CN205427457U - 北斗手表板卡测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种北斗手表板卡测试设备，包括：电源、采样器、控制器以及显示设备，其中，所述电源通过电源连接电缆分别与所述采样器、所述控制器以及所述显示器连接，所述采样器一端与所述北斗手表板卡IO端口连接，另一端与控制器连接，控制器的另一端与显示设备连接；采样器对北斗手表板卡内部测试点的输出信号进行采样后，将采集到的输出信号经控制器送到所述显示设备进行显示；本实用新型满足对北斗手表产品板卡部件进行手动和自动检测的需要，确保产品部件功能的可靠性，节省检测时间，提高产品的检测效率。

Description

北斗手表板卡测试设备

技术领域

本实用新型涉及民用北斗手表测试领域，尤其涉及一种北斗手表板卡的测试设备。

背景技术

北斗手表主要针对老人、儿童等特殊群体，研制的一款超低功耗的多功能手表，它将传统钟表与北斗卫星定位、北斗授时技术、通信技术等相结合，能够实现卫星定位、电话功能、短信功能、实时监控、实时报警、轨迹上传、电子围栏等功能。

由于北斗手表板卡作为是北斗手表中的最重要部件，该部件的实物质量直接影响到整块北斗手表的功能应用，而目前尚没有为北斗手表板卡部件单独检测的测试设备，仅局限于依靠模拟整块产品的信号运行状态进行调试和检测，工作量大，时间花费长，且一旦发生故障需要对各个部件按照工作流程依次进行甄别，难免出现错查、漏查现象，不但影响到产品的质量和可靠性，还会直接影响到产品的生产进度，造成检测周期的延长。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种北斗手表板卡测试设备，用以解决现有技术中没有单独检测北斗手表板卡的测试设备的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本实用新型所述北斗手表板卡测试设备，包括：电源、采样器、控制器以及显示设备，其中，所述电源通过电源连接电缆分别与所述采样器、所述控制器以及所述显示器连接，所述采样器一端与所述北斗手表板卡IO端口连接，另一端与控制器连接，控制器的另一端与显示设备连接；采样器对北斗手表板卡内部测试点的输出信号进行采样后，将采集到的输出信号经控制器送到所述显示设备进行显示。

进一步地，所述电源包括：220V/24V一级电源、24V/5V和24V/3.3V二级电源，其中3.3V提供给所述控制器，5V提供给所述采样器和所述显示设备。

进一步地，所述一级电源包括：

交流220V电压通过绕制的T1变压器，经过桥堆BR1整流后，通过E2、E3滤波电容滤除V1三段稳压器输入端和输出端的低频交流信号干扰，使V1三段稳压器的输出端提供脉宽稳定的直流24V电压，在线路中并联接入TVS4限压型瞬态电压保护二级管；直流24V电压接入高效降压稳压芯片IC1中，其中管脚10为输入端，4、5、6管脚三端共地，2、7、8、9、11管脚处于悬空状态，3管脚为基准电压VCC部分，后端接E4滤波电容，12管脚为输出脚电压，接入TVS5限压型瞬态电压保护二级管；3管脚基准电压通过LQ1电感两端隔离与12管脚输出电压构成电压差的差分比较电路。

进一步地，所述二级电源包括：

24V直流电压分别并接双向TVS1和TVS2瞬态电压抑制二极管，在输入的PM1和PM2电源前段分别并接C14、C17钽电容和C8、C9无感电容，在24VGND与GND之间通过L4、L5电感实现输入输出地端的隔离，C8与L4、C9与L5组成LC低通滤波电路，经过滤波后得到24V直流电压通过PM1和PM2电源转换为所需要的直流5V和3.3伏电压，输出端再接入两级低频滤波器件电容C12、C13和C15、C16，与稳压二级管D3、D4并接后分别组成后端稳压电路。

进一步地，所述采集器包括：隔离信号处理器和滤波器，其中，隔离信号处理器与采样器连接，隔离信号处理器将采样器采集到的输出信号转换成与控制器同步的高速1位数据，然后送到滤波器进行滤波。

