CN109633408B - 测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试系统和测试方法，包括上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表，上述测试系统能通过上位机、数据采集卡、主控模块和静电释放发生器对待测元件进行抗静电检测，能通过上位机、数据采集卡、主控模块和源表对待测元件进行光电检测及数据采集。并且对于上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表，任一设备损坏，检测人员可以单独对损坏的设备进行更换，降低了生产成本。此外，通过主控模块可以对数据采集卡的输出接口进行扩展，可以同时采集多个待测元件根据测试信号产生的电信号，提高了数据采集卡的带载能力，进而提高了生产效率。

Description

测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别是涉及一种测试系统及测试方法。

背景技术

半导体芯片是电子工业中的核心元器件，而对芯片的抗静电检测与光电检测及数据采集又是芯片生产过程中十分重要的环节，直接影响芯片的产能。目前芯片检测领域的测试系统基本被国外垄断，进口的设备不仅价格高，而且售后维修麻烦。一般情况下，一个功能设备损坏，只能全套更换，增加了生产成本，影响芯片测试的效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种可以降低生产成本、能进行待测元件的抗静电检测与数据采集的测试系统及测试方法。

一种测试系统，用于对待测元件进行测试，其特征在于，包括：上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表；

所述上位机连接所述数据采集卡和所述源表，所述主控模块连接所述数据采集卡、所述扩展的静电释放发生器及所述扩展的源表，所述扩展的静电释放发生器用于连接扩展的所述待测元件，所述扩展的源表用于连接扩展的所述待测元件；

所述上位机用于发送第一控制信号给所述数据采集卡，还用于发送第二控制信号给所述源表，接收所述数据采集卡的电信号；

所述数据采集卡用于接收所述第一控制信号，根据所述第一控制信号发送第三控制信号给所述主控模块，所述数据采集卡还用于接收所述主控模块输出的电信号并将所述电信号传输给所述上位机；

所述源表用于接收所述第二控制信号，根据所述第二控制信号发送测试信号给所述待测元件；

所述主控模块用于扩展所述数据采集卡的输出接口，根据所述数据采集卡的第三控制信号控制所述静电释放发生器对所述待测元件进行静电测试；所述主控模块还用于采集所述待测元件根据所述测试信号产生的第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述数据采集卡；所述主控模块还用于将采集到的所述待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将所述第二电信号进行放大后传输给所述数据采集卡；

所述静电释放发生器用于根据所述第三控制信号对所述待测元件进行静电测试。

在其中一个实施例中，所述主控模块包括静电释放发生器控制模块、测试信号采集模块和光信号采集模块；

所述静电释放发生器控制模块的输入端连接所述数据采集卡，所述静电释放发生器控制模块的输出端连接扩展的所述静电释放发生器，所述静电释放发生器控制模块用于扩展所述数据采集卡的输出接口，隔离所述数据采集卡和所述扩展的静电释放发生器，并根据所述数据采集卡的所述第三控制信号控制所述静电释放发生器对所述待测元件进行静电测试；

所述测试信号采集模块的输入端用于连接所述待测元件，所述测试信号采集模块连接所述数据采集卡和所述源表，所述源表还用于在发送所述测试信号时发送第一触发信号给所述数据采集卡，所述数据采集卡用于根据所述第一触发信号发送第六控制信号给所述测试信号采集模块，所述测试信号采集模块用于根据所述第六控制信号采集所述待测元件根据所述测试信号产生的所述第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述数据采集卡；

所述光信号采集模块的输出端连接所述数据采集卡，所述光信号采集模块用于将采集到的所述待测元件测试时发出的光信号转换成所述第二电信号，并将所述第二电信号进行放大后传输给所述数据采集卡。

在其中一个实施例中，所述静电释放发生器控制模块包括模拟信号转换电路和继电器控制电路，所述模拟信号转换电路的输入端连接所述数据采集卡，所述模拟信号转换电路的输出端连接所述扩展的静电释放发生器的电源，所述模拟信号转换电路用于将所述数据采集卡输出的第一模拟信号转换为第二模拟信号，并经过隔离后传输给所述扩展的静电释放发生器的电源；所述继电器控制电路的输入端连接所述数据采集卡，所述继电器控制电路的输出端连接所述扩展的静电释放发生器的继电器，所述继电器控制电路用于将所述数据采集卡输出的第四控制信号进行扩展后传输给所述扩展的静电释放发生器的继电器。

在其中一个实施例中，所述主控模块还包括切换模块，所述切换模块连接所述光信号采集模块，用于根据所述数据采集卡的第五控制信号切换所述光信号采集模块的放大倍数。

在其中一个实施例中，所述测试信号采集模块包括触发电路和测试信号采集电路，所述触发电路的输入端连接所述数据采集卡，所述触发电路的输出端连接所述测试信号采集电路的受控端，所述测试信号采集电路的输入端用于连接所述待测元件，所述测试信号采集电路的输出端连接所述数据采集卡；所述触发电路用于接收所述数据采集卡发送的所述第六控制信号，并根据所述第六控制信号发送第二触发信号给所述测试信号采集电路；所述测试信号采集电路用于在接收到所述第二触发信号后采集所述待测元件根据所述测试信号产生的所述第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述数据采集卡。

