CN101615153A - Usb接口功率测试装置 - Google Patents

Abstract

一种USB接口功率测试装置，包括第一和第二USB接口及模拟装置，第一USB接口用于连接待测电路板，第二USB接口用于连接USB设备，模拟装置包括第一稳压器、第一电阻、第二电阻及负载电阻，所述第一稳压器包括输入端，输出端及调节端，第一USB接口的信号引脚对应连接第二USB接口的信号引脚，第一USB接口的电压端分别连接第二USB接口的电压端及第一稳压器的输入端，第一电阻连接于第一稳压器的输出端与第一稳压器的调节端之间，稳压器的调节端经第二电阻接地，稳压器的输出端经负载电阻接地。所述USB接口功率测试装置测试准确且方便。

Description

USB接口功率测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，特别涉及一种USB接口功率测试装置。

背景技术

在电子系统的研发过程中，可靠度测试是确保产品品质的重要关卡，其中一项即是系统接口的功率满载测试。目前USB接口多用于服务器及个人电脑上，在产品测试过程中有一项压力测试，需要将USB接口插接上USB设备进行功率满载测试，但是由于这些USB设备如USB软碟机的功率都是预先设定的，且这些USB设备的最大额度功率是不同的，且一般最大额度功率所需电流为100mA-400mA很难满足USB接口功率满载(满载电流为500mA)测试的要求，所以在实际测试过程中USB接口并不能达到真正的满载测试，造成测试不准确；而且由于伺服器与个人电脑的USB接口很多，一般都有6-8个，而压力测试需要所有的USB接口同时进行测试，造成测试不便。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种方便、简易的USB接口功率测试装置。

一种USB接口功率测试装置，包括一第一USB接口、一第二USB接口及一模拟装置，所述第一USB接口用于连接一待测电路板，所述第二USB接口用于连接一USB设备，所述模拟装置包括一第一稳压器、一第一电阻、一第二电阻及一负载电阻，所述第一稳压器包括一输入端，一输出端及一调节端，所述第一USB接口的信号引脚对应连接所述第二USB接口的信号引脚，所述第一USB接口的电压端分别连接所述第二USB接口的电压端及所述第一稳压器的输入端，所述第一电阻连接于所述第一稳压器的输出端与所述第一稳压器的调节端之间，所述稳压器的调节端经所述第二电阻接地，所述稳压器的输出端经所述负载电阻接地。

相较于现有技术，所述USB接口功率测试装置在测试一待测主板的USB接口时通过所述第一USB接口连接所述待测主板，通过第二USB接口连接一USB设备，根据连接的USB设备的不同即可模拟不同的电流，满足测试USB接口所需满载功率的电流的要求，测试准确且方便。

附图说明

下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1为本发明USB接口功率测试装置的较佳实施方式的示意图。

图2为本发明USB接口功率测试装置的较佳实施方式的电路图。

具体实施方式

请参考图1及图2，本发明USB接口功率测试装置的较佳实施方式包括一第一USB接口10、一第二USB接口20及一模拟装置30。所述模拟装置30上设置有若干按钮A、B、C、D……(本实施方式中为四个)，所述第一USB接口10用于连接一待测电路板的USB接口，所述第二连接接口20用于连接一USB设备如USB鼠标、USB键盘等，所述按钮A、B、C、D…….用于选择所需模拟的消耗功率，所述USB接口功率测试装置可对所述电路板上的USB接口的功率消耗进行模拟测试。

所述模拟装置30包括稳压器26和28、电容C1和C2、电阻R0、可变电阻RL1、若干并联的负载电阻(本实施方式中包括四个负载电阻R1、R2、R3、R4)及若干并联的选择开关(本实施方式中包括四个选择开关K1、K2、K3、K4)。本实施方式中，所述稳压器26是型号为AT1201_S25的稳压器，所述稳压器26包括一输入端Vi及一输出端Vo。所述稳压器28是型号为LM338的可调三端稳压器，所述稳压器28包括一输入端Vin、一输出端Vout及一调节端ADJ。

