CN107450013B - 一种电路板功能完整性测试平台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板功能完整性测试平台及测试方法。本发明的测试平台包括核心处理板、计算机、外置电源、信号发生器和示波器；测试平台具备通用化的特征，计算机可以针对多种待测电路板设定不同的测试方案；本发明可以针对具有不同输入输出接口的待测电路板测试平台物理接口进行扩展改造；对待测电路板可以模拟实际信号，也可以输入设定的数字信号，既可以判断待测电路板对实际输入信号的响应，又可以判断待测电路板对要求严格的数字信号的响应；本发明计算机程序有同其它程序通信的接口，可以根据测试结果进行数据统计和进行下一步的处理；整个测试流程从线缆连接到上电测试只需要1人，极大地提高了生产效率。

Description

一种电路板功能完整性测试平台及测试方法

技术领域

本发明涉及电子产品测试技术，具体涉及一种大型医疗器械PET/CT前端的电路板功能完整性的测试平台及其测试方法。

背景技术

电路板是电子产品的重要部件之一，承担数据输入、数据处理和数据输出的功能。数据输入和数据输出统称数据传输。为准确实现电子产品的功能，必须保证产品电路板数据传输和数据处理的正确性。

现在电子产品多数是流水线作业，在电子产品装配前就需要保证各个产品组装部件的合格性，包括产品电路板的合格性，尤其是针对大型医疗器械正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography)/X射线断层成像(X-ray Computed Tomography)，简称PET/CT，电路板卡数量和种类多，要求高，更需要严格的电路板测试。目前测试产品电路板脱离电路板数据输入的前端部件和数据输出的后端交互部件，不能对电路板从数据输入到数据输出完整的测试。现在对产品电路板的检测，只进行电路板目测、上电电压检查或者简单的信号测试，这样会遗漏某些具有不易发现的不合格电路板，而这些不合格电路板隐藏的问题会造成产品组装完成后，测试产品质量时出现不合格情况，降低电子产品生产效率。对于大型医疗器械PET/CT电路板种类多，现在没有测试平台同时具备对多种类电路板功能完整测试的功能。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种电路板数据传输和处理功能完整性的测试平台及其测试方法，本发明的测试平台模拟电路板在产品中的实际输入信号和实际输出信号，还包括对电路板采取严格的信号测试，解决了目前因为测试电路板的不完整性，组装电子产品后可能会由于电路板的未发现隐藏问题造成产品不合格，造成产品的浪费和生产效率低下等现象。还可以针对不用类电路板在同一测试平台采用不同测试方案进行完整功能测试，解决了目前测试过程项目单一、测试电路板不具备通用化的问题。

本发明的一个目的在于提出一种电路板功能完整性测试平台。

本发明的电路板功能完整性测试平台包括：核心处理板、计算机、外置电源、信号发生器和示波器；其中，核心处理板包括中央数据处理器、通信单元、待测电路板测试信号输出单元、待测电路板输出信号接收单元、信号切换单元、显示单元、跳线连接单元和板载电源供电单元；外置电源通过电源线缆连接至核心处理板的板载电源供电单元；待测电路板以及核心处理板的中央数据处理器、通信单元和显示单元均连接至板载电源供电单元；中央数据处理器分别与通信单元、信号切换单元、待测电路板输出信号接收单元和显示单元相连接；通信单元通过线缆连接至计算机；信号切换单元包括两个输入端和一个输出端；信号发生器通过线缆连接核心处理板的信号切换单元的第一输入端；中央数据处理器连接至信号切换单元的第二输入端；信号切换单元的输出端连接至待测电路板测试信号输出单元；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，待测电路板测试信号输出单元通过信号线缆连接至待测电路板的输入端；待测电路板的输出端通过信号线缆连接至待测电路板输出信号接收单元；待测电路板输出信号接收单元分别连接至中央数据处理器和示波器；中央数据处理器其余的通用输入输出管脚I/O均连接至跳线连接单元，以进行功能扩展；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，则通过跳线连接到核心处理板的跳线连接单元上；计算机确定测试方案，发送测试控制指令至核心处理板的中央数据处理器；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，计算机控制中央数据处理器发出数字信号，信号发生器发出模拟的实际信号；通过信号切换单元将信号发生器或者中央数据处理器连接至待测电路板测试信号输出单元，从而信号发生器发出模拟的实际信号作为测试信号，或者中央数据处理器发出的数字信号作为测试信号，输入至待测电路板测试信号输出单元；待测电路板测试信号输出单元将测试信号输入至待测电路板；待测电路板执行测试功能后，待测电路板的输出信号传输至待测电路板输出信号接收单元；待测电路板输出信号接收单元将输出信号分别传输至中央数据处理器和示波器；输出信号显示在示波器上；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，中央数据处理器发出数字信号作为测试信号，测试信号通过跳线连接单元传输至待测电路板，待测电路板执行测试功能后，待测电路板的输出信号传输至中央数据处理器；中央数据处理器将输出信号通过通信单元传输至计算机，计算机对输出信号进行分析，得到待测电路板的功能状态，并将结果自动输出至与计算机相连接的外部设备，进行结果输出显示或下一步处理；同时中央数据处理器判断输出信号的正确性，并将结果通过显示单元显示出来。

