CN220084996U - 一种板卡故障分析模块及测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于板卡故障分析领域，具体涉及一种板卡故障分析模块及测试装置。本实用新型设置了包括数字量输出电路和第一数字量输入电路的开入/开出故障分析子模块；数字量输出电路包括PNP三极管和用于断开/导通PNP三极管的第一开关，以分别向连接待测板卡的开入接口输出低电平和高电平开入信号，使待测板卡在开出接口未发生故障的情况下输出与低电平开入信号对应的信号、开入接口和开出接口均未发生故障的情况下输出与高电平开入信号对应的信号；第一数字量输入电路用于连接待测板卡的开出接口，以接收其输出的信号；由此仅需对少量按键进行操作，观察板卡故障分析模块的输入对应的待测板卡的输出是否正常，即可从不同的故障方向对板卡进行分析。

Description

一种板卡故障分析模块及测试装置

技术领域

本实用新型属于板卡故障分析领域，具体涉及一种板卡故障分析模块及测试装置。

背景技术

在大规模量产的PCBA板卡生产和使用过程中，常常会产生一定数量的故障PCBA板卡，对出现故障的板卡进行故障分析有利于及时发现生产使用中的问题，对板卡的运维和优化具有较为重要的意义。

现有的对板卡的进行故障分析的方式通常需要工程师或者售后维修人员手工进行测试，根据测试得到的板卡的相关数据进行故障定位和分析，然后上报板卡的故障类型。这种故障分析方法，分析情况容易有遗漏，并且由于每个方面的故障分析均可能涉及到多种故障类型，因此通常需要分别进行不同的判断分析操作，使得判断故障的步骤较为复杂，需要消耗较多人力成本，且故障的定位和分析效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种板卡故障分析模块及测试装置，用于解决现有技术中对板卡的进行故障分析的方式分析情况容易遗漏且故障的定位和分析效率低下的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种板卡故障分析模块，包括开入/开出故障分析子模块；

所述开入/开出故障分析子模块包括数字量输出电路和第一数字量输入电路；所述数字量输出电路包括PNP三极管和第一开关，所述PNP三极管的基极用于通过第一开关接地，发射极用于连接供电电源，集电极用于连接待测板卡的开入接口；

所述第一开关用于在断开时断开PNP三极管，以通过PNP三极管的集电极向连接待测板卡的开入接口输出低电平开入信号，从而在待测板卡的开出接口未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口输出与所述开入接口接收到的低电平开入信号相对应的信号；

第一开关还用于在闭合时导通PNP三极管，以通过PNP三极管的集电极向连接待测板卡的开入接口输出高电平开入信号，从而在待测板卡的开入接口和开出接口均未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口输出与所述开入接口接收到的高电平开入信号相对应的信号；

所述第一数字量输入电路用于连接待测板卡的开出接口，以接收待测板卡的开出接口输出的信号，所述待测板卡的开出接口输出的信号用于判断所述待测板卡的开入接口和开出接口是否发生故障。

上述技术方案的有益效果为：根据板卡的输入输出特性，设置了受开关影响的能够输出对板卡故障分析所需的相应信号的电路结构，使得本实用新型能够仅需对少量按键进行操作，通过观察板卡故障分析模块特定的输出是否满足正常情况下的输出，即可从各个不同的故障可能性对板卡进行开入开出故障分析，因此能够避免故障分析中遗漏故障可能性的情况，并且判断故障的步骤简单，能够节省人力成本，同时提高故障的定位和分析效率。

进一步地，还包括模拟量输入/输出故障分析子模块；

所述模拟量输入/输出故障分析子模块包括第一测试点电路、第二测试点电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路和第二数字量输入电路；

模拟量输入电路包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的反向输入端连接到第一测试点电路的输出端，所述第一测试点电路用于向第一比较器的反向输入端输出第一设定电压；第二比较器的同向输入端连接到第二测试点电路的输出端，第二测试点电路用于向第二比较器的同向输入端输出第二设定电压；所述第一设定电压小于第二设定电压；第一比较器的同向输入端和第二比较器的反向输入端均用于连接到待测板卡的模拟量输出接口；

模拟量输出电路包括第二开关和第三测试点电路，第三测试点电路的输出端用于通过第二开关连接到待测板卡的模拟量输入接口，以向待测板卡的模拟量输入接口输出第三设定电压；

所述第二开关用于在断开时将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口断开，以向连接待测板卡的模拟量输入接口输出低电平信号，从而在待测板卡的开出接口和/或模拟量输出接口未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口和/或模拟量输出接口输出与所述待测板卡的模拟量输入接口接收到的低电平开入信号相对应的信号；

