CN210626547U - 测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种测量装置。包括自动测试设备、精密测量单元和差分电路，差分电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，差分电路的输出端用于将第一输入端和第二输入端输入的电信号的电压差值输出至所述精密测量单元；测量装置用于根据所述电压差值获得所述第一输入端连接的测试点和第二输入端连接的测试点之间的差分电信号。通过差分电路将输入的电信号的电压差值输出至精密测量单元，根据电压差值获得两测试点之间的差分电信号，有效去除了共模信号对差分电信号的干扰，同时消除了共模电压对精密测量单元量程选择的影响，使得精密测量单元可以使用较小的量程测量差分电信号，能够得到更高的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路测试装置，特别是涉及一种测量装置。
背景技术
PMU(Precision Measurement Unit，精密测量单元)是ATE(Auto TestEquipment，自动测试设备)用于精确的DC参数测量的基本模块，其测量精度一般为量程的0.5‰。在PMU为共地源的ATE中，如需测量DUT(Decive Under Test，被测器件)端口A和端口B之间的差分电压，ATE需要使用两个PMU分别测量端口A、B的电压信号，再进行减法运算，当端口A、B存在10V或以上共模电压时，用于测量的PMU的量程不得不选取10V以上的量程，这时PMU的测量精度最高为5mV。倘若端口A、B间待测量的有效差分信号小于50mV，将意味着测量值可能存在10％以上的误差，显然该方案已无法满足差分小信号测量的精度需求。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种在测量差分小信号时能够有较佳的测量精度的测量装置。
一种测量装置,包括自动测试设备，所述自动测试设备包括精密测量单元，所述测量装置还包括差分电路，所述差分电路包括第一输入端、第二输入端、输出端，所述差分电路的输出端用于将第一输入端和第二输入端输入的电信号的电压差值输出至精密测量单元。所述测量装置用于根据电压差值获得第一输入端连接的测试点和第二输入端连接的测试点之间的差分电信号。
在其中一个实施例中，精密测量单元的测量精度为量程的0.5‰。
在其中一个实施例中，测量装置还包括放大电路，所述放大电路的输入端连接差分电路的输出端，放大电路的输出端连接精密测量单元，放大电路用于将电压差值放大后再输出至精密测量单元。
在其中一个实施例中，差分电路包括高共模电压差分放大器INA117。
在其中一个实施例中，放大电路包括运算放大器。
在其中一个实施例中，放大电路的放大倍数大于等于10且小于等于200。
在其中一个实施例中，差分电信号是差分电压。
在其中一个实施例中，所述自动测试设备的精密测量单元是共地源的精密测量单元。
在其中一个实施例中，测量装置还包括用于放置待测器件的承载台。
在其中一个实施例中，精密测量单元采用最小量程测量所述差分电信号。
上述测量装置通过差分电路的输出端将第一输入端和第二输入端输入的电信号的电压差值输出至精密测量单元，测量装置根据电压差值获得第一输入端连接的测试点和第二输入端连接的测试点之间的差分电信号，有效去除了共模信号对差分电信号的干扰，同时消除了共模电压对精密测量单元量程选择的影响，使得精密测量单元可以使用较小的量程测量差分电信号，使得测量差分小信号时，能够得到更高的测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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实施例的附图。
图1为传统测量装置的框图；
图2为本申请一实施例中测量装置的框图；
图3为本申请另一实施例中测量装置的框图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型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实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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。本文所使用的属于“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。
如图1所示，传统的自动测试设备102如需测量器件104端口A和端口B之间的差分电压，自动测量设备102需要使用两个精密测量单元(PMU1和PMU2)分别测量端口A和端口B的电压信号，再经过减法运算得出端口A和端口B之间的差分电压，当端口A、B存在10V或以上共模电压时，而用于测量的PMU的量程不得不选取10V以上的量程，对于测量精度为量程的0.5‰的PMU测量精度最高为5mV。
如图2，本申请的一实施例提供一种测量装置,包括自动测试设备202，自动测试设备202包括至少一个精密测量单元204，所述测量装置还包括差分电路206，所述差分电路206包括第一输入端201、第二输入端203和输出端205，所述差分电路206的输出端205用于将第一输入端201和第二输入端203输入的电信号的电压差值输出至精密测量单元204。所述测量装置用于根据电压差值获得第一输入端连接的测试点A和第二输入端连接的测试点B之间的差分电信号。
在一个实施例中所述差分电信号为差分电压。
在一个实施例中，精密测量单元204的测量精度为量程的0.5‰，例如当使用2伏的量程测量器件时，精密测量单元204的测量精度为2V*0.5‰＝1mV，满足共模差分小信号测量的精度需求。
在一个实施例中，差分电路包括高共模电压差分放大器INA117，实现了被测量差分信号的转换，有效去除了共模信号对差分信号的干扰，使得精密测量单元可以使用较小的量程测量被测差分信号，满足共模差分小信号测量的精度需求。
在一个实施例中，高共模电压差分放大器INA117的共模输入电压范围为大于等于-200伏且小于等于200伏，使得精密测量单元可测量的差分信号的共模电压由传统的40伏-60伏提升至接近200伏，测量范围不局限于量程，可以用于测量超过其量程的差分信号。