与计算机连接的外部设备包括打印机和服务器。打印机对结果进行打印输出。计算机将结果传输至服务器，服务器对结果中判断有故障的待测电路板进行相应的返修处理。

本发明的待测电路板类型包括应用于医疗器械PET/CT探测器接口板、PET/CT前端PCI板卡、PET/CT数据符合卡以及PET/CT时钟通信卡。

计算机与核心处理板的通信单元连接的线缆采用串口线缆、USB线缆、网口线缆以及光纤线缆中的一种。

信号发生器与核心处理板的信号切换单元连接的线缆以及信号发生器与待测电路板测试信号输出单元连接的线缆，采用同轴射频线缆或排线。

待测电路板测试信号输出单元与待测电路板连接的信号线缆采用双绞线缆、排线和同轴射频线缆中的一种。

信号发生器产生待测电路板输入的模拟的实际信号。核心处理板的中央数据处理器产生数字信号，数字信号为时钟形式、加1递增形式和手工设定数据形式中的一种或多种。

中央数据处理器采用CPU、现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray)FPGA和数字信号处理(Digital Signal Processing)DSP中的一种。

通信单元采用USB协议、TCP/IP协议、串口协议和光纤通信协议中的一种。

显示单元采用发光二极管或者显示屏幕。

跳线连接单元采用双排插针；跳线为排线或双绞线。跳线的一端是双排插座，连接跳线连接单元的双排插针；根据待测电路板的输入端与输出端的连接器的插针或插座类型，跳线另一端是相配套的插座或插针连接，实现测试功能。

本发明的另一个目的在于提供一种电路板功能完整性测试平台的测试方法。

本发明的电路板功能完整性测试平台的测试方法，包括以下步骤：

1)将待测电路板的连接器与测试平台进行连接：对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，待测电路板测试信号输出单元通过信号线缆连接至待测电路板的输入端；待测电路板的输出端通过信号线缆连接至待测电路板输出信号接收单元；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，则通过跳线连接到核心处理板的跳线连接单元上；

2)确认电压，将测试平台和待测电路板通电；

3)打开计算机测试程序，确认与测试平台的中央数据处理器通信正常；

4)计算机根据待测电路板确定测试方案，测试方案包括测试信号的特性、测试功能和测试信号的协议；

5)计算机发送测试控制指令至核心处理板的中央数据处理器；

6)根据待测电路板的连接器是否与匹配，相应选择信号传输方式，对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，测试信号与输出信号的传输包括以下步骤：

a)计算机选择数字信号的形式，计算机控制中央数据处理器发出数字信号，信号发生器发出模拟的实际信号；

b)通过信号切换单元将信号发生器或者中央数据处理器连接至待测电路板测试信号输出单元，从而信号发生器发出模拟的实际信号作为测试信号，或者中央数据处理器发出的数字信号作为测试信号，输入至待测电路板测试信号输出单元；

c)待测电路板测试信号输出单元将测试信号输入至待测电路板；

d)待测电路板按照测试功能对测试信号进行处理后，待测电路板的输出信号传输至待测电路板输出信号接收单元；

e)待测电路板输出信号接收单元将输出信号的数字信号序列分别传输至中央数据处理器和示波器；

f)输出信号显示在示波器上；

对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，测试信号与输出信号的传输包括以下步骤：

a)中央数据处理器发出数字信号作为测试信号；

b)测试信号通过跳线连接单元传输至待测电路板；

c)待测电路板执行测试功能；

d)待测电路板的输出信号传输至中央数据处理器；

7)中央数据处理器将输出信号的数字信号序列通过通信单元传输至计算机，计算机根据测试方案判断测试结果，得到待测电路板的功能状态，并将结果自动输出至与计算机相连接的外部设备，进行结果输出显示或下一步处理；

