CN102445651A

CN102445651A - 一种用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置

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Publication number: CN102445651A
Application number: CN2011102938253A
Authority: CN
Inventors: 何超; 林文; 王学成
Original assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: CN102445651B

Abstract

本发明公开了一种用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，电路板上设置有用于连接电阻式触摸屏的四个端子X+、X-、Y+、Y-；在所述装置中设置有四个电阻和两个开关电路，将第一、第二电阻串联后连接在X+、X-端子之间，将第三、第四电阻串联后连接在Y+、Y-端子之间，且两个电阻串联支路的中间节点相交；两个开关电路的开关通路分别连接在第一电阻与X+端子之间以及第二电阻与X-端子之间，或者分别连接在第三电阻与Y+端子之间以及第四电阻与Y-端子之间，两个开关电路在测试开始后受控导通。本发明采用四个电阻代替实际的触摸屏对电路板进行检测，测试成本低，不会对触摸屏造成损伤，并且消除了操作工人主观误判的可能性。

Description

一种用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置

技术领域

本发明属于电路板功能检测技术领域，具体地说，是涉及一种针对支持电阻式触摸屏的电路板提出的一种用于对该电路板上的触摸屏功能电路进行检测的测试装置。

背景技术

伴随着手机产品在全球的快速普及，手机的需求量不断增大，且用户更换手机的频率日渐加快，为此，手机的生产追求高效率的测试，同时要求尽量减少对操作工人的需求，因此实现手机功能的自动化测试是当前手机生产的发展趋势。而在当今手机的PCBA（Pinter Circuit Board Assembly，即已经装配上各种电子器件的电路板）主板生产中，对于支持电阻式触摸屏的手机主板来说，在对触摸屏功能电路进行测试时，必须将指定机型的触摸屏连接到待测主板的相应连接器上，工人在触摸屏上进行实际操作，比如点、划等，通过将产生的电阻信号传入到待测主板的触摸屏检测电路中，检查手机在画面上的响应来验证手机主板上的触摸屏功能电路是否正常。

现有的这种触摸屏功能电路测试方法主要存在以下缺点：1、在测试过程中，需要操作工人主观判断主板上的触摸屏功能电路是否运行正常，即是否做出了正确的响应，从而无法避免误判问题，缺少防呆措施；2、需要将实际的触摸屏连接到待测主板上进行测试，由于不同的待测产品因其机器外形不同等原因，采用的触摸屏外形也很难保证统一，因此在测试不同产品的触摸屏功能电路时，必须采购相应的触摸屏，不仅需要购置大量的触摸屏，占用物料存储空间，增加生产管理的复杂度，而且生产线体的测试同时会损耗掉许多触摸屏，由此造成了测试成本的升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，采用该装置不仅不再需要将实际的触摸屏应用到生产线体上即可完成对待测电路板上触摸屏功能电路的测试任务，而且测试结果不再依赖操作工人的主观判断。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，所述电路板支持4线式电阻式触摸屏，电路板上设置有用于连接电阻式触摸屏的四个端子X+、X-、Y+、Y-；在所述装置中设置有一用于模拟电阻式触摸屏的模拟电路，在所述模拟电路中包含有四个电阻和两个开关电路，将第一、第二电阻串联后连接在X+、X-端子之间，将第三、第四电阻串联后连接在Y+、Y-端子之间，且两个电阻串联支路的中间节点相交；两个开关电路的开关通路分别连接在第一电阻与X+端子之间以及第二电阻与X-端子之间，或者分别连接在第三电阻与Y+端子之间以及第四电阻与Y-端子之间，两个开关电路在测试开始后受控导通；其中，所述第一、第三电阻为零电阻或者非零电阻；第二、第四电阻为非零电阻。

进一步的，所述电路板通过X+、X-、Y+、Y-四个端子依次对所述的两个电阻串联支路施加偏置电压，并分别读取两个电阻串联支路的中间节点的分压值，根据读取到的两个分压值判断电路板的触摸屏功能电路是否正常。

