CN103245904A - 一种用于测试功能电路的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测试功能电路的方法及装置，以及一种具有该装置的电路盘。其中，供电电路通过该装置向该功能电路供电，该供电电路具有输出引脚、反馈引脚以及接地引脚，该装置包括：第一调节电路，其具有根据测试类型耦合在该供电电路的该输出引脚和该接地引脚中的一个与该反馈引脚之间的、一个电阻以及与该电阻串联的第一开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个该电阻分别串联的第一开关；以及第一控制单元，其经由第一控制总线与各个该第一开关连接，以控制各个该第一开关的开关操作。以这种装置，能够准确地获取功能电路的供电性能，而无需外接测试装置，从而简化了测试流程，显著地降低了成本，提高了效率，精确性更加高。

Description

一种用于测试功能电路的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种测试方法，尤其涉及一种用于测试功能电路的方法及装置，以及一种电路盘。

背景技术

电路盘不断增加的布局密度以及复杂性增加了在产品研发和检验期间质量以及性能检测的复杂性。为了检验产品的质量以及性能，采取了许多测试方法来检测产品性能，尤其是产品的供电性能，诸如欠压测试方法、过压测试方法以及电压噪声容限测试方法等。

现有技术中，为了实现欠压测试方法、过压测试方法以及电压噪声容限测试方法等，通常需要外接测试装置，该外接测试装置能够调节噪声的幅度、频率等，也能够提供可调节的电压，并将其所产生的测试信号经由输入电缆输送至产品，例如电路盘。然而，这类外接测试装置通常相对昂贵，从而增加了测试成本。此外，为了在各种情况下检验产品，需要手动地调节并且小心地设置测试信号，相当耗时，效率较低。在大多数情况下，测试信号必须经由较长的电缆才能够进入待测电路盘中，这在一些情况下会引起不必要的信号损耗，并且带来电缆中的额外的噪声，从而影响了测试的精确性。

另一方面，通常将测试信号输入至电路盘的供电电路的输入端，对整个电路盘进行测试。在这个情况下，当存在电压波动时，并不能够准确实时地掌控电路盘中的具体的功能电路，例如SDH通信电路、以太网通信电路、CPU及内存电路以及FPGA及内存电路等的运行情况，从而不能够获知该些功能电路所存在的问题。如果需要对功能电路进行欠压测试、过压测试以及电压噪声容限测试，则需要在供电电路与功能电路之间焊接新的连接端以接入外接测试装置，这将相当复杂，并且破坏了原有的产品。

发明内容

可见，背景技术中所提到的测试功能电路的方法存在的缺点在于复杂性较高、较为昂贵，测试效率以及准确性较低。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于测试功能电路的装置，其中供电电路通过所述装置向所述功能电路供电，所述供电电路具有输出引脚、反馈引脚以及接地引脚，所述装置包括：第一调节电路，其具有根据测试类型耦合在所述供电电路的所述输出引脚和所述接地引脚中的一个与所述反馈引脚之间的、一个电阻以及与所述电阻串联的第一开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个所述电阻分别串联的第一开关；以及第一控制单元，其经由第一控制总线与各个所述第一开关连接，以控制各个所述第一开关的开关操作。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：第二调节电路，其具有耦合在所述供电电路的所述输出引脚和所述接地引脚中的另一个与所述反馈引脚之间的一个电阻以及与所述电阻串联的第二开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个所述电阻分别串联的第二开关；以及第二控制单元，其经由第二控制总线与各个所述第二开关连接，以控制各个所述第二开关的开关操作。

根据本发明的一个实施例，所述第一开关以及所述第二开关包括以下各项中的至少一项：-金属氧化物半导体场效应晶体管；-光电耦合器；-继电器；以及-晶体管。

根据本发明的一个实施例，所述测试类型包括过压测试、欠压测试或电压噪声容限测试。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种用于测试功能电路的方法，其中供电电路通过所述方法向所述功能电路供电，所述供电电路具有输出引脚、反馈引脚以及接地引脚，所述方法包括：根据测试类型，将一个电阻以及与所述电阻串联的第一开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个所述电阻分别串联的第一开关耦合在所述供电电路的所述输出引脚和所述接地引脚中的一个与所述反馈引脚之间；以及控制各个所述第一开关的开关操作。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：将一个电阻以及与所述电阻串联的第二开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个所述电阻分别串联的第二开关耦合在所述供电电路的所述输出引脚和所述接地引脚中的另一个与所述反馈引脚之间；以及控制各个所述第二开关的开关操作。

