專利名稱：一種基于電磁感應原理的短路檢測器及其檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電路板短路檢測器及其檢測方法，具體涉及一種基于電磁感應原理的短路檢測器及其檢測方法。
背景技術：
硬件設計電路板在調試時所遇到的莫名其妙的短路檢測方面的問題，比如電源短路，信號短路等均屬于短路故障。在電路板調試時，幾乎每個硬件工程師都會遇到這樣的問題電路板上某個地方存在短路故障。檢測短路點基本上是硬件調試過程中最耗時的一個過程，也是讓所有硬件工程師最頭疼無耐的事情，即使經驗再豐富的工程師也束手無策，它不像調試功能電路一樣有跡可尋。若短路點檢測不到，下一步的調試工作就無法進行，甚至導致產品損壞，損失慘重。短路問題之所以如此令硬件工程師頭疼，主要是不清楚短路點在哪里，短路點不是通過分析就能夠找到的，必須一點一點的進行排查。因此，一個可以方便快速的檢測出哪里存在短路問題的發(fā)明設計是很有必要的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于電磁感應原理的短路檢測器及其檢測方法，其解決了背景技術中電路板短路檢測難的技術問題。本發(fā)明的技術解決方案是
一種基于電磁感應原理的短路檢測器，包括處理器，其特殊之處在于還包括依次連接的磁頭、信號調理電路以及A/D轉換電路，所述A/D轉換電路的輸出端連接處理器；依次連接D/A轉換電路、V/I轉換電路以及揚聲器或耳機，所述D/A轉換電路的輸入端連接處理器； 所述信號調理電路包括I/V轉換電路和增益變換電路，所述增益變換電路由處理器控制。上述增益變換電路為采用撥碼開關進行增益選擇的增益變換電路。—種短路檢測器的檢測方法，其特征在于，該方法包括
1]將被測電路板串聯可調電阻，并上電，被測電路板感應出磁場；
2]用磁頭來檢測被測電路板感應出的磁場，輸出微弱而又變化的感應電流信號；
3]I/V轉換電路將上述感應電流信號轉換成電壓信號；
4]增益變換電路將根據電壓信號范圍的大小來做相應的增益變換，以便調理成與后級 A/D轉換電路相匹配的信號范圍；
5]處理器由用戶編程來完成相應的控制，它主要進行增益變換系數的設定，即判斷增益撥碼開關的組合來對增益變換電路進行設定增益系數；對AD轉換出來的數字信號進行處理；最后將處理后的數字信號輸出給DA轉換電路；
6]D/A轉換電路將處理器輸出的信號進行數模轉換，即將處理器輸出的數字信號轉換成模擬信號；
7]V/1轉換電路將電壓信號轉換成電流信號，輸出給后級電路；8]揚聲器或耳機將V/I轉換電路輸出的電流信號轉換成聲音信號，通過聽覺來感覺聲音的變化，即被測電路板上磁場的強弱變化；
9]若在檢測過程中，感覺到音頻聲音突然增大，說明此處為短路點。上述可調電阻RA取值的大小取決于VCC和RL，由下面公式算出 I=VCC/RA+RL，vcc為被測電路板正常時所加電源；RA為外部所加可調電阻；RL為被測電路板。上述增益變換電路采用撥碼開關來進行增益的選擇。上述撥碼開關為兩位撥碼開關。上述用磁頭來檢測被測電路板感應出的磁場沿著電路板上走線的方向進行推進。本發(fā)明就是給被測電路板施加一定的電源，而不至于燒壞存在短路問題的電路板，即在電路板上產生一種電場，進而感應出一種磁場，然后用磁頭去掃描電路板，由磁頭將感應出的磁場轉換為感應電流，進而檢測短路點。掃描時最好是沿著電路板上走線的方向進行推進，當從耳機中聽到聲音有明顯變化時，即可分析出短路故障點，使用本發(fā)明所設計的短路檢測器來檢測短路點即方便又快捷。


圖1為被測電路板進行加電示意圖； 圖2為本發(fā)明短路檢測器連接示意圖； 圖3為本發(fā)明涉及短路點示意圖。
具體實施例方式下面敘述即為本發(fā)明的設計思路和方法
首先，本發(fā)明的設計思路主要是基于物理學中的電磁感應原理和錄音機的原理綜合起來而考慮到的，由于使用一個現成的錄音機和搭配一些簡單的外部電源支路就可以完全搭建一個本發(fā)明的演示樣機，所以為了更直觀和清楚的描述本發(fā)明的設計方法，下面敘述中就以此演示樣機為例進行說明
本發(fā)明既然是基于電磁感應原理而設計，所以所要檢測的電路板上面必須形成一種電場，然后在電路板上各種走線周圍感應出一種磁場，最后利用本設計中的磁頭，將感應出的磁場轉換為感應電流，從而檢測短路點。因此要形成一種電場，必須對所要檢測的電路板進行加電才可以，但由于被測電路板存在短路問題，因此就不能直接用電源來進行加電，而是必須加一保護電路之后再對被測電路板進行加電。參見下圖1。其中VCC為被測電路板正常時所加電源；RA為外部所加可調電阻；RL為被測電路板，在此回路中抽象為一個負載；