又进一步的，所述电路板利用其上的触摸屏控制器向X+、X-、Y+、Y-四个端子依次施加偏置电压并接收分压值，在对分压值进行模数转换后，生成坐标值传输至电路板上的CPU与理论坐标值进行比较，若相同，则判定触摸屏功能电路正常。

优选的，可以通过所述触摸屏控制器首先向X+端子施加偏置电压，并将X-端子偏置为0V，读取Y+或者Y-端子的电压值，获得一个分压值；然后向Y+端子施加偏置电压，并将Y-端子偏置为0V，读取X+或者X-端子的电压值，获得另外一个分压值。当所述的四个电阻均为非零电阻时，若每一个电阻串联支路中的两个电阻的阻值相等，所述触摸屏控制器依次对两个电阻串联支路施加幅值相等的偏置电压；则CPU在接收到坐标值后，判断X坐标和Y坐标的数值是否相等，若相等，则判定所述触摸屏功能电路正常。当所述第一、第三电阻为零电阻，第二、第四电阻为非零电阻时，所述触摸屏控制器依次对两个电阻串联支路施加幅值相等的偏置电压，并接收分压值，若接收到的两个分压值均等于参考电压的幅值，则判定所述触摸屏功能电路正常。

再进一步的，为了对触摸屏功能电路是否正常进行指示，在所述装置中还可以设置执行机构，连接所述的CPU，所述CPU在接收到的坐标值与理论坐标值相同时，控制执行机构动作。

优选的，所述执行机构可以是显示屏或者指示灯，连接所述的CPU，所述CPU在判定触摸屏功能电路正常时，控制显示屏切换显示画面或者控制指示灯点亮，以向操作工人做出清楚的指示。

当然，也可以通过在装置中设置计算机，利用计算机来判定触摸屏功能电路是否正常，即利用电路板上的触摸屏控制器向X+、X-、Y+、Y-四个端子依次施加偏置电压并接收分压值，在对分压值进行模数转换后，生成坐标值传输至电路板上的CPU，所述CPU连接计算机，将坐标值反馈给计算机，计算机将接收到的坐标值与理论坐标值进行比较，若相同，则判定触摸屏功能电路正常，并显示判定结果。

优选的，所述开关电路优选采用继电器进行电路设计，两个开关通路可以是一个继电器的两路常开触点或者两个继电器的各自一路常开触点，所述继电器的线圈在测试开始后通电。

为了控制所述继电器的线圈在测试开始后通电，一种设计方案是将所述继电器的线圈一端通过一手动开关连接直流电源，另一端接地；另一种设计方案是将所述继电器的线圈一端连接直流电源，另一端连接一NPN型三极管的集电极，所述三极管的发射极接地，基极通过一手动开关连接直流电源或者接收计算机发出的测试开始指令信号。

更进一步的，在所述装置中还设置有用于安装所述电路板的测试夹具，在所述测试夹具上设置有用于与所述电路板上四个端子X+、X-、Y+、Y-一一对应连接的四个探针，所述模拟电路与所述的四个探针对应连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明采用四个电阻代替实际的电阻式触摸屏用于对支持4线式电阻式触摸屏的电路板进行测试，由于测试过程无需再使用实际的电阻式触摸屏，因此测试成本大大降低，并且可以避免对触摸屏造成损伤。此外，采用本发明的测试装置，操作工人无需在测试前将电路板与触摸屏连接，由此减轻了操作工人的工作量。并且，测试结果自动生成，消除了操作工人主观误判的可能性。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有4线式电阻式触摸屏的屏结构示意图；

图2是检测现有4线式电阻式触摸屏的触摸点位置的X轴坐标的电路原理图；

图3是检测现有4线式电阻式触摸屏的触摸点位置的Y轴坐标的电路原理图；

图4是本发明所提出的测试装置中电阻式触摸屏模拟电路的一种实施例的电路原理图；

图5是本发明所提出的测试装置的一种实施例的系统架构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

目前的电阻式触摸屏，其外观类似显示屏幕，通过接触此屏幕的不同位置，对外提供不同的电阻值，从而使得屏幕上被触压的位置和电阻值相对应，将其作为输入设备，便可直观地控制整机执行相应的处理操作。

