CN105717393A - 一种用于电子元器件的参数测试系统以及测试方法 - Google Patents

一种用于电子元器件的参数测试系统以及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电子测量技术领域，特别设计一种用于对电子元器件参数进行测试的测试系统和测试方法。一种用于电子元器件的参数测试系统，其特征在于：包括控制电路，用于对各个模块进行控制和进行数据的计算分析；控制电路连接有第一交直流产生功放电路，用于提供交直流测试信号；第一交直流产生功放电路与第一测试端连接，第一测试端与被测电子元器件的一端连接，还包括与控制电路连接的第二交直流产生功放电路，第二交直流产生功放电路与可调电阻单元连接，可调电阻单元连接有第四测试端，第四测试端与被测电子元器件的另一端连接，第三测试端亦与被测电子元器件的另一端连接，第三测试端连接有信号转换电路连接，信号转换电路与控制电路连接。

Description

一种用于电子元器件的参数测试系统以及测试方法
技术领域
本发明属于电子测量技术领域，特别设计一种用于对电子元器件参数进行测试的测试系统和测试方法。
背景技术
随着科技发展，电子产品越来越多的应用到生活中各个方面，对电子产品的质量要求越来越高，电子元器件作为构成电子产品的基本元件，其重要性不言而喻，对电子元器件的性能指标的把控直接影响到整个电子产品的质量，所以对电子元器件的出厂测试和进货检验已经必不可少。本发明实现的电子元件参数测试分析方法主要用于基本电子元器件(电容，电感或者电阻)或者未知元器件网络的的参数测试分析，可以用于各种电子元器件的性能参数指标的测试分析和标定。
现有对电子元器件参数测试分析的方法主要是靠运放虚短虚断特性实现的自动平衡电桥。测量的精度主要靠平衡的运放来决定，测量频率比较低的时候，运放的输入电容造成的影响比较小，如果测量频率比较高的时候，输入电容就会对测量信号造成漏电流，严重影响测量精度。而且实际应用的运放毕竟不是理想的，有输入偏置电压，输入电流等非理想参数，会对测试精度有比较大的影响，所以在保证0.05％精度的前提下，一般传统的运放自动平衡电桥的测试频率最高只能达到300kHz。随着测试频率越来越高，测试精度会越来越差。
发明内容
本发明针对现有技术中测量存在的误差，设计了一种用于中高频电子元器件的参数测试系统以及分析测试的方法，使测试频率提高到了110MHz,并且也保证了测试精度，测试精度也能达到0.05％，满足了电子元器件在中高频分析测试的要求。
本发明的技术方案如下：
一种用于电子元器件的参数测试系统，其特征在于：包括控制电路，用于对各个模块进行控制和进行数据的计算分析；控制电路连接有第一交直流产生功放电路，用于提供交直流测试信号；第一交直流产生功放电路与第一测试端连接，第一测试端与被测电子元器件的一端连接，还包括与控制电路连接的第二交直流产生功放电路，第二交直流产生功放电路与可调电阻单元连接，可调电阻单元连接有第四测试端，第四测试端与被测电子元器件的另一端连接，第三测试端亦与被测电子元器件的另一端连接，第三测试端连接有信号转换电路连接，信号转换电路与控制电路连接。
还包括第一电压监测电路，第一电压监测电路与第二测试端连接，第二测试端连接在被测电子元器件的一端，还包括第二电压监测电路，第二电压监测电路连接在第二交直流产生功放电路的输出端，所述的第一电压监测电路和第二电压监测电路与第三测试端连接。
所述的第一交直流产生功放电路与第二交直流产生功放电路的构成相同，所述第一交直流产生功放电路包括与控制电路连接的交流信号源以及直流信号源，交流信号源和直流信号源与功放电路连接，功放电路与第一测试端连接。
所述的信号转换电路包括电压电流转换电路，电压电流转换电路连接有模拟信号处理电路，模拟信号处理电路连接有模数转换电路，模数转换电路与控制电路连接。
所述的第一电压监测电路和第二电压监测电路的构成相同，所述的第一电压监测电路包括与第二测试端和第三测试端连接的差分运放电路，差分运放电路连接有模拟信号处理电路，模拟信号处理电路连接有模数转换电路，模数转换电路与控制电路连接。
基于权利要求1-5所述参数测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：本测试方法中的符号、公式和计算都是向量的符号和运算公式；
Z为被测电子元器件的参数；
R为可调电阻单元的参数；
步骤1：控制电路控制第一交直流产生功放电路和第二交直流产生功放电路产生测试信号V0和V1；
步骤2：计算V0经过被测电子元器件产生的电流Is，计算V1经过可调电阻单元产生的电流Ir；
步骤3：计算经过第三测试端的电流Ip，Ip＝Ir+Is；
