CN111983427B - 一种16通道模拟开关电路测试系统及测试方法 - Google Patents

一种16通道模拟开关电路测试系统及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种16通道模拟开关电路测试系统和测试方法，测试系统包括计算机、ASL1000测试平台和供电系统；计算机，用于提供ASL1000测试平台的软件编程环境，通过程序调用测试平台的硬件资源来进行测试；供电系统，为ASL1000测试平台提供±5V，±12V，±16V，±24V，±50V和±65V的直流电压；ASL1000测试平台，包括测试板卡、底板、接口板和被测器件板。本发明的方法通过软硬件结合搭建测试平台，结构简单，测试效率高，完成全部测试耗时仅需要2‑3秒钟，可以满足模拟开关对测试路径要求的时间更短、测试时间更快，可广泛应用于各类模拟开关的测试。

Description

一种16通道模拟开关电路测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及电子电路测试领域，具体涉及一种16通道模拟开关电路测试设计。
背景技术
模拟开关在电子设备中主要起接通信号或断开信号的作用。由于模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等特点，因而，在自动控制系统和计算机中得到了广泛应用。
随着其应用越来越普及，对模拟开关电路参数测量也就显得很重要。由于模拟开关测试中参数多，多电源切换，与常规方法测试相比，模拟开关要求测试路径更短，测试时间更快。因此，有必要提供一种多通道模拟开关电路测试方法，满足模拟开关对测试路径更短、测试时间更快的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种16通道模拟开关电路测试方法，可以满足模拟开关对测试路径更短、测试时间更快的要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种16通道模拟开关电路测试系统，包括计算机、ASL1000测试平台和供电系统；
计算机，用于提供ASL1000测试平台的软件编程环境，通过程序调用测试平台的硬件资源来进行测试；
供电系统，为ASL1000测试平台提供±5V，±12V，±16V，±24V，±50V和±65V的直流电压；
ASL1000测试平台，包括测试板卡、底板、接口板和被测器件板；
测试板卡用于实现各种电路测试功能；底板上用于安装这些不同测试功能的测试板卡；被测器件固定在被测器件板上，并通过接口板与底板上的测试板卡连接。
AD7506测试用到的测试板卡包括DVI、OVI和MUX三种测试板卡。
进一步地，所述测试板卡包括：
DVI电压电流源测试单元，提供两组DC程控电压电流源，并可同时测量DC电压电流；
OVI电压电流源测试单元，提供八通道电压电流源及八通道电压电流测量单元；
MUX多路选择器；
TMU时间测试单元，提供三种类型共八组的程控通道；
DDD数字测试单元，提供八组数字发送和接收通道；
ACS交流测试单元，提供一组交流信号输出源和四组有效值的测量源。
基于所述的16通道模拟开关电路测试系统的测试方法，利用ASL1000测试平台对16通道模拟开关电路进行测试，包括测试工作电压、数字控制电压、电源电流和导通电阻的步骤。
进一步地，测试工作电压的步骤包括：
采用DVI板卡，被测芯片在正常工作模式下，当VDD端分别施加+13.5V、+15V和+16.5V电压值时，测试电路功能是否正确；当VSS端分别施加-16.5V、-15V和-13.5V电压值时，测试电路功能是否正确。
进一步地，测试数字控制电压的步骤包括：
采用OVI板卡，被测芯片在正常工作模式下，当输入端施加高电平大于等于2.4V电压，输入端施加低电平小于等于0.8V电压时，测试电路功能是否正确。
进一步地，测试电源电流的步骤包括：
采用OVI和DVI两个板卡，被测芯片在正常工作模式下，当使能端EN开关开启，输入端和控制端全部接高电平时，测得正电源电流值IDD(ON)和负电源电流值ISS(ON)；使能端EN开关关闭，输入端和控制端全部接低电平时，测得正电源电流值IDD(OFF)和负电源电流值ISS(OFF)。
进一步地，测试导通电阻的步骤包括：
采用MUX和DVI板卡，被测芯片在正常工作模式下，当使能端EN接高电平+2.4V开关开启，外接负载电阻RL和负载电容CL，第1至第16输入端VS依次接+10V或-10V，测得此时输出端VOUT电压值，代入公式进行计算得出导通电阻值RON。
本发明所达到的有益效果：
本发明的方法采用ASL1000测试模拟开关电路，通过软硬件结合搭建测试平台，结构简单，能够几个参数同时测试，测试效率高，完成全部测试耗时仅需要2-3秒钟，可以满足模拟开关对测试路径要求的时间更短、测试时间更快，这种模拟开关的测试方法可以广泛应用于各类模拟开关的测试。
附图说明
图1是本发明涉及的硬件组成部分；
图2是本发明的测试VDD和VSS时板卡连线图；
图3是本发明的测试VINH和VINL时板卡连线图；
图4是本发明的测试IDD和ISS测试原理图；