进一步地，所述控制器包括：CPU、存储芯片、收发器、开关量输入输出接口电路以及外部看门狗电路、串口通讯电路，所述CPU分别与存储芯片、收发器、开关量输入输出接口电路、外部看门狗电路以及串口通讯电路连接。

进一步地，所述CPU为MC9S12DP512芯片，所述外部看门狗电路采用看门狗芯片X5043S8I，所述串口通信电路为串口通讯芯片MAX232，所述存储芯片为LCMX0640C3TN144I芯片，所述收发器为SN74ALVC164245DGG芯片。

进一步地，所述显示设备具体包括：信号指示灯和显示屏，所述信号指示灯包括：电源指示灯、信号指示灯以及手动/自动检测状态切换指示灯。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型满足对北斗手表产品板卡部件进行手动和自动检测的需要，确保产品部件功能的可靠性，节省检测时间，提高产品的检测效率。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例所述测试设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述测试设备的电源交流220V电压转换为直流24伏电路图；

图3是本实用新型实施例所述测试设备的电源直流24V转换5V和3.3V电路图；

图4是本实用新型北斗手表板卡测试设备的控制器内部连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

如图1所示，图1是本实用新型实施例所述北斗手表板卡测试设备的结构示意图，该测试设备从整体结构上主要包括：电源、采样器、控制器和显示器，电源通过电源连接电缆分别与所述采样器、所述控制器以及所述显示器连接，所述采样器一端与所述北斗手表板卡IO端口连接，另一端与控制器连接，控制器的另一端与显示设备连接；采样器对北斗手表板卡内部测试点的输出信号进行采样后，将采集到的输出信号经控制器送到所述显示设备进行显示。

电源，用于为测试设备其他几个部件提供电力供应，该电源的电源输入为交流220V，由220V/24V一级电源、24V/5V和24V/3.3V二级电源组成，其中3.3V提供给控制器的CPU，5V提供给采样器和显示器。

本实用新型实施例中的一级电源和二级电源的电路结构分别如图2和图3所示。图2是交流220V电压转换为直流24伏电路，采用单端反激式脉宽调制方式，输出采样电路检测输出电压，将其与基准电压比较，误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路，再经过驱动电路控制脉宽的占空比从而达到调整输出电压大小。

上述电路结构与连接关系具体为：交流220V电压通过绕制的T1变压器，经过桥堆BR1整流后，通过E2、E3滤波电容滤除V1三段稳压器输入端和输出端的低频交流信号干扰，使V1三段稳压器的输出端提供脉宽稳定的直流24V电压，在线路中并联接入TVS4限压型瞬态电压保护二级管,可控制浪涌电压的影响。直流24V电压接入高效降压稳压芯片IC1中，该器件芯片采用单端反激式脉宽调制方式控制，为高效预稳压，内置频率补偿和一个固定频率的晶振，集成外部关断模式，可在故障发生时，采用热关断为器件提供保护，主要用于线性稳压，同时具有降压开关稳压器的功能，可通过线荷与负载调节，驱动负载。其中IC110号(Vin)管脚为输入端，IC1中的4(SIGGND)、5(ON/OFF)、6(PWMGND)脚三端共地，为外部关断与芯片内部的接地脚。IC1中的2、7、8、9、11号脚处于悬空状态。IC1中的3号(FB)脚为基准电压VCC部分，后端接E4滤波电容，可实现对基准电压电路的稳压和滤波。IC1中的12号(Vout)为输出脚电压，电路中接入TVS5限压型瞬态电压保护二级管，可抑制瞬态电压对输出端的纹波电压干扰。IC1中的3号(FB)基准电压通过LQ1电感两端隔离与IC1中的12号输出电压构成电压差的差分比较电路，通过脉宽调制实现与基准电压比对，调整输出电压的范围值，可确保最终输出的±4％的输出电压容差，以及±10％的频率容差。

