CN219065673U - 一种射频pcba的自动化测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频PCBA的自动化测试工装，可实现PCBA自动测试，测试操作简单快捷，可减少人力成本和测试误差、提高测试效率，其包括工装夹具、测试单元，工装夹具包括箱体、第一测试探针、第二测试探针、按压机构，第一测试探针、第二测试探针之间间隙用于放置待测PCBA，测试单元包括控制器、频谱仪、下载器、电压电流表、电源、信号源、上位机，电源用于给待测PCBA供电，频谱仪用于对待测PCBA的中频信号、射频信号进行测试，电压电流表用于测量待测PCBA的工作电压、电流，下载器用于对待测PCBA进行烧录，信号源用于给待测PCBA提供射频信号，控制器与上位机通信连接。

Description

一种射频PCBA的自动化测试工装

技术领域

本实用新型涉及雷达测试技术领域，具体为一种射频PCBA的自动化测试工装。

背景技术

随着科技的发展，无人船的规模在迅速壮大，船用导航雷达对于无人船的顺利航行具有无法替代的作用。船用导航雷达主要作用是起航防撞，保证船舶航行，特别适用于黑夜、雾天引导船只出入海湾、通过狭窄海面、躲避障碍物。

目前，常用雷达收发系统包括PCB板、分布于PCB板的发射机电路、接收机电路、中频电路以及数字电路，在雷达的装配调试过程中，为确保其电学性能，需要对PCBA进行射频信号、中频信号和数字电路的调试和验证。

现有的PCBA测试由测试人员借助各种测试设备进行手动测试，测试过程中，电源上下电、对电路板进行程序烧写、连接连接线以及测试接收机和发射机链路上的测试点时对测试设备进行参数设置等，均由测试人员手动操作实现。但在参数测试时，需要测试人员手动将测试探针按压到测试点上读取测量值并记录，在按压探针时不同的按压力度或角度会造成测试结果的偏差，并且该测试方法需要至少两人相互配合才能完成，因此，这种测试技术和方法存在以下缺陷：1、高时间成本和人力成本；2、测试结果误差大；3、测试效率低，导致生产效率低；4、测试技术和方法不够规范和标准。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种射频PCBA的自动化测试工装，可实现雷达收发系统的自动测试，测试操作简单快捷，可减少人力成本，可减少测试误差、提高测试效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种射频PCBA的自动化测试工装，其包括工装夹具、测试单元，所述工装夹具用于装夹待测PCBA，所述待测PCBA包括PCB板、分布于PCB板的电路，所述测试单元用于对所述待测PCBA进行测试，其特征在于，所述工装夹具包括箱体、安装于箱体顶端的第一测试探针、位于第一测试探针上方的第二测试探针、驱动第二测试探针升降的按压机构，所述第一测试探针、第二测试探针之间设置有间隙，所述间隙用于放置所述待测PCBA，测试时，所述第一测试探针与所述待测PCBA底端的测试点接触，所述第二测试探针在所述按压机构的作用下与所述待测PCBA顶端的测试点接触；

所述测试单元包括控制器、频谱仪、下载器、电压电流表、电源、信号源，所述待测PCBA通过所述第一测试探针、第二测试探针、电连接组件分别与所述控制器、频谱仪、下载器、电压电流表、电源、信号源电连接，所述电源用于给所述待测PCBA供电，所述频谱仪用于对所述待测PCBA的中频信号、射频信号进行测试，所述电压电流表用于测量所述待测PCBA的工作电压、电流，所述下载器用于对所述待测PCBA进行烧录，所述信号源用于给所述待测PCBA提供射频信号，所述频谱仪、下载器、电压电流表均与所述控制器电连接，所述控制器与所述上位机通信连接。

其进一步特征在于，

所述按压机构包括支架、一端固定于支架且纵向平行分布的液压杆、位于支架下方且自上而下依次间隔且横向平行分布的第一安装板～第三安装板，所述液压杆的另一端依次贯穿所述第一安装板、第二安装板、第三安装板的中部后与所述待测PCBA中部位置对应，所述第二测试探针的一端固定于所述第三安装板的底端，所述第二测试探针的另一端与所述待测PCBA顶端的待连接点对应；

所述第一安装板与所述第二安装板之间、所述第二安装板与所述第三安装板之间通过若干纵向平行分布的压棒连接；

所述第一测试探针为中频、低频测试探针，所述第二测试探针为射频测试探针；

所述测试点包括分布于所述待测PCBA底端的电压测试点、电源连接点、中频信号测试点、FPAG JTAG测试点，所述测试点还包括分布于所述待测PCBA顶端的射频测试点，所述射频测试点包括发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点和接收机端口，测试时，所述第一测试探针分别连接所述电源连接点、中频信号测试点、FPAG JTAG测试点，所述第二测试探针分别连接所述发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点、接收机端口；

