DE4126473A1 - Verfahren und vorrichtung zur untersuchung elektronischer schaltkreise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 2 und eine Vorrichtung nach dem Ober­ begriff des Anspruches 4 zur Untersuchung elektronischer Schaltkreise, welche einen variablen Widerstand aufweisen.

Fig. 3 zeigt schematisch vereinfacht in Draufsicht eine Schaltkreisplatte 2, auf der sich der zu untersuchende elek­ tronische Schaltkreis befindet. Die Schaltkreisplatte 2 trägt unter anderem einen Transistor Q1, einen variablen Wi­ derstand (Potentiometer) 1, einen integrierten Schaltkreis 2a und dergleichen mehr. Fig. 4a zeigt die Möglichkeit, wie die Schaltkreisplatte 2 mit einem nicht dargestellten exter­ nen Testgerät verbindbar ist, um die Arbeitsweise des elek­ tronischen Schaltkreises auf der Schaltkreisplatte 2 zu te­ sten. Bei dem Beispiel von Fig. 4a ist die Schaltkreisplatte 2 über einen Steckverbinder 3 mit der Testvorrichtung ver­ bunden. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 4b sind nadelförmige Tastspitzen 4 vorgesehen, welche zu der Testvorrichtung füh­ ren und welche in Anlage mit Kontaktpunkten auf der Unter­ seite der Schaltkreisplatte 2 sind, so daß das Testgerät oder die Testvorrichtung mit der Schaltkreisplatte 2 und dem sich darauf befindlichen elektronischen Schaltkreis verbind­ bar ist.

Nachfolgend wird unter Bezug auf die Fig. 3 bis 4b eine bekannte Untersuchungsart näher erläutert. Gemäß den Fig. 4a oder 4b wird die Schaltkreisplatte 2 mit dem zu untersu­ chenden elektronischen Schaltkreis darauf, wobei der elek­ tronische Schaltkreis den variablen Widerstand 1 aufweist, über geeignete Verbindungsmittel, also entweder den Steck­ verbinder 3 oder die Tastspitzen 4 mit dem externen Testge­ rät verbunden. Eine Energiequelle oder auch ein Signalzug, beispielsweise das Signal mit der Wellenform A gemäß Fig. 3 zum Betrieb des elektronischen Schaltkreises wird diesem Schaltkreis zugeführt. Ein Stellknopf oder dergleichen des variablen Widerstandes 1 wird direkt von Hand oder über einen entsprechenden Stelltrieb bewegt, um den Widerstands­ wert des Widerstandes 1 zu ändern, wobei gleichzeitig der Ausgang vom integrierten Schaltkreis 2a über ein Meßinstru­ ment oder dergleichen überwacht wird. Auf diese Art und Weise wird die Arbeitsweise des elektronischen Schaltkreises untersucht oder getestet.

Die Untersuchung wird somit derart durchgeführt, daß durch Änderung des Widerstandswertes des Widerstandes 1 durch ent­ sprechende Einstellbewegungen die sich ergebende Signalände­ rung des elektronischen Schaltkreises durch ein Voltmeter, einen Oszillographen oder dergleichen gemessen wird.

Selbst wenn die Testvorrichtung mit einem Peripherieschalt­ kreis und/oder einem geeigneten Mechanismus zum normalen Be­ treiben des elektronischen Schaltkreises ausgerüstet ist, ist es nötig, den variablen Widerstand 1 zu verstellen, um den elektronischen Schaltkreis zu untersuchen. Wenn bei­ spielsweise bei einem Verstärker, dessen Eingangsspannung durch den variablen Widerstand eingestellt wird in dem elek­ tronischen Schaltkreis vorhanden ist, muß der variable Wi­ derstand manipuliert und die sich ergebenden Änderungen im Ausgang des Schaltkreises überwacht werden, um den Betrieb des Verstärkers untersuchen zu können, selbst dann, wenn ein Steuerschaltkreis bereits vorhanden ist, um die Eingangs­ spannung des Verstärkers steuern zu können. In dem Fall, in dem der elektronische Schaltkreis den variablen Widerstand hat, der eine Spannungs-Wellenform dämpft oder verstärkt, muß der variable Widerstand ebenfalls direkt manipuliert werden, um überprüfen zu können, ob entsprechende Reaktionen im Ausgang des Schaltkreises normal oder abnormal auftreten.

