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:
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 |
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
|
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)
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:
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:
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 |
引脚和测试通道连接 |
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)
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:
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。