CN104157228B - OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法及系统，本发明方法通过对采集的ShortingBar输出端的实际电压值运用最小二乘法拟合直线的方法进行校准后再输出，解决了因ShortingBar电压输出精度不高，而导致OLED玻璃画面异常的问题，且校准精度高、能大幅提高测试效率。本发明装置采用采集板依次与ShortingBar的每个输出端导通采集电压值，采集后自动切换下一个输出端，使PC获得ShortingBar的实际电压值与校准电压值，本装置能扩展至48路I/O接口。

Description

OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法及系统

技术领域

本发明属于OLED测试设备技术领域，具体地指一种OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法及系统。

背景技术

ShortingBar(探针短接式信号测试机)是一款能产生高压波形信号的模拟信号发生装置，在OLED面板生产工序中，其可用于检测OLED面板是否存在VLINE、HLINE、DOT等不良异常。

ShortingBar的电压输出精度需要校准，没有经过校准的ShortingBar其输出电压的误差可达500mv。ShortingBar电压输出精度不高，会导致OLED玻璃画面异常等问题的发生。目前ShortingBar电压输出采集过程都是通过人工方式，使用数字万用表手动采集各通道电压的接口输出值并记录，采集过程完全依靠手拿表笔探针，再将探针接触到输出接口上的触点完成，该测试方式由于需要人工的进行量测、记录和保存数据，往往会导致测试效率低、数据准确度不高等问题，加上人眼疲劳，不排除出现记录错误现象，产生无效数据，亦会导致校准精度不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法及系统，能够解决因ShortingBar电压输出精度不高，而导致OLED玻璃画面异常的问题，且校准精度高、能大幅提高测试效率。

为实现上述目的，本发明所设计的一种OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：

1)使ShortingBar的每个输出端输出相应的设定电压值；

2)依次采集所述ShortingBar的每个输出端的实际电压值；

3)将所述ShortingBar每个输出端的实际电压值与设定电压值进行比对，用最小二乘法拟合直线的方法计算出校准参数；

4)将所述校准参数输入ShortingBar，所述ShortingBar根据校准参数修正每个输出端的设定电压后再输出校准电压值；

5)重复步骤2)，若所述ShortingBar的每个输出端的实际电压值与设定电压值的误差在±50mv以内，测试完成；若误差大于±50mv，则重复步骤3)、4)、5)。

优选地，所述步骤2)中依次采集所述ShortingBar的每个输出端的实际电压值的具体步骤包括：

21)将ShortingBar的输入端和电压监控模块的输出端分别与PC机连接；

22)使所述电压监控模块的输入端依次与ShortingBar的每个输出端导通，使所述电压监控模块的输入端依次采集所述每个输出端的实际电压值，并将所述实际电压值依次传输给PC机；

23)所述PC机依次记录ShortingBar每个输出端的实际电压值。

优选地，所述步骤3)的具体步骤包括；

31)将所述ShortingBar(1)每个输出端的设定电压值依次记为x₁、x₂……x_n，将每个输出端的实际电压值依次记为y₁、y₂……y_n，(n为ShortingBar输出端的个数)；

32)根据最小二乘法拟合直线的公式

计算出校准参数a和b的值，(N为ShortingBar输出端的个数)。

优选地，所述步骤4)中所述ShortingBar(1)将根据校准参数修正每个输出端的设定电压的具体步骤包括：

步骤41)所述ShortingBar(1)将每个输出端的设定电压值x₁、x₂……x_n带入校准参数公式y＝ax+b得到每个输出端的校准电压值y₁’、y₂’……y_n’；

步骤42)所述ShortingBar(1)使每个输出端分别输出校准电压值y₁’、y₂’……y_n’，(n为ShortingBar输出端的个数)。

优选地，所述步骤1)中所述设定电压值为根据OLED玻璃参数设置的每个输出端的设定电压值。

一种用于上述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法的测试系统，其特殊之处在于，包括ShortingBar、PC机、采集板和电压监控模块，所述ShortingBar的输入端与PC机连接，所述ShortingBar的每个输出端分别与采集板的一个支路一一对应连接，所述采集板的所有支路与电压监控模块的输入端连接，所述电压监控模块的输出端与PC机连接，所述ShortingBar根据设定电压值和校准信号输出电压，所述PC机向采集板发出启动信号和结束信号、记录所述电压监控模块采集的实际电压值、计算校准参数并向ShortingBar发出校准信号，所述采集板根据PC机的启动信号依次为每一个支路导通电源，且一个支路导通时其余所有支路关断，所述采集板接收结束信号后关断所有支路。