步骤4：Ip经过信号转换电路输送给控制电路，控制电路控制第二交直流产生功放电路调整V1信号，使Ip＝0；即Ip＝Ir+IS＝0；
将步骤2中的IS和Ir代入，得到：推算得到
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明采用数字逻辑电路、高速的模数转换电路以及高速的数模转换电路代替传统电子元器件参数测试系统中的平衡运放模块，克服了平衡运放模块在中高频测试中输入电容就会对测量信号造成漏电流的问题，保证了测试的精度，同时也克服了平衡运放模块存在有输入偏置电压、输入电流等非理想参数的问题，进一步的保证了参数测试系统在中高频下的测量精度，精度能够达到0.05％。
附图说明
图1为本发明中电子元器件参数测试系统的示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示的一种用于电子元器件的参数测试系统，包括控制电路，所述的控制电路一般由MCU、FPGA、CPLD构成，用于对各个模块进行控制和进行数据的计算分析；控制电路连接有第一交直流产生功放电路，用于提供交直流测试信号；可以产生时频率从直流到110MHz，幅度从1mV-40V的直流或者正弦波信号，第一交直流产生功放电路与第一测试端连接，第一测试端与被测电子元器件的一端连接，还包括与控制电路连接的第二交直流产生功放电路，可以产生时频率从直流到110MHz，幅度从1mV-40V的直流或者正弦波信号，第二交直流产生功放电路与可调电阻单元连接，可调电阻单元由若干个高精度电阻和开关构成，完成量程电阻的功能，可调电阻单元连接有第四测试端，第四测试端与被测电子元器件的另一端连接，第三测试端亦与被测电子元器件的另一端连接，第三测试端连接有信号转换电路连接，信号转换电路与控制电路连接，信号转换电路用于对第三测试端流入的电路Ip转换成电压信号，并经过处理，然后经过模数转换电路进行转换后，送给控制电路进行处理。
还包括第一电压监测电路，第一电压监测电路与第二测试端连接，第二测试端连接在被测电子元器件的一端，还包括第二电压监测电路，第二电压监测电路连接在第二交直流产生功放电路的输出端，所述的第一电压监测电路和第二电压监测电路与第三测试端连接，设置的第一电压监测电路对被测电子元器件上的电压信号进行监测，并进行模数转换，送给控制电路进行处理，第二电压监测电路用于对可调电阻单元上的电压信号进行监测并进行模数转换，然后送给控制电路进行处理；对被测电子元器件和可调电阻单元的电压信号进行监测，并反馈给控制电路，实现了被测电子元器件和可调电阻单元的电压信号的闭环控制，保证了两者的电压信号的稳定，减少误差的产生，提高了测量进度。
所述的第一交直流产生功放电路与第二交直流产生功放电路的构成相同，所述第一交直流产生功放电路包括与控制电路连接的交流信号源以及直流信号源，交流信号源和直流信号源与功放电路连接，功放电路与第一测试端连接。
所述的信号转换电路包括电压电流转换电路，电压电流转换电路连接有模拟信号处理电路，模拟信号处理电路连接有模数转换电路，模数转换电路与控制电路连接。
所述的第一电压监测电路和第二电压监测电路的构成相同，所述的第一电压监测电路包括与第二测试端和第三测试端连接的差分运放电路，差分运放电路连接有模拟信号处理电路，模拟信号处理电路连接有模数转换电路，模数转换电路与控制电路连接。
基于权利要求1-5所述参数测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：本测试方法中的符号、公式和计算都是向量的符号和运算公式；
Z为被测电子元器件的参数；
R为可调电阻单元的参数；
步骤1：控制电路控制第一交直流产生功放电路和第二交直流产生功放电路产生测试信号V0和V1；
步骤2：计算V0经过被测电子元器件产生的电流Is，计算V1经过可调电阻单元产生的电流Ir；
步骤3：计算经过第三测试端的电流Ip，Ip＝Ir+Is；
步骤4：Ip经过信号转换电路输送给控制电路，控制电路控制第二交直流产生功放电路调整V1信号，使Ip＝0；即Ip＝Ir+IS＝0；
将步骤2中的IS和Ir代入，得到：推算得到
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明采用数字逻辑电路、高速的模数转换电路以及高速的数模转换电路代替传统电子元器件参数测试系统中的平衡运放模块，克服了平衡运放模块在中高频测试中输入电容就会对测量信号造成漏电流的问题，保证了测试的精度，同时也克服了平衡运放模块存在有输入偏置电压、输入电流等非理想参数的问题，进一步的保证了参数测试系统在中高频下的测量精度，精度能够达到0.05％。