Somit wird bei einem herkömmlichen Untersuchungsverfahren der Widerstandswert des Widerstandes 1 nur durch Einstellung entsprechender Stellmittel an dem Widerstand von Hand oder automatisch gesteuert. Bei vielen Schaltkreisplatten ist es jedoch schwierig, aufgrund der Anordnung, der Form oder der­ gleichen des Widerstandes 1 entsprechende Einstellvorgänge durchzuführen, was eine automatische Untersuchung stark be­ hindert. Darüber hinaus ist relativ viel Zeit nötig, den va­ riablen Widerstand 1 oder mehrere derartiger Widerstände auf der Schaltkreisplatte 2 zu betätigen, wobei darüberhinaus bei mehreren derartiger Widerstände die Gefahr besteht, daß einige hiervon übersehen werden.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung elektroni­ scher Schaltkreise zu schaffen, mit dem bzw. mit der es mög­ lich ist, die Arbeitsweise eines elektronischen Schaltkrei­ ses ohne eigene Manipulationen an dem variablen Widerstand durchzuführen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 2 bzw. 4 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung die Möglichkeit geschaffen wird, einen elektronischen Schaltkreis mit geringem Zeit- und Kostenauf­ wand untersuchen zu können.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung eine automatische Untersuchung der­ artiger elektronischer Schaltkreise möglich gemacht worden ist.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch vereinfacht eine Draufsicht auf ein Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 schematisch vereinfacht ein Beispiel, wie die erfin­ dungsgemäße Untersuchungsvorrichtung mit einer Schaltkreisplatte verbindbar ist;

Fig. 3 schematisch vereinfacht eine Draufsicht auf eine Struktur eines elektronischen Schaltkreises;

Fig. 4a schematisch vereinfacht eine bekannte Möglich­ keit, die Schaltkreisplatte mit einer Testvor­ richtung zu verbinden; und

Fig. 4b eine Ansicht ähnlich der von Fig. 4a einer wei­ teren bekannten Verbindungsmöglichkeit.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht den Schaltkreisaufbau einer Aus­ führungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 zeigt in vereinfachter perspektivischer Darstellung die Verbindung der Vorrichtung von Fig. 3 mit einer Schalt­ kreisplatte. Mit dem Bezugszeichen 2 ist wieder die Schalt­ kreisplatte bezeichnet, welche den zu untersuchenden elek­ tronischen Schaltkreis trägt, wobei der elektronische Schaltkreis unter anderem den variablen Widerstand 1 (bei­ spielsweise ein Trimm- oder Stellpotentiometer oder dergl.), den Transistor Q1, den integrierten Schaltkreis 2a und der­ gleichen mehr trägt. Somit weist die Schaltkreisplatte 2 den gleichen Aufbau wie die Schaltkreisplatte gemäß Fig. 3 auf. Wenn ein Widerstandswert des variablen Widerstandes 1 durch Manipulation eines Stellknopfes verändert wird, ändert sich eine Spannung entsprechend der Verstellung des Widerstands­ wertes nach oben oder unten. Im Ergebnis wird die Spannung an einem Eingangsanschluß P1 abgeschwächt oder verstärkt und von einem Ausgangsanschluß P2 ausgegeben, so daß die Ar­ beitsweise des integrierten Schaltkreises 2a, der sich in einer nachgeschalteten Stufe befindet, ändern läßt.

Gemäß Fig. 1 ist ein Steuerschaltkreis 5 vorgesehen, der im wesentlichen einen Digital/Analog-Wandler 6 und ein Push- Pull-Gatter 7 als Ausgangspuffer aufweist. Als D/A-Wandler 6 kommt beispielsweise der Typ µPD6326C von NEC in Frage.

Der Eingangsanschluß P1 des variablen Widerstandes 1 ist mit dem Referenzspannungs-Eingangsanschluß (Pin 16) des D/A- Wandlers 6 über eine Leitung 8 verbunden, wohingegen der Ausgangsanschluß P2 des variablen Widerstandes 1 mit einem Ausgangsanschluß des Gatters 7 über eine weitere Leitung 8 verbunden ist. Mit anderen Worten, die Schaltkreisplatte 2 ist mit dem Steuerschaltkreis 5 von der Unterseite der Schaltkreisplatte 2 her unter Verwendung der pin- oder steckerartigen Leitungen 8 verbunden, wie Fig. 2 zeigt.

Ein Ausgangsanschluß für eine Spannungsverminderung (Pin 15) des D/A-Wandlers 6 und ein Eingangsanschluß des Push-Pull- Gatters 7 sind miteinander über eine Transistorschaltung oder dergleichen verbunden. Ein Netzanschluß (Pin 1) des D/A-Wandlers 6 ist mit einer Energiequelle verbunden. Wei­ terhin ist ein Steuerimpuls-Eingangsanschluß (Pin 2) des D/A-Wandlers 6 mit einem Steuerimpulsgenerator 9 verbunden, der wiederum von einem nicht dargestellten Mikroprozessor gesteuert wird, um Steuerimpulse auszugeben, um die Spannung zu verringern. Ein Referenztaktsignal wird einem Taktein­ gangsanschluß (Pin 4) des D/A-Wandlers 6 zugeführt.