所述第一USB接口10的信号引脚对应连接所述第二USB接口20的信号引脚，所述第一USB接口10的电压引脚Vcc1连接所述稳压器26的输入端Vi，所述稳压器26的输出端Vo分别连接所述第二USB接口20的电压引脚Vcc2、经所述电容C1接地、及连接所述稳压器28的输入端Vin，所述稳压器28的输出端Vout经所述电容C2接地及连接所述负载电阻的共同连接端，所述负载电阻R1、R2、R3、R4分别与所述选择开关K1、K2、K3、K4一一对应连接后接地，所述电阻R0串接于所述稳压器28的输出端Vout与所述稳压器28的调节端ADJ之间，所述稳压器28的调节端ADJ经所述可变电阻RL1接地。

本实施方式中，所述电阻R0的电阻值为120欧姆，所述可变电阻RL1的最大电阻值为30千欧姆，当其中一选择开关闭合时，与其对应的一负载电阻即被接入电路，如当所述选择开关K1闭合时，与其对应的所述负载电阻R1即被接入电路。所述稳压器26用以降低噪音并稳定电压，以避免测试过程中在所述USB接口功率测试装置上插拔所述USB设备时引起的电压冲击。所述电容C1用来滤波，以提高纹波抑制比。所述电容C2为消振电容，起稳定电路的作用。为降低成本，也可将所述稳压管26、所述电容C1、C2删除，直接将所述第一USB接口10的电压端连接所述第二USB接口20的电压端及所述稳压器28的输入端Vin。也可根据需要将所述可变电阻RL1选为定值电阻，以降低成本。

所述选择开关K1、K2、K3、K4被设置于所述模拟装置30上并与所述按钮A、B、C、D一一对应，即所述按钮A、B、C、D可对应控制所述选择开关K1、K2、K3、K4的开闭。

根据所述稳压器28的工作特点，所述稳压器28的输入端Vin在接入第二USB接口的电压引脚Vcc2后，所述输出端Vout及所述调节端ADJ之间产生1.25伏的参考电压。假设所述稳压器28输出端Vout的输出电压为V2，则有下列等式：

$V2=1.25\×(1+\frac{\mathrm{RL}1}{R1})---\left(1\right)$

当所述电阻R1与所述可变电阻RL1的电阻值恒定时，则所述稳压器28提供一稳定的输出电压V2，通过调节所述可变电阻RL1的电阻值即可改变所述稳压器28的输出端Vout的输出电压V2的值。

假设所述负载电阻R1的电阻值为Rm，流经所述负载电阻R1的电流值为Im，且在所述负载电阻R1产生的功率为P，当只有所述负载电阻R1接入电路时，则根据功率公式并结合等式(1)，有：

$P={\left(\mathrm{Im}\right)}^2\×\mathrm{Rm}=\frac{{[1.25\×(1+\frac{\mathrm{RL}1}{R1})]}^2}{\mathrm{Rm}}---\left(2\right)$

本实施方式中，所述负载电阻R1的电阻值Rm＝120欧姆，所述可变电阻RL1调整后的电阻值为20千欧姆，假设所述USB设备的电流为450mA，则为了达到测试USB接口满载功率所需电流500mA的要求，所需模拟的电流Im为50mA，则所述第一电阻R1的电阻值Rm即可根据公式(2)换算出来，即此时所述负载电阻R1的电阻值Rm＝4.2千欧姆。测试时，只需按下所述USB接口功率测试装置上的按钮A即可通过所述选择开关K1将所需的负载电阻R1接入电路从而得到所需模拟的功率P的电流，再加上外接USB设备功率的电流后即可满足测试USB接口功率满载所需电流的要求，并在功率满载时对USB接口进行功能测试。

根据实际需要，可设定与所述选择开关K2、K3、K4对应的所述USB接口功率测试装置上的按钮B、C、D所模拟的电流为100mA、200mA、400mA，从而根据公式(2)即可换算出相对应的负载电阻R2、R3、R4的电阻值分别为2.1千欧姆、1.1千欧姆、0.5千欧姆，其原理与所述负载电阻R1相同，在此不再赘述。

