CN115308520A - 多通道依次采样电流的延时时间的确定方法、程序和电路 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电子元器件测试技术领域，尤其是涉及多通道依次采样电流的延时时间的确定方法、程序和电路。本发明将待测电子元器件设置于N个检测通道中，基于第1检测通道采集的电流值，以及电流采样电路对第1检测通道进行采样后的放电时间为基准，通过前一通道采样的电流值来计算下一通道的延时时间，从而实现了整个采样过程中不同检测通道施加的延时电流变化，在保证了每个检测通道采样准确度高的同时，缩减了整个测试过程所需要的时间。同时，由于测试时间缩短，电子元器件离开老炼加热炉的时间缩短，热耗散减少，也降低了整个老炼试验的能耗。

Description

多通道依次采样电流的延时时间的确定方法、程序和电路
技术领域
本发明涉及电子元器件测试技术领域，尤其是涉及一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法、程序和电路。
背景技术
当前，电子技术高速发展，电子产品作为系统的核心、重要组成部分广泛应用于航空、航天、船舶、兵器、民用工业等各行各业。同时，随着复杂的使用要求和工况的不断涌现，对电子设备整机的精度和可靠性要求越来越高，因而，需要在电路中应用高质量、高精度、高可靠的电子元器件。
由于电子元器件在制造过程中可能由于工艺、材料、外部影响、人为因素等原因，在出厂之后存在个别或批次性的潜在缺陷，而导致直接在装联到整机上之后，会对产品的使用存在隐患或产生影响。因而对电子元器件早期失效的筛选工作尤为重要。
现有技术中一般采用老炼的方法筛选出早期失效的电子元器件，通过老炼过程中测试电子元器件的漏电流，当漏电流大于设定值时，判定为该电子元器件失效。同时，为了提高检测效率，通常对电子元器件进行批量老化和批量测试，测试电路如图1所示，为了降低测量设备的成本，通常只采用一个电流采样电路，依次连接到多个通道中测量多个电子元器件的漏电流。图中，检测通道包括L1到LN，共N条检测通道，每个检测通道连接一个开关K，K1到KN分别对应于第1到第N条检测通道，电流采样电流分别通过开关K1到KN依次与其上的待测电子元器件连接，以采集该通道内的电子元器件的漏电流。采样电阻R两端连接放大电路等，通过采集到的Vout和已知的R值计算电流值。
然而，当电流电流采样电路连接到测量电路中时，电路稳定需要一定的时间，即需要设定一定的延时进行采样。现有技术中，一般根据经验设定一个固定的延时时间，如此却存在以下技术问题：
1）.延时时间不够，使得采样电流不准确；
2）.延时时间过长，导致测试整体时间偏长。由于老炼过程中需要将加热的电子元器件从加热设备中取出进行电流测试，测试的时间越长，电子元器件的热耗散越大，放回到老炼设备中后所需的加热能量越多，如此造成能耗增加。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的提供一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，能够在测试过程中根据测试的情况实时调整延时时间，以在保证测试结果准确的基础上，缩短测试所需时间，尽可能减少能耗。
一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，包括以下步骤:
S10. 将待测电子元器件分别设置在第1，2，3，...，n，...，N检测通道中；其中，n为第n个检测通道，N为检测通道数，n≤N；
S20. 设定初始延时时间T1，将电流采样电路接入第1个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第一电流I1，断开第1个检测通道；
S30. 等待电流采样电路采样的电流值降为零，记录从断开第1检测通道到电流降为零时所需的时间T0；
S40. 将电流采样电路接入第2个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第二电流I2，断开第2个检测通道；
S50. 将电流采样电路接入第n个检测通道，延时时间Tn后采集第n电流In，断开第n个检测通道；其中，N≥n≥3,
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，
S60. 令n=n+1，重复步骤S50，直至完成所有待测电子元器件的测量。
进一步地，当所计算的Tn小于Tmin，则令Tn=Tmin，其中，Tmin为最小延时时间；或当所计算的Tn小于T1，则令Tn=T1。
进一步地，所述初始时间T1和或最小延时时间Tmin根据经验设定。
进一步地，所述最小延时时间Tmin的确定方法为：
将所述电流采样电路接入标准电流源，等待采样的电流值稳定时，记录所等待的时间为最小延时时间Tmin；所述标准电流源的电流为设定值。
进一步地，步骤S20中，当采集得到的第一电流I1不属于设定的最小电流阈值Imin和最大电流阈值Imax之间时，停止检测，更换第一检测通道中的电子元器件。
本发明还提供另一种电子元器件多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，其特征在于，
所述步骤S10中，待测电子元器件不设置在第2检测通道中；