下面以4线式电阻式触摸屏为例，首先对电阻式触摸屏的工作原理进行简要介绍。

触摸式显示屏是将触摸屏附着在显示器的表面，与显示器配合使用。通过触摸产生的模拟电信号被转换为数字信号后，由处理器计算出触摸点的坐标，从而得到操作者的意图并进行响应。目前，4线式电阻式触摸屏在实际应用中使用较多，这种触摸屏由4层透明层构成：最下面是基层，通常由玻璃或者有机玻璃制成；最上面是塑料层，经过硬化处理，光滑防刮；位于上下两层之间的是两个金属导电层，参见图1所示，这两层由细小的透明隔离点进行绝缘。当手指触摸屏幕时，两个导电层在触摸点处接触。

触摸屏的两个金属导电层分别用来测量X轴和Y轴方向的坐标，其中一层（X层）在屏幕的左右边缘各布设有一条垂直总线，记为X+、X-，用于X轴坐标的测量，如图1所示；另外一层（Y层）在屏幕的上下边缘各布设有一条水平总线，记为Y+、Y-，用于Y轴坐标的测量，这就构成了4线式电阻式触摸屏的四条引线。当在一对引线上施加电压时，在该导电层上就会形成均匀连续的电压分布。若需要在X轴方向上进行测量，则可以将左侧总线X-偏置为0V，右侧总线X+偏置为参考电压VREF，而在Y+、Y-两条总线之间不施加电压。由此一来，在X平行电压场中，触摸点P处的电压值V_X可以从Y+或者Y-引线上读取出来，如图2所示。同理，若需要在Y轴方向上进行测量，则可以将上方总线Y-偏置为0V，下方总线Y+偏置为参考电压VREF，而在X+、X-两条总线之间不施加电压。由此，在Y平行电压场中，触摸点P处的电压值V_Y可以从X+或者X-引线上读取出来，如图3所示。通过读取上述的两个电压值V_X、V_Y，并进行ADC转换，即可获得触摸点P的X轴方向和Y轴方向的坐标值。

在目前支持4线式电阻式触摸屏的手机主板上，其触摸屏功能电路通常包含有一个触摸屏控制器，或者手机CPU集成触摸屏控制器的功能。所述触摸屏控制器负责对触摸屏的四条引线进行电压偏置，并采集X轴方向和Y轴方向的电压值，进行ADC转换后，将模拟量转换成数字量，从而得到触摸点在触摸屏上的坐标值。所述触摸屏控制器将得到的坐标值传输给手机CPU，CPU根据坐标值的变化改变显示屏的画面，从而实现了手机对触摸屏操作的响应。

本发明针对目前4线式电阻式触摸屏的上述特性，对用于测试主板电路的功能检测自动化测试装置进行改进性设计，使其在不需要主板连接触摸屏的前提下，完成对主板上触摸屏功能电路的性能测试。

下面以手机主板作为待测试电路板为例，通过一个具体的实施例来详细阐述对待测试电路板上的触摸屏功能电路进行测试的方法及装置。

实施例一，在本实施例的测试装置中主要设置有一个由四个电阻R3013、R3014、R3015和R3016和两个开关电路K3001、K3002连接而成的用于模拟4线式电阻式触摸屏的模拟电路，参见图4所示。将所述模拟电路连接在待测试电路板（以下称之为手机主板）上用于连接4线式电阻式触摸屏的X+、X-、Y+、Y-端子之间，即可对手机主板上的触摸屏功能电路进行测试。