在其中一个实施例中，所述光信号采集模块包括采光装置和光信号采集电路，所述采光装置的输出端连接所述光信号采集电路的输入端，所述光信号采集电路的输出端连接所述数据采集卡，所述采光装置用于将采集到的所述待测元件测试时发出的光信号转换成所述第二电信号并将所述第二电信号传输给所述光信号采集电路，所述光信号采集电路用于接收所述第二电信号，并将所述第二电信号进行放大后传输给所述数据采集卡。

在其中一个实施例中，所述采光装置包括积分球和亮度传感器，所述亮度传感器连接所述积分球和所述光信号采集电路。

在其中一个实施例中，还包括光谱仪，所述光谱仪连接所述积分球、所述源表和所述上位机，所述源表还用于在发送所述测试信号时发送所述第一触发信号给所述光谱仪，所述光谱仪用于接收所述第一触发信号，根据所述第一触发信号将所述积分球采集的所述待测元件测试时发出的光信号转换成第三电信号，并将所述第三电信号传输给所述上位机。

在其中一个实施例中，所述静电释放发生器包括充电模块、放电模块及模式切换模块，所述充电模块的输入端用于连接输入电源，所述充电模块的输出端连接所述放电模块的输入端，所述放电模块的输出端用于连接所述待测元件；所述切换模块连接所述充电模块、所述放电模块和所述主控模块，所述充电模块用于储存电能；

所述放电模块用于将所述电能释放给所述待测元件；

所述模式切换模块用于根据所述主控模块的第一模式切换信号控制所述充电模块和所述放电模块进入人体静电模式，还用于根据所述主控模块的第二模式切换信号控制所述充电模块和所述放电模块进入机械静电模式。

一方面，本发明还提出一种测试方法，使用测试系统对待测元件进行测试，所述测试系统包括上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表，所述上位机连接所述数据采集卡和所述源表，所述主控模块连接所述数据采集卡、所述扩展的静电释放发生器及所述扩展的所述源表，所述扩展的静电释放发生器用于连接扩展的所述待测元件，所述方法包括：

所述上位机发送第一控制信号；

所述数据采集卡根据所述第一控制信号发送第三控制信号给所述主控模块；

所述主控模块扩展所述数据采集卡的输出接口，根据所述第三控制信号控制所述静电释放发生器对所述待测元件进行静电测试；

所述上位机发送第二控制信号；

所述源表根据所述第二控制信号发送测试信号给所述待测元件；

所述主控模块采集所述待测元件根据所述测试信号产生的第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述数据采集卡；

所述主控模块将采集到的所述待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将所述第二电信号进行放大后传输给所述数据采集卡；

所述数据采集卡分别获取所述第一电信号和所述第二电信号并传输给所述上位机。

上述测试系统，包括上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表，上位机用于发送第一控制信号给数据采集卡，还用于发送第二控制信号给源表。数据采集卡用于接收第一控制信号，根据第一控制信号发送第三控制信号给主控模块，还用于接收主控模块输出的电信号并进行存储。源表用于接收上位机发送的第二控制信号，根据第二控制信号发送测试信号给待测元件。主控模块用于扩展数据采集卡的输出接口，根据数据采集卡的第三控制信号控制静电释放发生器对待测元件进行静电测试。主控模块还用于采集待测元件根据测试信号产生的第一电信号，并将第一电信号传输给数据采集卡。主控模块还用于将采集到的待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将第二电信号进行放大后传输给数据采集卡。因此，上述测试系统能通过上位机、数据采集卡、主控模块和静电释放发生器对待测元件进行抗静电检测，能通过上位机、数据采集卡、主控模块和源表对待测元件进行光电检测及数据采集。并且，对于上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表中的任一设备损坏，检测人员可以单独对损坏的设备进行更换，降低了生产成本。此外，通过主控模块可以对数据采集卡的输出接口进行扩展，可以同时采集多个待测元件根据测试信号产生的电信号，提高了数据采集卡的带载能力，进而提高了生产效率。

附图说明

图1是一实施例中测试系统的结构框图；

图2是图1所示主控模块的模块图；

图3是图1所示静电释放发生器的模块图；

图4A和图4B是一实施例中模拟信号转换电路的电路图；

图5是一实施例中数据采集卡的端口示意图；

图6是一实施例中继电器控制电路的电路图；

图7是一实施例中测试信号采集模块的电路图；

图8是一实施例中光信号采集模块的电路图；

图9是一实施例中切换模块的电路图；

图10是一实施例中静电释放发生器的电路图；

图11为一实施例中测试方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1是一实施例中测试系统的结构示意图。

在本实施例中，该测试系统用于对待测元件进行测试，包括：上位机10、数据采集卡20、主控模块30、扩展的静电释放发生器40及扩展的源表50。

上位机10连接数据采集卡20和源表50，主控模块30连接数据采集卡20、扩展的静电释放发生器40及扩展的源表50，扩展的静电释放发生器40用于连接扩展的待测元件。扩展的源表50用于连接扩展的待测元件。