图3是直流24V转换5V和3.3V电路，考虑电路中纹波及脉冲干扰的因素，在直流24V输入端配置有等效电容、瞬态电压抑制二极管和电感的适应性设计，在输出后端采用LC滤波设计方式，采用配置对应的滤波电容，滤除电源中的瞬态尖锋电压，输出平稳的5V和3.3V电压至采样器和控制器的CPU，确保输出的电压纹波系数较小且脉宽稳定，抗干扰能力较好，可以稳定的供给后端控制器CPU电路使用。

上述电路具体结构与连接关系为：24V直流电压分别并接双向TVS1和TVS2瞬态电压抑制二极管，其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性，加载器件两端的干扰电压超过箝位电压就会被抑制，有效地抑制电路中过载脉冲，起到保护后端负载元器件的作用。在输入的PM1和PM2电源前段分别并接C14、C17钽电容和C8、C9无感电容，在24VGND与GND之间通过L4、L5电感实现输入输出地端的隔离，C8与L4、C9与L5组成LC低通滤波电路，可实现对电路中低频信号进行滤波作用，配置的C14、C17钽电容同时还具有储能和稳压的双重作用；无感电容与电感组成的电路配置主要用于线路中高频滤波，消除瞬态尖峰电压。经过滤波后得到24V直流电压通过PM1和PM2电源转换为所需要的直流5V和3.3伏电压，输出端再接入两级低频滤波器件电容C12、C13和C15、C16，与稳压二级管D3、D4并接后分别组成后端稳压电路，可向后端采样器和控制器的CPU提供所需的平稳直流电压，即直流5V和3.3伏电压。

采样器，采集北斗手表板卡内部各测试点的输出信号并输出给控制器，具体包括：隔离信号处理器和滤波器，其中，隔离信号处理器与采样器连接，隔离信号处理器将采样器采集到的输出信号转换成与控制器同步的高速1位数据，然后送到滤波器进行滤波。其中，内部测试点包括：工作电源、电池、充放电监控、北斗通讯芯片、微控制单元、显示屏状态、电源管理等。

控制器，主要负责接收采样器采集并处理的北斗手表板卡内部各测试点的输出信号，对输出信号与存储芯片的门限电压值进行验证后，将北斗手表板卡内部各测试点的状态信息传送至显示器。

如图4所示，图4是本实用新型北斗手表板卡测试设备的控制器内部连接示意图。控制器主要包括：CPU、存储芯片、收发器和开关量输入输出接口电路(I/O)、外部看门狗电路，其中，

CPU，可以采用MC9S12DP512芯片，为16位混合信号CPU，自带IO口、AD转换接口和时钟定时器。

存储芯片，可以采用LCMX0640C3TN144I，属于CPLD芯片，内部有丰富的分布式的RAM资源。通过在芯片中加载写入北斗手表板卡各测试点输出信号(VUSB、VBAT、VUSB_IN、BD2、MCU、OLED、BAT_PROG)的门限电压值。

收发器，采用SN74ALVC164245DGG芯片，通过收发器芯片端口与CPU的引脚连接，其可将CPU从采样器得到的北斗板卡各测试点的输出信号转换为差分电压信号，通过同轴线作为通信介质将控制器连接到总线上，通过差分发送方式又可将控制器验证的最终数据结果传送至显示器。