根据本发明的一个实施例，所述第一开关和所述第二开关包括以下各项中的至少一项：-金属氧化物半导体场效应晶体管；-光电耦合器；-继电器；以及-晶体管。

根据本发明的一个实施例，所述测试类型包括过压测试、欠压测试或电压噪声容限测试。

根据本发明的又一发明，本发明提供了一种电路盘，其包括供电电路；依据本发明的装置；以及功能电路；其中，所述供电电路通过所述装置向所述功能电路供电。

采用本发明的提供的优选的技术方案，通过控制供电电路的输出引脚与反馈引脚，和/或反馈引脚与接地引脚之间各自的有效电阻来动态地改变供电电路输出至功能电路的电压，从而为功能电路提供了各种类型的测试，实现了对功能电路的欠压测试、过压测试以及电压噪声容限测试。通过在电路盘中制造依据本发明的装置，能够将电压测试功能与产品集成起来。以这种方式，能够准确地获取功能电路的供电性能，而无需外接测试装置，从而简化了测试流程，显著地降低了成本，提高了效率。与传统的测试方法相比，该方案不会引入任何输入能量的损失，因为其与电路盘的供电电路直接集成在一起，并且测试信号能够被直接地提供至功能电路，从而精确性更加高。

本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了包括根据本发明的一个实施例的用于测试功能电路的装置的电路盘的示意图；

图2A和2B分别示出了根据本发明的一个实施例的对功能电路进行过压和欠压测试时，控制信号与测试信号的关系图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的对功能电路进行电压噪声容限测试时，控制信号与测试信号的关系图；以及

图4示出了根据本发明的又一个实施例的对功能电路进行电压噪声容限测试时，控制信号与测试信号的关系图。

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。

具体实施方式

图1示出了包括根据本发明的一个实施例的用于测试功能电路的装置的电路盘的示意图。

如图所示，电路盘100包括供电电路101、用于测试功能电路的装置102以及功能电路103。

供电电路101具有输出引脚O、反馈引脚F以及接地引脚G，其通过用于测试功能电路的装置102向功能电路103供电。供电电路101例如可以是直流-直流(DC-DC)变换器、低压差线性稳压器(LDO)等。

该功能电路103可以包括任意适合类型的功能电路，例如SDH通信电路、以太网通信电路、CPU及内存电路以及FPGA及内存电路等。该功能电路103还具有业务接口(未示出)，通过该业务接口其能够与监控设备，例如计算机、通信测试仪表等相连，以在对功能电路103的测试过程中，检测功能电路103的运行状况。

用于测试功能电路的装置102包括调节电路1021(如虚线框所示)以及控制器1022。在该实施例中，调节电路1021包括耦合在供电电路101的输出引脚O与反馈引脚F之间的、相互并联的电阻R₁₁、R₁₂...R_1n，以及与该些电阻R₁₁、R₁₂...R_1n分别串联的开关S₁₁、S₁₂...S_1n。可以根据测试要求，任意选取电阻的数量，以及电阻的阻值。例如，当对测试要求较高时，可以选取较多数量的电阻。当针对测试要求仅需要一个电阻R₁₁时，在供电电路101的输出引脚O与反馈引脚F之间将仅耦合一个电阻R₁₁以及与该电阻R₁₁串联的开关S₁₁。

此外，调节电路1021还包括耦合在供电电路101的接地引脚G与反馈引脚F之间的、相互并联的电阻R₂₁、R₂₂...R_2n，以及与该些电阻R₂₁、R₂₂...R_2n分别串联的开关S₂₁、S₂₂...S_2n。可以根据测试要求，任意选取电阻的数量，以及电阻的阻值。例如，当对测试要求较高时，可以选取较多数量的电阻。当针对测试要求仅需要一个电阻R₂₁时，在供电电路101的接地引脚G与反馈引脚F之间将仅耦合一个电阻R₂₁以及与该电阻R₂₁串联的开关S₂₁。

