CN104865430B - 一种自动测试纹波的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动测试纹波的装置和方法，包括用于控制采样模块和上层接口模块的工作过程的控制单元模块，用于对待测纹波信号进行电压信号的转换与采集形成可测试的匹配信号的输入电压转换模块，用于对可测试的匹配信号进行采样的采样模块、用于对接收的采样数据进行分解量测显示波形的示波器和用于完成下发、上传数据的上层接口模块。本发明采用自动化的纹波测试，提供了产品在输出电压纹波情况的真实性，其成本低、耗时少，效率高，使用方法简单。

Description

一种自动测试纹波的装置和方法

技术领域

本发明属于纹波测试技术领域，具体涉及一种自动测试纹波的装置和方法。

背景技术

纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象，因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。纹波的成分较为复杂，它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。对于不同的场合，对纹波的要求各不一样，对于电容器来说，无论是那一种纹波，只要不是太大，一般对电容器质量不会构成影响。因此必须对产品输出电压纹波进行测试，以确定产品是否满足设计规格要求。

目前对产品输出电压纹波测试的方法主要采用人工手动操作进行测试，测试时人工随意搭建测试环境，这种测试方法有以下缺点：

1、操作不规范，不能保证测试效率与测试质量；

2、搭建测试环境需耗费较多时间与人力，测试环境稳定性差，使用步骤繁琐；

3、测试时需要人为不断的去触碰产品被反灌的PIN脚，可能会造成接触不良损坏测试仪器以及待测产品。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种结构简单、成本低、测试效率高的自动测试纹波的装置和方法。

