Простая схема миллиомметра

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июль 2015

A Hunt

EDN

Занимаясь недавно отладкой своей схемы, я обнаружил короткое замыкание слоя питания на землю. Миллиомметра или тестера с эквивалентными возможностями для поиска коротких замыканий у меня не было. Поэтому я вошел в Интернет, чтобы найти описание простого миллиомметра. Я нашел ответ в технической документации производителя, в который излагались основы четырехпроводного измерения малых сопротивлений. В описанном методе использовалась микросхема источника опорного напряжения, служившая входным каскадом для управляемого источника постоянного тока. Я быстро откопал в куче старых компонентов управляемый стабилизатор напряжения LM317. Между своими выводами V_OUT и V_ADJ эти микросхемы поддерживают напряжение 1.25 В – стабильное напряжение, позволяющее подойти к решению проблемы постоянного тока. Оставалась еще нерешенная проблема диапазона выходных напряжений источника постоянного тока. Схема, над которой я работал, питалась напряжением 3.3 В; таким образом, и напряжение милливольтметра я должен был ограничить этим же значением. При высоком выходном сопротивлении выходное напряжение LM317, включенной в конфигурации источника постоянного тока, равно входному напряжению. Я хотел использовать лабораторный источник питания или батарею 9 В, напряжение которых изжарило бы на плате любую логику 3.3 В. В идеале мне хотелось ограничить напряжение уровнем 1.5 В. В результате я пришел к схеме, изображенной на Рисунке 1.

Рисунок 1.	Сделайте собственный миллиомметр из микросхемы регулятора напряжения и нескольких резисторов.

IC₁ управляет базовым током n-p-n транзистора Дарлингтона Q₁. Микросхема стабилизирует напряжение, падающее на выбранном резисторе, образуя, таким образом, источник постоянного тока. В зависимости от подключенного эмиттерного сопротивления, выходной ток источника равен либо 10, либо 100 мА. Выключатель S₁ позволяет продлить срок службы батареи. Вы можете откалибровать источник тока, подключая резистивную нагрузку между точками A и B и измеряя напряжение на резисторе с помощью цифрового мультиметра. Я использовал 5 и 10 Ом и устанавливал ток 10 мА в одной позиции переключателя S₂ и 100 мА в другой. Для измерения малых сопротивлений к проверяемому участку подключите точки A и B. Диапазон измерений мультиметра переключите на милливольты. Мультиметр покажет напряжение, пропорциональное измеряемому сопротивлению. Если вы откалибруете схему по предложенной методике, показания прибора будут соответствовать 10 Ом/В на диапазоне 100 мА, и 100 Ом/В на диапазоне 10 мА.

Для поиска коротких замыканий на печатной плате подключите A и B к точкам печатной платы, между которыми по вашему предположению может находиться участок с коротким замыканием. Подключите один щуп мультиметра к измерительной точке A, а другой используйте для проверки схемы. Неизменное напряжение вдоль трассы печатной платы указывает на то, что ток по нему не течет, и данный проводник не является причиной короткого замыкания. Чтобы локализовать точку короткого замыкания, ищите места с наибольшими показаниями мультиметра на участках с низкими показаниями и места с наименьшими показаниями на участках с высокими показаниями.