具体来讲，可以将第一电阻R3013与第二电阻R3014串联后连接在X+、X-端子之间，将第三电阻R3015与第四电阻R3016串联后连接在Y+、Y-端子之间，且两个电阻串联支路的中间节点相交，即节点C；两个开关电路K3001、K3002的开关通路可以选择分别连接在第一电阻R3013与X+端子之间以及第二电阻R3014与X-端子之间（如图4所示），或者分别连接在第三电阻R3015与Y+端子之间以及第四电阻R3016与Y-端子之间，两个开关电路在测试开始后受控导通。

为了方便测试装置与手机主板的连接，在测试装置上还设置有测试夹具，在测试夹具上制作四个探针X1、X0、Y1、Y0，分别用于与手机主板上的四个端子X+、X-、Y+、Y-一一对应连接。在对手机主板上的触摸屏功能电路进行测试时，可以利用手机主板依次向两个电阻串联支路施加偏置电压，比如可以首先在手机主板的X+、X-端子之间施加一定的偏置电压，而Y+、Y-端子之间不施加电压，此时，可以通过读取Y+端子或者Y-端子上的电压值来获得电阻R3013、R3014串联支路的中间节点处C的分压值。然后，停止在X+、X-端子之间施加电压，而转由向Y+、Y-端子之间施加一定的偏置电压，此时，可以通过读取X+端子或者X-端子上的电压值来获得电阻R3015、R3016串联支路的中间节点处C的分压值。根据读取到的两个分压值，即可换算出坐标值，记为实际坐标值。由于通过手机主板施加到两个电阻串联支路上的偏置电压以及四个电阻R3013-R3016的阻值是可以事先获知的，因此可以预先计算出C点的理论坐标值。将实际坐标值与理论坐标值进行比较，若相同，则认为手机主板上的触摸屏功能电路准确获得了坐标信息，触摸屏功能电路正常。反之，若获得的实际坐标值与理论坐标值不同，则认为所述触摸屏功能电路不能准确地获取坐标信息，触摸屏功能电路故障。

举例说明：假设通过手机主板上的触摸屏控制器U1首先向X+端子施加一定的偏置电压，比如参考电压VREF，并将X-端子偏置为0V，读取Y+或者Y-端子上的电压值，即可获得一个分压值V_X；然后，停止在X+、X-端子之间施加偏置电压，转为向Y+端子施加偏置电压，比如也为参考电压VREF，并将Y-端子偏置为0V，读取X+或者X-端子上的电压值，即可获得另外一个分压值V_Y。由图4所示的电路可知：

Figure 2011102938253100002DEST_PATH_IMAGE001

；

。

利用触摸屏控制器U1读取这两个分压值V_X、V_Y，进行ADC转换后，即可计算生成C点的坐标值，相当于得到了触摸点在触摸屏上的坐标值。将所述坐标值与理论坐标值进行比较，即可判断出手机主板上的触摸屏功能电路是否正常。

作为一种优选的设计方案，可以选择四个非零电阻作为所述的第一、第二、第三、第四电阻R3013-R3016，且第一、第二电阻R3013、R3014的阻值相等，第三、第四电阻R3015、R3016的阻值相等，由此组成两个电阻串联支路，也可以将四个电阻R3013-R3016的阻值设为相等。当通过触摸屏控制器U1的X+端子和Y+端子输出的偏置电压VREF的幅值相等时，只要检测出接收到的实际坐标值的X坐标和Y坐标相等，则可判定触摸屏功能电路正常；否则，判定触摸屏功能电路故障。

当然，也可以选用零电阻作为第一电阻R3013和第三电阻R3015，第二电阻R3014和第四电阻R3016选用非零电阻，阻值可以相等也可以不等。此时，当通过触摸屏控制器U1接收到的两个分压值V_X、V_Y等于偏置电压的幅值，即可判定触摸屏功能电路正常；否则，判定触摸屏功能电路故障。

由此，在采用本实施例的测试装置对手机主板上进行测试的过程中，无需在主板上连接实际的触摸屏即可对其上的触摸屏功能电路的性能进行准确地检测，从而简化了测试工作，降低了测试成本。此外，对于传统的测试技术来说，由于在进行主板测试时需要连接实际的触摸屏，这样就容易出现由于触摸屏自身的问题而导致对主板电路的状态产生误判的问题出现。而采用本实施例的测试技术后，则可以很好地避免此类问题的发生，提高了测试的准确性。