可調電阻RA取值的大小取決于VCC和RL，可由下面公式算出I=VCC/RA+RL ，一般情況
下，電流I的取值在IOmA左右，這樣即使被測電路板存在短路，也不至于燒壞電路板。而對于特殊情況，電流I的取值可自行根據實際情況進行決擇；RL —般由于短路原因而為零，建議實測一下，以實際值進行計算，從而決定可調電阻RA的取值。
將被測電路板加電之后，電路板上就形成一種電場，然后就可以按照下面思路進行檢測所謂的“雷區(qū)”(短路點)了。參見圖2，其中各數字所標示部分解釋如下
1、磁頭用來檢測被測電路板上所感應出的磁場，輸出微弱而又變化的感應電流信號。 相當于錄音機中的錄放磁頭，來感應與其接觸的磁帶中的變化磁場；
2、信號調理電路包含I/V轉換電路和增益變換電路兩部分。1) I/V轉換電路將磁頭所感應出的變化電流信號轉換成電壓信號；
2)增益變換電路將根據前級信號范圍的大小來做相應的增益變換，以便調理成與后級 A/D轉換電路相匹配的信號范圍，此部分的增益系數可由用戶根據信號的實際情況進行指定，即由處理器來控制；
實際設計中，可以采用撥碼開關來進行增益的選擇；例如采用兩位撥碼開關，對應的增益系數列表如下
權利要求
1.一種基于電磁感應原理的短路檢測器，包括處理器，其特征在于還包括依次連接的磁頭、信號調理電路以及A/D轉換電路，所述A/D轉換電路的輸出端連接處理器；依次連接D/A轉換電路、V/I轉換電路以及揚聲器或耳機，所述D/A轉換電路的輸入端連接處理器； 所述信號調理電路包括I/V轉換電路和增益變換電路，所述增益變換電路由處理器控制。
2.根據權利要求1所述基于電磁感應原理的短路檢測器，其特征在于所述增益變換電路為采用撥碼開關進行增益選擇的增益變換電路。
3.一種利用權利要求1所述短路檢測器的檢測方法，其特征在于，該方法包括1]將被測電路板串聯可調電阻，并上電，被測電路板感應出磁場；2]用磁頭來檢測被測電路板感應出的磁場，輸出微弱而又變化的感應電流信號；3]I/V轉換電路將上述感應電流信號轉換成電壓信號；4]增益變換電路將根據電壓信號范圍的大小來做相應的增益變換，以便調理成與后級 A/D轉換電路相匹配的信號范圍；5]處理器由用戶編程來完成相應的控制，它主要進行增益變換系數的設定，即判斷增益撥碼開關的組合來對增益變換電路進行設定增益系數；對AD轉換出來的數字信號進行處理；最后將處理后的數字信號輸出給DA轉換電路；6]D/A轉換電路將處理器輸出的信號進行數模轉換，即將處理器輸出的數字信號轉換成模擬信號；7]V/1轉換電路將電壓信號轉換成電流信號，輸出給后級電路；8]揚聲器或耳機將V/I轉換電路輸出的電流信號轉換成聲音信號，通過聽覺來感覺聲音的變化，即被測電路板上磁場的強弱變化；9]若在檢測過程中，感覺到音頻聲音突然增大，說明此處為短路點。
4.根據權利要求3所述短路檢測器的檢測方法，其特征在于 所述可調電阻RA取值的大小取決于VCC和RL，由下面公式算出VCC/ = ——- , VCC為被測電路板正常時所加電源；RA為外部所加可調電阻；RL為被測電路 RA+ RL板。
5.根據權利要求4所述短路檢測器的檢測方法，其特征在于所述增益變換電路采用撥碼開關來進行增益的選擇。
6.根據權利要求5所述短路檢測器的檢測方法，其特征在于所述撥碼開關為兩位撥碼開關。
7.根據權利要求5所述短路檢測器的檢測方法，其特征在于所述用磁頭來檢測被測電路板感應出的磁場沿著電路板上走線的方向進行推進。
全文摘要
一種基于電磁感應原理的短路檢測器及其檢測方法，其中短路檢測器包括處理器，還包括依次連接的磁頭、信號調理電路以及A/D轉換電路，A/D轉換電路的輸出端連接處理器；依次連接D/A轉換電路、V/I轉換電路以及揚聲器或耳機，D/A轉換電路的輸入端連接處理器；信號調理電路包括I/V轉換電路和增益變換電路，增益變換電路由處理器控制。本發(fā)明就是給被測電路板施加一定的電源，產生一種電場，感應出一種磁場，然后用磁頭去掃描，將感應出的磁場轉換為感應電流，進而檢測短路點。本發(fā)明所設計的短路檢測器來檢測短路點即方便又快捷。
文檔編號G01R31/02GK102565610SQ201110436480
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權日2011年12月23日
發(fā)明者劉升, 蘇本斌 申請人:西安奇維科技股份有限公司