第二开关还用于在闭合时将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口连接，以向待测板卡的模拟量输入接口输出第三设定电压作为高电平信号，从而在待测板卡的模拟量输入接口未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口输出与待测板卡的模拟量输入接口接收到的所述高电平信号相对应的信号；并在待测板卡的模拟量输入接口和模拟量输出接口均未发生故障的情况下，使待测板卡的模拟量输出接口输出与待测板卡的模拟量输入接口接收到的所述高电平信号相对应的信号，所述待测板卡的模拟量输出接口输出与待测板卡的模拟量输入接口接收到的所述高电平信号相对应的信号的电压值大于第一设定电压且小于第二设定电压；

所述第一比较器和第二比较器的输出端输出的信号均用于判断所述待测板卡的模拟量输入接口和模拟量输出接口是否发生故障；

所述第二数字量输入电路用于连接待测板卡的开出接口，以接收待测板卡的开出接口输出的信号，所述待测板卡的开出接口输出的信号用于判断所述待测板卡的模拟量输入接口和开出接口是否发生故障。

上述技术方案的有益效果为：根据板卡的输入输出特性，设置了受开关影响的能够输出对板卡故障分析所需的相应信号的电路结构，使得本实用新型能够仅需对少量按键进行操作，通过观察板卡故障分析模块特定的输出是否满足正常情况下的输出，即可从各个不同的故障可能性对板卡进行模拟量输入输出相关的故障分析，因此能够避免故障分析中遗漏故障可能性的情况，并且判断故障的步骤简单，能够节省人力成本，同时提高故障的定位和分析效率。

进一步地，所述第一数字量输入电路包括第一发光二极管，所述第一发光二极管的阴极用于接地，阳极用于连接到待测板卡的开出接口，以在待测板卡的开出接口输出的信号为高电平时亮起，在待测板卡的开出接口输出的信号为低电平时熄灭。

上述技术方案的有益效果为：使得故障情况能够通过发光二极管的亮灭情况反映，提高了故障定位和分析结果的直观性。

进一步地，还包括第二发光二极管和第三发光二极管；所述第一比较器和第二比较器的输出端分别连接第二发光二极管和第三发光二极管，所述第二发光二极管和第三发光二极管的阴极均用于接地；第二发光二极管用于在第一比较器的输出端输出的信号为高电平时亮起，在第一比较器的输出端输出的信号为低电平时熄灭；第三发光二极管用于在第二比较器的输出端输出的信号为高电平时亮起，在第二比较器的输出端输出的信号为低电平时熄灭。

上述技术方案的有益效果为：使得故障情况能够通过发光二极管的亮灭情况直观反映，且能够将各发光二极管的亮灭状态组合反映多种故障情况，保证了故障检测的全面性和准确性，使得对待测板卡进行多种故障测试的整体操作更加简单，进一步提高了故障分析和定位的效率。

进一步地，所述第二数字量输入电路包括第四发光二极管，所述第四发光二极管的阴极用于接地，阳极用于连接到待测板卡的开出接口，以在待测板卡的开出接口输出的信号为高电平时亮起，在待测板卡的开出接口输出的信号为低电平时熄灭。

上述技术方案的有益效果为：使得故障情况能够通过发光二极管的亮灭情况反映，提高了故障定位和分析结果的直观性。

进一步地，所述第一测试点电路包括第一运算放大器和第一预调电位器；所述第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端连接；第一预调电位器的可移动端与第一运算放大器的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源，用于通过调节该第一预调电位器的可移动端使第一运算放大器的输出端输出第一设定电压。

上述技术方案的有益效果为：通过预调电位器设置设定的电压输出值，能够灵活调节第一测试点电路的电压输出，便于应对更多的板卡故障分析场景。

进一步地，所述第二测试点电路包括第二运算放大器和第二预调电位器；所述第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端连接；第二预调电位器的可移动端与第二运算放大器的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源，用于通过调节该第二预调电位器的可移动端使第二运算放大器的输出端输出第二设定电压。

上述技术方案的有益效果为：通过预调电位器设置设定的电压输出值，能够灵活调节第二测试点电路的电压输出，便于应对更多的板卡故障分析场景。

进一步地，所述第三测试点电路包括第三运算放大器和第三预调电位器；所述第三运算放大器的反相输入端与第三运算放大器的输出端连接；第三预调电位器的可移动端与第三运算放大器的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源，用于通过调节该第三预调电位器的可移动端使第三运算放大器的输出端输出第三设定电压。

上述技术方案的有益效果为：通过预调电位器设置设定的电压输出值，能够灵活调节第三测试点电路的电压输出，便于应对更多的板卡故障分析场景。

本实用新型还提供了一种板卡测试装置，包括板卡故障分析模块；所述板卡故障分析模块为上述的板卡故障分析模块。

该板卡测试装置能够实现与上述的板卡故障分析模块相同的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的开入/开出故障分析子模块电路结构及与板卡的连接关系示意图；

图2为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的开入/开出故障分析子模块中的数字量输出电路结构示意图；

图3为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的开入/开出故障分析子模块中的第一数字量输入电路结构示意图；

