針對雙面PCB的在線測試儀模塊構成

       一、電(diàn)路在線測試技(jì)術(shù) 

    1、在線測試原理(lǐ)：在線測試的基本原理(lǐ)是測試儀為(wèi)印制(zhì)電(diàn)路闆上(shàng)的被測芯片提供輸入激勵，同時(shí)在計(jì)算(suàn)機控制(zhì)下自動采集記錄被測芯片的輸出響應和(hé)狀态值，通(tōng)過計(jì)算(suàn)機将其記錄的所有(yǒu)狀态值與标準的狀态真值表比較，從而判斷被測對象的故障情況。 
    2、後驅動測試技(jì)術(shù)：後驅動測試技(jì)術(shù)主要用于數(shù)字電(diàn)路的在線測試。其實質是在被測器(qì)件的輸入級(前級驅動芯片的輸出級)灌入或拉出瞬态大(dà)電(diàn)流，迫使其電(diàn)位按要求變高(gāo)或變低(dī)，達到對被測器(qì)件在線施加測試激勵的目的。 
    為(wèi)了确保對電(diàn)路闆上(shàng)的器(qì)件進行(xíng)功能測試，就必須強制(zhì)驅動器(qì)件的邏輯電(diàn)平，各腳驅動器(qì)必須能夠吸收或輸出足夠的電(diàn)流。根據國際防護标準文件(00-53/1)所推薦的後驅動安全标準，測試儀的最大(dà)驅動電(diàn)流被設計(jì)為(wèi)240mA，測試時(shí)間(jiān)在200ms以內(nèi)。通(tōng)過實驗，基本能夠較好地對被測器(qì)件進行(xíng)隔離，同時(shí)也确保了被測器(qì)件的安全性。 

    二、測試儀組成 
    1、硬件模塊：測試儀由便攜式計(jì)算(suàn)機、單片機測試平台及測試分析處理(lǐ)軟件構成。其中單片機測試平台在計(jì)算(suàn)機控制(zhì)下完成被測對象數(shù)據的采集。部分功能及說明(míng)如下： 
    單片機電(diàn)路主要完成數(shù)據采集、控制(zhì)、命令處理(lǐ)，與計(jì)算(suàn)機進行(xíng)數(shù)據交換。在測試儀設計(jì)中采用了MCS-51系列8031單片機，選用2764作(zuò)為(wèi)擴展ROM，6264作(zuò)為(wèi)擴展RAM.譯碼芯片電(diàn)路為(wèi)74LS138.為(wèi)與計(jì)算(suàn)機進行(xíng)串行(xíng)通(tōng)信，采用MCl488和(hé)MC1489進行(xíng)RS-232C電(diàn)平與TTL電(diàn)平的相互轉換。單片機系統時(shí)鍾頻率選用6MHz晶振，通(tōng)信波特率選用2400，單片機采用工作(zuò)方式3進行(xíng)串行(xíng)通(tōng)信。定時(shí)器(qì)T1設置為(wèi)方式2.設定SMOD=1，時(shí)間(jiān)常數(shù)F3H. 
    總線驅動器(qì)對單片機總線進行(xíng)擴展，提高(gāo)其驅動能力，選用74LS244、74LS245線驅動器(qì)。 
    驅動控制(zhì)電(diàn)路主要完成測試過程中TTL、CMOS測試門(mén)限的控制(zhì)，選用4重SPST(單刀單擲)DG211模拟開(kāi)關，開(kāi)關控制(zhì)由譯碼電(diàn)路及74LS373鎖存器(qì)完了成。為(wèi)保證DG211開(kāi)機時(shí)處于常開(kāi)(OFF)狀态，控制(zhì)線增加上(shàng)拉電(diàn)阻(10kΩ)。測試驅動電(diàn)路為(wèi)被測芯片施加測試輸入信号，采用微型繼電(diàn)器(qì)進行(xíng)輸入信号控制(zhì)，測試信号由數(shù)據緩沖器(qì)74ACT244産生(shēng)。為(wèi)保證輸入電(diàn)流達到設計(jì)要求，采用4路并聯方式。為(wèi)防止損壞器(qì)件，增加LC網絡進行(xíng)大(dà)電(diàn)流緩沖，并設計(jì)二極管保護電(diàn)路。 
    數(shù)據采集電(diàn)路讀取被測芯片輸出響應，采用雙電(diàn)壓比較器(qì)LM393進行(xíng)輸出信号控制(zhì)。它的功耗低(dī)，比較精度高(gāo)，并且可(kě)與TTL邏輯相兼容。LM393輸出與74LS373數(shù)據鎖存器(qì)相聯，由單片機控制(zhì)讀入比較數(shù)據。    
    電(diàn)壓驅動D/A電(diàn)路完成VI測試過程中階梯電(diàn)壓的輸出。采用8位并行(xíng)D/A轉換器(qì)MC1408.芯片電(diàn)源電(diàn)壓為(wèi)+5V，-12V兩種。參考電(diàn)壓由恒流穩壓源TL431提供。輸出選擇雙極性輸出，由兩級放大(dà)電(diàn)LM348完成。 
    電(diàn)流變換采集A/D電(diàn)路實施測試點電(diàn)流數(shù)據的采集。電(diàn)路中采用負載電(diàn)阻及差分放大(dà)電(diàn)路LM343對測試點進行(xíng)電(diàn)壓跟随，将測試點的電(diàn)流值轉換為(wèi)A/D變換電(diàn)路可(kě)以處理(lǐ)的電(diàn)壓量。選用AD7574八位逐次比較式高(gāo)速A/D變換電(diàn)路。轉換時(shí)間(jiān)為(wèi)15μS，單+5V電(diàn)源供電(diàn)。參考電(diàn)壓選用VREF=-8V.輸入電(diàn)壓範圍為(wèi)0~+|VREF|.程序控制(zhì)芯片RD端産生(shēng)一個(gè)負脈沖就可(kě)啓動A/D轉換。 
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    2、軟件模塊：測試儀由便攜式主控計(jì)算(suàn)機通(tōng)過串行(xíng)口進行(xíng)控制(zhì)，單片機測試平台完成激勵控制(zhì)、數(shù)據采集等工作(zuò)，所有(yǒu)數(shù)據分析處理(lǐ)及命令控制(zhì)由便攜式主計(jì)算(suàn)機完成。整套測試軟件由主控軟件、數(shù)據通(tōng)信軟件、離線測試軟件、在線功能測試軟件、在線狀态測試軟件、VI特性測試軟件、節點電(diàn)壓測試軟件、電(diàn)子手冊、測試開(kāi)發軟件、系統自檢軟件等幾個(gè)主要模塊組成。 

