CN208207043U - 一种多功能测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能测试仪，用于测量半导体电阻率的半导体电阻率测试单元，用于测量电容容量的电容量测量单元，用于测量电阻阻值的电阻测量单元，74LS138译码器，74LS245八路总线收发器，74LS259地址锁存器，单片机，MAX232芯片，RS232通信接口，RS485通信接口，I/O接口以及显示屏；实现了半导体电阻率测试，电容量测量以及电阻阻值测量的多个功能，不局限于对半导体电阻率的测试。而且还可以通过RS232通信接口或RS485通信接口连接PC机，将测试数据传输至PC机进行储存和观测。

Description

一种多功能测试仪

技术领域

本实用新型涉及测试领域，尤其涉及一种多功能测试仪。

背景技术

当前半导体和集成电路制造技术飞速发展，许多新半导体以及集成电路研制出来，而半导体以及集成电路的中涉及电阻的阻值，电容的容量以及半导体电阻率需要基于集成电路的综合测试，因而需要多功能的测量仪器来进行测量。

目前有些装置可以完成基于电阻率的测试，如便携式半导体非接触电阻率测试仪及使用方法，可以起到对导体电阻率的测试，但是如果在针对集成电路的中涉及电阻的阻值和电容的容量进行测试需要其他设备来配合，这样对测试过程带来不便。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种多功能测试仪，包括：用于测量半导体电阻率的半导体电阻率测试单元，用于测量电容容量的电容量测量单元，用于测量电阻阻值的电阻测量单元，74LS138译码器， 74LS245八路总线收发器，74LS259地址锁存器，单片机，MAX232芯片， RS232通信接口，RS485通信接口，I/O接口以及显示屏；

显示屏，74LS138译码器，74LS245八路总线收发器，74LS259地址锁存器，半导体电阻率测试单元，电容量测量单元，电阻测量单元，I/O接口以及 MAX232芯片分别与单片机连接；

单片机通过半导体电阻率测试单元获取待测元件的电阻率，单片机通过电容量测量单元获取待测元件的电容量，单片机通过电阻测量单元获取待测元件的电阻阻值；

RS232通信接口，RS485通信接口分别与MAX232芯片连接。

优选地，单片机包括：采用AT89s51单片机，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，电容C6，电阻R1；

AT89s51单片机的XTAL1脚，RST脚，电容C5第一端，晶振C6第一端，电容C3第一端，电阻R1第二端共同连接，电容C5第二端接+5v电源，电阻R1第一端，电容C3第二端，电容C4第一端分别接地，电容C4第二端，晶振C6第二端分别XTAL2脚；AT89s51单片机的P3.0脚与MAX232芯片的 TXD1脚连接，AT89s51单片机的P3.1脚与MAX232芯片的RXD1脚连接， MAX232芯片的TXD2脚连接RS485通信接口的RXD脚，MAX232芯片的 RXD2脚连接RS485通信接口的TXD脚，MAX232芯片的C1+脚和C1-脚对应连接电容C1的两端；MAX232芯片的C2+脚和C2-脚对应连接电容C2的两端。

优选地，单片机通过74LS373芯片连接显示屏。

优选地，电阻测量单元采用TCA965芯片及外围电路对待测量电阻进行阻值测量。

优选地，电容量测量单元采用ST555定时芯片及外围电路对待测电容量进行测量。

优选地，半导体电阻率测试单元包括：信号发生器，第一低通滤波电路，第二低通滤波电路，第三低通滤波电路，恒流源，第一乘法电路，第二乘法电路，第一探头，第二探头以及AD转换模块；

单片机与信号发生器输入端连接，单片机与AD转换模块输出端连接；

信号发生器的输出端分别与第一低通滤波电路输入端，第二低通滤波电路输入端和第三低通滤波电路输入端连接；

第一低通滤波电路输出端与第一乘法电路第一输入端连接；

第二低通滤波电路输出端与恒流源输入端连接；恒流源输出端分别与第一探头和第二探头连接，第一探头还与第一乘法电路第二输入端连接，第一探头将检测数据传输至第一乘法电路；第二探头还与第二乘法电路第二输入端连接，第二探头将检测数据传输至第二乘法电路；第三低通滤波电路输出端与第二乘法电路第一输入端连接；