进一步地，所述采集板包括MCU和若干个支路，所述MCU接收所述PC机发出启动信号和结束信号并控制每个支路的导通与关断。

更进一步地，所述采集板的若干个支路通过IIC总线、I/O扩展器和继电器实现，所述IIC总线分别与MCU和I/O扩展器连接，所述I/O扩展器具有若干个I/O接口,每一个I/O接口与一个继电器相连接。

更进一步地，所述I/O扩展器为多个PCA9555D芯片，每个PCA9555D芯片具有16路I/O接口。

更进一步地，所述I/O扩展器由三个PCA9555D芯片组成，共有48路I/O接口。

本发明的工作原理如下：通过MCU控制I/O扩展器中16路I/O接口中每一个I/O接口的电平状态从而控制继电器的开关状态，并使用IIC总线连接多个I/O扩展器串联实现16*N路独立I/O接口形成16*N路支路，通过继电器的开关状态控制16*N路支路的通断，电压监控模块与采集板输出接口连接，采集当前导通的支路电压值，然后通过PC机实现输出电压值的自动记录。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)用最小二乘法拟合直线的方法计算校准参数，提升OLED的ShortingBar电压输出精度；

(2)改进了目前人为更换输出通道，人为记录采集数据、整理采集数据的过程，极大地提高了数据采集效率。原手动校准时间约为30min/台，使用本发明后自动校准时间约为3min/台，效率提高了9倍；

(3)可扩展性：通过MCU、IIC总线的级联方式，可以实现多路独立的I/O接口，且ShortingBar电压输出通道越多时，优势越明显；

(4)低成本：通过市场上的成熟产品来处理OLED的ShortingBar电压输出精度校准的问题，用较低的成本得到了效率极大的提升。

附图说明

图1为本发明OLED的ShortingBar输出精度校准测试系统的结构示意图。

图中：1.ShortingBar，2.PC机，3.采集板，3-1.MCU，3-2.I/O扩展器，3-3.继电器，3-4.IIC总线，4.电压监控模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明OLED的ShortingBar输出精度校准测试系统，包括ShortingBar1、PC机2、采集板3和电压监控模块4。 ShortingBar1的输入端与PC机2连接，ShortingBar1的每个输出端分别与采集板3的一个支路一一对应连接，采集板3的所有支路与电压监控模块4的输入端连接，电压监控模块4的输出端与PC机2连接，PC机2向采集板3发出启动信号和结束信号，并记录电压监控模块4采集的电压值，采集板3根据PC机2的启动信号依次为每一个支路导通电源，且一个支路导通时其余所有支路关断，采集板3接收结束信号后关断所有支路。采集板3包括MCU3-1和若干个支路，MCU3-1接收PC机2发出启动信号和结束信号并控制每个支路的导通与关断。

其中，采集板3的MCU3-1采用STM32F103VCT6芯片，MCU3-1通过芯片的串行接口与PC机2通信；芯片的Jtag调试口作为程序升级和调试；芯片的TTL接口作为用户接口可接收和发送数据。MCU3-1与四位数码管连接，作为通道切换状态显示。MCU3-1还与RTC连接，RTC作为一个独立的定时器，实现系统复位或是从待机模式唤醒，RTC设置和时间可维持不变。

采集板3的若干个支路通过IIC总线3-4、I/O扩展器3-2和继电器3-3实现，IIC总线3-4分别与MCU3-1和I/O扩展器3-2连接，I/O扩展器3-2具有若干个I/O接口，每一个I/O接口与一个继电器3-3相连接。

I/O扩展器3-2采用PCA9555D芯片，PCA9555D芯片是具有中断输出和配置寄存器的远程16位I2C和SMBus I/O扩展器。IIC总线3-4上连接三个PCA9555D芯片形成48路独立I/O接口，即48路独立的电压采集支路。