S20. 设定初始延时时间T1，将电流采样电路接入第1个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第一电流I1，断开第1个检测通道；
S30，将电流采样电路接入第2个检测通道，等待电流采样电路采样的电流值降为零，记录从断开第1检测通道到电流降为零时所需的时间T0；
S40，将电流采样电路接入第3个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第二电流I3，断开第3个检测通道；
S50，将电流采样电路接入第n个检测通道，延时时间Tn后采集第n电流In，断开第n个检测通道；其中，N≥n≥4,
Figure 255954DEST_PATH_IMAGE001
，
S60. 令n=n+1，重复步骤S50，直至完成所有待测电子元器件的测量。
本发明还提供一种计算机程序，用于执行如前所述的一种电子元器件多通道依次采样电流的延时时间的确定方法。
本发明还提供一种多通道依次采样电流的电路，包括：N个检测通道，电流采样电路，N个开关，以及控制器；
所述N个开关的一端统一连接所述电流采样电路，另一端分别连接N个检测通道；
所述控制器用于执行如前所述计算机程序，以按照设定或计算的延时时间完成对所有待测电子元器件的电流测量。
采用本发明的一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法、计算机程序和电路，相对于现有技术，至少具有以下有益效果：
本发明基于第1检测通道采集的电流值，以及电流采样电路对第1检测通道进行采样后的放电时间为基准，通过前一通道采样的电流值来计算下一通道的延时时间，从而实现了整个采样过程中不同检测通道施加的延时电流变化，在保证了每个检测通道采样准确度高的同时，缩减了整个测试过程所需要的时间。同时，由于测试时间缩短，电子元器件离开老炼加热炉的时间缩短，热耗散减少，也降低了整个老炼试验的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的多通道依次采样电流的电路结构图；
图2是本发明实施例1的一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法的流程图；
图3是本发明实施例2的一种多通道依次采样电流的电路结构图。
具体实施方式
以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本发明，其仅作为例子，而并非用以限制本发明。
实施例1
一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，如图2所示，包括以下步骤:
S10. 将待测电子元器件分别设置在第1，2，3，4，...，n，...，N检测通道中；其中，n为第n个检测通道，N为检测通道数，n≤N；
本实施例中，对于老炼试验的电子元器件，将达到设定老炼时间的电子元器件从老练设备中取出，接入检测通道中等待测试，测试完成后，再将电子元器件放回到老练设备中进行高温老炼，直到达到规定的老炼时间。
S20. 设定初始延时时间T1，将电流采样电路接入第1个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第一电流I1，断开第1个检测通道；
初始延时时间T1可以由本领域技术人员根据经验进行选择；本领域技术人员可以理解，初始延时必须是要满足待第一检测通道的电路稳定后才开始测量；
S30. 等待电流采样电路采样的电流值降为零，记录从断开第1检测通道到电流降为零时所需的时间T0；
该步骤是为了检测电流采样电路在检测完第一通道的电子元器件的电流后，自身放电或自身稳定所需要的时间，并以此为基准，来调整其后多个检测通道所需的延时时间。值得说明的是，采样电路一般包括采样电阻，放大器和滤波器等，放大器、滤波器等电路会存在一定的充放电，影响电路的稳定时间。因而，本发明在测试完第一通道的电子元器件的电流后，并不立即接入下一检测通道，而是先等待电流采样电路的电流值降为零，获取该电流采样电路自身放电所需的时间，经过多次的试验验证，该时间与接入电路后电路稳定的时间几乎相同。基于此，将接入电路的延时时间设定为前一检测通道采样后采样电路的放电时间，是合适的。
进一步地，由于电流大小与采样电路的充放电时间存在一定的比例关系，本发明以第一检测通道的采样电流和放电时间T0为基准，来调整其后检测通道的延时时间。
S40. 将电流采样电路接入第2个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第二电流I2，断开第2个检测通道；
由于此时电流采样电路已经完成放电，与第1检测通道采集到的电流值无关，因而仍然选取初始延时时间作为延时时间，该初始延时时间仍然应该满足待第2检测通道的电路稳定后才开始测量；
S50. 将电流采样电路接入第n个检测通道，延时时间Tn后采集第n电流In，断开第n个检测通道；其中，N≥n≥3,
Figure 841525DEST_PATH_IMAGE001
，