本发明采用的技术方案是：一种自动测试纹波的装置，包括：

控制单元模块，用于通过上层接口模块接收上位机下发协议指令、分别向采样模块和上层接口模块发出控制指令，控制采样模块和上层接口模块的工作过程；

输入电压转换模块，用于对待测纹波信号进行电压信号的转换与采集，形成可测试的匹配信号；

采样模块，用于对可测试的匹配信号进行采样、将采样的数据输出到示波器进行分解量测；

示波器：用于根据设置的基准参数对接收的采样数据进行分解量测、显示分解量测后的波形、将波形输出至上层接口控制模块；

上层接口模块，用于接收上位机发送的基准参数下发至示波器、接收上位机发送的协议指令下发至控制单元模块、接收示波器输出的波形上传至上位机。

进一步地，所述采样模块包括：

pk-pk值采样模块，用于对可测试的匹配信号进行pk-pk值采样，将采样的pk-pk值数据输出至示波器；

周期采样模块，用于对可测试的匹配信号进行周期采样，将采样的周期数据输出至示波器；

频率采样模块，用于对可测试的匹配信号进行频率采样，将采样的频率数据输出至示波器。

一种利用上述装置自动测试纹波的方法，包括以下步骤：

1)所述上层接口模块接收上位机下发的协议指令，并发送到控制单元模块；

2)所述控制单元模块根据协议指令分别向采样模块和上层接口模块发送控制指令；

3)所述输入电压转换模块对待测纹波信号进行电压信号的转换与采集，形成可测试的匹配信号，发送至采样模块；

4)所述上层接口模块根据控制指令接收上位机发送的基准参数下发至示波器；

5)所述采样模块根据接收的控制指令对匹配信号进行采样，将采样的数据输出至示波器；

6)所述示波器根据接收的基准参数对接收到采样数据进行分解量测，显示分解量测后的波形同时输出波形至上层接口控制模块；

7)所述上层接口模块将接收的波形上传至上位机。

进一步地，所述采样模块中的pk-pk值采样模块对匹配信号进行pk-pk值采样，将采样的pk-pk值数据输出至示波器。

进一步地，所述采样模块中的周期采样模块对匹配信号进行周期采样，将采样的周期数据输出至示波器。

更进一步地，所述采样模块中的频率采样模块对匹配信号进行频率采样，将采样的频率数据输出至示波器。

本发明的有益效果在于：

1)纹波测试效率高：本发明采用专用的测试装置，耗时少、测试效率高，解决了现有搭建测试环境需耗费较多时间与人力、测试环境稳定性差、使用步骤繁琐等问题。

2)节省成本：本发明测试装置采用市场上常规的模块，结构简单、成本低、容易实现。

3)测试准确率高:本发明采用专用测试装置自动化测试，减少了不规范操作带来的纹波量测不正确的或是偏差较大的情况发生，保证了纹波测试的准确合理性。

4)扩展性强：本发明测试方法适用于所有图形发生器(pattern generator)的纹波测试，可以通过图形发生器外接转板以及扩展盒等输出电压的方式，实现更多类型的产品测试。

附图说明

图1为本发明的电路结构框图。

图2文本发明的控制流程图。

图中：1-控制单元模块；2-输入电压转换模块；3-采样模块；31-pk-pk值采样模块；32-周期采样模块；33-频率采样模块；4-示波器；5-上层接口模块；6-上位机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

本发明的目的在于解决如何高效规范的量测验证产品输出电压纹波的准确性,能否满足产品设计规格的要求，所以在产品设计验证阶段，必须要考虑输出接口的纹波实际的输出情况，为了保证量测方法的正确规范操作,同时提供自动化能力的要求，故需要模拟产品实际应用环境对产品接口进行针对性的电压输出纹波输出的测试。

本发明采用可编程输出接口量测类型以及量测操作周期的指标要求，通过纹波专用的测试装置，规范相关干扰源或不正确的量测方式带来的影响，保证测试波形的准确合理要求。

如图1所示，本发明自动测试纹波的装置包括：

控制单元模块，主要是对整套系统的控制和控制指令的下发动作，来实现自动化控制的任务，如周期、频率、采样时间以及采样幅度等关键执行任务的收集；控制上层接口模块进行对应的编辑下发和上传的同步处理动作。其控制端分别与采样模块和上层接口模块的控制端连接，用于通过上层接口模块接收上位机下发协议指令，分别向采样模块和上层接口模块发出控制指令，控制采样模块和上层接口模块的工作过程。

输入电压转换模块，其输入端连接待测产品的电压输出端、接收待测纹波信号，输出端连接采样模块，用于对待测纹波信号进行电压信号的转换与采集，形成可测试的匹配信号。

采样模块，用于对可测试的匹配信号进行采样、将采样的数据输出至示波器。

示波器：用于根据设置的基准参数对接收的采样数据进行分解量测、显示分解量测后的波形、将波形输出至上层接口控制模块。

上层接口模块，主要完成下发和上传接收的动作，形成一个交互过程，即用于接收上位机发送的基准参数下发至示波器、接收上位机发送的协议指令下发至控制单元模块、接收示波器输出的波形上传至上位机。