Claims (6)

1.一种用于电子元器件的参数测试系统，其特征在于：包括控制电路，用于对各个模块进行控制和进行数据的计算分析；控制电路连接有第一交直流产生功放电路，用于提供交直流测试信号；第一交直流产生功放电路与第一测试端连接，第一测试端与被测电子元器件的一端连接，还包括与控制电路连接的第二交直流产生功放电路，第二交直流产生功放电路与可调电阻单元连接，可调电阻单元连接有第四测试端，第四测试端与被测电子元器件的另一端连接，第三测试端亦与被测电子元器件的另一端连接，第三测试端连接有信号转换电路连接，信号转换电路与控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电子元器件的参数测试系统，其特征在于：还包括第一电压监测电路，第一电压监测电路与第二测试端连接，第二测试端连接在被测电子元器件的一端，还包括第二电压监测电路，第二电压监测电路连接在第二交直流产生功放电路的输出端，所述的第一电压监测电路和第二电压监测电路与第三测试端连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于电子元器件的参数测试系统，其特征在于：所述的第一交直流产生功放电路与第二交直流产生功放电路的构成相同，所述第一交直流产生功放电路包括与控制电路连接的交流信号源以及直流信号源，交流信号源和直流信号源与功放电路连接，功放电路与第一测试端连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于电子元器件的参数测试系统，其特征在于：所述的信号转换电路包括电压电流转换电路，电压电流转换电路连接有模拟信号处理电路，模拟信号处理电路连接有模数转换电路，模数转换电路与控制电路连接。
5.根据权利要求2所述的一种用于电子元器件的参数测试系统，其特征在于：所述的第一电压监测电路和第二电压监测电路的构成相同，所述的第一电压监测电路包括与第二测试端和第三测试端连接的差分运放电路，差分运放电路连接有模拟信号处理电路，模拟信号处理电路连接有模数转换电路，模数转换电路与控制电路连接。
6.基于权利要求1-5所述参数测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：本测试方法中的符号、公式和计算都是向量的符号和运算公式；
Z为被测电子元器件的参数；
R为可调电阻单元的参数；
步骤1：控制电路控制第一交直流产生功放电路和第二交直流产生功放电路产生测试信号V0和V1；
步骤2：计算V0经过被测电子元器件产生的电流Is，计算V1经过可调电阻单元产生的电流Ir；
步骤3：计算经过第三测试端的电流Ip，Ip＝Ir+Is；
步骤4：Ip经过信号转换电路输送给控制电路，控制电路控制第二交直流产生功放电路调整V1信号，使Ip＝0；即Ip＝Ir+IS＝0；
将步骤2中的IS和Ir代入，得到：推算得到
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