所述电连接组件包括第一电连接组件～第八电连接组件，所述电压测试点通过所述第一电连接组件连接控制器，所述中频信号测试点通过所述第一测试探针、第二电连接组件连接所述频谱仪，所述电源连接点通过所述第一测试探针、第三电连接组件连接所述电源，所述电压电流表串联于所述电源与所述第一测试探针之间，所述FPGAJTAG测试点通过所述第一测试探针、第四电连接点连接所述下载器；所述发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点通过第二测试探针与所述第五电连接组件、第六电连接组件、第七电连接组件分别连接所述频谱仪，所述接收机端口通过所述第八电连接组件连接信号源。

采用本实用新型上述结构可以达到如下有益效果：将上述自动化测试工装用于PCBA测试，测试时，只需测试人员将待测PCBA放置于第一测试探针与第二测试探针之间，从频谱仪、电压电流表等读取频率、电压值、电流值等待测参数即可，无需多人协作，因此测试操作简单快捷，节约人力，降低了成本，同时大大提高了测试效率。

采用上述自动化测试工装对待测PCBA进行测试时，测试探针的按压由驱动机构实现，相比于人工按压方式，驱动机构按压力更为均衡，避免了人工按压探针时不同的按压力度或角度会造成测试结果偏差的问题出现，从而减少了测试误差，提高了测试准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本实用新型工作夹具的主视结构示意图；

图2为本实用新型测试单元的系统结构框图。

附图说明：箱体1、箱体左侧板101、箱体右侧板102、箱体后板103、第一测试探针2、第二测试探针3、升降的按压机构4、支架40、液压杆401、第一安装板402～第三安装板404、压棒405、测试单元5、控制器501、频谱仪502、下载器503、电压电流表504、电源505、信号源506、DC开关507、AC插座508、电连接组件601～第八电连接组件608、USB接口7、以太网接口8、PCBA9。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

针对现有技术中存在的技术问题，以下提供了一种射频PCBA的自动化测试工装的具体实施例。自动化测试工装包括工装夹具、测试单元，工装夹具用于装夹待测PCBA 9，待测PCBA9包括PCB板、分布于PCB板的电路，测试单元用于对待测PCBA9进行测试，见图1，工装夹具包括箱体1、安装于箱体1顶端的第一测试探针2、位于第一测试探针2上方的第二测试探针3、驱动第二测试探针3升降的按压机构4，第一测试探针2、第二测试探针3之间设置有间隙，间隙用于放置待测PCBA9。

按压机构4包括支架、一端固定于支架40且纵向平行分布的液压杆401、自上而下依次间隔且横向平行分布的第一安装板402～第三安装板404，本实施例中，第一安装板402～第三安装板404均为亚克力板，第一安装板402与第二安装板403之间、第二安装板402与第三安装板404之间通过若干纵向平行分布的压棒405连接；液压杆401的另一端依次贯穿第一安装板402、第二安装板403、第三安装板404的中部后与待测PCBA9中部的安装孔对应，第二测试探针3的一端固定于第三安装板404的底端，第二测试探针3的另一端与待测PCBA9顶端的待连接点对应。实际应用中，通过手动按压支架4的顶端，使按压机构4驱动第二测试探针3压紧于PCBA9顶端。

测试时，第一测试探针2与待测PCBA9底端的测试点接触，第二测试探针3在按压机构4的作用下与待测PCBA9顶端的测试点接触。第一测试探针2为中频、低频测试探针，第二测试探针3为射频测试探针。

见图2，测试单元5包括控制器501、频谱仪502、下载器503、电压电流表504、电源505、信号源506，待测PCBA 9通过第一测试探针2、第二测试探针3、电连接组件分别与控制器501、频谱仪502、下载器503、电压电流表504、电源、信号源506电连接，电源包括AC-DC电源模块，AC-DC电源模块包括AC开关(即交流电开关)、DC开关507(即直流电开关)，AC-DC模块用于将220V交流电转成直流12V，再给待测PCBA9供电，频谱仪502用于对待测PCBA9的中频信号、射频信号进行测试，电压电流表504用于测量待测PCBA9的工作电压，下载器503用于对待测PCBA 9进行烧录，信号源506用于给待测PCBA提供射频信号。

测试点包括分布于待测PCBA 9底端的电压测试点、电源连接点、中频信号测试点、FPAG JTAG测试点，测试点还包括分布于待测PCBA 9顶端的射频测试点，射频测试点包括发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点和接收机端口，测试时，第一测试探针分别连接电源连接点、中频信号测试点、FPAG JTAG测试点，第二测试探针分别连接发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点、接收机端口。

