CN101609117A - 测试仪及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测试仪及其测试方法，该测试仪包括微控制器及向微控制器供电的电源电路，该微控制器设有存储器，存储有电压阈值信息以及第一时间长度信息，测试仪还设有与微控制器连接的第一测试针，并设有与微控制器连接的第二测试针以及第三测试针。该测试方法包括测试仪通过第一测试针向被测电容加载第一测试信号，通过第二测试针及第三测试测试针检测第一时间长度所对应时间的起止时刻下，被测电容两端电压的第一电压差值，并将第一电压差值传送至微控制器；微控制器判断第一电压差值是否大于存储器所存储的电压阈值，如是，判断被测电容漏电。本发明能有效检测被测芯片是否漏电，保证芯片生产的质量。

Description

测试仪及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试仪器，尤其是一种通过测试芯片中的电容是否漏电来判断芯片是否合格的测试仪以及应用这种测试仪对芯片进行测试的测试方法。

背景技术

激光打印机具有打印速度快、打印质量好等优点，广泛用于各种打印场合。现有激光打印机大多使用可拆卸的碳粉盒装载打印使用的碳粉，并在碳粉盒的壳体上安装一芯片，用于与激光打印机进行通讯，以确保激光打印机正常工作。生产芯片后，需要使用专用的测试仪对芯片进行测试，以确保芯片的质量。

现有的测试仪电原理图如图1所示，图1中测试仪与被测芯片2连接。测试仪由微控制器11、电源电路12、显示电路13以及输入电路14等构成。电源电路12向微控制器11提供稳定的直流电源，供微控制器11工作。微控制器11的IO接口组IOG2与显示电路13连接，将测试结果通过显示电路13显示出来。输入电路14与微控制器11的IO接口组IOG1连接，测试人员可通过输入电路14输入测试命令等。测试仪设有第一测试针16与第三测试针18，其中第一测试针16与微控制器11的IO3连接，第三测试针18与微控制器11的接地端子GND连接。同时，直流电源VCC通过电阻R3向第一测试针16提供电源。

被测芯片2设有微控制器21，其IO0与SDA端子连接。被测芯片2还设有电容C0，电容C0连接在微控制器21的电源端子VDD与接地端子GND之间。

测试时，将被测芯片2的SDA端子连接至测试仪的第一测试针16上，并将被测芯片2的接地端子GND与测试仪的第三测试针18连接。微控制器11通过第一测试针16、SDA端子向被测芯片2的微控制器21发送测试信息，并接收微控制器21返回的信息，以判断微控制器21是否正确返回相应的信息，以此判断被测芯片2功能是否正常。

但是，现有的测试仪只能对被测芯片2的功能进行测试，并不能检测被测芯片2电容C0是否正常，如检测电容C0是否漏电，电容C0的电容值是否符合设计要求等。

若需要对电容C0进行测试，可向电容C0两端加载方波信号作为充电电压，如图2所示。电容C0接收加载的电压信号后，若电容C0不漏电，其在特定时间内，如时间t1的起止时刻，电容C0两端电压值从U1变化为U2，其电压差值为UL，UL＝U2-U1。若电容C0漏电，其充放电特性如图2所示，在时间t1的起止时刻，电容C0两端电压值从U1突变为U3，其电压差值为UL1，UL1＝U3-U1。由图2可见，UL1远大于UL，微控制器11可通过电容C0两端电压差值可判断电容C0是否漏电。

同时，若需要检测电容C0的电容值是否符合设计要求，可向电容C0两端加载较长的方波信号，如图3所示。若电容C0电容值符合要求，电容C0接收到充电信号后，在特定时间，如在时间t3起止时刻，两端电压值从U11变化为U12，电压差值为U0，U0＝U12-U11。若电容C0为电容值偏大的电容，其两端电压值从U11变化为U13，电压差值为Umin，Umin＝U13-U11。若电容C0为电容值偏小的电容，其两端电压值从U11变化为U14，电压差值为Umax，Umax＝U14-U11。

