tutorial Ferramenta localização de curtos em PCB

[Paulo Pimentel]

Caros srs,

 

Encontrei na internet essa dica de ferramenta para localização de curtos que não aquecem em PCB multi layer.

Estou abrindo esse topico no intuito de implementarmos esse ferramenta.

 

Segue o link do texto original em inglês e abaixo uma tradução.

 

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Localizando curtas em planos elétricos de PCBs multicamadas

por Bob Smith

 

Ocasionalmente, PCBs multicamadas chegam com curtos de energia para aterrar que são difíceis de localizar. Normalmente, a resposta às perguntas sobre como encontrar esses shorts é apenas “Ligue-o a uma bateria de 12 V e descubra onde fumega”. Embora isso possa funcionar, geralmente não é desejável, pois a placa provavelmente será destruída durante o teste.

 

Outro método para encontrar um curto é usar uma fonte de corrente contínua constante conectada entre as camadas de alimentação e aterramento do rastreamento de energia em curto, sondando a placa com um microvoltímetro e localizando o curto, encontrando o ponto de tensão mais baixo na placa. Isso funciona com placas de duas camadas onde a conexão de energia é geralmente realizada usando traços finos que têm miliohms de resistência, mas não é eficaz onde a energia e o aterramento são planos com resistências muito pequenas para permitir uma leitura de tensão. Além disso, os aviões de energia geralmente são enterrados em camadas internas e não são acessíveis para sondas de teste.

 

Certa vez, quando solicitado a encontrar um curto em um protótipo de placa de processamento de sinal óptico que custa aproximadamente 80K $, descobri um método bastante simples e não destrutivo para localizar o curto.

 

Em vez de usar uma fonte de corrente contínua, usei uma fonte de corrente alternada em uma frequência na faixa audível. Normalmente, o campo CA gerado por esta corrente é cancelado pela proximidade dos dois planos que conduzem a corrente dentro do PCB. No ponto em que o curto é localizado por um componente da placa, a corrente é concentrada e perturbada de forma a resultar em um campo CA mais forte do que o presente em outros pontos da placa. Embora os capacitores eletrolíticos de bypass presentes na placa também conduzam corrente, o ESR desses capacitores é geralmente ordens de magnitude maior do que o curto direto.

 

Se um pequeno circuito de captação magnética é fabricado, alimentado a um amplificador de alto ganho, e a saída deste amplificador é conectada a um par de fones de ouvido, é um trabalho bastante fácil encontrar curtos simplesmente movendo a sonda ao redor do cartão até o mais forte tom é ouvido. Se a sonda for pequena o suficiente, o curto pode ser isolado em um único pino em um IC.

 

Embora eu tenha usado um amplificador de potência de áudio de alta fidelidade e gerador de função para gerar o sinal, e um pré-amplificador de alto ganho para amplificar o sinal da sonda de captação, é possível fabricar alguns circuitos bastante simples para executar a mesma função.

 

Descrição do circuito do gerador de corrente e do amplificador de circuito

Para substituir o amplificador de potência de áudio que gera o sinal de áudio, um multivibrador que gera uma onda quadrada em aproximadamente 800 Hz é conectado a um estágio de amplificador de potência com uma saída de fonte de corrente que é conectada ao PCB. O circuito é alimentado por uma célula D alcalina de 1,5 V para fornecer uma onda quadrada de 1A de corrente.

 

Descrição do circuito, gerador de corrente

Q4 e Q5 formam o multivibrador, Q3 e Q2 fornecem ganho de corrente suficiente para saturar Q1. R4 e a resistência interna da bateria limitam a corrente fornecida ao PCB por Q1. A célula D tem capacidade de 10 A-hora e o circuito consome 0,5A. Como a maioria dos testes leva menos de 5 minutos, a vida útil da bateria não deve ser uma preocupação.

 

Driver de onda quadrada de 800Hz

Descrição do circuito, receptor de loop

O receptor deve amplificar o pequeno sinal do loop de uma volta para um nível suficiente para conduzir os fones de ouvido sem adicionar ruído excessivo. Para isso, um par de amplificadores operacionais LT1028 de ruído de baixa tensão é usado para fornecer aproximadamente 100 dB de ganho.

U1 fornece 57 dB de ganho definido pelos resistores de feedback R3 e R1. C1 fornece uma função de alta passagem a 300 Hz. Este arranjo fornece um ganho geral de 1 em CC para evitar que a tensão de deslocamento conduza a saída do amplificador para o trilho. C3 e R3 fornecem uma função de passagem baixa em 1kHz. O objetivo dessa filtragem é limitar o ruído excessivo, bem como filtrar a onda quadrada detectada, fornecendo um tom mais agradável. R7-C5, R4-C4 e C6 fornecem filtragem passa-alta e passa-baixa adicional e fornecem um ganho DC de 1. R4-R2, defina o ganho do segundo estágio para 39dB para fornecer um ganho geral de 96dB. Q1 fornece ganho de corrente para acionar os fones de ouvido externos.

 

Amplificador de circuito de captação magnética

Teste de injeção atual e detalhes de loop de recebimento

A onda quadrada de alta corrente é fornecida à energia e ao aterramento para superar os campos magnéticos externos gerados por transformadores de energia e outras fontes estranhas de ruído nas proximidades do loop receptor. O acoplamento entre o campo gerado pelo gerador de corrente e o circuito receptor deve ser minimizado para atingir a sensibilidade necessária para encontrar um curto. Os fios do gerador e do circuito de detecção devem ser torcidos firmemente para minimizar o acoplamento magnético entre eles. A blindagem trançada dos condutores não é necessária, pois o acoplamento é magnético com campo elétrico mínimo. Os condutores do gerador de sinal devem ser conectados o mais próximos possível à borda da placa.

O loop de recepção que usei foi um loop único de um quarto de polegada fabricado com fio de arame 30 AWG. O cabo de aço do laço foi torcido firmemente em todo o seu comprimento antes de ser conectado ao receptor. Em uso, com o gerador conectado, o loop de recepção é manipulado para diferentes pontos da placa até que seja detectado um aumento no nível do tom recebido. Aproximar-se do curta aumentará o nível do tom. O pequeno tamanho do loop permite a localização precisa do curto.