我最近在調試一個設計時,發現從接地層到電源層存在一處短路。我找不到毫歐表或等效的測試儀來查找這類短路。所以,我上網搜索,希望找到一種很容易構建的毫歐表。
我在一個制造商的數據手冊中找到了答案,其中針對小阻值測量介紹了基本的四線法。該方法使用電壓基準IC作為受控恒流源的輸入級。于是我快速翻了下我的舊元件箱,發現了一些LM317可調穩壓器,這類IC可以在其VOUT和VADJ端子之間提供1.25V電壓,用這個恒定電壓就可以解決恒流問題。另一個需要解決的問題是恒流源的輸出電壓范圍。
我調試的那個電路采用3.3V供電,因此必須將這個電壓限制為3.3V。LM317配置為一個恒流源,如果其輸出電阻太高,那么它提供的輸出電壓就與輸入電壓相等。因為我想使用工作臺電源或9V電池,這個電壓會燒掉板上的任何3.3V邏輯。理想情況下,我希望將電壓限制為1.5V。因此,我想到了圖1中的配置。
圖1:使用穩壓器IC和一些電阻器制作自己的毫歐表。
IC1用于控制NPN達林頓晶體管Q1的基極,它可以對所選電阻兩端的電壓進行穩壓,從而形成一個恒流源。這個電流源會根據電路中所選發射極電阻,而提供10mA或100mA電流。使用S1的目的是延長電池壽命。可以在測試點A和B之間加一個電阻性負載,然后使用DVM(數字電壓表)測量電阻兩端的電壓,以此校準電流源。我使用5Ω和10Ω電阻,將一個S2位置設置為10mA,將另一個設置為100mA。
要測量小電阻,可以將測試點A和B連接到該電阻的兩端。將DVM設置在毫伏范圍。DVM所讀到的電壓與待測電阻成比例。如果你按照建議來校準電路的話,則100mA范圍的讀數為10Ω/V,10mA范圍的讀數為100Ω/V。
要跟蹤PCB短路的情況,可以將這個裝置的測試點A和B連接到可疑短路信號的兩端。將一個DVM探針連接到測試點A,然后使用另一個來檢測電路。如果一根走線上的電壓恒定,那么就表明其上沒有電流流過,也即短路不是由這根走線所引起。在低讀數走線上尋找高讀數,在高讀數走線上尋找低讀數,就可以找出短路源頭。
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