上位机10用于发送第一控制信号给数据采集卡20，还用于发送第二控制信号给扩展的源表50，接收数据采集卡20传输过来的电信号(包括第一电信号和第二电信号)。

数据采集卡20用于接收上位机10发送的第一控制信号，根据该第一控制信号发送第三控制信号给主控模块30。数据采集卡20还用于接收主控模块30输出的电信号(包括第一电信号和第二电信号)并将该电信号传输给上位机10。在一个实施例中，数据采集卡20将第一电信号和第二电信号进行缓存并传输给上位机10。

源表50用于接收第二控制信号，根据第二控制信号发送测试信号给待测元件。

主控模块30用于扩展数据采集卡20的输出接口，根据数据采集卡20的第三控制信号控制静电释放发生器40对待测元件进行静电测试。主控模块30还用于采集待测元件根据测试信号产生的第一电信号，并将第一电信号传输给数据采集卡20。主控模块30还用于采集待测元件测试时发出的光信号，并将采集到的待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将第二电信号进行放大后传输给数据采集卡20。

静电释放发生器40用于根据第三控制信号对待测元件进行静电测试。

上述测试系统包括上位机10、数据采集卡20、主控模块30、扩展的静电释放发生器40及扩展的源表50。上位机10用于发送第一控制信号给数据采集卡20，还用于发送第二控制信号给源表50。数据采集卡20用于接收第一控制信号，根据第一控制信号发送第三控制信号给主控模块30，还用于接收主控模块30输出的电信号并进行存储。源表50用于接收上位机10发送的第二控制信号，根据第二控制信号发送测试信号给待测元件。主控模块30用于扩展数据采集卡的输出接口，根据数据采集卡的第三控制信号控制静电释放发生器40对待测元件进行静电测试。主控模块30还用于采集待测元件根据测试信号产生的第一电信号，并将第一电信号传输给数据采集卡20。主控模块30还用于将采集到的待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将第二电信号进行放大后传输给数据采集卡20。因此，上述测试系统能通过上位机10、数据采集卡20、主控模块30和静电释放发生器40对待测元件进行抗静电检测，能通过上位机10、数据采集卡20、主控模块30和源表50对待测元件进行光电检测及数据采集。并且对于上位机10、数据采集卡20、主控模块30、扩展的静电释放发生器40及扩展的源表50中的任一设备损坏，检测人员可以单独对损坏的设备进行更换，非常方便，降低了生产成本。此外，通过主控模块30可以对数据采集卡的输出接口进行扩展，可以同时采集多个待测元件根据测试信号产生的电信号，提高了数据采集卡20的带载能力，进而提高了生产效率。

请结合图1和图2，在一个实施例中，主控模块30包括静电释放发生器控制模块320、测试信号采集模块330和光信号采集模块310。

静电释放发生器控制模块320的输入端连接数据采集卡20，静电释放发生器控制模块320的输出端连接扩展的静电释放发生器40，静电释放发生器控制模块320用于扩展数据采集卡的输出接口，隔离数据采集卡20和扩展的静电释放发生器40，并根据数据采集卡20的第三控制信号控制静电释放发生器40对待测元件进行静电测试。

测试信号采集模块330的输入端用于连接待测元件，测试信号采集模块330连接数据采集卡20和源表50。源表50还用于在发送测试信号时同时发送第一触发信号给数据采集卡20，数据采集卡20用于接收该第一触发信号，根据该第一触发信号发送第六控制信号给测试信号采集模块330，进而控制测试信号采集模块330进行采集。测试信号采集模块330用于根据该第六控制信号采集待测元件根据该测试信号产生的第一电信号，并将第一电信号传输给数据采集卡20。

光信号采集模块310的输出端连接数据采集卡20，光信号采集模块310用于将采集到的待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将第二电信号进行放大后传输给数据采集卡20。

在一个实施例中，静电释放发生器控制模块320包括模拟信号转换电路321和继电器控制电路322，模拟信号转换电路321的输入端连接数据采集卡20，模拟信号转换电路321的输出端连接扩展的静电释放发生器40的电源。模拟信号转换电路321用于将数据采集卡20输出的第一模拟信号转换为第二模拟信号，并经过隔离后传输给扩展的静电释放发生器40的电源。继电器控制电路322的输入端连接数据采集卡20，继电器控制电路322的输出端连接扩展的静电释放发生器40的继电器，继电器控制电路用于将数据采集卡20输出的第四控制信号进行扩展后传输给扩展的静电释放发生器40的继电器。

在一个实施例中，主控模块30还包括切换模块340，切换模块340连接光信号采集模块310，用于根据数据采集卡的第五控制信号切换光信号采集模块310的放大倍数。在一个实施例中，主控模块30还包括±15V电源模块，用于为主控模块30的其它模块提供工作电源。