电连接组件包括第一电连接组件601～第八电连接组件608，电压测试点通过第一电连接组件601连接电压电流表504，中频信号测试点通过第一测试探针2、第二电连接组件602连接频谱仪502，电源连接点通过第一测试探针2、第三电连接组件603连接电源505，电压电流表串联于电源505与第一测试探针2之间，FPGAJTAG测试点通过第一测试探针2、第四电连接组件连接下载器503；发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点通过第二测试探针3与第五电连接组件605、第六电连接组件606、第七电连接组件607分别连接频谱仪502，接收机端口通过第二测试探针3、第八电连接组件连接信号源。

第一电连接组件601～第八电连接组件608均包括连接线、SMA接头，本实施例中第一电连接组件601包括模拟开关、第一连接线，第二电连接组件602包括第二连接线、若干第二SMA转接头，第三电连接组件603包括第三连接线(即电源线)，第四电连接组件604包括第四连接线，第五电连接组件605包括第五连接线、若干第五SMA转接头，第六电连接组件606包括第六连接线、若干第六SMA转接头，第七连接组件包括第七连接线、若干第七SMA转接头，第八电连接组件608包括第八连接线、若干第八SMA转接头。第二SMA转接头、第五SMA转接头、第六SMA转接头、第七SMA转接头、第八SMA转接头分别安装于第一安装板～第三安装板、箱体左侧板101，箱体右侧板102设置有USB接口7、以太网接口8等插件，箱体1前端设置有电压电流表、DC开关507等插件以及电压电流表504，USB接口7通过连接线、第一测试探针2与待测PCBA9电连接，以太网接口8通过网线与控制器连接。USB接口7用于将待测PCBA9与下载器连接，以太网接口8用于将控制器与上位机(例如计算机)网络连接。箱体背板103设置有AC插座508，AC插座508用于连接交流电和控制交流电开关，DC开关507用于控制测试单元和待测PCBA的通断电。本实施例中第二连接线采用USB线、第四连接线～第八连接线均采用射频电缆。

将上述自动化测试工装用于PCBA测试，待测PCBA为雷达收发系统，雷达为船用导航雷达。测试时，将待测PCBA 9放置于第一测试探针2顶端，使第一测试探针2与待测PCBA9底端的测试点对应接触，按压机构4驱动第二测试探针3下降，使第二测试探针3与待测PCBA9顶端的测试点对应接触，同时，按压机构4中的液压杆401另一端贯穿待测PCBA9中部位置使待测PCBA9位置固定并定位。待测PCBA 9通过第一测试探针2、第二测试探针3、电连接组件分别与控制器501、频谱仪502、下载器503、电源505、信号源506电连接，控制器501为单片机，单片机、模拟开关、串口转以太网模块均安装于测试控制板，单片机与上位机通讯，上位机发送信号给单片机，通过单片机控制实现切换模拟开关通道、读取电压值与电流值、上传测量信息等。

计算机通过下载器在测试开始阶段对待测PCBA 9进行程序烧写，然后通过运行上位机对待测PCBA 9的各个测试点进行逐项测试。

具体测试步骤包括：步骤一：搭建测试环境

首先将待测PCBA 9嵌入至测试工装的第一测试探针与第二测试探针之间的间隙内，通过液压杆下压将待测PCBA 9固定，用电源线连接AC插座，按下按压机构使得将待测PCBA 9的电源测试点与电源连接，通过电压电流表实时检测电源的电压、电流，后续测试过程中读取并保存该电压、电流值；用网线通过交换机将频谱仪、信号源和计算机进行网络连接，并设置与同一网段内。通过USB连接线、USB接口连接下载器和测试工装中的待测PCBA。对以上设备上电，测试工装上电顺序为先开启AC开关，再开启DC开关。

步骤二：烧写雷达收发系统测试程序

通过下载器对待测PCBA9进行程序烧写，烧写成功后重启电源，即关闭后再开启DC开关；

步骤三：电压信号测试

通过上位机发送信号给单片机，单片机控制模拟开关通道切换，通过单片机获取电压测试点的电压值、并发送给上位机，测试过程中上位机保存电压值并通过显示器显示。

步骤四：射频信号测试

通过第二测试探针与第五电连接组件、第六电连接件组件、第七电连接组件将频谱仪分别与测试工装中的待测PCBA 9的发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点连接，同时通过第八电连接组件将频谱仪与待测PCBA中的接收机端口连接，对待测PCBA 9的射频信号进行测试，频谱仪与上位机通讯连接，因此，可通过上位机读取频谱仪所测得的射频信号参数并通过显示器显示，测试结束后保存测试结果并重启电源。