由图3可见，正常电容的电压差值U0在电容值偏大电容两端电压差值Umin与电容值偏小电容两端电压差值Umax之间。因此，微控制器11可通过检测在时间t3的起止时刻，电容C0两端电压差值是否在某一特定区间内来判断电容C0的电容值是否符合设计要求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能检测芯片电容是否漏电的测试仪；

本发明的另一目的是提供一种应用上述测试仪对芯片电容进行检测的测试方法。

为了实现上述主要目的，本发明提供的测试仪包括微控制器以及向微控制器供电的电源电路，该微控制器设有一存储器以及模数转换器，该存储器中存储有电压阈值信息以及第一时间长度信息，测试仪还设有与微控制器一个IO接口连接的第一测试针，并设有与微控制器的模数转换器连接的第二测试针以及第三测试针。

对芯片进行测试时，可通过第一测试针向芯片的电容加载测试电压信号，并通过第二测试针及第三测试针检测电容在第一时间长度起止时刻下的电压差值，通过判断电压差值是否大于存储器存储的电压阈值来判断电容是否漏电。

由上述方案可见，测试仪可通过检测被测芯片上电容两端的电压差值来判断电容是否漏电，测试仪不单可以检测被测芯片的功能是否正常，还可以检测被测芯片的电容是否正常工作，从而全面检测芯片的质量，确保碳粉盒与激光打印机之间的通讯。

为了实现上述的再一目的，本发明提供应用上述测试仪对电容进行测试的方法，包括

测试仪通过第一测试针向被测电容加载第一测试信号，

测试仪通过第二测试针及第三测试测试针检测第一时间长度所对应时间的起止时刻下，被测电容两端电压的第一电压差值，并将第一电压差值传送至微控制器，

微控制器判断第一电压差值是否大于存储器所存储的电压阈值，如是，判断被测电容漏电。

由此可见，测试仪的微控制器向电容加载第一测试信号后，检测电容两端电压在第一时间长度起止时刻下的差值，通过判断该差值是否大于电压阈值即可判断电容是否漏电。这样，测试人员可轻易判断被测芯片的电容是否漏电，保证芯片的质量。

附图说明

图1是现有测试仪的电原理图，图中测试仪与被测芯片连接；

图2是被测芯片的电容充电电压信号、正常电容两端电压信号以及漏电电容两端电压信号波形图；

图3是被测芯片的电容充电电压信号、正常电容两端电压信号、电容值偏大电容两端电压信号以及电容值偏小电容两端电压信号波形图；

图4是本发明测试仪第一实施例与被测芯片的电原理图；

图5是本发明测试方法实施例的流程图；

图6是本发明测试仪第二实施例与被测芯片的电原理图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图4，是本发明测试仪第一实施例与被测芯片的电原理图。本实施例中，测试仪设有微控制器11、电源电路12、显示电路13、输入电路14、第一测试针16以及第三测试针18，这些与现有的测试仪相同，在此不再赘述。

本实施例中，微控制器11内设有模数转换器(图中未视)，测试仪还设有第二测试针17以及第三测试针18，第二测试针17通过模数转换通道AD3与微控制器11的模数转换器连接，可将输入的模拟信号转换成数字信号。

同时，微控制器11中还设有存储器(图中未示)，存储器中存储有电压阈值信息以及第一时间长度信息，其中电压阈值是被测电容的漏电电压阈值。电压阈值信息与第一时间长度信息在测试仪生产时写入到微控制器11的存储器中。