在一个实施例中，测试信号采集模块330包括触发电路(图中未示)和测试信号采集电路(图中未示)。触发电路的输入端连接数据采集卡20，触发电路的输出端连接测试信号采集电路的受控端，测试信号采集电路的输入端用于连接待测元件，测试信号采集电路的输出端连接数据采集卡20。触发电路用于接收数据采集卡20发送的第六控制信号，并根据该第六控制信号发送第二触发信号给测试信号采集电路。测试信号采集电路用于在接收到第二触发信号后采集待测元件根据测试信号产生的第一电信号，并将第一电信号传输给数据采集卡20。

在一个实施例中，光信号采集模块310包括采光装置(图中未示)和光信号采集电路(图中未示)。采光装置的输出端连接光信号采集电路的输入端，光信号采集电路的输出端连接数据采集卡20。采光装置用于将采集到的待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号并将第二电信号传输给光信号采集电路。光信号采集电路用于接收第二电信号，并将第二电信号进行放大后传输给数据采集卡20。

在一个实施例中，采光装置包括积分球(图中未示)和亮度传感器(图中未示)，亮度传感器连接积分球和光信号采集电路。积分球用于采集待测元件测试时发出的光信号，亮度传感器用于接收该光信号并将该光信号转换成第二电信号，并将第二电信号传输给光信号采集电路。

请继续结合图1和图2，在一个实施例中，该测试系统还包括光谱仪。光谱仪连接积分球、源表和上位机10。源表50还用于在发送测试信号时发送第一触发信号给光谱仪。光谱仪用于接收第一触发信号，根据第一触发信号将积分球采集的待测元件测试时发出的光信号转换成第三电信号，并将第三电信号传输给上位机10。

请结合图3，在一个实施例中，静电释放发生器40包括充电模块410、放电模块420及模式切换模块430。充电模块410的输入端用于连接输入电源，充电模块410的输出端连接放电模块420的输入端，放电模块420的输出端用于连接待测元件。模式切换模块430连接充电模块410、放电模块420和主控模块30。充电模块410用于储存电能；放电模块420用于将充电模块410储存的电能释放给待测元件。

模式切换模块430用于根据主控模块30的第一模式切换信号控制充电模块410和放电模块420进入人体静电模式。模式切换模块430还用于根据主控模块30的第二模式切换信号控制充电模块410和放电模块420进入机械静电模式。在一个实施例中，第一模式切换信号为逻辑控制信号。在一个实施例中，第一模式切换信号为逻辑控制信号。

在一个实施例中，待测元件包括芯片。

请结合图4A、图4B和图5，在一个实施例中，模拟信号转换电路321包括放大器U8、放大器U1、放大器U0、电压跟随器U10、电压跟随器U11、电压跟随器U12、电压跟随器U13、电阻R12、电阻R22、电阻R21、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R19、电阻R20、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36，模拟开关U6，电容C6、二极管D6、二极管D7。放大器U8的反相输入端串联所述电阻R12后用于连接所述数据采集卡的模拟信号输出端DAOOUT，放大器U8的同相输入端用于连接数据采集卡的地AOGND。电压跟随器U10的输出端DAO_CH1用于连接第一静电释放发生器的电源(图中未示)，电压跟随器U11的输出端DAO_CH2用于连接第二静电释放发生器的电源(图中未示)。电压跟随器U12的输出端DAO_CH3用于连接第三静电释放发生器的电源(图中未示)。电压跟随器U13的输出端DAO_CH4用于连接第四静电释放发生器的电源(图中未示)。其它具体器件的连接关系请参阅图4A、图4B和图5。

请结合图5和图6，继电器控制电路322包括芯片U14、芯片U15、芯片U16、芯片U17、芯片U18、电容CZ22、CZ23、CZ24和CZ25，芯片U14的第1输入端至第7输入端(即1A1至1A7)分别连接数据采集卡20的第1数字信号输出端至第7数字信号输出端，芯片U14的第8输入端至第14输入端(即2A1至2A7)分别连接数据采集卡20的第1数字信号输出端至第7数字信号输出端，芯片U14的第15输入端至第21输入端(即3A1至3A7)分别连接数据采集卡20的第1数字信号输出端至第7数字信号输出端，芯片U14的第22输入端至第28输入端(即4A1至4A7)分别连接数据采集卡20的第1数字信号输出端至第7数字信号输出端。芯片U14的第1输出端至第7输出端(即1B1至1B 7)分别连接芯片U15的第1输入端至第7输入端(即IN1至IN7)。芯片U14的第8输出端至第14输出端(即2B1至2B 7)分别连接芯片U16的第1输入端至第7输入端(即IN1至IN7)。芯片U14的第15输出端至第21输出端(即3B1至3B 7)分别连接芯片U17的第1输入端至第7输入端(即IN1至IN7)。芯片U14的第22输出端至第28输出端(即4B1至4B 7)分别连接芯片U18的第1输入端至第7输入端(即IN1至IN7)。芯片U15的第1输出端至第7输出端分别连接第一静电释放发生器的继电器(图中未示)，芯片U16的第1输出端至第7输出端用于分别连接第二静电释放发生器的继电器(图中未示)，芯片U17的第1输出端至第7输出端用于分别连接第三静电释放发生器的继电器(图中未示)；芯片U18的第1输出端至第7输出端分别连接第四静电释放发生器的继电器(图中未示)。电容CZ22、CZ23、CZ24和CZ25分别为芯片U15、芯片U16、芯片U17、芯片U18这4个达林顿阵列的24V电源进行滤波。