如图3所示，在一个实施例中，测量装置包括自动测试设备302、差分电路306和放大电路308，自动测试设备302包括至少一个精密测量单元304，放大电路308的输入端301连接差分电路306的输出端303，放大电路308的输出端305连接精密测量单元304，放大电路308用于将差分电路306输出的电压差值放大后再输出至精密测量单元304。
在一个实施例中，放大电路308包括运算放大器，例如OP27。
在一个实施例中，放大电路308的放大倍数大于等于10且小于等于200，在其他实施例中，可以根据实际需求选择合适的放大倍数，将放大电路308输出端305的电压值控制在精密测量单元304的量程内进行测量，可以根据对测量数据精度的需求选择合适的量程，例如最小量程，1伏，2伏等。
差分电路的输出电压V1＝VIN+-VIN-，再经过放大电路后，输出电压V2＝β×(VIN+-VIN-)，其中，β为放大电路的放大倍数。
在一个实施例中，放大电路的输出电压V2需要控制在精密测量单元的最小量程以内，以获得更高的测量精度。
以待测量差分电信号50mV，放大电路选取20倍的放大倍数，精密测量单元选取最小量程2V为例，差分电信号经放大电路放大后信号幅值变为1V，精密测量单元的测量精度为2V*0.55‰＝1mV，因为差分电信号经过20倍放大，此时，对于待测量差分电信号50mV而言，测量装置实际测出的测量值的精度为1mV/20＝50uV。
在一个实施例中，自动测试设备的精密测量单元是共地源的精密测量单元。
在一个实施例中，测量装置还包括用于放置待测器件的承载台。
上述测量装置通过差分电路的输出端将第一输入端和第二输入端输入的电信号的电压差值输出至精密测量单元，测量装置根据电压差值获得第一输入端连接的测试点和第二输入端连接的测试点之间的差分电信号，有效去除了共模信号对差分电信号的干扰，同时消除了共模电压对精密测量单元量程选择的影响，使得精密测量单元可以使用较小的量程测量差分电信号，使得测量差分小信号时，能够得到更高的测量精度。
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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种测量装置,包括自动测试设备，所述自动测试设备包括精密测量单元，其特征在于，所述测量装置还包括差分电路，所述差分电路包括第一输入端、第二输入端、输出端，所述差分电路的输出端用于将第一输入端和第二输入端输入的电信号的电压差值输出至所述精密测量单元；所述测量装置用于根据所述电压差值获得所述第一输入端连接的测试点和第二输入端连接的测试点之间的差分电信号。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述精密测量单元的测量精度为量程的0.5‰。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括放大电路，所述放大电路的输入端连接所述差分电路的输出端，所述放大电路的输出端连接所述精密测量单元，所述放大电路用于将所述电压差值放大后再输出至所述精密测量单元。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述差分电路包括高共模电压差分放大器INA117。
5.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述放大电路包括运算放大器。
6.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述放大电路的放大倍数大于等于10且小于等于200。
7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述差分电信号是差分电压。
8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述自动测试设备的精密测量单元是共地源的精密测量单元。
9.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括用于放置待测器件的承载台。
10.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述精密测量单元采用最小量程测量所述差分电信号。
Priority Applications (1)
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| CN201920938385.4U CN210626547U (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 测量装置 |
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| CN201920938385.4U CN210626547U (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 测量装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114236221A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-03-25 | 北京华峰测控技术股份有限公司 | 差分电压测量电路、装置及方法 |
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2019
- 2019-06-20 CN CN201920938385.4U patent/CN210626547U/zh active Active
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| CN114236221A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-03-25 | 北京华峰测控技术股份有限公司 | 差分电压测量电路、装置及方法 |
| CN114236221B (zh) * | 2021-10-13 | 2023-09-26 | 北京华峰测控技术股份有限公司 | 差分电压测量电路、装置及方法 |
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