In dem D/A-Wandler 6 wird die am Pin 16 eingegebene Spannung als Referenzspannung verwendet. Eine Ausgangsspannung wird von dem D/A-Wandler 6 auf digitale Weise abhängig von dem Steuerimpuls am Pin 2 und der Referenzspannung erzeugt und über den Pin 15 an das Gatter 7 ausgegeben. Da die Ausgangs­ spannung unter Verwendung eines seriellen Signals in dem D/A-Wandler 6 generiert wird, ist ein Taktsignal nötig. Die Ausgangsspannung wird dem Ausgangsanschluß P2 des variablen Widerstandes 1 über das Gatter 7 zugeführt. Allgemein ge­ sagt, obwohl ein D/A-Wandler in der Lage ist, einen Strom auszugeben, ist es einem Strom nicht möglich, von außen in den D/A-Wandler einzutreten, wenn die Spannung an der Aus­ gangsseite höher als die Ausgangsspannung des D/A-Wandlers ist. Wenn jedoch ein Push-Pull-Gatter zwischen den D/A-Wand­ ler und die Ausgangsseite geschaltet ist, wie in der vorlie­ genden Ausführungsform dargestellt, wird es einem Strom mög­ lich, von außen in den D/A-Wandler einzutreten, ohne daß dem D/A-Wandler eine Last hinzugefügt wird.

Nachfolgend wird das Untersuchungsverfahren gemäß der vor­ liegenden Erfindung näher erläutert.

Bei dem erfindungsgemäßen Untersuchungsverfahren wird die Arbeitsweise des elektronischen Schaltkreises auf der Schaltkreisplatte 2 unter Verwendung des Steuerschaltkreises 5 bestehend aus dem Wandler 6, dem Gatter 7 etc. und dem Im­ pulsgenerator 9 untersucht.

Die Spannung am Eingangsanschluß P1 des variablen Widerstan­ des 1 wird dem Pin 16 des D/A-Wandlers 6 als Referenzspan­ nung über die Leitung 8 zugeführt. Ein Steuerimpuls von dem Impulsgenerator 9 wird dem Pin 2 des D/A-Wandlers 6 eingege­ ben, so daß am Pin 15 durch wahlweises Abschwächen der Span­ nungswellenform am Eingangsanschluß P1 des variablen Wider­ standes 1 ein Ausgangssignal ausgegeben wird. Eine Ausgangs­ spannung vom Pin 15 wird dem Push-Pull-Gatter 7 zugeführt und der Ausgang von diesem Gatter wird über die Leitung 8 dem Ausgangsanschluß P2 des variablen Widerstandes 1 zuge­ führt. Obwohl die Originalspannung am Ausgangsanschluß P2 manchmal tiefer oder höher sein kann als die Ausgangsspan­ nung des Gatters 7 abhängig von der Lage bzw. Stellposition des variablen Widerstandes 1, kann das Push-Pull-Gatter 7 die Ausgangsspannung so regeln, daß sie höher oder niedriger als die Originalspannung ist.

Wenn, wie oben beschrieben, die Ausgangsspannung des vari­ ablen Widerstandes 1 über den Steuerschaltkreis 5 geändert wird, wird in dem elektronischen Schaltkreis auf der Schalt­ kreisplatte 2 eine Funktion erreicht, die identisch zu der ist, bei der der Stellknopf des variablen Widerstandes 1 von Hand betätigt wird. Wenn weiterhin ein bestimmter Steuerim­ puls dem Steuerschaltkreis 5 bzw. dem dortigen D/A-Wandler von dem Impulsgenerator 9 zugeführt wird, was durch entspre­ chende Programmierung des Mikrocomputers erfolgen kann, läßt sich die Arbeitsweise des elektronischen Schaltkreises ohne irgendwelche Manipulationen am variablen Widerstand 1 über­ prüfen. Infolgedessen wird die Untersuchungszeit verkürzt und die Untersuchung oder der Test kann automatisch mit ver­ besserter Genauigkeit durchgeführt werden.

Selbst wenn die vom variablen Widerstand 1 zu regelnde Span­ nung entweder Gleichspannung oder Wechselspannung ist oder auch eine hiervon abweichende beliebig komplizierte Wellen­ form hat, wird die Spannungswellenform, die vom variablen Widerstand 1 eingegeben wird korrekt und positiv widergege­ ben und verstärkt bzw. abgeschwächt werden. Die erfindungs­ gemäße Untersuchungsvorrichtung ist somit bei allen denkba­ ren Applikationsmöglichkeiten des Widerstandes 1 anwendbar.