图5是本发明的测试测试IDD和ISS时板卡连线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
AD7506电路由输入整形、电平转换、4－16译码器、CMOS控制开关等部分构成。控制端A3、A2、A1、A0经译码器产生相应通道的选择信号，EN为电路的使能信号，当EN＝1时，开关接通，完成16路模拟输入信号中的任一路输出的功能；当EN＝0时，开关断开，输入和输出断开，电路功能框图见图2。
该电路逻辑功能如表1真值表规定(其中，H＝高电平(稳态)；L＝低电平(稳态)；X＝任意状态)。控制端和使能端按照真值表进行配置选择，使得对应的输出端通道S1～S16导通。
表1
16通道模拟开关电路利用ASL1000自动测试系统进行测试设计开发，采用软硬件结合的方式进行测试。
1.硬件结构
ASL1000是一种针对线性和模拟混合信号的自动测试设备。本实施例中采用计算机，专用供电系统和ASL1000测试平台(包括测试板卡，底板、接口板和被测器件板)，见图1。
计算机：主要用来提供测试系统的软件编程环境，通过程序调用系统的硬件资源来进行测试。
专用供电系统：它能提供±5V，±12V，±16V，±24V，±50V和±65V的直流电压。
测试平台：包括测试板卡，底板、接口板和被测器件板；
测试板卡是用来实现各种电路测试功能的板卡，主要有：
DVI是电压电流源测试单元，提供两组DC程控电压电流源，并可同时测量DC电压电流；
OVI是电压电流源测试单元，提供8通道电压电流源及8通道电压电流测量单元；
MUX是多路选择器，是用于选择继电器的控制板；
TMU是时间测试单元，提供三种类型共八组的程控通道，可同时使用两组通道；
DDD是数字测试单元，提供八组数字发送和接收通道；
ACS是交流测试单元，提供一组交流信号输出源和四组有效值的测量源。
底板、接口板和被测器件板是被测器件与测试仪器连接的部分。底板上用来安装不同功能的测试板，被测器件将固定在被测器件板上，并通过接口板与底板上的测试板连接。
AD7506测试用到的测试板卡包括DVI、OVI和MUX三种测试板卡。
2.软件环境
本实施例中使用的ASL1000自动测试系统使用的软件是Visual ATE 6.2，编程环境是Visual Studio 2005，在其他实施例中，也可以采用其他软件。Visual ATE是应用于微软Windows平台下的一种应用软件，Visual ATE由可执行文件、动态链接库文件组成。可执行文件是用来运行用户界面和硬件控制的程序，动态链接库文件(.DLL)是程序运行时，把Windows的程序库和资源链接到可执行文件的一种文件。采用内置的C++语言为平台的VisualATE软件编辑，可完成电路在各个模式下的软件设计。
3.测试方法
利用ASL1000来测试AD7506的功能、工作电压、模拟开关电压范围、数字控制电压、电源电流、导通电阻等参数。
1.工作电压
工作电压指被测电路能正常工作的电压范围。
被测芯片在正常工作模式下，当VDD端分别施加+13.5V、+15V和+16.5V电压值时，测试电路功能是否正确；当VSS端分别施加-16.5V、-15V和-13.5V电压值时，测试电路功能是否正确。
采用DVI板卡，测试VDD和VSS时，板卡连线图如图2所示。
部分测试程序为(以测试VDD为例)
dvi_11->close_relay(CONN_FORCE1)；
dvi_11->close_relay(CONN_SENSE1)；//DVI板卡内部切换至通道1
delay(1)；
dvi_11->set_voltage(DVI_CHANNEL_1,X)；//设定通道1电压值X＝+13.5V,+15V,+16.5V
dvi_11->set_current(DVI_CHANNEL_1,100.0e-3f)；//设定通道1限定电流值100mA
delay(2)；
dvi_11->set_meas_mode(DVI_CHANNEL_1,DVI_MEASURE_VOLTAGE)；//测量电压值
delay(2)；
VDD＝dvi_11->measure_average(10)；//输出显示电压值VDD
同理，按上述方法可编写VSS的测试程序，VSS使用DVI板卡通道0进行配置。
2.数字控制电压
数字控制电压指被测电路控制端高、低电平电压的范围。
被测芯片在正常工作模式下，当输入端高电平施加大于等于2.4V电压(VINH≥2.4V)，输入端低电平施加小于等于0.8V电压(VINL≤0.8V)时，测试电路功能是否正确。
采用OVI板卡，测试VINH和VINL时板卡连线图如图3所示。
软件编写测试程序如下(以测试VINH为例)：
ovi_1->connect(OVI_CHANNEL_1)；//OVI板卡内部切换至通道1
delay(1)；
ovi_1->set_voltage(OVI_CHANNEL_1,2.4f)；//设定通道1电压值+2.4V
ovi_1->set_current(OVI_CHANNEL_0,30.0e-3f)；//设定通道1限定电流值30mA
delay(2)；
ovi_1->set_meas_mode(OVI_CHANNEL_1,OVI_MEASURE_VOLTAGE)；//测量电压值
delay(2)；