开关量输入输出接口电路，采用波段开关控制，对应将北斗手表板卡各测试点输入信号依次接入控制器。

串口通讯电路，主要由串口通讯芯片MAX232，其中串口通讯芯片MAX232与所述CPU的串口连接，可实现通过RS232接口与外接主机(电脑)的通讯。

外部看门狗电路，可以采用看门狗芯片X5043S8I，该芯片作用为当程序运行异常时，看门狗芯片发出溢出脉冲，通过CPU的RESET引脚对CPU复位重启。

显示器104，将从控制器接收到的状态信息显示传输到显示屏上。该显示器包括7组指示灯和显示屏等。

该显示器的按钮包括：

●操作按钮：

a)电源开关按钮；

b)手动/自动状态切换按钮；

c)波段开关按钮。

通过上述按钮，能够实现在手动检测和自动检测的转换，可以根据检测情况在两种检测模式下的切换。

能够显示的内容包括：

●状态显示：

a)电源指示灯状态显示(正常/故障)；

b)信号指示灯状态显示(正常/故障)；

c)手动/自动状态切换指示灯显示；

d)显示屏状态显示(正常及故障信息)。

上述信息的显示可以让测试人员一目了然的检测到结果，有利于对北斗板卡状态情况的直观判断。

综上所述，本实用新型的测试设备通过与北斗手表板卡单体部件的数据采集及交换来检测该系统的性能指标、工作状态和故障信息，满足对北斗手表板卡单体部件进行检测的需要，确保了产品部件功能的可靠性，节省了检测时间，提高了产品的检测效率。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种北斗手表板卡测试设备，其特征在于，包括：电源、采样器、控制器以及显示设备，其中，所述电源通过电源连接电缆分别与所述采样器、所述控制器以及所述显示设备连接，所述采样器一端与所述北斗手表板卡IO端口连接，另一端与控制器连接，控制器的另一端与显示设备连接；采样器对北斗手表板卡内部测试点的输出信号进行采样后，将采集到的输出信号经控制器送到所述显示设备进行显示；

其中，所述电源包括：220V/24V一级电源、24V/5V和24V/3.3V二级电源，其中3.3V提供给所述控制器，5V提供给所述采样器和所述显示设备；

所述采样器包括：隔离信号处理器和滤波器，其中，隔离信号处理器与采样器连接，隔离信号处理器将采样器采集到的输出信号转换成与控制器同步的高速1位数据，然后送到滤波器进行滤波；

所述控制器包括：CPU、存储芯片、收发器、开关量输入输出接口电路以及外部看门狗电路、串口通讯电路，所述CPU分别与存储芯片、收发器、开关量输入输出接口电路、外部看门狗电路以及串口通讯电路连接。

2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述一级电源包括：

交流220V电压通过绕制的T1变压器，经过桥堆BR1整流后，通过E2、E3滤波电容滤除V1三段稳压器输入端和输出端的低频交流信号干扰，使V1三段稳压器的输出端提供脉宽稳定的直流24V电压，在线路中并联接入TVS4限压型瞬态电压保护二级管；直流24V电压接入高效降压稳压芯片IC1中，其中管脚10为输入端，4、5、6管脚三端共地，2、7、8、9、11管脚处于悬空状态，3管脚为基准电压VCC部分，后端接E4滤波电容，12管脚为输出脚电压，接入TVS5限压型瞬态电压保护二级管；3管脚基准电压通过LQ1电感两端隔离与12管脚输出电压构成电压差的差分比较电路。

3.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述二级电源包括：

24V直流电压分别并接双向TVS1和TVS2瞬态电压抑制二极管，在输入的PM1和PM2电源前段分别并接C14、C17钽电容和C8、C9无感电容，在24VGND与GND之间通过L4、L5电感实现输入输出地端的隔离，C8与L4、C9与L5组成LC低通滤波电路，经过滤波后得到24V直流电压通过PM1和PM2电源转换为所需要的直流5V和3.3伏电压，输出端再接入两级低频滤波器件电容C12、C13和C15、C16，与稳压二级管D3、D4并接后分别组成后端稳压电路。

4.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述CPU为MC9S12DP512芯片，所述外部看门狗电路采用看门狗芯片X5043S8I，所述串口通讯电路为串口通讯芯片MAX232，所述存储芯片为LCMX0640C3TN144I芯片，所述收发器为SN74ALVC164245DGG芯片。

5.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述显示设备具体包括：信号指示灯和显示屏，所述信号指示灯包括：电源指示灯、信号指示灯以及手动/自动检测状态切换指示灯。