Zusätzlich, selbst wenn die Ausgangsspannung des Widerstan­ des 1 nicht eine Gleichspannung ist, sondern verschiedene Arten von komplizierten Wellenformen aufweist, kann die Aus­ gangsspannung sicher gesteuert werden. Obwohl die Referenz­ spannung des D/A-Wandlers 6 für gewöhnlich vom Eingangsan­ schluß P1 des Widerstandes 1 abgegriffen wird, kann, wenn die Ausgangsspannung vom Widerstand 1 Gleichspannung oder eine einfache Sinus-Wechselspannung ist die Referenzspannung nicht notwendigerweise vom Eingangsanschluß P1 des Wider­ standes 1 abgegriffen werden, sondern kann von einem Schalt­ kreis, der ein Referenzsignal erzeugt oder einem Schaltkreis ausgegeben werden, der eine Spannungswellenform ähnlich der Ausgangswellenform des Widerstandes 1 erzeugt.

Obwohl der D/A-Wandler 6 als Treiberschaltkreis für den va­ riablen Widerstand 1 in der beschriebenen Ausführungsform verwendet wurde, kann beispielsweise ein Operationsverstär­ ker zu dem D/A-Wandler 6 hinzugefügt werden, so daß ein Schaltkreis geschaffen wird, der sowohl auf positives als auch auf negatives Potential ansprechen kann.

Claims (6)

1. Verfahren zur Untersuchung der Arbeitsweise eines elek­ tronischen Schaltkreises, der einen variablen Wider­ stand beinhaltet, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
direktes oder indirektes Verbinden eines Analogspan­ nungs-Ausgangsanschlusses eines Digital/Analog-Wandlers (6) mit einem Anschluß (P1) des variablen Widerstandes (1);
Eingeben einer bestimmten Referenzspannung an einen Re­ ferenzspannungsanschluß des Digital/Analog-Wandlers (6);
Eingeben eines Steuersignals, welches die Funktion des variablen Widerstandes simuliert an einen digitalen Si­ gnaleingangsanschluß des Digital/Analog-Wandlers (6);
Erhalten einer Ausgangsspannung von dem Digital/Analog- Wandler entsprechend der Referenzspannung und dem Steu­ ersignal;
Anlegen der von dem Digital/Analog-Wandler (6) erhalte­ nen Ausgangsspannung an den anderen Anschluß (P2) des variablen Widerstandes (1); und
Überwachen der Spannung an dem einen Anschluß des vari­ ablen Widerstandes (1).

2. Verfahren zur Untersuchung der Arbeitsweise eines elek­ tronischen Schaltkreises, der einen variablen Wider­ stand beinhaltet, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Zwischenschalten eines Digital/Analog-Wandlers (6) zwi­ schen einen Anschluß (P1) und einen anderen Anschluß (P2) des variablen Widerstandes (1);
Eingeben eines Steuersignals an einen Digitalsignal- Eingangsanschluß des Digital/Analog-Wandlers (6), um die Funktion des variablen Widerstandes (1) zu simulie­ ren;
Anlegen eines Ausgangs von dem Digital/Analog-Wandler an den anderen Anschluß (P2) des variablen Widerstandes (1); und
Überwachen der Spannung an dem einen Anschluß des vari­ ablen Widerstandes (1).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital/Analog-Wandler (6) eine Ausgangsspannung entsprechend einer Spannung an dem einen Anschluß des variablen Widerstandes (1) und dem Steuersignal er­ zeugt, wobei die erzeugte Ausgangsspannung an den ande­ ren Anschluß (P2) des variablen Widerstandes (1) ange­ legt wird.

4. Vorrichtung zur Untersuchung der Arbeitsweise eines elektronischen Schaltkreises, der einen variablen Wi­ derstand beinhaltet, gekennzeichnet durch:
einen Digital/Analog-Wandler (6) zwischen einem An­ schluß (P1) und einem anderen Anschluß (P2) des vari­ ablen Widerstandes (1) zum Erhalt einer Ausgangsspan­ nung entsprechend einer Spannung an dem einen Anschluß und zum Anlegen der Ausgangsspannung an den anderen An­ schluß (P2); und
Vorrichtungen zur Ausgabe eines Steuersignals, welches die Funktion des variablen Widerstandes (1) simuliert an einen Digitalsignal-Eingangsanschluß des Digi­ tal/Analog-Wandlers (6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Push-Pull-Gatter (7) zwischen dem Digital/Analog-Wand­ ler (6) und dem anderen Anschluß (P2) des variablen Wi­ derstandes (1) zur Modulation der Ausgangsspannung, welche an den anderen Anschluß (P2) angelegt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen ersten Anschluß (8) zur Verbindung des einen Anschlus­ ses (P1) des variablen Widerstandes (1) mit dem Digi­ tal/Analog-Wandler (6); und einen zweiten Anschluß (8) zur Verbindung des anderen Anschlusses (P2) des vari­ ablen Widerstandes (1) mit dem Push-Pull-Gatter (7).