CN102445614B

CN102445614B - 用于电子产品功能测试的通用信号路由系统

Info

Publication number: CN102445614B
Application number: CN201110294270.4A
Authority: CN
Inventors: 李二文; 黄菲
Original assignee: SIFO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Suzhou Hi Tech Zone Sifo Technology Co ltd; Suzhou Sifo Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: CN102445614A

Abstract

本发明公开了一种用于电子产品功能测试的通用信号路由系统，包括仪器仪表接入端和测试点，其特征在于：设有系统机柜侧接口模块和测试夹具侧接口模块，接口模块分别具有一互相配合的连接界面；所述系统机柜侧接口模块中包括一块系统背板和至少一块PCB子板，所述PCB子板与系统背板电连接；设有多个仪表连接器，一端为仪表接入接头，另一端与PCB子板电连接；设有至少一个信号路由模块，所述信号路由模块包括路由控制装置和设置在系统背板上的路由矩阵；所述测试夹具侧接口模块经夹具内信号调理定制电路板与夹具及测试点连接。本发明具有较强的仪表支持能力，能够通过更换夹具和路由控制实现使用同一测试平台测试不同的产品，降低测试成本。

Description

用于电子产品功能测试的通用信号路由系统

技术领域

本发明涉及一种电子产品的功能测试系统，尤其涉及一种用于电子产品功能测试的通用信号路由系统。

背景技术

对电子产品的功能测试（参数测试）通常通过仪表来执行，仪表产生激励信号施加于待测产品，采集待测产品的响应并进行测量。从信号流功能上来分解，一个自动测试系统（ATE）包括下面部分：

(1)仪器仪表和PC：此为测试系统的核心，在程序控制下提供激励信号或者测量被测品的响应。

(2)信号的引出和施加：需要提供手段将需要测试信号从待测产品（被测品）引出来，或要将激励信号施加到待测产品。

(3)信号的调理：待测产品的信号和仪表能提供及支持的信号可能在电压、电流的幅度、阻抗、码型等方面不匹配，需要进行转化。

(4)信号的路由：仪器仪表的输入输出在数量是昂贵而又稀有的资源，而在功能测试中，需要对多点进行测量，因此需要对于仪器的资源进行复用的扩展，这种复用有两方面的含义：①从一个仪表复用到多个测试点；②从一个测试点复用到多个仪表。

现有技术中，为实现上述功能，如附图1所示，一个功能测试系统通常包括下面的部分：

(1)机柜系统，包括机柜结构件，为仪表和夹具提供支架，键盘，鼠标和显示器的托架，风扇散热系统，开关急停，交流电源分配和系统直流电源等；

(2)仪器仪表；

(3)机柜内定制电路板，用于从仪器仪表到夹具接口信号的转接，测试信号的复用及路由；

(4)夹具接口，用于连接机柜和夹具；

(5)夹具内定制电路板，用于信号调理，从测试点到夹具接口信号的转接，以及信号的路由。

上述功能测试系统结构能够实现对电子产品的功能测试。但是，其在开发和生产制作方面存在下列问题：每一个不同的产品项目都要分别进行客户化设计，包括机柜、夹具、夹具接口、夹具内定制电路板、机柜内定制电路板，设计开发工作量大。在进行系统集成时，需要连接从仪器仪表到定制客户化定制电路板，从电路板到夹具接口，从夹具接口到夹具内定制电路板，从夹具内定制电路板到测试点，接线的工作量大，易出错。并且，定制电路板不能被重复使用，系统开发周期长；系统只能用于某一种或几种产品的测试，很难被改造来测试别的产品，系统柔性差。

为解决上述问题，业界的仪表供应商提出了和仪表集成一起的综合的数据采集系统，如 AGILENT 34980/70 系统，NI 基于 PXI 机箱的系统，这些系统通过在仪表的前端通过增加开关矩阵来增强仪表用于功能测试系统开发时的方便性。但是这些系统支持仪表有限，只能用于有限的几种仪表，在支持仪表的类型上不开放；和前端夹具接口的集成度较差，还需要设计转接电路板以实现和夹具接口的连接；开关矩阵过载过流的能力和带宽有限；各干矩阵单元之间的耦合度差，还需要通过外部接线的方式实现各个矩阵模块间的连接；并且价格昂贵。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种用于电子产品功能测试的通用信号路由系统，支持接入多种规格接头的仪表，提供强大的信号路由能力，尽量降低由于需要连线到夹具接口形成的的带宽的损失，并提供较好的可扩展性。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种用于电子产品功能测试的通用信号路由系统，包括仪器仪表接入端和测试点，在所述仪器仪表接入端和测试点之间设有系统机柜侧接口模块和测试夹具侧接口模块，所述系统机柜侧接口模块和测试夹具侧接口模块分别具有一互相配合的连接界面，其中一侧的连接界面上设有多个连接探针，另一侧的连接界面上对应设有多个连接用界面针，每一连接探针与对应的界面针接触配合实现电连接；所述系统机柜侧接口模块中包括一块系统背板和至少一块PCB子板，所述PCB子板与系统背板电连接；设有多个仪表连接器，所述仪表连接器包括一多股线缆，多股线缆的一端为仪表接入接头，另一端的线缆端子与PCB子板电连接；设有至少一个信号路由模块，所述信号路由模块包括路由控制装置和设置在系统背板上的路由矩阵；所述测试夹具侧接口模块经夹具内信号调理定制电路板与夹具及测试点连接。