另外，存储器中还存储有电压差上限阈值信息、电压差下限阈值信息以及第三时间长度信息。

对芯片进行测试时，将第一测试针16连接至被测芯片2的SDA端子，将第二测试针17及第三测试针18连接至被测芯片2的电容C0两端，以获取电容C0两端的电压值。

应用测试仪对芯片进行测试的流程图如图5所示。对芯片2进行测试时，首先执行步骤S1，通过第二测试针17与第三测试针18检测电容C0两端电压的电压值，此电压值为第一电压值。如图2所示，第一电压值为U1，是测试仪未向电容C0加载测试信号时的电压值。第二测试针17与微控制器11的模数转换通道AD3连接，将检测到的电压模拟值转换成数字值，并存储到微控制器11中。当然，执行本步骤时，若在电容C0两端电压接近0伏时检测两端电压，可获得较佳的效果。

然后，测试仪执行步骤S2，通过第一测试针16向芯片的SDA端子加载第一测试信号，也就是向电容C0加载第一测试信号。该测试信号为充电电压，电压信号波形图如图2所示的电容充电电压信号波形图。第一测试信号为周期较短的方波信号，电容C0接收第一测试信号后两端电压值将开始升高。

然后，测试仪执行步骤S3，计算第一时间长度对应的时间，并在第一时间长度到后再次通过第二测试针17及第三测试针18检测电容C0两端的电压值，该电压值为第二电压值。如图2所示，测试仪经过第一时间长度对应的时间t1后，再通检测电容C0两端电压。若为正常电容，电容C0两端电压值为U2，若电容C0漏电，其两端电压值为U3。

接着，微控制器11计算第一电压差值，即执行步骤S4。计算第一电压差值时，使用第二电压值减去第一电压值即可获得第一电压差值，若电容C0为正常电容，第一电压差值为UL，UL＝U2-U1；若电容C0为漏电电容，则第一电压差值为UL1，UL1＝U3-U1。

然后，微控制器11判断第一电压差值是否大于电压阈值，即执行步骤S5。由图2可见，漏电电容的第一电压差值UL1远大于正常电容的第一电压差值UL。若选择适当的电压阈值，则正常电容的第一电压差值UL小于电压阈值，漏电电容的第一电压差值UL1大于电压阈值。此时，微控制器11即可判断正常电容的第一电压差值UL小于电压阈值，漏电电容的第一电压差值UL1大于电压阈值。这样，微控制器11即可判断被测芯片2的电容C0是否漏电。与此同时，测试仪停止向芯片加载第一测试信号。

参见图5，微控制器11判断电容C0的第一电压差值大于电压阈值，则执行步骤S6，判断电容C0为漏电电容，如果电容C0的第一电压差值小于电压阈值，表示电容C0没有漏电。然后，等待电容C0两端电压降至大致0伏时，执行步骤S7。

步骤S7中，测试仪通过第二测试针17及第三测试针18检测电容C0两端的电压，获取第三电压值。如图3所示，测试仪检测电容C0的第三电压值为U11，也就是未加载第二测试信号前电容C0两端电压。

然后，微控制器11执行步骤S8，通过第一测试针16向被测芯片2加载第二测试信号，第二测试信号波形图如图3中电容充电电压信号波形图所示。第二测试信号为方波信号，其周期比第一测试信号的周期长，也就是对电容C0充电时间较长。

接着，微控制器11执行步骤S9，经过第三时间长度对应的时间后，再次检测电容C0两端的电压值，该电压值为第四电压值。由图3可见，经过第三时间长度对应的时间t3后，正常电容的第四电压值为U12，电容值偏大的电容第四电压值为U13，电容值偏小的电容第四电压值为U14。

然后，微控制器11使用第四电压值减去第三电压值获得电容C0两端电压的第二电压差值，即执行步骤S10。由图3可见，若电容C0为正常电容，第二电压差值U0＝U12-U11，若电容C0的电容值偏大，第二电压差值为Umin，Umin＝U13-U11，若电容C0的电容值偏小，第二电容差值为Umax，Umax＝U14-U11。并且，正常电容的第二电压差值U0在Umin与Umax之间。