为了使操作工人能够清楚的掌握测试结果，可以在本实施例的测试装置中进一步设置执行机构，例如显示屏或者指示灯等，如图4所示，连接手机主板上的CPU，利用CPU对触摸屏控制器U1反馈的实际坐标值与理论坐标值进行比较，若相同，则输出控制信号至执行机构，控制执行机构动作，例如控制显示屏切换其显示的画面或者控制指示灯点亮，否则，执行机构不动作，进而向操作工人做出清楚的指示。

当然，也可以采用在测试装置中配置计算机1，利用通信数据线data连接计算机1与手机主板2，具体可连接手机主板上的CPU，实现手机主板2与计算机1之间数据的双向通信，参见图5所示。图5中，3为测试夹具，用于安装和固定所述的手机主板2；4为测试装置上的测试电路板，用于模拟电阻式触摸屏的模拟电路即承载在其上。在对手机主板进行测试时，通过触摸屏控制器U1反馈的实际坐标值经由CPU传输至计算机1，计算机1将实际坐标值与理论坐标值进行比较，以产生测试结果，显示在计算机1的显示器，进而向操作工人做出清楚的指示。

当然，对于如何产生测试结果还有很多种实现方式，本实施例并不仅限于以上举例。

对于所述开关电路可以采用一个或者两个继电器进行电路设计，如图4所示。当采用一个继电器时，可以使用该继电器的两路常开触点作为开关电路的两个开关通路，分别连接在第一电阻R3013与X+端子之间以及第二电阻R3014与X-端子之间，或者分别连接在第三电阻R3015与Y+端子之间以及第四电阻R3016与Y-端子之间。当采用两个继电器K3001、K3002进行开关电路设计时，可以使用两个继电器K3001、K3002中的各自一路常开触点作为开关电路的两个开关通路，分别连接在第一电阻R3013与X+端子之间以及第二电阻R3014与X-端子之间（如图4所示），或者分别连接在第三电阻R3015与Y+端子之间以及第四电阻R3016与Y-端子之间。在测试开始时，通过控制所述继电器的线圈通电，即可吸合其两路常开触点，进入测试过程。

对于所述继电器的通断电控制，可以采用多种设计方案，以下列举三种设计方式：

其一是，将继电器K3001、K3002线圈的一端通过一手动开关连接直流电源VCC，另一端接地。当需要对手机主板上的触摸屏功能电路进行测试时，手动闭合所述的手动开关，使继电器K3001、K3002的线圈通电，吸合其常开触点，即可实现手机主板与所述模拟电路的连通。

其二是，将继电器K3001、K3002线圈的一端连接直流电源VCC，另一端通过限流电阻R3012连接一颗NPN型三极管Q3002的集电极，所述三极管Q3002的发射极接地，基极通过电阻R3011一方面经由电阻R3010接地，另一方面通过手动开关K连接直流电源VCC，参见图4所示。当需要对手机主板上的触摸屏功能电路进行测试时，手动闭合所述的手动开关K，使三极管Q3002饱和导通，进而将继电器K3001、K3002线圈的另一端接地，连通继电器K3001、K3002线圈的供电回路，使其常开触点吸合，由此便实现了手机主板与所述模拟电路的连通。

其三是，对于配置有计算机1的测试装置来说，可以在上述第二种电路设计方案的基础上略加改动，去掉手动开关K，采用一条通信控制线ctl连接在三极管Q3002的基极与计算机1之间，在本实施例中可以具体连接到计算机1中数据采集卡的一路数据输出端口上，以接收计算机1输出的测试开始指令信号ON/OFF。当所述测试开始指令信号为高电平ON时，所述三极管Q3002饱和导通，控制继电器K3001、K3002的线圈通电，进而吸合其常开触点，由此便可实现手机主板与所述模拟电路的连通。