开关S₁₁、S₁₂...S_1n、S₂₁、S₂₂...S_2n可以包括任意适合类型的开关，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(Mos-FET)、光电耦合器、继电器、以及晶体管。此外，开关S₁₁、S₁₂...S_1n经由控制总线L₁与控制器1022中的第一控制单元1023连接，开关S₂₁、S₂₂...S_2n经由控制总线L₂与控制器1022中的第二控制单元1024连接。

控制器1022例如可以是任何类型的数字芯片，例如单片机MCU、CPLD、FPGA等，该控制器1022通过其管理接口(未示出)与主机200连接。在测试过程中，主机200向控制器1022中的第一控制单元1023和第二控制单元1024发送命令，而第一控制单元1023和第二控制单元1024可以分别通过控制总线L₁与L₂向各个开关S₁₁、S₁₂...S_1n、S₂₁、S₂₂...S_2n发送控制信号，以控制该些开关的打开与关闭，从而分别改变供电电路101的输出引脚O与反馈引脚F之间的有效电阻、以及供电电路101的接地引脚G与反馈引脚F之间的有效电阻。

由于供电电路101的反馈引脚F的电压为供电电路101的输出引脚O的电压和接地电压之间的一个电压值，如果开关S₁₁、S₁₂...S_1n闭合，而开关S₂₁、S₂₂...S_2n断开，或在供电电路101的反馈引脚F与接地引脚G之间不具有调节电路，则在供电电路101的输出引脚O与反馈引脚F之间具有电阻，电流将从反馈引脚F流入供电电路101，对供电电路101提供正的反馈，从而会推高供电电路101的输出电压，即其提供给功能电路103的电压，由此可以实现对功能电路103的过压测试。另一方面，如果开关S₂₁、S₂₂...S_2n闭合，而开关S₁₁、S₁₂...S_1n断开，或在供电电路101的输出引脚O与反馈引脚F之间不具有调节电路，则在供电电路101的接地引脚G与反馈引脚F之间具有电阻，电流将从反馈引脚F流出供电电路101，对供电电路101提供负的反馈，从而会降低供电电路101的输出电压，即其提供给功能电路103的电压，由此可以实现对功能电路103的欠压测试。

此外，可以根据所需要产生的噪声容限的范围，通过连续地断开和闭合开关S₁₁、S₁₂...S_1n以及S₂₁、S₂₂...S_2n，或单独地连续断开和闭合开关S₁₁、S₁₂...S_1n或S₂₁、S₂₂...S_2n，来变化供电电路101提供给功能电路103的电压，以对功能电路103进行电压噪声容限测试。例如，当需要产生的噪声容限位于过压与正常电压范围之间时，可以连续地断开和闭合开关S₁₁、S₁₂...S_1n，而不必断开和闭合开关S₂₁、S₂₂...S_2n，或不必在供电电路101的反馈引脚F与接地引脚G之间设置调节电路。例如，当需要产生的噪声容限位于欠压与正常电压范围之间时，可以连续地断开和闭合开关S₂₁、S₂₂...S_2n，而不必断开和闭合开关S₁₁、S₁₂...S_1n，或不必在供电电路101的反馈引脚F和输出引脚O之间设置调节电路。而当需要产生的噪声容限位于过压与欠压之间时，可以连续地断开和闭合开关S₁₁、S₁₂...S_1n以及S₂₁、S₂₂...S_2n。

在本文中，优选地，选取P类Mos-FET作为开关S₁₁、S₁₂...S_1n，选取N类Mos-FET作为开关S₂₁、S₂₂...S_2n。其中，当提供给该些开关的控制信号为低电平时，开关S₁₁、S₁₂...S_1n闭合，而开关S₂₁、S₂₂...S_2n断开；当提供给该些开关的控制信号为高电平时，开关S₁₁、S₁₂...S_1n断开，而开关S₂₁、S₂₂...S_2n闭合。在下文中，参照图2至图4，将以开关S₁₁、S₁₂...S_1n为P类Mos-FET，开关S₂₁、S₂₂...S_2n为N类Mos-FET为例对控制该些开关的具体操作进行描述。