同时，测试人员可以将Umin设定为电压差下限阈值，而将Umax设定为电压差上限阈值，以此判断电容C0的电容值是否合适。

微控制器11计算电容C0的第二电压差值后，执行步骤S11，判断第二电压差值是否在电压差上限阈值Umax与电压差下限阈值Umin之间，由图3可见，若电容C0为正常电容，其第二电压差值U0在电压差上限阈值Umax与电压差下限阈值Umin之间，微控制器11便判断电容C0的电容值合适，执行步骤S12。若电容C0的第二电压差值大于电压差上限阈值Umax或小于电压差下限阈值Umin，则表示电容C0电容值不合适，微控制器11执行步骤S13，判断电容C0不符合要求。

最后，微控制器11执行步骤S12，对电容值合适的芯片2进行功能测试，以判断芯片2的功能是否正常。

由此可见，测试仪向被测芯片2加载测试信号后，通过检测电容C0两端的电压差值，可以判断电容C0是否漏电，并可以检测电容C0的电容值是否合适，从而检测电容C0的性能是否符合设计要求，实现对被测芯片2的硬件测试。

本实施例中，测试仪是在加载第一测试信号前检测电容C0两端电压获取第一电压值，实际应用时，也可以在加载第一测试信号后再检测电容C0两端电压值。

如图2所示，测试仪可以在加载第一测试信号后，并在第一测试信号由高电平转换为低电平前，检测电容C0两端电压，获得第一电压值U4。然后，经过第二时间长度所对应的时间t2后，第一测试信号由高电平转换为低电平，此时测试仪检测电容C0两端的电压值，获取第二电压值U5，并使用第一电压值U4减去第二电压值U5，获取第一电压差值UL2，即UL2＝U4-U5。最后，通过判断第一电压差值UL2是否大于电压阈值来判断电容C0是否漏电。当然，第二时间长度也需要预先写入到微控制器11的存储器中。

当然，本实施例中，测试仪分别向电容C0加载第一测试信号以及第二测试信号，分别检测电容C0是否漏电、电容C0的电容值是否合适。实际检测时，可以只向电容C0加载一个测试信号，实现对电容C0是否漏电以电容值是否合适进行检测。

例如，测试仪首先检测电容C0两端电压值，设定该电压值为第五电压值，并通过第一测试针16向电容C0加载测试信号，该测试信号为周期合适的方波信号。然后，经过第一时间长度所对应的时间后检测电容C0两端电压值，设定该电压值为第六电压值，并使用第六电压值减去第五电压值获得第一电压差值。同时，测试仪自加载测试信号后，经过第三时间长度所对应的时间后，检测电容C0两端的电压值，设定该电压值为第七电压值，则使用第七电压值减去第五电压值获得第二电压差值。

这样，测试仪只需要加载一次测试信号，即可获取第一电压差值与第二电压差值，通过判断第一电压差值是否大于电压阈值来判断电容C0是否漏电，通过判断第二电压差值是否在电压差上限阈值与电压差下限阈值之间判断电容C0的电容值是否合适。

另外，本实施例中，电压差上限阈值与电压差下限阈值是测试仪生产过程中写入到微控制器11。实际应用时，可以通过一个电路设定电压差上限阈值与电压差下限阈值。

参见图6，是本发明测试仪第二实施例与被测芯片的电原理图。本实施例的测试仪设有微控制器11、电源电路12、显示电路13、输入电路14以及第一测试针16、第二测试针17第三测试针18，这些与第一实施例相同，在此不再赘述。

与第一实施例不同的是，本实施例还设有电压差阈值设置电路，由电压差上限阈值设置电路与电压差下限阈值设置电路组成。其中，滑动变阻器R1与电容C1连接组成电压差上限阈值设置电路，滑动变阻器R1的一端与直流电源VCC连接，电容C1的一端与微控制器11的模数转换通道AD1连接，将电压差上限阈值设置电路的电压信号传送至模数转换通道AD1中。这样，只要调节滑动变阻器R1中间抽头的位置，即可调节电压差上限阈值电路的电压值，使该电压值与需要设定的电压差上限阈值相等。然后，微控制器11将电压差上限阈值设置电路的电压值存储到微控制器11的存储器中，作为电压差上限阈值。