即从第3个检测通道开始，电流采样的延时时间开始做适应性调整，调整的方式是以第1检测通道的采样电流和放电时间T0为基准，根据上一检测通道所检测到的电流值与第1检测通道检测到的电流值的比值，乘以第1检测通道采样电流后的放电时间的乘积，即所采样电路的电流大，采样电路所需放电或接入下一电路稳定的时间更长；所采样电路的电流小，采样电路所需放电或接入下一电路稳定的时间更短，并且经过发明人的大量试验验证，电流大小与放电时间或接入下一电路稳定的时间成正比例关系。由此得出该步骤S50所示的延时时间的确定关系，如此，根据前一检测通道测得的电流值调整后一检测通道的采样延时时间，一方面能够满足测试结果的准确性，另一方面由于各检测通道的所需要的检测时间不同，能够缩短整体的检测时间。值得说明的是，对于固定延时时间检测的方案中，为了保证大多数检测通道在检测时电路都是稳定的，往往选取的延时时间都比较长，因而所需的总的测试时间就比较长。
S60. 令n=n+1，重复步骤S50，直至完成所有待测电子元器件的测量。
值得说明的是，在该实施例中，设置了N个检测通道，但并不是每次一定要检测N个电子元器件，本领域技术人员可以理解，每次检测的电子元器件小于等于N个均是可以的。
进一步地，在实际测试过程中，有可能出现检测的电流很小或很大的情况，例如，在检测二极管时，如果二极管的接反，则检测到的电流为0或无限接近于0，此时，按照步骤S50所计算的延时时间也为0，那么直接将该延时时间用于下一检测检测通道的检测明显会造成下一通道甚至其后的多个通道的检测结果的错误。因此，为了避免这种错误的发生，当计算的Tn较小时，需要对该延时时间进行修正，具体地：
当所计算的Tn小于Tmin，则令Tn=Tmin，其中，Tmin为最小延时时间；
或
当所计算的Tn小于T1，则令Tn=T1。
对于初始延时时间T1和最小延时时间Tmin，本领域技术人员都可以根据经验设定。
最小延时时间Tmin的确定方法可以为：将电流采样电路接入标准电流源，等待采样的电流值稳定时，记录所等待的时间为最小延时时间Tmin；所述标准电流源的电流设定一个合适的最小值，例如0.1uA，该设定值可以根据待测电子元器件的类型来选取。
当在测试过程中检测到电流很大，例如当电子元器件在老炼过程中已经被击穿，电流很大或直接达到电流采样电路的采样峰值，直接利用采样得到的电流值带入步骤S50的公式计算得到下一检测通道的延时时间即可，不需要对计算的延时时间进行修正。
进一步地，由于第一检测通道中的电子元器件所测得的电流是作为基准调整值的，所以第一检测通道所检测得到的电流值在正常范围内是最好的，如果该电流值较大或较小，均不利于对后续延时时间的确定，可能会带来一定的误差。
因此，当采集得到的第一电流I1不属于设定的最小电流阈值Imin和最大电流阈值Imax之间时，停止检测，更换第一检测通道中的电子元器件。其中，最小电流阈值Imin和最大电流阈值Imax可以由本领域技术人员根据实际测试的电子元器件种类来确定。
实施例2
本实施例2与实施例1的区别在于，本实施例中，步骤S10中，在第2检测通道中不设置电子元器件，经过第1检测通道检测后对电流采样电路放电的过程设置为将电流采样电路连接第2检测通道来进行。具体地：
一种电子元器件多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，包括以下步骤:
S10，待测电子元器件不设置在第2检测通道中；即将待测电子元器件分别设置在第1，3，...，n，...，N检测通道中；其中，n为第n个检测通道，N为检测通道数，n≤N，如图3所示；
本实施例将第2检测通道设置为空，即不设置待检测元件的目的是为了检测电流采样电路在检测完第一通道的电子元器件的电流后，自身放电或自身稳定所需要的时间，并以此为基准，来调整其后多个检测通道所需的延时时间。
与实施例1不同，本实施例将完成第一检测通道检测的电流采样电路接入第二检测通道中进行放电，这样设置的目的是为了进一步降低检测通道内部电路的影响。
S20. 设定初始延时时间T1，将电流采样电路接入第1个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第一电流I1，断开第1个检测通道；
S30，将电流采样电路接入第2个检测通道，等待电流采样电路采样的电流值降为零，记录从断开第1检测通道到电流降为零时所需的时间T0；
S40，将电流采样电路接入第3个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第二电流I3，断开第3个检测通道；
S50，将电流采样电路接入第n个检测通道，延时时间Tn后采集第n电流In，断开第n个检测通道；其中，N≥n≥4,
Figure 222828DEST_PATH_IMAGE001
，
S60. 令n=n+1，重复步骤S50，直至完成所有待测电子元器件的测量。
本实施例中，由于占用了第2检测通道来对电流采样电路放电，所以每次检测的待测电子元器件的数量小于等于N-1。
经过验证，采用本发明的多通道依次采样电流的延时时间的确定方法确定的延时时间来进行电子元器件的电流采样，能够缩减整个电流测试的时间。
实施例3
一种计算机程序，用于执行如实施例1或实施例2所涉及的一种电子元器件多通道依次采样电流的延时时间的确定方法。
本发明还提供一种多通道依次采样电流的系统，包括直流电源，N个检测通道，电流采样电路，N个开关，以及控制器；
所述N个开关的一端统一连接所述电流采样电路，另一端分别连接N个检测通道；所述N的检测通道并联连接所述直流电源；
所述控制器用于执行前述的计算机程序，以按照设定或计算的延时时间完成对所有待测电子元器件的电流测量。