本领域的技术人员应当理解，可以根据实际的测试类型，单独在供电电路101的输出引脚O与反馈引脚F之间设置调节电路，或单独在供电电路101的接地引脚G与反馈引脚F之间设置调节电路，或同时在供电电路101的输出引脚O与反馈引脚F之间、接地引脚G与反馈引脚F之间设置调节电路。此外，应当理解，可以根据实际所设置的调节电路，来设置相应的控制总线以及控制单元。

图2A和2B分别示出了根据本发明的一个实施例的对功能电路进行过压和欠压测试时，控制信号与测试信号的关系图。在各个坐标系中，横坐标为时间(毫秒)，纵坐标为电压(伏特)。

在测试运行过程中，供电电路101将与外部的电源(未示出)连接，来为电路盘100供电。接着，供电电路101将通过装置102向功能电路103供电。

当需要对功能电路103进行过压测试时，操作员通过主机200经由管理接口向控制器1022中的第一控制单元1023发送命令，然后第一控制单元1023，例如MCU，通过MCU编码产生所需的控制信号，例如如图2A中上方所示的控制信号1。

随后，第一控制单元1023将经由控制总线L₁向开关S₁₁、S₁₂...S_1n发送控制信号1，以闭合开关S₁₁、S₁₂...S_1n，从而提升供电电路101的输出电压，即提供给功能电路103的电压，从而向功能电路103传输如图2A中下方所示的测试信号1，以实现对功能电路103的过压测试。此时，可以通过功能电路103中的业务接口，利用监控设备来检验在过压测试过程中的功能电路103的运行情况。

本领域的技术人员应当理解，可以根据过压测试要求，选取电阻R₁₁、R₁₂...R_1n阻值，也可以选择性地关闭开关S₁₁、S₁₂...S_1n中的每一个，以改变供电电路101的输出引脚O与反馈引脚F之间的有效电阻，从而改变供电电路101输出至功能电路103的提高的电压。

另一方面，当需要对功能电路103进行欠压测试时，操作人员通过主机200经由管理接口向控制器1022中的第二控制单元1024发送命令，然后第二控制单元1024，例如MCU，通过MCU编码产生所需的控制信号，例如如图2B中上方中所示的控制信号2。

随后，第二控制单元1024将经由控制总线L₂向S₂₁、S₂₂...S_2n发送控制信号2，以闭合开关S₂₁、S₂₂...S_2n，从而降低供电电路101的输出电压，即提供给功能电路103的电压，从而向功能电路103传输如图2B中下方所示的测试信号2，以实现对功能电路103的欠压测试。此时，可以通过功能电路103中的业务接口，利用监控设备来检验在欠压测试过程中的功能电路103的运行情况。

本领域的技术人员应当理解，可以根据欠压测试要求，选取电阻R₂₁、R₂₂...R_2n阻值，也可以选择性地关闭开关S₂₁、S₂₂...S_2n中的每一个，以改变供电电路101的接地引脚G与反馈引脚F之间的有效电阻，从而改变供电电路101输出至功能电路103的降低的电压。

图3示出了根据本发明的另一个实施例的对功能电路进行电压噪声容限测试时，控制信号与测试信号的关系图。在该坐标系中，横坐标为时间(毫秒)，纵坐标为电压(伏特)。

在测试运行过程中，供电电路101将与外部的电源(未示出)连接，来为电路盘100供电。接着，供电电路101将通过装置102向功能电路103供电。

当需要对功能电路103进行电压噪声容限测试时，操作人员通过主机200经由管理接口向控制器1022中的第一控制单元1023和第二控制单元1024发送命令，然后第一控制单元1023和第二控制单元1024，例如MCU，通过MCU编码产生所需的控制信号，例如如图3中上方中所示的周期性的控制信号3。