第一乘法电路输出端和第二乘法电路输出端分别与AD转换模块的输入端连接。

优选地，恒流源采用tl431恒流源电路，或lm358恒流源电路；

AD转换模块采用AD7705AD转换器；

第一乘法电路和第二乘法电路均采用MC1496及外围电路；

信号发生器采用33220A信号发生器，或采用型号81180A，参数：双通道，4.2GHz采样率，12bit合成精度；根据内存数据合成任意波形；基本函数发生功能；相位，延迟可调。

优选地，还包括：用于控制半导体电阻率测试单元开闭的半导体电阻率控制按键，用于控制电容量测量单元开闭的电容量测量单元控制按键，用于控制电阻测量单元开闭的电阻测量单元控制按键，用于对单片机进行复位的复位按键以及用于控制测试仪电源通断的电源控制按键；半导体电阻率控制按键，电容量测量单元控制按键，电阻测量单元控制按键，复位按键以及电源控制按键通过I/O接口连接单片机。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

测试仪设置了用于测量半导体电阻率的半导体电阻率测试单元，用于测量电容容量的电容量测量单元，用于测量电阻阻值的电阻测量单元，实现了半导体电阻率测试，电容量测量以及电阻阻值测量的多个功能，不局限于对半导体电阻率的测试。而且还可以通过RS232通信接口或RS485通信接口连接PC机，将测试数据传输至PC机进行储存和观测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为多功能测试仪的整体示意图；

图2为单片机与MAX232芯片连接实施例示意图；

图3为电阻测量单元实施例电路图；

图4为半导体电阻率测试单元示意图。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的，特征，优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实用新型提供了一种多功能测试仪，如图1所示，包括：用于测量半导体电阻率的半导体电阻率测试单元12，用于测量电容容量的电容量测量单元13，用于测量电阻阻值的电阻测量单元14，74LS138译码器15，74LS245 八路总线收发器16，74LS259地址锁存器17，单片机11，MAX232芯片20， RS232通信接口21，RS485通信接口22，I/O接口18以及显示屏23；

显示屏23，74LS138译码器15，74LS245八路总线收发器16，74LS259 地址锁存器17，半导体电阻率测试单元12，电容量测量单元13，电阻测量单元14，I/O接口18以及MAX232芯片20分别与单片机11连接；单片机11 通过半导体电阻率测试单元12获取待测元件的电阻率，单片机11通过电容量测量单元13获取待测元件的电容量，单片机11通过电阻测量单元14获取待测元件的电阻阻值；RS232通信接口21，RS485通信接口22分别与MAX232 芯片20连接。

本实施例中，如图2所示，单片机11包括：采用AT89s51单片机，电容 C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，电容C6，电阻R1；

AT89s51单片机的XTAL1脚，RST脚，电容C5第一端，晶振C6第一端，电容C3第一端，电阻R1第二端共同连接，电容C5第二端接+5v电源，电阻R1第一端，电容C3第二端，电容C4第一端分别接地，电容C4第二端，晶振C6第二端分别XTAL2脚；AT89s51单片机的P3.0脚与MAX232芯片 20的TXD1脚连接，AT89s51单片机的P3.1脚与MAX232芯片20的RXD1 脚连接，MAX232芯片20的TXD2脚连接RS485通信接口22的RXD脚， MAX232芯片20的RXD2脚连接RS485通信接口22的TXD脚，MAX232 芯片20的C1+脚和C1-脚对应连接电容C1的两端；MAX232芯片20的C2+ 脚和C2-脚对应连接电容C2的两端。

AT89s51单片机复位方式采用的是上电自动复位；P3.0脚和P3.1脚用来和MAX232芯片20连接进行串口通信。单片机跟PC主机进行串行通信连接中，因为计算机串口是12VTTL电平，单片机是5V的CMOS电平，需要 MAX232芯片20作为电平转换，使单片机与PC主机进行串行通信，PC主机可以获取到测试仪的数据信息。

可以理解的是，多功能测试仪还包括：用于给测试仪内部元件供电的供电单元，供电单元可以包括充电电池，充电电路，供电电路，稳压电路，变压电路等等，可以给测试仪内部元件提供1.5v，3.3v，5v，12v等等适合各个功能模块工作的工作电压。