    三、測試儀主要功能 
    測試儀采用電(diàn)路在線測試技(jì)術(shù)，可(kě)以用來(lái)在線或離線測試分析各種中小(xiǎo)規模集成電(diàn)路芯片的常見故障，測試模拟、數(shù)字器(qì)件的V/I特性。 
    數(shù)字芯片的功能測試測試的基本原理(lǐ)是檢測并記錄芯片的輸入/輸出狀态，将其記錄的狀态與标準的狀态真值表進行(xíng)比較，從而判斷被測芯片功能是否正确。數(shù)字芯片的狀态測試電(diàn)路闆上(shàng)每個(gè)數(shù)字器(qì)件，在加電(diàn)後都有(yǒu)三種狀态特征：各管腳的邏輯狀态(電(diàn)源、地、高(gāo)阻、信号等)、管腳之間(jiān)的連接關系、輸入輸出之間(jiān)的邏輯關系。當器(qì)件發生(shēng)故障後，其狀态特征一般都要發生(shēng)變化。 
    測試儀能夠把好電(diàn)路闆上(shàng)的各IC器(qì)件的狀态特征提取出來(lái)，存入計(jì)算(suàn)機的數(shù)據庫中，然後與同類有(yǒu)故障的電(diàn)路闆進行(xíng)比較，從而準确地找出故障部位。 
    VI特性測試分析該項測試功能建立在模拟特征分析技(jì)術(shù)基礎上(shàng)，可(kě)用于模拟、數(shù)字、專用器(qì)件、可(kě)編程器(qì)件以及大(dà)規模、超大(dà)規模器(qì)件的測試。測試儀通(tōng)過測試探棒或測試夾自動把被測點的特征曲線提取出來(lái)，顯示在微機屏幕上(shàng)，最後存入計(jì)算(suàn)機。進特故障診斷時(shí)，将實測到的VI曲線與事先存貯的标準曲線進行(xíng)比較，進而發現故障。節點電(diàn)壓測試由于測試儀測試對象不僅包括數(shù)字電(diàn)路器(qì)件，也包括大(dà)量的模拟電(diàn)路器(qì)件，為(wèi)進一步提高(gāo)測試儀的适用範圍，在測試儀中采用了節點電(diàn)壓測試技(jì)術(shù)。通(tōng)過對被測對象施加工作(zuò)電(diàn)壓，由計(jì)算(suàn)機讀取測試節點的電(diàn)壓響應值，并建立标準測試信息庫，供操作(zuò)人(rén)員分析和(hé)判斷故障部位。 
    其它功能測試儀除以上(shàng)主要功能外，還(hái)具備電(diàn)子手冊、測試開(kāi)發、系統自檢等輔助測試功能。