当然，本实施例对继电器的控制并不仅限于以上举例。

在手机主板的测试结束后，通过断开手动开关K 或者通过计算机1的数据采集卡输出低电平的控制信号OFF，使开关电路的开关通路断开，即可停止对主板上的触摸屏功能电路的检测。

本实施例的测试装置通过模拟电阻式触摸屏的内部电阻结构，在现有手机主板测试装置的基础上增加电阻模拟电路，来使手机主板上的触摸屏功能电路检测阻值变化，生成相应的坐标信息。由此，在对手机主板进行功能测试的过程中，无需插接实际的电阻式触摸屏即可同时完成对手机主板上触摸屏功能电路的性能检测，简化了操作步骤，降低了测试成本。

当然，本实施例所提出的测试方法及测试装置也同样适用于除手机主板以外的其他支持4线式电阻式触摸屏的电路板测试中，本实施例对此不进行具体限制。

应当指出的是，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，所述电路板支持4线式电阻式触摸屏，电路板上设置有用于连接电阻式触摸屏的四个端子X+、X-、Y+、Y-；其特征在于：在所述装置中设置有一用于模拟电阻式触摸屏的模拟电路，在所述模拟电路中包含有四个电阻和两个开关电路，将第一、第二电阻串联后连接在X+、X-端子之间，将第三、第四电阻串联后连接在Y+、Y-端子之间，且两个电阻串联支路的中间节点相交；两个开关电路的开关通路分别连接在第一电阻与X+端子之间以及第二电阻与X-端子之间，或者分别连接在第三电阻与Y+端子之间以及第四电阻与Y-端子之间，两个开关电路在测试开始后受控导通；其中，所述第一、第三电阻为零电阻或者非零电阻；第二、第四电阻为非零电阻。

2.根据权利要求1所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：所述电路板通过X+、X-、Y+、Y-四个端子依次对所述的两个电阻串联支路施加偏置电压，并分别读取两个电阻串联支路的中间节点的分压值，根据读取到的两个分压值判断电路板的触摸屏功能电路是否正常。

3.根据权利要求2所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：所述电路板利用其上的触摸屏控制器向X+、X-、Y+、Y-四个端子依次施加偏置电压并接收分压值，在对分压值进行模数转换后，生成坐标值传输至电路板上的CPU与理论坐标值进行比较，若相同，则判定触摸屏功能电路正常。

4.根据权利要求3所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：所述CPU连接执行机构，若接收到的坐标值与理论坐标值相同，则控制执行机构动作。

5.根据权利要求4所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：所述执行机构为显示屏或者指示灯，连接所述的CPU，所述CPU在判定触摸屏功能电路正常时，控制显示屏切换显示画面或者控制指示灯点亮。

6.根据权利要求2所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：所述电路板利用其上的触摸屏控制器向X+、X-、Y+、Y-四个端子依次施加偏置电压并接收分压值，在对分压值进行模数转换后，生成坐标值传输至电路板上的CPU，所述CPU连接计算机，将坐标值反馈给计算机，计算机将接收到的坐标值与理论坐标值进行比较，若相同，则判定触摸屏功能电路正常，并显示判定结果。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：所述开关电路为继电器，两个开关通路分别为一个继电器的两路常开触点或者两个继电器的各自一路常开触点，所述继电器的线圈在测试开始后通电。

8.根据权利要求7所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：所述继电器的线圈一端通过一手动开关连接直流电源，另一端接地。

9.根据权利要求7所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：所述继电器的线圈一端连接直流电源，另一端连接一NPN型三极管的集电极，所述三极管的发射极接地，基极通过一手动开关连接直流电源或者接收计算机发出的测试开始指令信号。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的用于测试电路板上触摸屏功能电路的装置，其特征在于：在所述装置中还设置有用于安装所述电路板的测试夹具，在所述测试夹具上设置有用于与所述电路板上四个端子X+、X-、Y+、Y-一一对应连接的四个探针，所述模拟电路与所述的四个探针对应连接。