请结合图5和图7，在一个实施例中，测试信号采集模块330包括继电器RL6、继电器RL7、继电器RL8、继电器RL9、继电器RL10、继电器RL11、继电器RL12、继电器RL13，发光二极管D8、发光二极管D9、发光二极管D12、发光二极管D13，二极管D10、二极管D11、二极管D14、二极管D15，双向二极管TD1、双向二极管TD2、双向二极管TD3、双向二极管TD4、双向二极管TD5、双向二极管TD6、双向二极管TD7、双向二极管TD8，磁珠L5、磁珠L6、磁珠L11、磁珠L12、电阻R45、电阻R51、电阻R46、电阻R52、电阻R53、电阻R59、电阻R54、电阻R60。继电器RL6的输入端(即LOS_CH1)和继电器RL7的输入端(即HIS_CH1)用于连接第一待测元件(图中未示)，继电器RL6的输出端用于连接数据采集卡20的CH3-通道。继电器RL7的输出端串联磁珠L5用于连接数据采集卡的CH3+通道。其它数据采集卡20的通道的连接关系与该通道CH3类似，具体请参阅图7。

请结合图5和图8，在一个实施例中，光信号采集模块310包括：采光装置(图中未示)、插头P5、放大器U2，电阻R71和电阻R73，采光装置连接插头P5，用于将采集到的待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号。插头P5用于接收第二电信号，放大器U2的反相输入端连接插头P5，放大器U2的同相输入端连接插头P5，放大器U2的同相输入端用于连接数据采集卡的CH0-通道。放大器U2的输出端串联电阻R71后接入数据采集卡的CH0+通道，放大器U2的同相输入端串联电阻R73后连接数据采集卡的地AIGND。在一个实施例中，采光装置包括积分球和亮度传感器，亮度传感器连接积分球和插头P5。积分球用于收集待测元件的光信号，亮度传感器用于将该光信号转换为电信号并传输给插头P5。

请结合图8和图9，在一个实施例中，切换模块340包括继电器RL1、继电器RL2、继电器RL3、继电器RL4、继电器RL5，发光二极管D21、发光二极管D22、发光二极管D23、发光二极管D24、发光二极管D25，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5。以继电器RL1为例，继电器RL1的输入端连接放大器U2的反相输入端，继电器RL1的输出端串联电阻R11和电容C1后连接放大器U2的输出端，电阻R11和电容C1并联。继电器RL1的线圈控制端串联电阻R6、二极管D1、电阻R1和发光二极管D21后用于接收数据采集卡的第五控制信号，其它继电器与此类似，具体请参阅8和图9，此处不再赘述。

请结合图3和图10，在一个实施例中，充电模块410包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、继电器K1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和二极管D4，电阻R3一端用于连接输入电源HV，另一端连接继电器K1的输入端。放电模块420包括电容C10，电阻R5、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R12，继电器K2、继电器K6、继电器K10、电感L1、二极管D1、二极管D6、第一接线端(图中未示)和第二接线端(图中未示)，其中，第一接线端和第二接线端用于接入待测元件。模式切换模块430包括继电器K3、继电器K4、继电器K5、电阻R6和二极管D5。

继电器K3的第一线圈控制端和第二线圈控制端用于根据主控模块30的第二模式切换信号控制继电器K3的输入端和继电器K3的输出端接入该静电释放发生器。继电器K4用于根据第二模式切换信号控制继电器K4接入该静电释放发生器，继电器K5用于根据第二模式切换信号控制继电器K4接入该静电释放发生器(此时静电释放发生器进入机械静电模式)。继电器K3的第一线圈控制端和第二线圈控制端还用于根据第一模式切换信号控制继电器K3的输入端和继电器K3的输出端断开(即将继电器K3从该静电释放发生器中断开)。继电器K4还用于根据第一模式切换信号控制继电器K4从该静电释放发生器中断开，继电器K5还用于根据第一模式切换信号控制继电器K5从该静电释放发生器中断开(此时静电释放发生器进入人体静电模式)。

请结合图3和图10，在一个实施例中，静电释放发生器40还包括极性反转模块450，极性反转模块450的输入端连接放电模块420的输出端，极性反转模块450的输出端用于连接待测元件，极性反转模块450用于根据主控模块30的控制信号控制放电模块420输出的正极和负极进行反转。在一个实施例中，极性反转模块450包括继电器K7、继电器K11，电阻R13和二极管D2。