优选的技术方案，在PCB子板上设有多个接线柱，所述仪表连接器的线缆端子经接线柱与PCB子板电连接。

进一步的技术方案，在至少一个PCB子板上设有路由矩阵。

上述技术方案中，所述路由控制装置由设在控制计算机中的控制模块和路由矩阵的驱动模块构成。

所述PCB子板包括，普通信号路由矩阵型子板，高频、高压、大电流信号路由子板，数字逻辑、缓冲、隔离、直连型子板，仪表或板卡信号调理、获取、测量、简单路由子板，通讯总线接口板。

上述技术方案中，包括一个或多个信号路由功能模块，能在系统背板上路由仪表信号或者被测信号，且能在各个PCB子板本身进行路由，或PCB子板与背板之间进行路由，或PCB子板与PCB子板之间进行路由；功能测试系统通过PC控制各个PCB子板、背板的信号路由配合，并按照被测品的要求编写PC端的软件程序进行逐步测试。可以通过PC端程序自由配置信号路由的路径。

在本系统架构中，至少存在一种信号路由的PCB子板。其能与仪表或数据采集板卡或数字输入输出板卡接口。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明通过设置仪表连接器，可以根据仪表的接头形式，选择对应的仪表连接器将仪表的数据采集卡与本发明的PCB子板连接，从而具有较强的仪表支持能力，能支持接入多种规格接头的仪表。

2．本发明将接口模块分为系统机柜侧和测试夹具侧，两者间经连接探针和界面针连接，直接使用机柜侧的探针顶在夹具侧的界面针上，能够通过更换夹具实现使用同一测试平台（机柜）测试不同的产品，降低测试成本。

3．本发明设置了系统背板和多个PCB子板，可以通过控制系统背板上的路由矩阵（如开关矩阵）使子板与子板间的信号形成路由，或者使仪表与机柜侧的探针连接形成路由等，通过路由控制模块，可实现编程控制，便于对仪表和测试夹具进行更换，提高了系统的适应性。

附图说明

图1是现有技术中功能测试系统的模块结构示意图；

图2是本发明实施例一中功能测试系统的模块结构示意图；

图3-图5是实施例一中PCB 板的连接方式示意图；

图6是实施例一中矩阵结构示意图；

图7是实施例一中扫描复用结构示意图；

其中：1、仪器仪表接入端；2、夹具接口；3、系统背板；4、PCB子板；5、金手指；6、背板连接器；7、机箱上轨道；8、机箱下轨道。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图2所示，一种用于电子产品功能测试的通用信号路由系统，包括仪器仪表接入端和测试点，在所述仪器仪表接入端和测试点之间设有系统机柜侧接口模块和测试夹具侧接口模块，所述系统机柜侧接口模块和测试夹具侧接口模块分别具有一互相配合的连接界面，其中一侧的连接界面上设有多个连接探针，另一侧的连接界面上对应设有多个连接用界面针，每一连接探针与对应的界面针接触配合实现电连接；所述系统机柜侧接口模块中包括一块系统背板和至少一块PCB子板，所述PCB子板与系统背板电连接；设有多个仪表连接器，所述仪表连接器包括一多股线缆，多股线缆的一端为仪表接入接头，另一端的线缆端子与PCB子板电连接；设有至少一个信号路由模块，所述信号路由模块包括路由控制装置和设置在系统背板上的路由矩阵；所述测试夹具侧接口模块经夹具内信号调理定制电路板与夹具及测试点连接。