本实施例中，单片机11通过74LS373芯片连接显示屏23。电阻测量单元 14，如图3所示，采用TCA965芯片及外围电路对待测量电阻进行阻值测量。电容量测量单元13采用ST555定时芯片及外围电路对待测电容量进行测量。

本实施例中，如图4所示，半导体电阻率测试单元12包括：信号发生器 1，第一低通滤波电路2，第二低通滤波电路3，第三低通滤波电路4，恒流源 5，第一乘法电路6，第二乘法电路7，第一探头8，第二探头9以及AD转换模块10；

单片机11与信号发生器1输入端连接，单片机11与AD转换模块10输出端连接；信号发生器1的输出端分别与第一低通滤波电路2输入端，第二低通滤波电路3输入端和第三低通滤波电路4输入端连接；第一低通滤波电路2输出端与第一乘法电路6第一输入端连接；第二低通滤波电路3输出端与恒流源5输入端连接；恒流源5输出端分别与第一探头8和第二探头9连接，第一探头8还与第一乘法电路6第二输入端连接，第一探头8将检测数据传输至第一乘法电路6；第一探头8和第二探头9对被测元件进行电阻率测试。第二探头9还与第二乘法电路7第二输入端连接，第二探头9将检测数据传输至第二乘法电路7；第三低通滤波电路4输出端与第二乘法电路7第一输入端连接；第一乘法电路6输出端和第二乘法电路7输出端分别与AD转换模块10的输入端连接。单片机发给信号发生器1一开启测试启动信号，信号发生器1接到开启测试启动信号后，根据测试预设的数据形式分别向第一低通滤波电路2，第二低通滤波电路3，第三低通滤波电路4发出信号波进行测试。

恒流源采用tl431恒流源电路，或lm358恒流源电路；AD转换模块10 采用AD7705AD转换器；第一乘法电路6和第二乘法电路7均采用MC1496 及外围电路；信号发生器1采用33220A信号发生器，或采用型号81180A，参数：双通道，4.2GHz采样率，12bit合成精度；根据内存数据合成任意波形；基本函数发生功能；相位，延迟可调。

多功能测试仪还包括：用于控制半导体电阻率测试单元12开闭的半导体电阻率控制按键，用于控制电容量测量单元13开闭的电容量测量单元13控制按键，用于控制电阻测量单元14开闭的电阻测量单元14控制按键，用于对单片机11进行复位的复位按键以及用于控制测试仪电源通断的电源控制按键；半导体电阻率控制按键，电容量测量单元13控制按键，电阻测量单元14 控制按键，复位按键以及电源控制按键通过I/O接口18连接单片机11。当然不局限于这些按键，还可以包括其他功能按键，以供使用。

信号发生器可以根据测试半导体电阻率的需要输出方波或正弦波。当然选择方式可以通过按键来设置，多功能测试仪参数量程的选择等等。按键为概括性的特征，可以包括多功能半导体电阻率测试仪本领域技术人员在工作中需要的按键。

在测试时，由于探头获取的测试信号微弱,多功能半导体电阻率测试仪为提高精度测试仪恒流源电路对测试信号进行了运放，而且将测试信号和信号发生器发送至乘法电路的信号进行补偿算法，对测试信号进行调制，降噪，滤波等形式，进行处理，修正,提高了测量精度。

单片机11还可以采用STM32F103ZET6。

本实施例中，多功能测试仪还包括与多功能测试仪相关的壳体，电路板等等相关配件，本实施例的改进方式是基于多功能测试仪功能的扩充及组合，以及电路形式改进。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”，“第二”，“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种多功能测试仪，其特征在于，包括：用于测量半导体电阻率的半导体电阻率测试单元(12)，用于测量电容容量的电容量测量单元(13)，用于测量电阻阻值的电阻测量单元(14)，74LS138译码器(15)，74LS245八路总线收发器(16)，74LS259地址锁存器(17)，单片机(11)，MAX232芯片(20)，RS232通信接口(21)，RS485通信接口(22)，I/O接口(18)以及显示屏(23)；

显示屏(23)，74LS138译码器(15)，74LS245八路总线收发器(16)，74LS259地址锁存器(17)，半导体电阻率测试单元(12)，电容量测量单元(13)，电阻测量单元(14)，I/O接口(18)以及MAX232芯片(20)分别与单片机(11)连接；