上述方案中，采样模块包括：

pk-pk值采样模块，用于对可测试的匹配信号进行pk-pk值采样，将采样的pk-pk值数据输出至示波器；

周期采样模块，用于对可测试的匹配信号进行周期采样，将采样的周期数据输出至示波器；

频率采样模块，用于对可测试的匹配信号进行频率采样，将采样的频率数据输出至示波器。

如图2所示，本发明利用上述装置自动测试纹波方法的过程为：

1)待测纹波信号输入本发明测试系统后，上层接口模块接收上位机下发的协议指令，发送到控制单元模块。

2)控制单元模块根据协议指令分别向采样模块和上层接口模块发送控制指令，实现对采样模块和上层接口模块的系统控制。

3)输入电压转换模块对待测纹波信号进行电压信号的转换与采集，形成可测试的匹配信号，发送至采样模块。

4)上层接口模块根据控制指令接收上位机发送的基准参数下发至示波器，基准参数包括pk-pk值(峰-峰值)基准参数、周期参数和频率参数。

5)采样模块根据接收的控制指令对输入电压转换模块发送的可测试的匹配信号进行采样，将采样的数据输出至示波器，其中：

采样模块中的pk-pk值采样模块对匹配信号进行pk-pk值采样，输出pk-pk值数据至示波器；

采样模块中的周期采样模块对匹配信号进行周期采样，输出周期数据至示波器；

采样模块中的频率采样模块对匹配信号进行频率采样，输出频率数据至示波器。

6)示波器根据接收的基准参数对接收到采样数据进行分解量测，显示分解量测波形的同时输出波形至上层接口控制模块；

7)上层接口模块将接收的波形上传至上位机进行输出显示。

本发明采样示波器进行测试时，需要注意以下问题：

1、限制示波器带宽为20MHz，目的是避免数字电路的高频噪声影响纹波测量，尽量保证测量的准确性。

2、设置耦合方式为交流耦合，方便调出PK-PK测量项(以更小档位来仔细观测纹波，不关心直流电平)。

3、保证探头接地尽量短，尽量使用探头自带的原装测试短针。如果没有测试短针，可以拆除探头的接地线和外壳，露出探头地壳，自制接地线缠绕在探头地壳上，保证接地线长度小于1cm。

4、示波器地悬空，只通过探头地与测试信号的参考点共地，不要通过其他方式与测试设备共地，这样会给纹波测量引入很大的地噪声。例如：当示波器和其他仪器共插线板时，其他仪器的开关可能通过接地线给测试带来噪声干扰。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种自动测试纹波的装置，其特征在于，包括：

控制单元模块(1)，用于通过上层接口模块接收上位机下发协议指令、分别向采样模块和上层接口模块发出控制指令，控制采样模块和上层接口模块的工作过程；

输入电压转换模块(2)，用于对待测纹波信号进行电压信号的转换与采集，形成可测试的匹配信号；

采样模块(3)，用于对可测试的匹配信号进行采样、将采样的数据输出到示波器进行分解量测；

示波器(4)，用于根据设置的基准参数对接收的采样数据进行分解量测、显示分解量测后的波形、将波形输出至上层接口控制模块；

上层接口模块(5)，用于接收上位机发送的基准参数下发至示波器、接收上位机发送的协议指令下发至控制单元模块、接收示波器输出的波形上传至上位机；

所述采样模块包括：

pk-pk值采样模块(31)，用于对可测试的匹配信号进行pk-pk值采样，将采样的pk-pk值数据输出至示波器；

周期采样模块(32)，用于对可测试的匹配信号进行周期采样，将采样的周期数据输出至示波器；

频率采样模块(33)，用于对可测试的匹配信号进行频率采样，将采样的频率数据输出至示波器。

2.一种利用权利要求1所述的装置自动测试纹波的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)所述上层接口模块(5)接收上位机(6)下发的协议指令，并发送到控制单元模块(1)；

2)所述控制单元模块(1)根据协议指令分别向采样模块(3)和上层接口模块(5)发送控制指令；

3)所述输入电压转换模块(2)对待测纹波信号进行电压信号的转换与采集，形成可测试的匹配信号，发送至采样模块(3)；

4)所述上层接口模块(5)根据控制指令接收上位机发送的基准参数下发至示波器(4)；

5)所述采样模块(3)根据接收的控制指令对匹配信号进行采样，将采样的数据输出至示波器(4)；

6)所述示波器(4)根据接收的基准参数对接收到采样数据进行分解量测，显示分解量测后的波形同时输出波形至上层接口控制模块(5)；

7)所述上层接口模块(5)将接收的波形上传至上位机(6)。

3.根据权利要求2所述的自动测试纹波的方法，其特征在于：所述采样模块(3)中的pk-pk值采样模块(31)对匹配信号进行pk-pk值采样，将采样的pk-pk值数据输出至示波器(4)。

4.根据权利要求2所述的自动测试纹波的方法，其特征在于：所述采样模块(3)中的周期采样模块(32)对匹配信号进行周期采样，将采样的周期数据输出至示波器(4)。

5.根据权利要求2所述的自动测试纹波的方法，其特征在于：所述采样模块(3)中的频率采样模块(33)对匹配信号进行频率采样，将采样的频率数据输出至示波器(4)。