步骤五：中频信号测试

通过第一测试探针、第二电连接组件将频谱仪与待测PCBA 9的中频信号测试点连接，对待测PCBA 9的中频信号进行测试，上位机发送指令切换模拟开关，对待测的中频信号进行逐一测量并读取记录测量值。上位机将读取的测试值通过显示器显示，测试结束后关闭电源。从而实现待测PCBA 9供电、烧录及其中频信号、射频信号、工作电压的自动测试。

采用上述技术方案后，具有以下有益效果：

1、本实用新型自动化测试工装通过自动化测试替代人工测试，大大提高了待测PCBA 9的测试效率，从而提升了产品的生产效率；

2、测试通过接插件连接更加可靠，相比于人工测试一致性更有保证，测试结果更加准确，测试误差更小，避免了人为因素导致测量结果出错。

3、使用测试工装测试时，仅需一人就能完成整块待测PCBA 9的测试，大大降低了人力成本。

以上的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种射频PCBA的自动化测试工装，其包括工装夹具、测试单元，所述工装夹具用于装夹待测PCBA，所述待测PCBA包括PCB板、分布于PCB板的电路，所述测试单元用于对所述待测PCBA进行测试，其特征在于，所述工装夹具包括箱体、安装于箱体顶端的第一测试探针、位于第一测试探针上方的第二测试探针、驱动第二测试探针升降的按压机构，所述第一测试探针、第二测试探针之间设置有间隙，所述间隙用于放置所述待测PCBA，测试时，所述第一测试探针与所述待测PCBA底端的测试点接触，所述第二测试探针在所述按压机构的作用下与所述待测PCBA顶端的测试点接触；

所述测试单元包括控制器、频谱仪、下载器、电压电流表、电源、信号源、上位机，所述待测PCBA通过所述第一测试探针、第二测试探针、电连接组件分别与所述控制器、频谱仪、下载器、电压电流表、电源、信号源电连接，所述电源用于给所述待测PCBA供电，所述频谱仪用于对所述待测PCBA的中频信号、射频信号进行测试，所述电压电流表用于测量所述待测PCBA的工作电压、电流，所述下载器用于对所述待测PCBA进行烧录，所述信号源用于给所述待测PCBA提供射频信号，所述频谱仪、下载器、电压电流表均与所述控制器电连接，所述控制器与所述上位机通信连接。

2.根据权利要求1所述的PCBA的自动化测试工装，其特征在于，所述按压机构包括支架、一端固定于支架且纵向平行分布的液压杆、位于支架下方且自上而下依次间隔且横向平行分布的第一安装板～第三安装板，所述液压杆的另一端依次贯穿所述第一安装板、第二安装板、第三安装板的中部后与所述待测PCBA中部位置对应，所述第二测试探针的一端固定于所述第三安装板的底端，所述第二测试探针的另一端与所述待测PCBA顶端的待连接点对应。

3.根据权利要求2所述的PCBA的自动化测试工装，其特征在于，所述第一安装板与所述第二安装板之间、所述第二安装板与所述第三安装板之间通过若干纵向平行分布的压棒连接。

4.根据权利要求1或3所述的PCBA的自动化测试工装，其特征在于，所述第一测试探针为中频、低频测试探针，所述第二测试探针为射频测试探针。

5.根据权利要求4所述的PCBA的自动化测试工装，其特征在于，所述测试点包括分布于所述待测PCBA底端的电压测试点、电源连接点、中频信号测试点、FPAG JTAG测试点，所述测试点还包括分布于所述待测PCBA顶端的射频测试点，所述射频测试点包括发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点和接收机端口，测试时，所述第一测试探针分别连接所述电源连接点、中频信号测试点、FPAG JTAG测试点，所述第二测试探针分别连接所述发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点、接收机端口。

6.根据权利要求5所述的PCBA的自动化测试工装，其特征在于，所述电连接组件包括第一电连接组件～第八电连接组件，所述电压测试点通过所述第一电连接组件连接控制器，所述中频信号测试点通过所述第一测试探针、第二电连接组件连接所述频谱仪，所述电源连接点通过所述第一测试探针、第三电连接组件连接所述电源，所述电压电流表串联于所述电源与所述第一测试探针之间，所述FPGAJTAG测试点通过所述第一测试探针、第四电连接点连接所述下载器；所述发射机电路测试点、发射端口、接收机电路测试点通过第二测试探针与第五电连接组件、第六电连接组件、第七电连接组件分别连接所述频谱仪，所述接收机端口通过所述第八电连接组件连接信号源。

7.根据权利要求6所述的PCBA的自动化测试工装，其特征在于，所述第一电连接组件～第八电连接组件均包括连接线、SMA接头。

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