单片机(11)通过半导体电阻率测试单元(12)获取待测元件的电阻率，单片机(11)通过电容量测量单元(13)获取待测元件的电容量，单片机(11)通过电阻测量单元(14)获取待测元件的电阻阻值；

RS232通信接口(21)，RS485通信接口(22)分别与MAX232芯片(20)连接。

2.根据权利要求1所述的多功能测试仪，其特征在于，

单片机(11)包括：采用AT89s51单片机，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，电容C6，电阻R1；

AT89s51单片机的XTAL1脚，RST脚，电容C5第一端，晶振C6第一端，电容C3第一端，电阻R1第二端共同连接，电容C5第二端接+5v电源，电阻R1第一端，电容C3第二端，电容C4第一端分别接地，电容C4第二端，晶振C6第二端分别XTAL2脚；AT89s51单片机的P3.0脚与MAX232芯片(20)的TXD1脚连接，AT89s51单片机的P3.1脚与MAX232芯片(20)的RXD1脚连接，MAX232芯片(20)的TXD2脚连接RS485通信接口(22)的RXD脚，MAX232芯片(20)的RXD2脚连接RS485通信接口(22)的TXD脚，MAX232芯片(20)的C1+脚和C1-脚对应连接电容C1的两端；MAX232芯片(20)的C2+脚和C2-脚对应连接电容C2的两端。

3.根据权利要求1或2所述的多功能测试仪，其特征在于，

单片机(11)通过74LS373芯片连接显示屏(23)。

4.根据权利要求1所述的多功能测试仪，其特征在于，

电阻测量单元(14)采用TCA965芯片及外围电路对待测量电阻进行阻值测量。

5.根据权利要求1所述的多功能测试仪，其特征在于，

电容量测量单元(13)采用ST555定时芯片及外围电路对待测电容量进行测量。

6.根据权利要求1所述的多功能测试仪，其特征在于，

半导体电阻率测试单元(12)包括：信号发生器(1)，第一低通滤波电路(2)，第二低通滤波电路(3)，第三低通滤波电路(4)，恒流源(5)，第一乘法电路(6)，第二乘法电路(7)，第一探头(8)，第二探头(9)以及AD转换模块(10)；

单片机(11)与信号发生器(1)输入端连接，单片机(11)与AD转换模块(10)输出端连接；

信号发生器(1)的输出端分别与第一低通滤波电路(2)输入端，第二低通滤波电路(3)输入端和第三低通滤波电路(4)输入端连接；

第一低通滤波电路(2)输出端与第一乘法电路(6)第一输入端连接；

第二低通滤波电路(3)输出端与恒流源(5)输入端连接；恒流源(5)输出端分别与第一探头(8)和第二探头(9)连接，第一探头(8)还与第一乘法电路(6)第二输入端连接，第一探头(8)将检测数据传输至第一乘法电路(6)；第二探头(9)还与第二乘法电路(7)第二输入端连接，第二探头(9)将检测数据传输至第二乘法电路(7)；第三低通滤波电路(4)输出端与第二乘法电路(7)第一输入端连接；

第一乘法电路(6)输出端和第二乘法电路(7)输出端分别与AD转换模块(10)的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的多功能测试仪，其特征在于，

恒流源采用tl431恒流源电路，或lm358恒流源电路；

AD转换模块(10)采用AD7705AD转换器；

第一乘法电路(6)和第二乘法电路(7)均采用MC1496及外围电路；

信号发生器(1)采用33220A信号发生器，或采用型号81180A，参数：双通道，4.2GHz采样率，12bit合成精度；根据内存数据合成任意波形；基本函数发生功能；相位，延迟可调。

8.根据权利要求1所述的多功能测试仪，其特征在于，

还包括：用于控制半导体电阻率测试单元(12)开闭的半导体电阻率控制按键，用于控制电容量测量单元(13)开闭的电容量测量单元(13)控制按键，用于控制电阻测量单元(14)开闭的电阻测量单元(14)控制按键，用于对单片机(11)进行复位的复位按键以及用于控制测试仪电源通断的电源控制按键；

半导体电阻率控制按键，电容量测量单元(13)控制按键，电阻测量单元(14)控制按键，复位按键以及电源控制按键通过I/O接口(18)连接单片机(11)。