通用电路板自动测试系统的设计与实现

2011-11-01 17:17:04来源: 互联网

  电路板已经成为当今电子产品的重要组成部分,随着电子技术及印制板制造技术的发展,现代电子产品日趋复杂,印制电路板的密度日趋增加,随之而来的是印制板的测试及修理也愈加困难。为了提高印制电路板的检测及维修的自动化程度,设计电路板的自动测试系统是非常必要的。

  目前,印制电路板自动测试技术发展迅速,印制板在线测试系统(ATE)广泛应用于印制板光板及各种产品的印制电路板的生产、检测和维修等环节。由于用户的测试要求、测试对象各不相同,其具体性能(或功能)、测试原理及测试方法也各不相同,它需要量体裁衣、单台定制才能满足用户的要求,并且系统的通用性较差,资源可重复利用率低。鉴于上述状况,本文设计了一款较为通用的自动测试系统,用来测试电路板是否工作正常,实现了对多款电路板的在线测试。

  1 系统的总体结构

  1.1 系统总体考虑

  本系统的主要目的是测试电路板是否工作正常,是通过对电路板上关键信号进行测试来达到的。因此,本系统的任务就是对电路板上的关键信号进行采集,通过PC 端的软件进行分析得出测试结果。系统分为针床、信号采集和传输模块、测试软件3个部分。作为一个通用的测试系统,在3 个部分中均考虑了较强的通用性。

  1.2 系统结构

  本自动测试系统的结构框图见图1。系统的工作原理是:通过针床将待测信号导出,FPGA 通过控制多路模拟开关将待测信号采集进来,将数据通过相应协议传送到PC 机,用自动测试软件测试各个信号是否正常。

 

  由于待测信号的频率相差较大,有直流信号,也有频率高于103 MHz 的脉冲信号,以及在其间的多种频率的信号,因此本系统采用低频和高频2 组信号采样电路,来适应不同信号采集的需要。

  1.3 主要芯片介绍

  本系统中用到的主要芯片有:主芯片EP2S63,AD 采样芯片AD7864 和AT84AD331。以下对这3 种芯片进行简要介绍:

  EP2S63 是ALTERA 公司的Strati 系列的FPGA,该系列的FPGA 采用先进的93 nm 生产工艺;将FPGA 性能推向了新高度,该系列是业界最快、密度最高的FPGA。EP2S63 拥有多达84个专用LVDS 差分逻辑接收通道,每个LVDS 通道数据传输速率最高达1 Gb/s。其内部具有专门的高速数字锁相环电路,能够产生可供ADC 电路使用的时钟信号。

  AD7864 是一种较低速、低功耗、可以4 通道同时采样的12b A/D转换器。它拥有12 位A/D转换器,可同时采样4 个输入通道,并具有4 个采样、保持放大器;单电源供电(+5 V),多个转换电压范围, 对于每一个模拟输入通道均有过压保护电路;4 通道同时工作时,最大采样率为133 kHz。

  AT84AD331 是Atmel 公司生产的高速采集芯片。该器件集成了两路(I 和Q)独立的ADC,具有8 b 转换精度,每个通道具有l Gs/s 的采样率,在交错模式下采样率达2 Gs/s。本芯片基于高速应用场合的要求,模拟输入、数字时钟输入、数字时钟输出、数据输出,同步时钟输出都采用差分方式。数据输出采用LVDS标准,其传输率可达1 Gb/s,使用其内部的多路分离器,可以降低输出数据率,也可以方便地与多种类型的高速FPGA 直接相连。

  采用1∶2 模式时,输出数据速率降为533 Mb/s,可以满足多数FPGA 接收数据的要求。

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关键字:通用电路板  自动测试系统

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/1101/article_3832.html
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