз 1=(1 (=1, 2-" -- 2"), т. е. среднее расстояние между наиболее близко лежаними кривыми 1)з подпространствд (г кз к раз хд рз ктеризует раз решз ющую способность дсТчцк 1 и может исцльзовдться, например, для определения иага квнтэвзци 51 Н (а имснно, Н=.г) и колицства ) рвней квантования ца Один сигнал, с 5 сли прели ,здется преобразование результирукщс гсицала в код с помс)Пь)о ЛЦП,дзре,11:к)ц 51 способность,1 зтцикд при П РР ИХ 111 ЦЦЬ Х х ,1)ВИЯХ ОП РЕ 1,1 ЯЕТСЯ ДИЗП 1 ЗОЦ) М И 1 О 1 ) ИЗМЕНЦ И 5 Е.1 КОСТИ ПО д ипх дачик;. 11 к кольк и Отличие от про;гиш в пр 11;гземом датчике диапазон ИЗСиЦ И 51 1 С Гп ОП Р.ЛЕ,51 ТСЯ ДИ а ПДЗОНОЧ измиИя,цицы первго диэлектрическно с. 51,болиий диапазон изменениямксги мжс б 1 п достигнут при меньшихсмс трисских размерах (мс цьшей ширине) дд гцикдВ расс мдтригдемом датчике в отличиег прог тип;1, имеющего линейный закон ИЗ 1 СИСНИ 5 СМКОТи, ПО;1 ИИ.ЙНОМ 1 З)КОНу и мецяетс 5 лисица первого диэлектрическог слоя, поэтому дТик характеризуется гипс(цц)л и цки м за кшом изменения с мкост 1:С 1=lгл+ЬГ,1)ики пз фи - отображают зависимость С или т от .с-координать печатного проводника .ля известного и предложенного датчиков при однсм и том же диапазоне изменения С или т в сто раз.Исследования показли, что даже пр 5 одном и том же диапазоне емкости отС .и) С гиперболический закон изменени 5 емкости Обеспечивает более чем в два раза большую рдзрешающую способность. Грс)фики цз фиг. о погецы . Иом .юрасчетов цд .11.Ч зависимости Л(1) для известного и предложенного дзтчиков при некоторых векторах ". Из фиг. 5 видно, цто графики подобны для взаимно обратных векторов, нс)пример,- 00и 00 - 1 или 1 О - 1 - 100и 00 -- 101, но кривые Л(п), соответствующие гиперболическому закону при любом векторе у", располдгзк) г.ся в два раза выше кривых, соответствук)- 10щих линейному закону и взаимно обратному вектору ". Поэтому и значения Л.и разрешающая способность для предложецнно датчика в два разд выше. Практически это означает, что потребуется в два раза меньпс 15 х ровней квантования для однозначного кодирования получаемого сигнала.Предлагаемый датчик обладает выгодными преимуществами, тдк как может бь выполнен гораздо боле компактным и, ,н 20 доватсльно, обладать более высокой помехо.здцищенцостью, а также позволяет Ол.ществлять контроль и диагностику печатных плат с более высокой степенью достоверности.Фср,1 1(,1 а 1 зсбре генге251. Датчик для бесконтактного съема диагностической информации с печатных плат, содержаций многослойную плату с диэлектрически м слоем с плоскостью сочленения 30 с контролируемой платой, выпозненцым изматериала с высокой диэлектрической проницаемостью, металлицеский электрод, вто.рОй дИЭЛЕКтрццсСКИй СЛОЙ, ВЫПОЛНЕННЬй ИЗ материала с низкой диэлектрической проницаемостью, и электростатическии экрдн, З 5 причем многослойная плдта выполнена в виде полось д,Иной по размеру контролируемого участка печатной платы, а между металлическим электродом и электростдти иски м экраном включен резистор,г.иаагийгя тем, что, с целью расширения )ункциона;ьны. возможностей путем повыпсция разрешающей способности датчика, первый диэлектрический слой выполнен в форме клина в продольном сечении. Исрпендиюлярном плоскости сочленения с контролируемой платой.2. Датчик цо и. 1. )т.шаощи.1 тем, цмногослойная 1 лата ныполцед в форпрямоугольника.1629882 Ах О-г О,З 2 6 7 8 9 1 ПЛ 12 УФигРедактор ОЗаказ 438 рковецк 111 ИП 1 Гоклартв нип ко