8)同时中央数据处理器判断输出信号的数字信号序列的正确性，并将结果通过显示单元显示出来。

本发明的优点：

1)测试平台具备通用化的特征，计算机可以针对多种待测电路板设定不同的测试方案，测试人员只需要进行线缆连接和设置即可，其它过程完全不用测试人员的干预；

2)本发明可以针对具有不同输入输出接口的待测电路板测试平台物理接口进行扩展改造；也可以随时更新测试平台核心处理板中央处理器的固件程序和计算机程序，以对多种待测电路板信号输出进行测试；

3)对待测电路板可以模拟实际信号，也可以输入设定的数字信号，既可以判断待测电路板对实际输入信号的响应，又可以判断待测电路板对要求严格的数字信号的响应；

4)本发明计算机程序有同其它程序通信的接口，可以根据测试结果进行数据统计和进行下一步的处理；

5)整个测试流程从线缆连接到上电测试只需要1人，可以极大提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的电路板功能完整性测试平台的实施例一的结构框图；

图2为本发明的电路板功能完整性测试平台的实施例一的流程图；

图3为本发明的电路板功能完整性测试平台的实施例二的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例一

本实施例中待测电路板的连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配。

如图1所示，本实施例的电路板功能完整性测试平台包括：核心处理板、计算机、外置电源、信号发生器和示波器；其中，核心处理板包括中央数据处理器、通信单元、待测电路板测试信号输出单元、待测电路板输出信号接收单元、信号切换单元、显示单元、跳线连接单元和板载电源供电单元；外置电源通过电源线缆连接至核心处理板的板载电源供电单元；待测电路板以及核心处理板的中央数据处理器、通信单元和显示单元均连接至板载电源供电单元；中央数据处理器分别与通信单元、信号切换单元、待测电路板输出信号接收单元和显示单元相连接；通信单元通过线缆连接至计算机；信号切换单元包括两个输入端和一个输出端；信号发生器通过线缆连接核心处理板的信号切换单元的第一输入端；中央数据处理器连接至信号切换单元的第二输入端；信号切换单元的输出端连接至待测电路板测试信号输出单元；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，待测电路板测试信号输出单元通过信号线缆连接至待测电路板的输入端；待测电路板的输出端通过信号线缆连接至待测电路板输出信号接收单元；待测电路板输出信号接收单元分别连接至中央数据处理器和示波器；中央数据处理器其余的通用输入输出管脚I/O均连接至跳线连接单元，以进行功能扩展；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，则通过跳线连接到核心处理板的跳线连接单元上。

如图2所示，本实施例的电路板功能完整性测试平台的测试方法，包括以下步骤：

1)待测电路板的连接器与测试平台进行线缆匹配，采用直接线缆匹配；

2)确认电压，将测试平台和待测电路板通电；

3)打开计算机测试程序，确认与测试平台的中央数据处理器通信正常；

4)计算机根据待测电路板确定测试方案，测试方案包括测试信号的特性、测试功能和测试信号的协议；

5)计算机发送测试控制指令至核心处理板的中央数据处理器；

6)计算机测试程序选择数字信号的形式，并发出指令控制中央数据处理器发出数字信号，信号发生器发出模拟的实际信号；

7)通过信号切换单元将信号发生器或者中央数据处理器连接至待测电路板测试信号输出单元，从而信号发生器发出模拟的实际信号作为测试信号，或者中央数据处理器发出的数字信号作为测试信号，输入至待测电路板测试信号输出单元；

8)待测电路板测试信号输出单元将测试信号输入至待测电路板；

9)待测电路板按照测试功能对测试信号进行处理后，待测电路板的输出信号传输至待测电路板输出信号接收单元；

10)待测电路板输出信号接收单元将输出信号的数字信号序列分别传输至中央数据处理器和示波器；输出信号显示在示波器上；

11)中央数据处理器将输出信号的数字信号序列通过通信单元传输至计算机，计算机根据测试方案判断测试结果，得到待测电路板的功能状态，并将结果自动输出至与计算机相连接的外部设备，进行结果输出显示或下一步处理；

12)同时中央数据处理器判断输出信号的数字信号序列的正确性，并将结果通过显示单元显示出来。

本实施例以实际应用测试医疗器械PET/CT前端电路板为例，说明具体实施过程。前端电路板信号输入是模拟信号，经信号处理后，输出具有特定协议格式的数字信号。测试开始前，在计算机测试程序中加入对此特殊格式的数字信号支持。前端电路板信号输入接口与测试平台核心处理板待测电路板测试信号输出单元由双绞线缆连接；前端电路板信号输出接口与核心处理板的待测电路板输出信号接收单元由网线连接；前端电路板供电电源由板载电源供电单元提供。前端电路板和测试平台整体上电；打开计算机测试程序，选择测试方案，并经过USB通信发送测试控制指令到核心处理板的中央数据处理器；由于测试信号是模拟信号，设置信号发生器输出模拟的实际信号作为测试信号，通过信号切换单元将信号发生器发出模拟的实际信号输出至核心处理板的待测电路板测试信号输出单元，待测电路板测试信号输出单元输出模拟实际信号；经前端电路板信号处理和输出，进入到核心处理板的待测电路板输出信号接收单元。如果示波器没有信号显示，或者计算机测试程序接收数据超时，那么待测电路板没有输出为不合格；如果示波器有信号显示，中央数据处理器接收到数据，如果核心处理板的显示LED为红灯闪烁或者计算机测试程序显示接收数据没有匹配预定测试方案的结果，那么前端电路板不合格；如果核心处理板的显示LED为绿灯闪烁或者计算机测试程序显示接收数据匹配预定测试方案的结果，那么前端电路板合格。还可以通过示波器观察待测电路板的输出信号的质量，进一步确定前端电路板的性能。

实施例二

如图3所示，本实施例中待测电路板的连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配，待测电路板通过跳线连接到核心处理板的跳线连接单元上；中央数据处理器发出数字信号作为测试信号，测试信号通过跳线连接单元传输至待测电路板，待测电路板执行测试功能后，待测电路板的输出信号传输至中央数据处理器。其他同实施例一。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电路板功能完整性测试平台，其特征在于，所述测试平台包括：核心处理板、计算机、外置电源、信号发生器和示波器；其中，核心处理板包括中央数据处理器、通信单元、待测电路板测试信号输出单元、待测电路板输出信号接收单元、信号切换单元、显示单元、跳线连接单元和板载电源供电单元；外置电源通过电源线缆连接至核心处理板的板载电源供电单元；待测电路板以及核心处理板的中央数据处理器、通信单元和显示单元均连接至板载电源供电单元；所述中央数据处理器分别与通信单元、信号切换单元、待测电路板输出信号接收单元和显示单元相连接；通信单元通过线缆连接至计算机；所述信号切换单元包括两个输入端和一个输出端；所述信号发生器通过线缆连接核心处理板的信号切换单元的第一输入端；所述中央数据处理器连接至信号切换单元的第二输入端；信号切换单元的输出端连接至待测电路板测试信号输出单元；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，待测电路板测试信号输出单元通过信号线缆连接至待测电路板的输入端；待测电路板的输出端通过信号线缆连接至待测电路板输出信号接收单元；待测电路板输出信号接收单元分别连接至中央数据处理器和示波器；中央数据处理器其余的通用输入输出管脚I/O均连接至跳线连接单元，以进行功能扩展；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，则通过跳线连接到核心处理板的跳线连接单元上；计算机确定测试方案，发送测试控制指令至核心处理板的中央数据处理器；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，计算机控制中央数据处理器发出数字信号，信号发生器发出模拟的实际信号；通过信号切换单元将信号发生器或者中央数据处理器连接至待测电路板测试信号输出单元，从而信号发生器发出模拟的实际信号作为测试信号，或者中央数据处理器发出的数字信号作为测试信号，输入至待测电路板测试信号输出单元；待测电路板测试信号输出单元将测试信号输入至待测电路板；待测电路板执行测试功能后，待测电路板的输出信号传输至待测电路板输出信号接收单元；待测电路板输出信号接收单元将输出信号分别传输至中央数据处理器和示波器；输出信号显示在示波器上；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，中央数据处理器发出数字信号作为测试信号，测试信号通过跳线连接单元传输至待测电路板，待测电路板执行测试功能后，待测电路板的输出信号传输至中央数据处理器；中央数据处理器将输出信号通过通信单元传输至计算机，计算机对输出信号进行分析，得到待测电路板的功能状态，并将结果自动输出至与计算机相连接的外部设备，进行结果输出显示或下一步处理；同时中央数据处理器判断输出信号的正确性，并将结果通过显示单元显示出来。

