CN109061280A - 一种用于测试电流、电压的自动测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测试电流、电压的自动测试系统，包括具有通信功能的数字电压表和数字电流表、PC机、矩阵电路板、数字控制卡、RS485‑RS232转换器、信号产生模块、220V转24V电源模块、电源拉偏模块、数据处理及存储模块和主控板。本发明的自动测试系统，可以完成对专用集成电路的电压、电流、功率等数据的自动测试，提高了测试效率，节约了测试成本，避免了人为因素导致的错误。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试电流、电压的自动测试系统，属于电路测试技术领域。
背景技术
在集成电路制造过程中，测试是保证集成电路性能、质量的关键手段之一。近年来，随着集成电路设计规模的不断增大，设计方法的不断提高，以及高密度工艺技术的普遍采用，如今生产的集成电路尺寸小巧，功能强大。随之也引发了一个前所未有的挑战，即生产商该如何高效廉价准确地测试这些集成电路芯片。
目前，测试集成电路的方法通常是使用自动测试设备或者手动简易测试设备。该集成电路自动测试机主要用于检测集成电路功能的完整性，以确保集成电路生产制造的品质。但是，集成电路自动测试设备由少数厂家垄断，价格昂贵，而且使用范围比较有限。尤其是针对具有特定功能的集成电路，一般的通用常规自动测试系统不能满足其要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于测试电流、电压的自动测试系统，提高了测试效率，节约了测试成本，避免了人为因素导致的错误。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，包括具有通信功能的数字电压表和数字电流表、PC机、矩阵电路板、数字控制卡、RS485-RS232转换器、信号产生模块、220V转24V电源模块、电源拉偏模块、数据处理及存储模块和主控板；
220V转24V电源模块将220V交流电源转换为24V直流电源供测试系统使用；
电源及拉偏模块将上述24V直流电源转化为待测模块拉偏测试时所需要的电源及其正、负拉偏电源；
信号产生模块用于产生待测电路需要的输入信号；
通过PC机内安装的LabVIEW软件控制数字控制卡，通过数字控制卡控制矩阵电路板上的开关矩阵的通断，利用开关矩阵实现待测电路的输入和输出信号的通断及切换；
RS485－RS232转换器一端连接于数字电流表/数字电压表，另一端连接于PC机，通过RS485与RS232通信协议的转换，使PC机与数字电流表/数字电压表进行通信，完成对数字电流表/数字电压表测得的数据进行读取并处理；
数据处理及存储模块用于对PC机接收到的数据进行处理；
主控板用于对220V转24V电源模块、电源及拉偏模块、信号产生模块、矩阵电路板的输出信号进行功能互联，提供给待测电路。
信号产生模块产生的输入信号通过矩阵电路板上的开关矩阵连接到主控板或者直接连接到主控板，再接入待测电路，作为待测电路的输入信号。
信号产生模块产生的输入信号包括时钟信号、正弦波信号、脉冲信号和调制信号。
数字控制卡与PC机之间通过USB接口连接。
RS485－RS232转换器与PC机通过RS232串口连接。
数据处理及存储模块对PC机接收到的数据进行处理时，包括对数据的格式转换、数据计算、批次数据统计分析。
主控板上包括用于接插并固定待测电路的3M无插拔力插座和与外围设备连接的测试接口插座。
主控板上还预留有计量测试探针点，用于对测试系统进行定期计量及校准，通过计量测试探针点对测试系统本身功能的准确性进行测试。
本发明所达到的有益效果：
本发明设计了一种自动测试系统，可以完成对专用集成电路的电压、电流、功率等数据的自动测试，提高了测试效率，节约了测试成本，避免了人为因素导致的错误。
附图说明
图1自动测试系统功能框图；
图2电流测试原理图；
图3电压测试原理图；
图4具体功能实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明为一种电路自动测试系统，可以对特定功能电路进行自动测试，其特点为测试速度快、测试精度高、易操作。该系统硬件主要包括具有通信功能的数字电压表和数字电流表、PC机、矩阵电路板、数字控制卡、RS485-RS232转换器、信号产生模块、220V转24V电源模块、电源拉偏模块、数据处理及存储模块、主控板。该测试系统不但能在标称电压下完成测试，还能自动切换到拉偏电压±10％(比如15V+1.5V和15V－1.5V)对电路进行功能测试。为了保证测试系统本身的可靠性，该测试系统的主控板上还留出了计量测试探针点，可以对测试系统本身功能的准确性进行测试。具体功能框图如图1所示。
220V转24V电源模块将220V交流电源转换为24V直流电源供测试系统使用。
电源及拉偏模块将上述24V直流电源转化为待测模块拉偏测试时所需要的电源及其正负拉偏电源。比如：待测电路的供电电源为12V，而需要为其做±5％电源拉偏测试，即该模块将24V电源通过电源转换器转换为12V和12V±0.6V，共3路电源。
该测试系统的信号产生模块可以通过对其写入程序，产生待测电路需要的输入信号(如：时钟信号，正弦波信号、脉冲信号、调制信号等)，然后通过矩阵电路板开关连接到主控板或者直接连接到主控板，再接入待测电路，作为待测电路的输入信号。
通过PC机安装的LabVIEW软件控制数字控制卡，然后通过数字控制卡控制矩阵电路板上的开关矩阵的通断，利用开关矩阵实现待测电路的输入和输出信号的通断及切换，数字控制卡与PC机之间通过USB接口连接。
RS485－RS232转换器一端连接于数字电流(电压)表，一端连接于PC机，通过RS485与RS232通信协议的转换，使得PC机能够和数字电流(电压)表进行通信，完成对电流(电压)表测得的数据进行读取并处理。RS485－RS232转换器与PC机通过RS232串口连接。