另外，所需模拟的电流可根据实际需要进行设定，所述负载电阻与所述选择开关的数量也可根据实际需要进行选择。

所述USB接口功率消耗测试设备在测试USB接口时根据连接的USB设备只需选择性的按下所述模拟装置30上的按钮A、B、C、D中对应的一个即可将所需的负载电阻R1、R2、R3、R4接入电路得到所需的模拟电流，满足测试USB接口所需满载功率的电流500mA的要求，测试准确且方便。

Claims (10)

1.一种USB接口功率测试装置，包括一第一USB接口、一第二USB接口及一模拟装置，所述第一USB接口用于连接一待测电路板，所述第二USB接口用于连接一USB设备，所述模拟装置包括一第一稳压器、一第一电阻、一第二电阻及一负载电阻，所述第一稳压器包括一输入端，一输出端及一调节端，所述第一USB接口的信号引脚对应连接所述第二USB接口的信号引脚，所述第一USB接口的电压端分别连接所述第二USB接口的电压端及所述第一稳压器的输入端，所述第一电阻连接于所述第一稳压器的输出端与所述第一稳压器的调节端之间，所述稳压器的调节端经所述第二电阻接地，所述稳压器的输出端经所述负载电阻接地。

2.如权利要求1所述的USB接口功率测试装置，其特征在于：所述模拟装置还包括一第二稳压器，所述第二稳压器包括一输入端及一输出端，所述第二稳压器的输入端连接所述第一USB接口的电压端，所述第二稳压器的输出端连接所述第二USB接口的电压端。

3.如权利要求2所述的USB接口功率测试装置，其特征在于：所述模拟装置还包括一第一电容及一第二电容，所述第一电容串接于所述第二稳压器的输出端与地之间，所述第二电容串接于所述第一稳压器的输出端与地之间。

4.如权利要求1所述的USB接口功率测试装置，其特征在于：所述第二电阻可为一可变电阻。

5.一种USB接口功率测试装置，包括一第一USB接口、一第二USB接口及一模拟装置，所述第一USB接口用于连接一待测电路板，所述第二USB接口用于连接一USB设备，所述模拟装置包括一第一稳压器、一第一电阻、一第二电阻、至少两个并联的负载电阻及至少两个并联的选择开关，所述第一稳压器包括一输入端，一输出端及一调节端，所述第一USB接口的信号引脚对应连接所述第二USB接口的信号引脚，所述第一USB接口的电压端分别连接所述第二USB接口的电压端及所述第一稳压器的输入端，所述第一电阻连接于所述第一稳压器的输出端与所述第一稳压器的调节端之间，所述稳压器的调节端经所述第二电阻接地，所述稳压器的输出端连接所述至少两个并联的负载电阻的共同连接端，所述至少两个并联的负载电阻分别与所述至少两个并联的选择开关一一对应连接后接地。

6.如权利要求5所述的USB接口功率测试装置，其特征在于：所述模拟装置还包括一第二稳压器，所述第二稳压器包括一输入端及一输出端，所述第二稳压器的输入端连接所述第一USB接口的电压端，所述第二稳压器的输出端连接所述第二USB接口的电压端。

7.如权利要求5所述的USB接口功率测试装置，其特征在于：所述模拟装置还包括一第一电容及一第二电容，所述第一电容串接于所述第二稳压器的输出端与地之间，所述第二电容串接于所述第一稳压器的输出端与地之间。

8.如权利要求5所述的USB接口功率测试装置，其特征在于：所述至少两个并联的负载电阻及所述至少两个并联的选择开关的数量均为4个。

9.如权利要求8所述的USB接口功率测试装置，其特征在于：所述第一电阻的电阻值为120欧姆，所述第二电阻的电阻值为20千欧姆，4个负载电阻的电阻值分别为4.2千欧姆、2.1千欧姆、1.1千欧姆、0.5千欧姆。

10.如权利要求5所述的USB接口功率测试装置，其特征在于：所述第二电阻可为一可变电阻。

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