具体结构为，由夹具接口和与接口集成在一起的PCB子板（功能测试接口板PCB）组成，夹具接口采用VPC VG12 框架结构，模块连接界面针采用探针或连接器形式。PCB子板通过高密度的连接器直接和探针的针尾插接相连或者连接器直接焊插接于PCB子板。模块后的PCB子板通过金手指或连接器和系统背板相连。PCB子板的几种连接方式如图3、图4、图5所示。PCB子板4上设有仪器仪表接入端1和夹具接口2，图3中为卧式连接方式，PCB子板4通过金手指5直接插接在系统背板3上的背板连接器6上。图4中为机箱式连接方式，PCB子板4的上、下两端分别与机箱上轨道7和机箱下轨道8滑动连接，PCB子板4经背板连接器6与系统背板3连接。图5中为悬挂式连接方式，PCB子板4经背板连接器6与后侧的系统背板3连接。

背板上的总线有四种类型

1）串行的控制总线，其总线控制器在背板上，并且和PC 通过串行口（USB or 232 ）通信，对于背板上的每个槽位，控制总线分配一定的地址空间。串行总线的作用是提供对于PCB（功能测试接口板）上继电器及其他电路的控制和状态查询。

2）仪表总线（后总线），用于连接 PCB 板上的仪表端

3）输入信号总线(前总线)，用于连接PCB 的夹具模块的信号。

4）电源和地总线。

PCB板有五种类型

1）矩阵类型，提供从PCB 夹具侧到仪器仪表侧以及背板总线测的型号路由，其核心是是M×N维度的交换矩阵，和1比多的扫描复用器，交换矩阵和扫描复用器如图6所示。其中方框表示继电器；横线为行总线；竖线为列总线。

2）逻辑直连类型，主要为数字IO的应用情形，如数字IO的缓冲和隔离或者直连。

3）特殊路由类型，如高频，高压，大电流信号的路由。

4）仪表和信号调理类型，可以实现信号的调理，获取或测量，同时能够实现信号的路由。

5）通信接口类型，提供测试用通讯接口如 RS232,USB,erthernet, CAN, 现场总线等。

在上述的五种PCB板上，不仅矩阵类型的PCB上有图6所描述的矩阵结构和图7所示的扫描复用结构及其变种，其他四种类型的PCB 上也会有矩阵结构和扫描复用结构及其变种。

矩阵结构的行输出通过桥接继电器连接到背板的后总线和仪器仪表端子，扫描结构的输入连接到夹具接口的输入同时通过桥接继电器连接到背板前总线，矩阵结构的列输入和扫描结构的输出互相连接或连接到PCB 的内部信号调制和传输电路。

以这种通过前后背板总线来连接各个PCB子板的矩阵和扫描结构和电路子模块，可以实现信号的三维立体路由，三维立体路由指：

1：在同一个PCB板内，从一个夹具接口接入点到另外一个夹具接口接入点的路由。

2：在同一个PCB板内，从一个仪表接口接入点到另外一个仪表接口接入点的路由。

3：在同一个PCB板内，从任意一个夹具接口接入点到任意一个仪表接口接入点的路由。

4：在不同的PCB板间，从任意一个夹具接口接入点到另外一个PCB 的任意一个夹具接口接入点的路由。

5：在不同的PCB板间，从任意一个仪表接口接入点到另外一个PCB 的任意一个仪表接口接入点的路由。

6：在不同的PCB板间，从任意一个夹具接口接入点到另外一个PCB 的任意一个仪表接口接入点的路由。

通过对路由的控制，本实施例可以实现对功能测试系统信成时的通用信号路由，从而便于功能扩展，降低开发成本，提高适用性能。

Claims

1.一种用于电子产品功能测试的通用信号路由系统，包括仪器仪表接入端和测试点，其特征在于：在所述仪器仪表接入端和测试点之间设有系统机柜侧接口模块和测试夹具侧接口模块，所述系统机柜侧接口模块和测试夹具侧接口模块分别具有一互相配合的连接界面，其中一侧的连接界面上设有多个连接探针，另一侧的连接界面上对应设有多个连接用界面针，每一连接探针与对应的界面针接触配合实现电连接；所述系统机柜侧接口模块中包括一块系统背板和至少一块PCB子板，所述至少一块PCB子板上设有路由矩阵，所述PCB子板与系统背板电连接；设有多个仪表连接器，所述仪表连接器包括一多股线缆，多股线缆的一端为仪表接入接头，另一端的线缆端子与PCB子板电连接；该系统还包括控制计算机和设置在系统背板上的路由矩阵，该系统的路由控制通过设在控制计算机中的控制模块和路由矩阵的驱动模块实现；所述测试夹具侧接口模块经夹具内信号调理定制电路板与夹具及测试点连接。

2.根据权利要求1所述的用于电子产品功能测试的通用信号路由系统，其特征在于：在PCB子板上设有多个接线柱，所述仪表连接器的线缆端子经接线柱与PCB子板电连接。