在一个实施例中，静电释放发生器40还包括滤波模块440，滤波模块440的输入端连接放电模块420的输出端，滤波模块440的输出端连接极性反转模块450的输入端，用于滤除该静电释放发生器40工作过程中的杂波。在一个实施例中，滤波模块440包括电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C11、电阻R7、电阻R11和电感L2。

测试系统的工作原理：上位机10发送第一控制信号给数据采集卡20后，数据采集卡20发出一个模拟信号(例如±10V)，这个模拟信号极性与大小与给静电释放发生器40的电源控制信号不匹配，所以需要转换极性与大小。该模拟信号经过电阻R12送到放大器U8的反相输入端，放大器U8用于将±10V模拟信号变换成±5V模拟信号，其中电容CZ5、电容CZ6是运放电源滤波电容。电阻R31、电阻R32、变阻器RJ2是运放过零调节电阻，用来保证运放工作状态稳定性。电阻R22、电阻R12是比例放大电阻，用来调节放大系数，C6是环路电容，用来保证电路稳定。放大器U8输出的±5V信号会通过电阻R23送到放大器U1的反向输入端。通过放大器U1、二极管D6、二极管D7将±5V信号转变成5V信号。电容CZ7、电容CZ8、电容C10、电容C11是电源滤波电容，电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R23、电阻R24是运放比例电阻，用于调节放大系数。U0输出+5V的模拟信号，该信号会经过4通道模拟开关U6，用于将+5V的模拟信号分成4路互不相干的信号，再分别给到4个电压跟随器U10、电压跟随器U11、电压跟随器U12、电压跟随器U13，这4路电压跟随器的输出信号就可以分别连接4个静电释放发生器40的电源，进而控制静电释放发生器40的电源。电压跟随器U10、电压跟随器U11、电压跟随器U12、电压跟随器U13分别用来隔离前级电路与后级电路，保护前级电路。其中电阻R37、电阻R38、变阻器RJ3是用于调节电压跟随器U10过零点，电阻R27和电阻R33(此时悬空)是用来设置放大倍数，同理可知电压跟随器U11、电压跟随器U12、电压跟随器U13的外围电路的作用。

数据采集卡20的IO信号会先经过芯片U14一分为四，输入7路数字信号，输出28路数字信号。然后经过芯片U15、芯片U16、芯片U17、芯片U18扩流后连接到四个静电释放(ESD)发生器40的继电器，进而对继电器进行控制，从而进行静电测试。其中电容CZ22、电容CZ23、电容CZ24、电容CZ25是分别给芯片U15、芯片U16、芯片U17和芯片U18四个达林顿24V的电源滤波。芯片U14相当于总线开关，可以将一路信号分成多路信号，并可以根据数据采集卡输出的控制信号任意关闭其中一路信号。芯片U15、芯片U16、芯片U17、芯片U18是4个达林顿阵列，用来扩大IO口灌电流，提高输出能力。模拟信号转换电路321和继电器控制电路322共同工作，完成待测元件的静电测试(ESD测试)。

ESD测试完成后，可以对待测元件进行光电测试。上位机10发送第二控制信号给源表50，源表50发送测试信号给待测元件。此时测试信号采集模块330、光信号采集模块310和切换模块340开始工作。以数据采集卡CH3通道为例，CH3-与CH3+分别通过测试信号采集模块330里面的一个继电器(继电器RL6和继电器RL7)连接在待测元件两端用于接收测试数据。其中电阻R45是发光二极管D8的限流电阻，发光二极管D8在继电器接RL6通时亮起。电阻R51与二极管D10连接在继电器RL7线圈控制端两端，用于保护与继电器RL7线圈连接的外部元器件。双向二极管TD1与双向二极管TD3用于保护数据采集卡CH3通道不被外部高压损坏。贴片磁珠L5用于滤除回路杂波。另外3个通道采集同理，此处不再赘述。

待测元件测试时发光，光信号采集模块310里面的积分球用于收集待测元件的光信号，亮度传感器用于将该光信号转换为电信号并传输给插头P5。插头P5将电信号传输给放大器U2的两个输入端，形成差分放大。其中电容CZ1、电容CZ4是运放电源滤波电容，电阻R73是运放同相输入端下拉接地电阻。数据采集卡CH0通道高低电平接在放大器U2同相输入端与输出端之间，用于采集亮度参数。光谱仪受到源表50的触发，也可以采集将积分球采集的光信号转换为电信号。

切换模块340是接入放大器U2反相输入端与输出端之间的环路网络，用于改变放大器U2的放大增益，一共5个档位。当不同继电器选通后，对应连接在放大器U2上的环路网络就会不同。

上述测试系统，相对于进口设备的测试的电流、精度及ESD输出波形不能达到用户需求，上述测试系统可以根据用户需求选择源表、光谱仪和数据采集卡的型号，以使测试的电流、精度及ESD输出波形满足用户需求，非常方便、灵活。

请参阅图11，图11为一实施例中测试方法的流程图。

在本实施例中，使用测试系统对待测元件进行测试，测试系统包括上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表，上位机连接数据采集卡和源表，主控模块连接数据采集卡、扩展的静电释放发生器及扩展的所述源表，扩展的静电释放发生器用于连接扩展的待测元件。该测试方法包括：