ShortingBar1与PC机2通过串行接口连接。电压监控模块4可采用高精度数字万用表Aglient34401a。

运用上述OLED的ShortingBar输出精度校准测试系统的测试方法以三个PCA9555D芯片形成48路独立I/O接口为例，自动采集48个ShortingBar输出端的电压值：

1)将ShortingBar1的输入端和电压监控模块4的输出端分别与PC机2)连接，并通过PC机2控制ShortingBar1的48个输出端设定的电压值x₁，x₂……x₄₈，该设定电压值为根据OLED玻璃参数设置的48个输出端相应的输出电压值。将ShortingBar1的48输出端与采集板3的48路支路一一对应连接，再将电压监控模块4的输入端与采集板3的所有支路连接。

2)通过PC机2向采集板3发出启动信号，采集板3接收启动信号后导通48个支路中第一个支路，则电压监控模块4的输入端与ShortingBar1的第一个输出端导通。

3)使电压监控模块4的输入端采集第一个输出端的实际电压值y₁，并将所采集的实际电压值y₁传输给PC机2记录。

4)PC机2记录下第一个输出端的实际电压值y₁后控制采集板3关断第一支路，并使第二支路导通，则电压监控模块4的输入端与ShortingBar1第一输出端之间的连接关断，电压监控模块4的输入端与ShortingBar1第二输出端之间的连接导通，对第二输出端实施步骤3)，电压监控模块4将所采集的实际电压值y₂传输给PC机2记录。

5)重复实施步骤4，PC机依次记录下第二输出端至第四十八输出端的实际电压值y₂……y₄₈。

6)将ShortingBar1所有输出端的实际电压值y₁……y₄₈与设定电压值x₁，……x₄₈进行比对：

根据最小二乘法拟合直线的公式

将设定电压值x₁、x₂……和实际电压值y₁、y₂……带入上述公式(N＝48)，可以计算出校准参数a和b的值。

7)将校准参数a和b的值输入ShortingBar1，ShortingBar1根据校准参数a和b的值带入校准参数公式y＝ax+b得到每个输出端的校准电压值y₁’、y₂’……y₄₈’；再根据所计算出的校准电压值y₁’、y₂’……y₄₈’修正每个输出端的设定电压后再输出校准电压值。

8)再次采集ShortingBar1的每个输出端的实际电压值y₁、y₂……y₄₈，若实际电压值y₁、y₂……y₄₈与设定电压值x₁、x₂……x₄₈的误差在±50mv以内，测试完成；若误差大于±50mv，则重复步骤6)、7)、8)。

9)PC机2向采集板3发出结束信号，采集板3接收结束信号后关断所有导通的支路，完成测试。

上述计算方法采用的是最小二乘法拟合直线，即曲线拟合中最基本和最常用的直线拟合。设x和y之间的函数关系为：

y＝a+bx

式中有两个待定参数，a代表截距，b代表斜率。对于等精度测量所得到的N组数据(x_i，y_i)，i＝1，2……，n，x_i值被认为是准确的，所有的误差只联系着y_i。下面利用最小二乘法把数据拟合为直线。

用最小二乘法估计参数时，要求观测值y_i的偏差的加权平方和为最小。对于等精度观测值的直线拟合来说，可使下式的值最小：

上式分别对a、b求偏导得：

整理后得到方程组

解上述方程组便可求得直线参数a和b的最佳估计值。

分别设置ShortingBar1的每个输出端的设定电压值为40v、20v，-20v和-40v，校准前的实际电压值和校准后的实际电压值列于表1。

表1

从表1的数据可以看出，校准电压值较实际电压值的误差平均有较大幅度地减小，校准后电压输出值的精度得到较大提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)使ShortingBar(1)的每个输出端输出相应的设定电压值；

2)依次采集所述ShortingBar(1)的每个输出端的实际电压值；

3)将所述ShortingBar(1)每个输出端的实际电压值与设定电压值进行比对，用最小二乘法拟合直线的方法计算出校准参数；

4)将所述校准参数输入ShortingBar(1)，所述ShortingBar(1)根据校准参数修正每个输出端的设定电压后再输出校准电压值；

5)重复步骤2)，若所述ShortingBar(1)的每个输出端的实际电压值与设定电压值的误差在±50mv以内，测试完成；若误差大于±50mv，则重复步骤3)、4)、5)。

