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用电路板在线测试仪的UDT开发AD、DA的器件测试
【来源】本站 【日期】2009/3/9
   一、概述

    UDT指用户自定义测试。UDT能够用于同时包括有数字、模拟部分的电路或器件。模数(AD)、数模(DA)转换器件就属于这类器件。本文介绍如何用UDT开发对这类器件的测试。

    用户通过UDT控制电路板在线测试仪测试仪,向被测试器件/电路的输入施加数字、模拟激励信号,从输出取回相应的响应信号,通过比较相同激励信号下,器件/电路的实测响应信号与预期(标准)响应信号的符合程度,实现故障检测。能够检测器件/电路的(某项)功能所需的激励信号、响应信号以及相关参数等信息的组合,叫做该器件/电路的一个测试

    所谓为某种器件/电路开发测试,就是根据它的工作原理,确定适当的激励信号和预期响应信号。使用开发好的测试排查故障相对简单的多,所以,本功能最适用于小批量、多品种的电子产品研发、生产单位——由设计人员开发测试,由生产人员用来排查故障。

    UDT的使用过程大致如下:

    1.依据对被测试器件/电路的原理和测试要求,设计激励信号;

    2.有两种办法得到器件/电路对激励信号的预期(标准)响应信号:
     a、 设计者根据激励信号、以及被测器件/电路的工作原理,推导出响应信号
     b、将激励施加到确定无故障的器件/电路上,把从输出取回的实测响应信号,作为以后的预期响应信号。

    3.在UDT的控制下,通过在计算机屏幕上“画”,就能把设计好的信号输入计算机。相当方便。

    4.需要检测器件/电路故障时,在计算机上通过UDT调出相应测试;按照建立测试时指定的测试仪和被测电路/器件的连接关系(会提示在屏幕上)连接好;直接执行测试、比较测试结果即可。

    由于测试时施加的激励信号与开发时的完全相同,只要本次执行测试得到的响应信号与原来的相同(会同时提示在屏幕上),就说明被测器件/电路没有故障;否则,可根据测试失败提示信息(在开发测试时输入),排查故障。

    为了简化激励信号设计,可以分多次完成对一个器件/电路的测试——每次只检查它的部分功能。比如,对一个数字计数电路,一次测试它的置数功能,另一次测试它的计数功能;对一个数模转换器,一次测试它的电流工作方式,另一次测试它的电压工作方式等等。进行一次部分测试所需要的激励、响应以及相关信息组合在一起,叫做一个子测试。一个器件/电路的所有子测试组成它的完全测试,通常存放在一个文件中,叫做它的测试文件,存放在计算机中。

    目前的UDT实现在HN2000MX/C型号上。共提供40个数字通道、4个模拟通道。

二、开发模数转换器TLC0820的测试

第一步:设计测试方案

    以下仅考虑对离线器件(脱离了电路板的情况下)的测试。电路板在线测试仪测试仪具有在线测试的能力,但在设计方案中要考虑外电路(电路板上与被测器件相关联的器件)对测试的影响。这要根据具体电路具体分析。
    
    a、0820的工作原理
    0820是一个八位模数转换器;工作电压 5V;参考电压Vref。在满足关系: 0V<=Vref(-)<=Vref(+)<=5V,Vref(-)<=Vin<=Vref(+)时,在其它相关引脚的控制下,把Vin脚上的模拟电压转换成八位二进制数。当Vin=Vref(-)时,转换成00000000;Vin=Vref(+)时,转换成11111111。数据从它的八位数据线DB7......DB0上读出。

   b.确定测试方案
    0820有三种工作模式。可以编写三个子测试分别检测。下面设计用于独立工作模式的测试。

   模拟信号的幅度设计在0-5V。为简单计,在0-5V内,仅检查对11个模拟电压点的转换结果。这11个电压点取为:0V,0.5V,1V,1.5V,2V,2.5V,3V,3.5V,4V,4.5V,5V。

   根据0820的工作原理,独立工作模式下的数字部分(控制脚)可用下面所示时序:

2

   一个/WR周期完成一个电压点的转换。转换11个电压点共需11个周期。根据0820的工作原理,这11个电压点的预期转换数据近似为:(0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5)*255/5。

   未考虑中断脚INT和溢出脚/OFL的检测。

   c.确定连接方案

   规定在随机所带的离线测试板上进行测试,并且测试时器件第一脚必须和测试仪第一通道对齐,由此得出它的引脚和测试通道的连接关系,如下图所示。

TLC0820引脚定义

1

引脚和测试通道连接

脚号 脚名称通道号脚号脚名称通道号

  • Vin120VCC40
  • DB0219NC39
  • DB1318/OFL38
  • DB2417DB737
  • DB3 516DB636
  • /WR615DB535
  • MODE714DB434
  • RD813/CS33
  • INT912Vref(+)32
  • GND1011Vref(-)31
 


    d.确定外接电路

   测试这类器件时,通常还需要一点外部辅助电路。根据设计方案,这里需要在离线测试板上,用短路块把VCC、Vref(+)接5V,把GND、Vref(-)接地;另外,在VCC和GND之间并一个滤波电容。

第二步:输入设计方案

  • 进入UDT功能后,新建一个测试文件,并创建一个测试如下;