相同的，电压差下限阈值设置电路由滑动变阻器R2与电容C2连接组成，其工作原理与电压差上限阈值设置电路相同，只是滑动变阻器R2中间抽头位置不同，向微控制器11的模数转换通道AD2输入的电压值也就不同。

这样，生产测试仪时，可根据不同被测芯片电容的电容值需求，调节滑动变阻器R1、R2中间抽头的位置，即可设置电压差上限阈值与电压差下限阈值。

当然，电压差阈值设置电路也可以是只由一个滑动变阻器与电容连接组成。在第一时刻下，将滑动变阻器的中间抽头滑动至一个合适的位置，使电压差阈值设置电路的电压值与电压差上限阈值相对，并将此时刻下的电压值存储到微控制器11的存储器中，作为电压差上限阈值。在第二时刻下，将滑动变阻器的中间抽头滑动至另一位置，使电压差阈值设置电路的电压值与电压差下限阈值相等，将此时刻下的电压值存储到存储器11中，作为电压差下限阈值。

当然，上述实施例仅是本发明的部分实施方式，本发明实际应用过程中还可以有更多的变化，例如检测电容漏电或电容值不合适后，仍可以对芯片功能进行测试，以判断芯片功能是否正常；或者先检测电容的电容值是否合适，再检测电容是否漏电；又或者使用外置数模转换器来替代微控制器内设的数模转换器等，这些改变并不影响本发明的实施。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，诸如电压差阈值设置电路结构的改变、测试信号波形的改变、测试步骤顺序的改变等微小变化，也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1、测试仪，包括

微控制器，所述微控制器设有一存储器；

向微控制器供电的电源电路；

与微控制器一个IO接口连接的第一测试针；

其特征在于：

所述测试仪还设有与微控制器连接的第二测试针以及第三测试针；

所述存储器中存储有电压阈值信息以及第一时间长度信息。

2、根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于：

所述存储器还存储有电压差上限阈值信息、电压差下限阈值信息以及第三时间长度信息。

3、根据权利要求1或2所述的测试仪，其特征在于：

所述测试仪还设有与微控制器连接的电压差阈值设置电路。

4、根据权利要求3所述的测试仪，其特征在于：

所述电压差设置电路包括分别与微控制器连接的电压差上限阈值设置电路以及电压差下限阈值设置电路；

所述电压差上限阈值设置电路由滑动变阻器(R1)及电容(C1)构成；

所述电压差下限阈值设置电路由滑动变阻器(R2)及电容(C2)构成。

5、应用如权利要求1所述测试仪对电容进行测试的方法，包括

测试仪通过第一测试针向被测电容加载第一测试信号；

测试仪通过第二测试针及第三测试测试针检测第一时间长度的起止时刻，被测电容两端电压的第一电压差值，并将第一电压差值传送至微控制器；

微控制器判断所述第一电压差值是否大于所述电压阈值，如是，判断被测电容漏电。

6、根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于：

所述第一测试信号为方波信号。

7、根据权利要求5或6所述的测试方法，其特征在于：

所述微控制器的存储器还存储有电压差上限阈值信息、电压差下限阈值信息以及第三时间长度信息；

测试仪通过第一测试针向被测电容加载第二测试信号；

测试仪通过第二测试针及第三测试测试针检测第三时间长度所对应时间的起止时刻下，被测电容两端电压的第二电压差值，并将第二电压差值传送至微控制器；

微控制器判断所述第二电压差值是否在所述电压差上限阈值与所述电压下限阈值之间，如是，判断被测电容的电容值合适。

8、根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：

所述第二测试信号为方波信号；

所述第二测试信号的周期长于第一测试信号的周期。

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