本实施例中，控制器控制开关K1到Kn依次开启或断开，并按照设定的延时时间控制电流采样电路进行电流采样。
具体地，以执行实施例2的方法为例，当操作人员将待测电子元器件安装入检测通道中并确定开始测试时，打开直流电源，控制器控制接通第一开关K1，并延时初始延时时间T1后控制电流采样电路采样第一电流I1，而后断开第一开关K1；接通第二开关K2，控制电流采样电路监控电流，当电流降为0时，记录所用的时间T0；而后断开第二开关K2，接通第三开关K3，控制电流采样电路采集第三电流I3，而后断开第三开关K3，接通第四开关K4，并同时计算延时时间T4，
Figure 593766DEST_PATH_IMAGE002
，延时T4后采集第四电流I4，而后断开第四开关K4，接通第五开关K5，并同时计算延时时间T5，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，延时T5后采集第五电流I5，而后断开第五开关K5，接通第六开关K6，以此类推，直至完成所有电子元器件的电流测试。
在测试过程中，如果计算的Tn小于最小延时时间Tmin，则令Tn=Tmin，或令Tn=T1。
当第一电流值I1不属于设定的最小电流阈值Imin和最大电流阈值Imax之间时，停止检测，并发出警告，请求操作人员更换第一检测通道中的电子元器件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，其特征在于，包括以下步骤:
S10. 将待测电子元器件分别设置在第1，2，3，...，n，...，N检测通道中；其中，n为第n个检测通道，N为检测通道数，n≤N；
S20. 设定初始延时时间T1，将电流采样电路接入第1个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第一电流I1，断开第1个检测通道；
S30. 等待电流采样电路采样的电流值降为零，记录从断开第1检测通道到电流降为零时所需的时间T0；
S40. 将电流采样电路接入第2个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第二电流I2，断开第2个检测通道；
S50. 将电流采样电路接入第n个检测通道，延时时间Tn后采集第n电流In，断开第n个检测通道；其中，N≥n≥3,
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
S60. 令n=n+1，重复步骤S50，直至完成所有待测电子元器件的测量。
2.根据权利要求1所述的一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，其特征在于，
当所计算的Tn小于Tmin，则令Tn=Tmin，其中，Tmin为最小延时时间；
或
当所计算的Tn小于T1，则令Tn=T1。
3.根据权利要求2所述的一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，其特征在于，所述初始时间T1和或最小延时时间Tmin根据经验设定。
4.根据权利要求2所述的一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，其特征在于，所述最小延时时间Tmin的确定方法为：
将所述电流采样电路接入标准电流源，等待采样的电流值稳定时，记录所等待的时间为最小延时时间Tmin；所述标准电流源的电流为设定值。
5.根据权利要求1所述的一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，其特征在于，步骤S20中，当采集得到的第一电流I1不属于设定的最小电流阈值Imin和最大电流阈值Imax之间时，停止检测，更换第一检测通道中的电子元器件。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种多通道依次采样电流的延时时间的确定方法，其特征在于，
所述步骤S10中，待测电子元器件不设置在第2检测通道中；
所述步骤S30中，将电流采样电路接入第2个检测通道，等待电流采样电路采样的电流值降为零，记录从断开第1检测通道到电流降为零时所需的时间T0；
所述步骤S40中，将电流采样电路接入第3个检测通道，延时初始延时时间T1后采样第二电流I3，断开第3个检测通道；
所述步骤S50中，将电流采样电路接入第n个检测通道，延时时间Tn后采集第n电流In，断开第n个检测通道；其中，N≥n≥4,
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
7.一种计算机程序，用于执行如权利要求1-6任一所述的一种电子元器件多通道依次采样电流的延时时间的确定方法。
8.一种多通道依次采样电流的电路，其特征在于，包括：直流电源，N个检测通道，电流采样电路，N个开关，以及控制器；
所述N个开关的一端统一连接所述电流采样电路，另一端分别连接N个检测通道；
所述N的检测通道并联连接所述直流电源；
所述控制器用于执行如权利要求7所述计算机程序，以按照设定或计算的延时时间完成对所有待测电子元器件的电流测量。
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