   子测试名称: Test0820_StdAloneMode

   子测试说明:测试独立工作方式。没有检测“INT”和“/OFL”。本测试在离线测试器上完成。测试时注意对齐第一脚。外电路连接:VCC、Vref(+)接5V;GND、Vref(-)接地;VCC和GND之间并一个滤波电容。

测试失败信息提示:

  • 确认硬件连接是否无误、器件是否夹好、管脚是否干净后重测;
  • 由于器件离散性、系统偏差的影响,误差在两个点以内判通过;
  • 检查Vref(+)上的5V是否够准。5V偏大,测试数据会偏小;否则偏大。

   2.为该测试输入测试信号如下:(具体操作过程参见电路板在线测试仪测试仪UDT使用说明)

3

   预期(标准)数据将从从好器件上读回,所以DB7...DB0全部简单定义为“X”。

   3. 将输入结果保存在名为TEST0820的测试文件中;

   4.退出或进入下一步

   第三步:获取预期(标准)信号

   1.如果由退出重新进入UDT,先打开测试文件TEST0820,再打开Test_StdAloneMode子测试;否则忽略这一步;

   2.用一个确定无故障的器件,按测试说明提示做好硬件连接;

   3.执行子测试;

   4.执行“替换操作”,用实测数据替换前面定义成“X”的预期数据。替换后的结果如下图所示:

4

   5.退出UDT。结果自动保存在TEST0820文件中;
    测试的开发工作至此完成。

   第四步:测试器件

   1.测试器件的过程与第三步相同,执行测试后若测试成功,转入下一步;若提示“测试失败”,根据测试失败提示信息中的提示,作进一步处理。

  • 结束测试,退出UDT或测试下一个器件。

 

三、开发数模转换器7524的测试

   以下仅考虑对离线器件的测试。

   第一步:设计测试方案
    a、7524的工作原理
    7524是一个八位数模转换器。它有电压/电流两种工作模式。在电压模式下工作时,在OUT1脚上施加一个稳定电压Vr,那么,在Vref脚上可以输出一个电压Vout,并且这个电压与Vr和八位数据之间的关系为:Vout=(DB7...DB0)*Vr/256
    b.确定测试方案
    在OUT1上用模拟通道设置一个2.5V的直流电压,在/CS为低时,/WR下降沿将数据线上的数字信号打入器件,进行转换,转换好的电压会直接输出到Vref上。由以上分析,得到如下数字部分激励信号(/CS、/WR D、B7......DB0)的波形时序图:

5

   一个/WR周期完成一个电压点的转换。共转换11个数据:(0, 25,50,75,100,125,150,175,200,225,255),其八位二进制表示依次为(00000000,00011001,00110010,01001011,01100100,01111101,10010110,10101111,11001000,11100001,11111111)。转换出的11个电压值近似为:(0, 25,50,75,100,125,150,175,200,225,255)*2.5V/256
    c.确定连接方案

   规定离线测试在离线测试板上进行,并且测试时器件第一脚必须和测试仪第一通道对齐,由此得出其它引脚和测试通道的连接关系,如下图所示。

TLC7524CN引脚定义
6

引脚和测试通道连接
脚号 脚名称通道号脚号脚名称接通道号
1OUT1116Rf40
2OUT2215Vref39
3GND314VDD38
4DB7413/WR37
5DB6512/CS36
6DB5611DB035
7DB4710DB134
8DB389DB233

   d.确定外接电路

   根据设计方案,这里需要在离线测试板上,用短路块把VDD接5V,把GND、OUT2接地;另外,在VDD和GND之间并一个滤波电容。

   第二步:输入设计方案

   1.进入UDT功能后,新建一个测试文件,并创建一个测试如下;

   子测试名称: Test7524_VoltMode

   子测试描述:测试电压工作方式。本测试在离线测试器上完成。测试时注意对齐第一脚。外电路连接:VDD接5V;GND、OUT2接地;VDD和GND之间并一个滤波电容。

   测试失败信息提示:
   a.检查硬件连接、器件是否夹好、管脚是否干净后重测;

   b. 由于器件离散性、系统偏差的影响,若测试波形与与预期波形仅有平移,判通过;

   2.为该测试输入测试信号如下:(具体操作过程参见汇能测试仪UDT使用说明)

7

   预期(标准)电压将从从好器件上读回,先将Vref随便简单定义。

   3. 将输入结果保存在名为TEST7524的测试文件中;

   4.退出或进入下一步

   第三步:获取预期(标准)数据

   1.如果由退出重新进入UDT,先打开测试文件TEST7524,再打开Test_VoltMode子测试;否则忽略这一步;

   2.用一个确定无故障的器件,按子测试说明提示做好硬件连接;

   3.执行子测试并忽略错误提示;

   4.执行“替换操作”,自动用Vref上的实测电压替换前面的定义,作为以后的测试标准。替换后的结果如下图所示:

8

   5.退出UDT。结果自动保存在TEST7524文件中;

   测试的开发工作至此完成。

   第四步:测试器件

   1、测试器件的过程与第三步相同,执行测试后若测试成功,转入下一步;若提示“测试失败”,根据测试失败提示信息中的提示,作进一步处理。

    2、结束测试,退出UDT或测试下一个器件。
 
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