电子装备数字电路板自动检测仪设计

2011-09-06 12:51:37来源: 互联网

  1 引言

  电子装备在海军舰艇上应用广泛,如观通、导航、指挥控制、电子战和武器控制等,属于舰艇关键设备,电子装备以其智能化、小型化、高速、高复杂度的特点,在大幅度提高舰艇生命力和作战效能的前提下,也为舰艇维修保障部门和人员带来了巨大的挑战。随着部队信息化建设的不断普及与深入,武器装备的维修保障技术正在发生新的变化口_引:自动测试系统及设备ATE(Automatic Test Equipment)、便携式维修辅助PMA(Portable Maintenance Aids)、交互式电子技术手册IETM(Interactive Electronic Technical Manual)等已经成为武器装备维修领域的研究热点。ATE是以计算机为基础的故障诊断技术设备,投入使用后,加速了测试过程,提高了维修速度,还可以预防未发生的故障,进而提高装备的质量和性能。舰艇电子装备中的电路板存在多种类型,这里仅考虑针对单纯的数字逻辑型电路板ATE设备的设计。

  2 系统总体设计

  测试单纯的数字逻辑型电路板,首先需要找出电路板接口引脚上的信号特性,如信号电平(TTL型、CMOS型等)、信号方向(输入、输出或双向)、信号功能(电源信号、逻辑信号),在此基础上通过电路原理图分析电路板功能,设计测试向量,以确定响应向量。信号特性及电路原理图的获取有以下途径:(1)由电路板研制设计单位提供;(2)使用测量仪表手工测绘。

  ATE测试的原理就是向电路板输入测试向量,获取相应的输出向量,将此输出向量与正常的响应向量相比较,结果一致表明电路板无故障,否则表明该电路板已损坏。整个过程由ATE自动完成,因此效率高,但测试向量的完备与否对故障诊断结果有重要影响。该ATE设备是针对某电子装备系统而研发的,其结构框图如图1所示。

  

 

  从图1可见,ATE由信号发生、信号采集、与上位机的USB通信以及用于连接被测板的接插件4大模块组成。信号发生模块和信号采集模块采用单片机AT89S51+FPGA的技术方案实现,因此整个测试系统是一个PC机→单片机→FPGA→被测板的4级结构。USB通信模块选用USB/RS-232转换器实现,AT89S51串口经电平转换电路转换为RS-232接口后连接到USB/RS-232转换器。接插件模块主要考虑与被测板连接的电气与机械特性。

  3 关键模块设计

  3.1 信号发生模块设计

  该模块由单片机控制桥(AT89S51)、测试向量存储器(静态存储器HM628128x2,排列方式为256 Kx8 bit)、信号发生FPGA(Altera公司Cyclone系列PLD器件EP1C3)、通道控制CPLD(Altera公司MAX7000系列PLD器件EPM7128S)及三态选通门阵列(74LS126x16)组成,模块组成结构如图2所示。

  

 

  单片机控制桥收到上位PC机传来的测试向量后,将其写入测试向量存储器(单片机内的存储器不够用),并将被测电路板的引脚信号特性数据写入通道控制CPLD。由CPLD控制三态门阵列的选通端,三态门阵列的输入数据由信号发生FP-GA提供,FPGA接收到控制桥的信号发生命令后,从测试向量存储器取出测试向量送往三态门阵列。控制桥重用FPGA访问测试向量存储器的总线,为防止两者对存储器的访问冲突,用信号Ctrl0和Ctrl1进行开关控制,当Ctrl0=0且Ctrl1=0时,控制桥掌控存储器的访问总线,否则由FPGA掌控。

  这里要解决的关键问题之一是自动配线问题。由于各块电路板的输入输出引脚不固定,自动配线除了保证信号送达被测板相应的输入通道外,需要避免信号发生模块将信号输出到被测电路板的输出通道,以防止损坏被测板。设计中该问题通过三态门的高阻态得以解决。

[1] [2]

关键字:自动检测仪  电子装备  数字电路板

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0906/article_3415.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
自动检测仪
电子装备
数字电路板

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved