CN109270429B - 一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法 - Google Patents

一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法，通过在高低温环境下多通道接口电路的源端通过恰当的两两连接，同时并联对温度不敏感的精密电阻，通过对其中一路定量的驱动电流使在通道源端产生已知的电压信号，同时测量另外一个回路的电压。通过测量另外一个回路的电压并减去源端通过电阻产生的驱动电压信号得到该回路的电压噪声。亦即，当电路的源端通过本发明的方法连接后，只要在两两连接的一个通道上驱动已知的电流，将会在电路源端通过连接的已知电阻产生一个已知的电压信号。另外一个通道的电压测量结果减去源端产生的已知电压信号即为电路的噪声。本方法测试过程简单易行，极具实用价值，易于推广使用。

Description

一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法
技术领域
本发明涉及电压噪声检测技术领域，具体涉及一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法。
背景技术
在高低温环境的测量中，电路板需要在高温和低温环境中重复的工作，各部件由于频繁的热胀冷缩以及电路热噪声等因素的影响，由于压电效应、热电势等产生不同的电压噪声，影响测量结果的准确性。但是由于高低温部件一般处于封闭的空间，很难在高低温部件处驱动标准电压进而测量电路的噪声。
特别是多通道高低温环境下，即使电路设计一致，但是由于在高低温环境下的形变等因素并不均匀，热胀冷缩也并非完全线性和且不具有遍历性。因此即使完全相同的电路设计也会导致在实际温度环境中每个通道的噪声不一致，需要逐一考核和测量。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法，该方法通过将源端两两连接，且并联对温度不敏感的电阻，使两个通道回路和低温度系数电阻形成开尔文连接结构，一个通道驱动指定的电流到电阻两端，另外一个通道测量该通道回路的电压，该测量值与电阻两端的电压差值即为通道的电压噪声。
本发明提供了一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法，步骤包括：选取多通道高低温接口电路板的两条通道并将两条通道源端电连接，将低温度系数电阻与通道并联，在一条通道的测量端驱动电流使低温度系数电阻产生电压信号，在另一条通道的测量端测量电压，所测电压值减去低温度系数电阻产生的电压即为电压噪声。
优选的，所述多通道高低温接口电路板噪声测量方法，步骤包括：
S1、将多通道高低温接口电路板两端分别定为源端和测量端，以信号驱动接口端为源端，以信号引出端为测量端；
S2：在源端将相邻两个通道m和m+1连接，并联低温度系数电阻Rx；
S3：在通道m的测量端连接电流源驱动I0到电路中，使源端产生对温度不敏感且稳定的＝I0*Rx的电压U0，所述U0＝I0*Rx；
S4：在通道m+1的通道的测量端连接电压表，电压表测得电压Ux，通道m+1的电压噪声Unoise＝Ux-U0；
S5、在通道m+1的测量端连接电流源驱动I0＇到电路中使源端产生U0＇＝I0＇*Rx，在通道m的通道的测量端连接电压表，电压表测得电压Ux＇，通道m的电压噪声Unoise＇＝Ux＇-U0＇。
具体的，上述多通道高低温接口电路板噪声测量方法原理如附图1所示。
优选的，步骤S2中，所述低温度系数电阻Rx一端连接到通道m和通道m+1，电阻Rx另一端连接到地回路。
更加优选的，步骤S2中，所述通道m和通道m+1与低温度系数电阻Rx形成开尔文连接结构,亦即，通道m的信号回路的两根信号线和通道m+1回路的两根信号线对电阻Rx正好形成4线测电阻连接方式。
更加优选的，步骤S2中，所述通道m和通道m+1分别通过跳线帽连接到低温度系数电阻Rx。
进一步优选的，步骤S3中，短接跳线帽后控制通道m的测量端连接的电流源驱动I0到电路中。
优选的，重复步骤S1-S5对多通道高低温接口电路板的每个通道进行电压噪声测量后，将低温度系数电阻Rx与通道断开连接，多通道高低温接口电路板恢复正常工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请用于测量高低温冲击环境中接口电路的噪声，进而实现对高低温电路中噪声的控制和消除。通过低温度系数电阻在通道源端产生确定的电压信号，通道电压测量结果减去驱动的已知电压信号即为接口电路的噪声，测量方法简单易于实施，对于一般处于封闭的空间内的多通道高低温接口电路板的每个通道的噪声可以实现逐一测量。
附图说明
图1为多通道高低温接口电路板噪声测量原理图；
图2为实施例一中多通道高低温接口电路板结构图；
图3为实施例一中多通道高低温接口电路板噪声测量实施原理图；
图4为40通道高低温箱中噪声测量电路板原理图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例一
本实施例提供了一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法，所述多通道高低温接口电路板的结构图如附图2所示，从图2可见，该高低温电路板上依次设置有通道1，通道2，…，通道m-1，通道m，通道m+1，以及地线回路。所述多通道高低温接口电路板源端为高低温部位的信号驱动接口端，测量端为信号引出端，源端通常于高低温下工作，测量端通常于常温下工作，所述源端和测量端上对应每条通道均设有接口。
本实施例针对附图2所示多通道高低温接口电路板进行了噪声测试，具体测试示意图如附图3所示，步骤如下：
步骤1、将多通道高低温接口电路板分成源端(或称为驱动端)和测量端，源端为高低温部位的信号驱动接口端，测量端为将信号引出到常温工作的测量仪表的一端。步骤2、如图3所示，通道m和通道m+1采用通过两个跳线帽分别采用跳线1、跳线2连接到一个温度不敏感的精密电阻Rx，Rx一端通过两个跳线帽连接到通道m和通道m+1，Rx另一端连接到地回路。
步骤3、如图3所示，将通道m测量端连接电流源FLUKE 5520A，通道m+1测量端连接电压表HP 3458A。
步骤4、短接两个跳线帽，控制电流源FLUKE 5520A驱动指定电流I0，使电阻Rx两端产生稳定的电压U0＝I0*Rx。
步骤5、读取电压表HP 3458A电压Ux，通道m+1的电压噪声Unoise＝Ux-U0。
步骤6、在通道m+1测量端处连接电流源FLUKE 5520A，在通道m测量端连接电压表HP 3458A，短接两个跳线帽，控制电流源FLUKE 5520A驱动指定电流I0＇，使电阻Rx两端产生稳定的电压U0＇＝I0＇*Rx，读取电压表HP 3458A电压Ux＇，通道m的电压噪声Unoise＇＝Ux＇-U0＇。
步骤7、在其他通道重复上述步骤3-6即可完成其他通道电压噪声的测量。
步骤8：摘除通道跳线帽，电阻Rx与通道断开，电路板即可正常测量。当需要核查通道的噪声时再次按上述步骤短接跳线帽即可进行噪声测量。
实施例二
本实施例针对附图2所示多通道高低温接口电路板进行了噪声测试试验，具体测试步骤与实施例一基本一致，测试参数及测试结果如下：
本实施例采用的温度不敏感的精密电阻Rx阻值为1000Ω，控制电流源FLUKE5520A驱动指定电流I0＝1mA到通道m，使电阻Rx两端产生稳定的电压U0＝I0*Rx＝1V，读取通道m+1测量端电压表HP 3458A电压Ux＝0.99932V，计算得到通道m+1的电压噪声Unoise＝Ux-U0＝0.99932V-1.00000V＝-0.68mV。
同理，控制电流源FLUKE 5520A驱动指定电流I0＇＝1mA到通道m+1，使电阻Rx两端产生稳定的电压U0＇＝I0＇*Rx＝1V，读取通道m测量端电压表HP 3458A电压Ux＇＝0.99914V，计算得到通道m的电压噪声Unoise＇＝Ux＇-U0＇＝-0.86mV。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多通道高低温接口电路板噪声测量方法，其特征在于：步骤包括：
选取多通道高低温接口电路板的两条通道m和m+1并将两条通道源端电连接，将低温度系数电阻Rx一端连接到通道m和通道m+1，将低温度系数电阻Rx另一端连接到地回路，所述两条通道m和m+1与低温度系数电阻Rx形成开尔文连接结构，在一条通道的测量端驱动电流使低温度系数电阻产生电压信号，在另一条通道的测量端测量电压，所测电压值减去低温度系数电阻产生的电压即为电压噪声。
2.如权利要求1所述的多通道高低温接口电路板噪声测量方法，其特征在于：步骤包括：
S1、工作于高低温环境的多通道高低温接口电路板的信号驱动端口定义为
源端，以工作在常温环境中的信号引出端为测量端；
S2：在源端将相邻两个通道m和m+1连接，并联低温度系数电阻Rx；
S3：在通道m的测量端连接电流源驱动Io到电路中，使源端产生对温度不敏感且稳定的电压Uo，所述电压Uo=Io*Rx；
S4：在通道m+1的通道的测量端连接电压表，电压表测得电压Ux,通道m+1 的电压噪声Unoise= Ux-Uo；
S5、在通道m+1的测量端连接电流源驱动Io'到电路中使源端产生Uo'= Io'*Rx,在通道m的通道的测量端连接电压表，电压表测得电压Ux',通道m的电压噪声Unoise'= Ux'- Uo'。
3.如权利要求2 所述的多通道高低温接口电路板噪声测量方法，其特征在于：
步骤S2中，所述通道m和通道m+1分别通过跳线帽连接到低温度系数电阻 Rx。
4.如权利要求3 所述的多通道高低温接口电路板噪声测量方法，其特征在于：
步骤S3中，短接跳线帽后控制通道m的测量端连接的电流源驱动Io到电路 中。
5.如权利要求2所述的多通道高低温接口电路板噪声测量方法，其特征在于：
重复步骤 S1-S5 对多通道高低温接口电路板的每个通道进行电压噪声测量
后，将低温度系数电阻Rx通过跳线帽与通道断开连接，多通道高低温接口电路板恢复正常工作。
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