S100，上位机发送第一控制信号。

上位机发送第一控制信号给数据采集卡。

S101，数据采集卡根据第一控制信号发送第三控制信号给主控模块。

S102，主控模块扩展数据采集卡的输出接口，根据第三控制信号控制静电释放发生器对待测元件进行静电测试。

主控模块扩展数据采集卡的输出接口，根据第三控制信号控制静电释放发生器对待测元件进行静电测试。在一个实施例中，主控模块扩展数据采集卡的输出接口，隔离数据采集卡和扩展的静电释放发生器，并根据数据采集卡的第三控制信号控制静电释放发生器对待测元件进行静电测试。

S103，上位机发送第二控制信号。

上位机发送第二控制信号给源表。

S104，源表根据第二控制信号发送测试信号给待测元件。

源表根据第二控制信号发送测试信号给待测元件。在一个实施例中，源表在测得待测元件的电压达到预设电压时发送第一触发信号给主控模块，触发主控模块进入步骤S105。

S105，主控模块采集待测元件根据测试信号产生的第一电信号，并将第一电信号传输给数据采集卡。

主控模块采集待测元件根据测试信号产生的第一电信号，并将第一电信号传输给数据采集卡。

S106，主控模块将采集到的待测元件测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将第二电信号进行放大后传输给数据采集卡。

S107，数据采集卡分别获取第一电信号和第二电信号并传输给上位机。

数据采集卡分别获取步骤S105中的第一电信号和步骤S106中的第二电信号并传输给上位机。

上述测试方法能通过上位机、数据采集卡、主控模块和静电释放发生器对待测元件进行抗静电检测，能通过上位机、数据采集卡、主控模块和源表对待测元件进行光电检测及数据采集。并且对于上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表中的任一设备损坏，检测人员可以单独对损坏的设备进行更换，降低了生产成本。此外，通过主控模块可以对数据采集卡的输出接口进行扩展，可以同时采集多个待测元件根据测试信号产生的电信号，提高了数据采集卡的带载能力，进而提高了生产效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种测试系统，用于对待测元件进行测试，其特征在于，包括：上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表；

所述上位机连接所述数据采集卡和所述源表，所述主控模块连接所述数据采集卡、所述扩展的静电释放发生器及所述扩展的源表，所述扩展的静电释放发生器用于连接扩展的所述待测元件，所述扩展的源表用于连接扩展的所述待测元件；

所述上位机用于发送第一控制信号给所述数据采集卡，还用于发送第二控制信号给所述源表，接收所述数据采集卡的电信号；

所述数据采集卡用于接收所述第一控制信号，根据所述第一控制信号发送第三控制信号给所述主控模块，所述数据采集卡还用于接收所述主控模块输出的电信号并将所述电信号传输给所述上位机；

所述源表用于接收所述第二控制信号，根据所述第二控制信号发送测试信号给所述待测元件；

所述主控模块用于扩展所述数据采集卡的输出接口，隔离数据采集卡和扩展的静电释放发生器，根据所述数据采集卡的第三控制信号控制所述静电释放发生器对所述待测元件进行静电测试；所述主控模块还用于采集所述待测元件根据所述测试信号进行光电测试时产生的第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述数据采集卡；所述主控模块还用于将采集到的所述待测元件光电测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将所述第二电信号进行放大后传输给所述数据采集卡；

所述静电释放发生器用于根据所述第三控制信号对所述待测元件进行静电测试；

所述主控模块包括静电释放发生器控制模块、测试信号采集模块和光信号采集模块；

所述静电释放发生器控制模块的输入端连接所述数据采集卡，所述静电释放发生器控制模块的输出端连接扩展的所述静电释放发生器，所述静电释放发生器控制模块用于扩展所述数据采集卡的输出接口，隔离所述数据采集卡和所述扩展的静电释放发生器，并根据所述数据采集卡的所述第三控制信号控制所述静电释放发生器对所述待测元件进行静电测试；

所述测试信号采集模块的输入端用于连接所述待测元件，所述测试信号采集模块连接所述数据采集卡和所述源表，所述源表还用于在发送所述测试信号时发送第一触发信号给所述数据采集卡，所述数据采集卡用于根据所述第一触发信号发送第六控制信号给所述测试信号采集模块，所述测试信号采集模块用于根据所述第六控制信号采集所述待测元件根据所述测试信号进行光电测试时产生的所述第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述数据采集卡；

所述光信号采集模块的输出端连接所述数据采集卡，所述光信号采集模块用于将采集到的所述待测元件光电测试时发出的光信号转换成所述第二电信号，并将所述第二电信号进行放大后传输给所述数据采集卡。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述静电释放发生器控制模块包括模拟信号转换电路和继电器控制电路，所述模拟信号转换电路的输入端连接所述数据采集卡，所述模拟信号转换电路的输出端连接所述扩展的静电释放发生器的电源，所述模拟信号转换电路用于将所述数据采集卡输出的第一模拟信号转换为第二模拟信号，并经过隔离后传输给所述扩展的静电释放发生器的电源；所述继电器控制电路的输入端连接所述数据采集卡，所述继电器控制电路的输出端连接所述扩展的静电释放发生器的继电器，所述继电器控制电路用于将所述数据采集卡输出的第四控制信号进行扩展后传输给所述扩展的静电释放发生器的继电器。