数据处理及存储模块主要负责对PC机接收到的数据进行处理，比如：数据的格式转换、数据计算、批次数据统计分析，该模块同时也能对处理后的数据进行保存。
主控板的主要功能是对上述模块(包括20V转24V电源模块、电源及拉偏模块、信号产生模块、矩阵电路板)的输出信号进行功能互联，然后提供给具有特定功能的待测电路。主控板主要包括3M无插拔力插座、计量测试点、与外围设备连接的测试接口插座。其中：
(1)、3M无插拔力插座的功能是接插并固定待测电路。
(2)、计量测试点是测试系统的主要功能引出端，用于对测试系统进行定期计量及校准，以防测试系统出现内部参数不准影响待测电路的测试结果。计量主要功能如下：首先通过在数字电流表的环路上串接标准电流表，然后对比两个电流表的电流值，满足在一定的公差范围内，表示数字电流表准确。然后通过与数字电压表并联标准电压表进行测试，然后对比两个电压表的电压值，满足在一定的公差范围内，表示数字电压表准确。最后用外接电压表测试系统内部输出电源电压，在公差范围内表示系统电源合格。
2、具体测试连接方式：
第一步：测试电流：
待测模块上电之后先读出电流表A1、A2的电流(电路静态电流)，此时开关S1～S4、S8断开，即2、3脚连接，S7、S5闭合，即1、2脚连接。然后闭合S4、S8(1、2脚连接)，读出S1、S2、S3在真值表1组合下的电流表A3、A4对应读数。测试结束之后，S1、S2、S3断开，S4、S8闭合。S1～S5、S7、S8是矩阵电路板上的开关单元，开关通断通过数字控制卡控制。
图2中六路以LM317为核心的电路为电源拉偏模块，输出电压分别为5V±0.1V、5.25V±0.1V、4.75V±0.1V、16V±0.2V、16.8V±0.2V、15.2V±0.2V。图2中电源转换模块将220V交流电转化成24V直流电压供测试系统使用。
图2中的虚线框内电路安装于主控板，电源拉偏模块除外。
上述功能测试全部通过PC机控制数字控制卡,进而控制矩阵开关的通断以及利用PC机通过串口及RS232－RS485转换器读取数字电流表的数据来实现。
真值表1
第二步：测试电压：
闭合S11选通信号产生模块输出的信号(正弦波、方波等)，切换S9、S10、S16(见真值表2)，每切换一种状态，通过数字万用表测试一遍待测模块13、14、21、22引脚电压，13、14、21、22引脚电压通过矩阵开关S12、S13、S14、S15选通电压表来测试。图4中所有开关在电路上电时默认断开。图3中虚线框内的电路放在主控板上。注：图3和真值表2中“闭合”表示开关2、1脚相连，“断开”表示开关3、2脚相连。
上述功能测试全部通过PC机控制数字控制卡,进而控制矩阵开关的通断以及利用PC机通过串口及RS232－RS485转换器读取数字电压表的数据来实现。
真值表2
功能实现的具体流程图如图4。
Claims (8)
1.一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，包括具有通信功能的数字电压表和数字电流表、PC机、矩阵电路板、数字控制卡、RS485-RS232转换器、信号产生模块、220V转24V电源模块、电源拉偏模块、数据处理及存储模块和主控板；
220V转24V电源模块将220V交流电源转换为24V直流电源供测试系统使用；
电源及拉偏模块将上述24V直流电源转化为待测模块拉偏测试时所需要的电源及其正、负拉偏电源；
信号产生模块用于产生待测电路需要的输入信号；
通过PC机内安装的LabVIEW软件控制数字控制卡，通过数字控制卡控制矩阵电路板上的开关矩阵的通断，利用开关矩阵实现待测电路的输入和输出信号的通断及切换；
RS485－RS232转换器一端连接于数字电流表/数字电压表，另一端连接于PC机，通过RS485与RS232通信协议的转换，使PC机与数字电流表/数字电压表进行通信，完成对数字电流表/数字电压表测得的数据进行读取并处理；
数据处理及存储模块用于对PC机接收到的数据进行处理；
主控板用于对220V转24V电源模块、电源及拉偏模块、信号产生模块、矩阵电路板的输出信号进行功能互联，提供给待测电路。
2.根据权利要求1所述的一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，信号产生模块产生的输入信号通过矩阵电路板上的开关矩阵连接到主控板或者直接连接到主控板，再接入待测电路，作为待测电路的输入信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，信号产生模块产生的输入信号包括时钟信号、正弦波信号、脉冲信号和调制信号。
4.根据权利要求1所述的一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，数字控制卡与PC机之间通过USB接口连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，RS485－RS232转换器与PC机通过RS232串口连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，数据处理及存储模块对PC机接收到的数据进行处理时，包括对数据的格式转换、数据计算、批次数据统计分析。
7.根据权利要求1所述的一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，主控板上包括用于接插并固定待测电路的3M无插拔力插座和与外围设备连接的测试接口插座。
8.根据权利要求1所述的一种用于测试电流、电压的自动测试系统，其特征是，主控板上还预留有计量测试探针点，用于对测试系统进行定期计量及校准，通过计量测试探针点对测试系统本身功能的准确性进行测试。
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