随后，第一控制单元1023和第二控制单元1024将经由控制总线L₁和L₂分别向开关S₁₁、S₁₂...S_1n与S₂₁、S₂₂...S_2n发送控制信号3。开关S₁₁、S₁₂...S_1n与S₂₁、S₂₂...S_2n将根据该控制信号3进行连续地闭合、断开，从而不断地改变由供电电路101提供至功能电路103的电压，从而向功能电路103传输如图3中下方所示的测试信号3，以对功能电路103进行电压噪声容限测试。此时，可以通过功能电路103中的业务接口，利用监控设备来检验在过压测试过程中的功能电路103的运行情况。

图4示出了根据本发明的又一个实施例的对功能电路进行电压噪声容限测试时，控制信号与测试信号的关系图。在该坐标系中，横坐标为时间(毫秒)，纵坐标为电压(伏特)。可以通过变化开关的断开和闭合的频率来改变噪声的峰值、噪声的幅度和平均值。

如图4中上方所示，与图3中的控制信号3相比，增加了发送至开关S₁₁、S₁₂...S_1n与S₂₁、S₂₂...S_2n的控制信号4的频率，从而增加了开关S₁₁、S₁₂...S_1n与S₂₁、S₂₂...S_2n的闭合与断开的频率。此时，相比与图3中的测试信号3，图4中的测试信号4的噪声幅度和平均值有所下降。

可见，可以通过产生不同类型的控制信号，对功能电路103进行各种适合的电压噪声容限测试，并可以根据测试结果，对功能电路103的性能进行量化分析。

此外，本领域的技术人员也可以理解，可以根据所需要测试的噪声容限的范围，连续地单独断开、闭合开关S₁₁、S₁₂...S_1n或S₂₁、S₂₂...S_2n。

需要说明的是，上述实施例仅是示范性的，而非对本发明的限制。任何不背离本发明精神的技术方案均应落入本发明的保护范围之内，这包括使用在不同实施例中出现的不同技术特征，装置方法可以进行组合，以取得有益效果。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其他权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；装置前的“一个”不排除多个这样的装置的存在；在包含多个装置的设备中，该多个装置中的一个或多个的功能可由同一个硬件或软件模块来实现。

Claims (9)

1.一种用于测试功能电路的装置，其中供电电路通过所述装置向所述功能电路供电，所述供电电路具有输出引脚、反馈引脚以及接地引脚，所述装置包括：

第一调节电路，其具有根据测试类型耦合在所述供电电路的所述输出引脚和所述接地引脚中的一个与所述反馈引脚之间的、一个电阻以及与所述电阻串联的第一开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个所述电阻分别串联的第一开关；以及

第一控制单元，其经由第一控制总线与各个所述第一开关连接，以控制各个所述第一开关的开关操作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二调节电路，其具有耦合在所述供电电路的所述输出引脚和所述接地引脚中的另一个与所述反馈引脚之间的一个电阻以及与所述电阻串联的第二开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个所述电阻分别串联的第二开关；以及

第二控制单元，其经由第二控制总线与各个所述第二开关连接，以控制各个所述第二开关的开关操作。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关包括以下各项中的至少一项：

-金属氧化物半导体场效应晶体管；

-光电耦合器；

-继电器；以及

-晶体管。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试类型包括过压测试、欠压测试或电压噪声容限测试。

5.一种用于测试功能电路的方法，其中供电电路通过所述方法向所述功能电路供电，所述供电电路具有输出引脚、反馈引脚以及接地引脚，所述方法包括：

根据测试类型，将一个电阻以及与所述电阻串联的第一开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个所述电阻分别串联的第一开关耦合在所述供电电路的所述输出引脚和所述接地引脚中的一个与所述反馈引脚之间；以及

控制各个所述第一开关的开关操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将一个电阻以及与所述电阻串联的第二开关，或至少两个相互并联的电阻以及与各个所述电阻分别串联的第二开关耦合在所述供电电路的所述输出引脚和所述接地引脚中的另一个与所述反馈引脚之间；以及

控制各个所述第二开关的开关操作。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关包括以下各项中的至少一项：

-金属氧化物半导体场效应晶体管

-光电耦合器；

-继电器；以及

-晶体管。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测试类型包括过压测试、欠压测试或电压噪声容限测试。

9.一种电路盘，其包括

供电电路；

根据权利要求1-4中任一项所述的装置；以及

功能电路；

其中，所述供电电路通过所述装置向所述功能电路供电。

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