2.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，与计算机连接的外部设备包括打印机和服务器。

3.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述计算机与核心处理板的通信单元连接的线缆采用串口线缆、USB线缆、网口线缆以及光纤线缆中的一种。

4.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述信号发生器与核心处理板的信号切换单元连接的线缆以及信号发生器与待测电路板测试信号输出单元连接的线缆，采用同轴射频线缆或排线。

5.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述待测电路板测试信号输出单元与待测电路板连接的信号线缆采用双绞线缆、排线和同轴射频线缆中的一种。

6.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述核心处理板的中央数据处理器产生数字信号，数字信号为时钟形式、加1递增形式和手工设定数据形式中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述显示单元采用发光二极管或者显示屏幕。

8.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述跳线连接单元采用双排插针；跳线为排线或双绞线。

9.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述中央数据处理器采用CPU、现场可编程门阵列FPGA和数字信号处理DSP中的一种。

10.一种电路板功能完整性测试平台的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

1)将待测电路板的连接器与测试平台进行连接：对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，待测电路板测试信号输出单元通过信号线缆连接至待测电路板的输入端；待测电路板的输出端通过信号线缆连接至待测电路板输出信号接收单元；对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，则通过跳线连接到核心处理板的跳线连接单元上；

2)确认电压，将测试平台和待测电路板通电；

3)打开计算机测试程序，确认与测试平台的中央数据处理器通信正常；

4)计算机根据待测电路板确定测试方案，测试方案包括测试信号的特性、测试功能和测试信号的协议；

5)计算机发送测试控制指令至核心处理板的中央数据处理器；

6)根据待测电路板的连接器是否与匹配，相应选择信号传输方式，对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器相匹配的待测电路板，测试信号与输出信号的传输包括以下步骤：

a)计算机选择数字信号的形式，计算机控制中央数据处理器发出数字信号，信号发生器发出模拟的实际信号；

b)通过信号切换单元将信号发生器或者中央数据处理器连接至待测电路板测试信号输出单元，从而信号发生器发出模拟的实际信号作为测试信号，或者中央数据处理器发出的数字信号作为测试信号，输入至待测电路板测试信号输出单元；

c)待测电路板测试信号输出单元将测试信号输入至待测电路板；

d)待测电路板按照测试功能对测试信号进行处理后，待测电路板的输出信号传输至待测电路板输出信号接收单元；

e)待测电路板输出信号接收单元将输出信号的数字信号序列分别传输至中央数据处理器和示波器；

f)输出信号显示在示波器上；

对于连接器与待测电路板测试信号输出单元和待测电路板输出信号接收单元的连接器不相匹配的待测电路板，测试信号与输出信号的传输包括以下步骤：

a)中央数据处理器发出数字信号作为测试信号；

b)测试信号通过跳线连接单元传输至待测电路板；

c)待测电路板执行测试功能；

d)待测电路板的输出信号传输至中央数据处理器；

7)中央数据处理器将输出信号的数字信号序列通过通信单元传输至计算机，计算机根据测试方案判断测试结果，得到待测电路板的功能状态，并将结果自动输出至与计算机相连接的外部设备，进行结果输出显示或下一步处理；

8)同时中央数据处理器判断输出信号的数字信号序列的正确性，并将结果通过显示单元显示出来。

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