3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述主控模块还包括切换模块，所述切换模块连接所述光信号采集模块，用于根据所述数据采集卡的第五控制信号切换所述光信号采集模块的放大倍数。

4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试信号采集模块包括触发电路和测试信号采集电路，所述触发电路的输入端连接所述数据采集卡，所述触发电路的输出端连接所述测试信号采集电路的受控端，所述测试信号采集电路的输入端用于连接所述待测元件，所述测试信号采集电路的输出端连接所述数据采集卡；所述触发电路用于接收所述数据采集卡发送的所述第六控制信号，并根据所述第六控制信号发送第二触发信号给所述测试信号采集电路；所述测试信号采集电路用于在接收到所述第二触发信号后采集所述待测元件根据所述测试信号产生的所述第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述数据采集卡。

5.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述光信号采集模块包括采光装置和光信号采集电路，所述采光装置的输出端连接所述光信号采集电路的输入端，所述光信号采集电路的输出端连接所述数据采集卡，所述采光装置用于将采集到的所述待测元件测试时发出的光信号转换成所述第二电信号并将所述第二电信号传输给所述光信号采集电路，所述光信号采集电路用于接收所述第二电信号，并将所述第二电信号进行放大后传输给所述数据采集卡。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述采光装置包括积分球和亮度传感器，所述亮度传感器连接所述积分球和所述光信号采集电路。

7.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，还包括光谱仪，所述光谱仪连接所述积分球、所述源表和所述上位机，所述源表还用于在发送所述测试信号时发送所述第一触发信号给所述光谱仪，所述光谱仪用于接收所述第一触发信号，根据所述第一触发信号将所述积分球采集的所述待测元件测试时发出的光信号转换成第三电信号，并将所述第三电信号传输给所述上位机。

8.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述静电释放发生器包括充电模块、放电模块及模式切换模块，所述充电模块的输入端用于连接输入电源，所述充电模块的输出端连接所述放电模块的输入端，所述放电模块的输出端用于连接所述待测元件；所述切换模块连接所述充电模块、所述放电模块和所述主控模块，所述充电模块用于储存电能；

所述放电模块用于将所述电能释放给所述待测元件；

所述模式切换模块用于根据所述主控模块的第一模式切换信号控制所述充电模块和所述放电模块进入人体静电模式，还用于根据所述主控模块的第二模式切换信号控制所述充电模块和所述放电模块进入机械静电模式。

9.根据权利要求8所述的测试系统，其特征在于，静电释放发生器还包括极性反转模块，极性反转模块的输入端连接放电模块的输出端，极性反转模块的输出端用于连接待测元件，极性反转模块用于根据主控模块的控制信号控制放电模块输出的正极和负极进行反转。

10.一种测试方法，其特征在于，使用测试系统对待测元件进行测试，所述测试系统包括上位机、数据采集卡、主控模块、扩展的静电释放发生器及扩展的源表，所述上位机连接所述数据采集卡和所述源表，所述主控模块连接所述数据采集卡、所述扩展的静电释放发生器及所述扩展的所述源表，所述扩展的静电释放发生器用于连接扩展的所述待测元件，所述主控模块包括静电释放发生器控制模块、测试信号采集模块和光信号采集模块，所述静电释放发生器控制模块的输入端连接所述数据采集卡，所述静电释放发生器控制模块的输出端连接扩展的所述静电释放发生器，所述测试信号采集模块的输入端用于连接所述待测元件，所述测试信号采集模块连接所述数据采集卡和所述源表，所述光信号采集模块的输出端连接所述数据采集卡，所述方法包括：

所述上位机发送第一控制信号；

所述数据采集卡根据所述第一控制信号发送第三控制信号给所述主控模块；

所述主控模块的静电释放发生器控制模块扩展所述数据采集卡的输出接口，隔离数据采集卡和扩展的静电释放发生器，根据所述第三控制信号控制所述静电释放发生器对所述待测元件进行静电测试；

所述上位机发送第二控制信号；

所述源表根据所述第二控制信号发送测试信号给所述待测元件，以及在发送所述测试信号时发送第一触发信号给所述数据采集卡；

所述数据采集卡根据所述第一触发信号发送第六控制信号给所述测试信号采集模块；

所述主控模块的测试信号采集模块根据所述第六控制信号采集所述待测元件根据所述测试信号进行光电测试时产生的第一电信号，并将所述第一电信号传输给所述数据采集卡；

所述主控模块的光信号采集模块将采集到的所述待测元件光电测试时发出的光信号转换成第二电信号，并将所述第二电信号进行放大后传输给所述数据采集卡；

所述数据采集卡分别获取所述第一电信号和所述第二电信号并传输给所述上位机。

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