2.根据权利要求1所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法，其特征在于：所述步骤2)中依次采集所述ShortingBar(1)的每个输出端的实际电压值的具体步骤包括：

21)将ShortingBar(1)的输入端和电压监控模块(4)的输出端分别与PC机(2)连接；

22)使所述电压监控模块(4)的输入端依次与ShortingBar(1)的每个输出端导通，使所述电压监控模块(4)的输入端依次采集所述每个输出端的实际电压值，并将所述实际电压值依次传输给PC机(2)；

23)所述PC机(2)依次记录ShortingBar(1)每个输出端的实际电压值。

3.根据权利要求1所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法，其特征在于：所述步骤3)的具体步骤包括；

31)将所述ShortingBar(1)每个输出端的设定电压值依次记为x₁、x₂……x_n，将每个输出端的实际电压值依次记为y₁、y₂……y_n，n为ShortingBar(1)输出端的个数；

32)根据最小二乘法拟合直线的公式

$a=\frac{\left({\mathrm{\Σx}}_i^2\right)\left({\mathrm{\Σy}}_i\right)-\left({\mathrm{\Σx}}_i\right)\left({\mathrm{\Σx}}_i{y}_i\right)}{N\left({\mathrm{\Σx}}_i^2\right)-{\left({\mathrm{\Σx}}_i\right)}^2}$

$b=\frac{N\left({\mathrm{\Σx}}_i{y}_i\right)-\left({\mathrm{\Σx}}_i\right)\left({\mathrm{\Σy}}_i\right)}{N\left({\mathrm{\Σx}}_i^2\right)-{\left({\mathrm{\Σx}}_i\right)}^2}$

计算出校准参数a和b的值，N为ShortingBar(1)输出端的个数。

4.根据权利要求3所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法，其特征在于：所述步骤4)中所述ShortingBar(1)将根据校准参数修正每个输出端的设定电压的具体步骤包括：

步骤41)所述ShortingBar(1)将每个输出端的设定电压值x₁、x₂……x_n带入校准参数公式y＝ax+b得到每个输出端的校准电压值y₁’、y₂’……y_n’；

步骤42)所述ShortingBar(1)使每个输出端分别输出校准电压值y₁’、y₂’……y_n’，n为ShortingBar(1)输出端的个数。

5.根据权利要求3所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法，其特征在于：所述步骤1)中所述设定电压值为根据OLED玻璃参数设置的每个输出端的设定电压值。

6.一种用于权利要求1所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法的测试系统，其特征在于：包括ShortingBar(1)、PC机(2)、采集板(3)和电压监控模块(4)，所述ShortingBar(1)的输入端与PC机(2)连接，所述ShortingBar(1)的每个输出端分别与采集板(3)的一个支路一一对应连接，所述采集板(3)的所有支路与电压监控模块(4)的输入端连接，所述电压监控模块(4)的输出端与PC机(2)连接，所述ShortingBar(1)根据设定电压值和校准信号输出电压，所述PC机(2)向采集板(3)发出启动信号和结束信号、记录所述电压监控模块(4)采集的实际电压值、计算校准参数并向ShortingBar(1)发出校准信号，所述采集板(3)根据PC机(2)的启动信号依次为每一个支路导通电源，且一个支路导通时其余所有支路关断，所述采集板(3)接收结束信号后关断所有支路。

7.根据权利要求6所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法的测试系统，其特征在于：所述采集板(3)包括MCU(3-1)和若干个支路，所述MCU(3-1)接收所述PC机(2)发出启动信号和结束信号并控制每个支路的导通与关断。

8.根据权利要求7所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法的测试系统，其特征在于：所述采集板(3)的若干个支路通过IIC总线(3-4)、I/O扩展器(3-2)和继电器(3-3)实现，所述IIC总线(3-4)分别与MCU(3-1)和I/O扩展器(3-2)连接，所述I/O扩展器(3-2)具有若干个I/O接口，每一个I/O接口与一个继电器(3-3)相连接。

9.根据权利要求8所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法的测试系统，其特征在于：所述I/O扩展器(3-2)为具有16路I/O接口的PCA9555D芯片。

10.根据权利要求9所述的OLED的ShortingBar输出精度校准测试方法的测试系统，其特征在于：所述I/O扩展器(3-2)由三个PCA9555D芯片组成，共有48路I/O接口。