Поиск замыканий проводников в печатных платах
категория
Практическая электроника
С. БИРЮКОВ, г. Москва
Радио, 2000 год, №7
В статье И. Нечаева "Искатель места замыкания проводников платы" в "Радио", 1996. № 6. с 52. 53 описан прибор для поиска замыканий в печатных платах после их изготовления, существенно облегчающий эту работу. Он очень удобен при мелкосерийном изготовлении различных устройств.
В радиолюбительской же практике необходимость в поиске замыканий в платах возникает относительно редко, поэтому изготовление такого, хоть и сравнительно несложного, прибора едва ли оправдано. В ряде случаев целесообразнее воспользоваться способом, описанным ниже. Он не требует специального оборудования и пригоден для работы как с "чистыми", так и с уже смонтированными платами.
Рассмотрим предлагаемый способ на примере поиска замыкания между плюсовым и минусовым проводниками питания цифрового устройства. Такой случай наиболее показателен, поскольку эти проводники распределены по всей плате и подходят к каждой микросхеме.
Фрагмент одного из вариантов расположения проводников на условной плате показан на рисунке. Некоторые характерные точки на ней пронумерованы. Место аварийного замыкания показано тонкой линией между точками 7 и 10. К плате подключают (если она уже смонтирована, то с соблюдением полярности) регулируемый по напряжению источник питания G1 последовательно с резистором R1, обеспечивающим рабочий ток через проводники. Значение рабочего тока выбирают из условия — падение напряжения между точками 1 и 11 должно быть в пределах 40... 100 мВ (обычно — от 0.5 до 1,5 А в зависимости от ширины печатных проводников).
Для проверки "чистой" платы годится источник напряжением до 5 В. Если же требуется проверить уже смонтированную плату, то напряжение ни в коем случае не должно превышать номинального значения для испытуемого устройства, но лучше всего уменьшить его до 0,5 В (при этом р-n переходы полупроводниковых приборов остаются закрытыми).
К одному из проводников платы, например, к общему проводу, присоединяют минусовой вывод цифрового милливольтметра PV1. а плюсовой его вывод снабжают гибким проводом с припаянной к его концу острой иглой. Теперь касаются острием иглы плюсового проводника платы, начиная от вывода "+Uпит". и, двигаясь вдоль него и его ответвлений, находят такую точку, где показания вольтметра минимальны, и меньшие показания позволяет получить только переход на один из смежных проводников платы.
Обратимся к рисунку. Напряжение в точке 1 максимально, в точке 2 оно меньше из-за падения напряжения на отрезке 1—2 проводника. При переходе к точкам 3 или 4, 5 напряжение не изменится — на этих участках нет падения напряжения, но в точке 6 оно уменьшится, значит, поиск идет в нужном направлении. В точке 7 напряжение будет еще меньше, но в точках 8 и 9 — такое же. как в точке 7. поэтому именно она отвечает указанным выше требованиям. В точке 10 смежного проводника напряжение будет либо таким же. как в 7. либо чуть меньше. Стало быть, замыкание произошло вблизи точек 7 и 10.
Описанное устройство рассчитано на совместную работу с цифровым вольтметром, поскольку перед каждым измерением необходимо для сравнения запоминать точное значение предыдущего показания. В крайнем случае можно применить и любой микроамперметр постоянного тока с возможно большей шкалой. Годится прибор с током полного отклонения стрелки 50...500 мкА. Последовательно с микроамперметром целесообразно включить переменный гасящий резистор, который позволит изменять верхний предел измеряемого напряжения.
При работе со смонтированными платами следует очень внимательно подходить к выбору напряжения источника питания G1 и сопротивления резистора R1. Если замыкание носит случайный характер и в процессе поиска неожиданно исчезнет, это не должно привести к порче устройства.
Целесообразно использовать источник с ограничителем тока на уровне 2...3 А (многие лабораторные источники питания имеют такую возможность). В случае, когда источник позволяет регулировать напряжение от нуля, обычно удается установить такое значение напряжения, при котором роль токоограничительного резистора будут выполнять соединительные провода.
Следует иметь в виду, что микроамперметр при случайном исчезновении замыкания может из-за перегрузки выйти из строя. Во избежание этого необходимо, чтобы первое касание к каждой точке проводника было коротким. При "зашкаливании" прибора щуп надо немедленно отключить.