VINH＝ovi_1->measure_average(10)；//输出显示电压值VINH
同理，按上述方法可编写VINL的测试程序，VINL使用OVI板卡通道0进行配置。
3.电源电流
电源电流指被测电路正常工作时VDD、VSS的电流。
电源电流IDD分别指开关开启时正电源电流IDD(ON)和开关关闭时正电源电流IDD(OFF)。电源电流ISS分别指开关开启时负电源电流ISS(ON)和开关关闭时负电源电流ISS(OFF)。
被测芯片在正常工作模式下，当使能端EN(EN＝1)开关开启,输入端和控制端全部接高时，测得正电源电流值IDD(ON)和负电源电流值ISS(ON)；使能端EN(EN＝0)开关关闭，输入端和控制端全部接低时，测得正电源电流值IDD(OFF)和负电源电流值ISS(OFF)。
IDD和ISS测试原理图，如图4所示。
采用OVI和DVI两个板卡，测试IDD和ISS时板卡连接图如图5所示。
按照上述测试原理图，在ASL1000上进行编程测试。
4.导通电阻
导通电阻指模拟开关导通时，开关两端间的电阻。这一参数是判断模拟开关的特征参数，测试精度要求高。
被测芯片在正常工作模式下，当使能端EN(EN＝1)接高电平+2.4V开关开启，外接负载电阻RL＝1KΩ和负载电容CL＝10pF,输入端S1～S16(VS)依次接+10V或-10V，测得此时输出端VOUT(VD)电压值，代入公式进行计算得出导通电阻值RON。
采用MUX和DVI板卡。软件编程以测试RON1为例如下：
dvi_9->set_meas_mode(DVI_CHANNEL_1,DVI_MEASURE_VOLTAGE)；
dvi_9->close_relay(CONN_FORCE1)；
dvi_9->close_relay(CONN_SENSE1)；
VS1＝dvi_9->measure_average(10)；///测试出VS1值
delay(1)；
ovi_1->connect(OVI_CHANNEL_5)；
ovi_1->set_meas_mode(OVI_CHANNEL_5,OVI_MEASURE_VOLTAGE)；
delay(2)；
VD1＝ovi_1->measure_average(10)；//测试出VD1值
delay(2)；
RON1＝(VS1-VD1)×1000/VD1；//根据公式计算出导通电阻值
同理，16通道模拟开关输入端分别加±10V，共16个通道，合计有32个导通电阻值。按上述方法编写RON2—RON32的测试程序。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种16通道模拟开关电路测试系统的测试方法，其特征是，
所述16通道模拟开关电路测试系统，包括计算机、ASL1000测试平台和供电系统；
计算机，用于提供ASL1000测试平台的软件编程环境，通过程序调用测试平台的硬件资源来进行测试；
供电系统，为ASL1000测试平台提供±5V，±12V，±16V，±24V，±50V和±65V的直流电压；
ASL1000测试平台，包括测试板卡、底板、接口板和被测器件板；测试板卡用于实现各种电路测试功能；底板上用于安装这些不同测试功能的测试板卡；被测器件固定在被测器件板上，并通过接口板与底板上的测试板卡连接；
利用ASL1000测试平台对16通道模拟开关电路进行测试，包括测试工作电压、数字控制电压、电源电流和导通电阻的步骤；
测试工作电压的步骤包括：
采用DVI板卡，被测芯片在正常工作模式下，当VDD端分别施加+13.5V、+15V和+16.5V电压值时，测试电路功能是否正确；当VSS端分别施加-16.5V、-15V和-13.5V电压值时，测试电路功能是否正确；
测试数字控制电压的步骤包括：
采用OVI板卡，被测芯片在正常工作模式下，当输入端施加高电平大于等于2.4V电压，输入端施加低电平小于等于0.8V电压时，测试电路功能是否正确；
测试电源电流的步骤包括：
采用OVI和DVI两个板卡，被测芯片在正常工作模式下，当使能端EN开关开启，输入端和控制端全部接高电平时，测得正电源电流值IDD(ON)和负电源电流值ISS(ON)；使能端EN开关关闭，输入端和控制端全部接低电平时，测得正电源电流值IDD(OFF)和负电源电流值ISS(OFF)；
测试导通电阻的步骤包括：
采用MUX和DVI板卡，被测芯片在正常工作模式下，当使能端EN接高电平+2.4V开关开启，外接负载电阻RL和负载电容CL，第1至第16输入端VS依次接+10V或-10V，测得此时输出端VOUT电压值，代入公式进行计算得出导通电阻值RON。
2.根据权利要求1所述的一种16通道模拟开关电路测试系统的测试方法，其特征是，所述测试板卡包括：
DVI电压电流源测试单元，提供两组DC程控电压电流源，并可同时测量DC电压电流；
OVI电压电流源测试单元，提供八通道电压电流源及八通道电压电流测量单元；
MUX多路选择器；
TMU时间测试单元，提供三种类型共八组的程控通道；
DDD数字测试单元，提供八组数字发送和接收通道；
ACS交流测试单元，提供一组交流信号输出源和四组有效值的测量源。
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