图4为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的模拟量输入/输出故障分析子模块电路结构及与板卡的连接关系示意图；

图5为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的模拟量输入/输出故障分析子模块中的模拟量输入电路结构示意图；

图6为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的模拟量输入/输出故障分析子模块中的第一测试点电路结构示意图；

图7为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的模拟量输入/输出故障分析子模块中的第二测试点电路结构示意图；

图8为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的模拟量输入/输出故障分析子模块中的模拟量输出电路结构示意图；

图9为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的模拟量输入/输出故障分析子模块中的第三测试点电路结构示意图；

图10为本实用新型的板卡故障分析模块实施例中的开入/开出故障分析子模块中的第二数字量输入电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

板卡故障分析模块实施例：

本实施例给出了一种板卡故障分析模块的技术方案，该板卡故障分析模块包括开入/开出故障分析子模块和模拟量输入/输出故障分析子模块；

开入/开出故障分析子模块的整体结构以及与待测板卡的连接方式参照图1，其中包括数字量输出电路和第一数字量输入电路；

参照图2，数字量输出电路包括PNP三极管Q1和第一开关KEY1，本实施例中的PNP三极管为S9012型号PNP三极管，第一开关KEY1为按键开关，按下即闭合，不按下则处于断开状态；PNP三极管的基极通过第一开关KEY1接地，发射极用于连接+5V的供电电源VCC，集电极通过开入/开出故障分析子模块的DOUT接口，连接待测板卡的开入接口DI；本实施例中，供电电源VCC还与待测板卡的+5V供电引脚连接，为待测板卡供电。

第一开关KEY1用于在自身断开时断开PNP三极管，以通过PNP三极管的集电极向连接待测板卡的开入接口输出低电平开入信号，从而在待测板卡的开出接口未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口输出与待测板卡的开入接口接收到的低电平开入信号相对应的信号；KEY1还用于在闭合时导通PNP三极管，以通过PNP三极管的集电极向连接待测板卡的开入接口输出高电平开入信号，从而在待测板卡的开入接口和开出接口均未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口输出与待测板卡的开入接口接收到的高电平开入信号相对应的信号；

参照图3，第一数字量输入电路包括串联连接的第一发光二极管LED1以及限流电阻R3，第一发光二极管LED1的阴极用于接地，阳极用于通过开入/开出故障分析子模块的DIN1接口连接到待测板卡的开出接口DO，以在待测板卡的开出接口输出的信号为高电平时亮起，在待测板卡的开出接口输出的信号为低电平时熄灭；该第一数字量输入电路用于连接待测板卡的开出接口DO，接收待测板卡的开出接口输出的信号，待测板卡的开出接口DO输出的信号则用于判断该待测板卡的开入接口和开出接口是否发生故障。

具体地，开入/开出故障分析子模块的工作原理如下：

①在不按下KEY1的情况下，也即PNP三极管的集电极向连接待测板卡的开入接口输出低电平开入信号的情况下，待测板卡的开出接口DO按照待测板卡的内部设定，输出设定频率的方波信号(本实施例中该设定频率为1Hz)；若能够观察到LED1被待测板卡的开出接口DO输出的设定频率的方波信号驱动，以相同的的频率(本实施例中为1Hz)闪烁，则说明待测板卡的开出接口功能正常，未发生故障；否则，判定待测板卡的开出接口发生故障；

②通过步骤①确认待测板卡的开出接口DO正常后，按下KEY1，则PNP三极管的集电极开始向连接待测板卡的开入接口输出高电平开入信号，待测板卡的开出接口DO在功能正常的情况下，将会根据该高电平开入信号相应地输出高电平开出信号，驱动LED1常亮；因此，若能够观察到LED1常亮，则说明待测板卡的开入接口DI识别到了高电平开入信号并进行了正常输出，由此判定待测板卡的开入接口功能正常，未发生故障；否则，判定开入接口发生故障。

由此可见，本实施例中的板卡故障分析模块根据板卡的输入输出特性，设置了受开关影响的能够输出对板卡仅需测试的相应信号的电路结构，使得本实用新型能够仅需对少量按键进行操作，通过观察板卡故障分析模块特定的输出是否满足正常情况下的输出，即可从各个不同的故障可能性对板卡进行故障分析，因此能够避免故障分析中遗漏故障可能性的情况，并且判断故障的步骤简单，能够节省人力成本，同时提高故障的定位和分析效率。

参照图4，模拟量输入/输出故障分析子模块包括第一测试点电路、第二测试点电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路和第二数字量输入电路；

其中，如图5所示，模拟量输入电路包括第一比较器U5和第二比较器U4，本实施例中第一比较器U5和第二比较器U4的型号均为LM2903；第一比较器U5的反向输入端连接到第一测试点电路的输出端V_REF1，该第一测试点电路用于向第一比较器的反向输入端输出第一设定电压；第二比较器U4的同向输入端连接到第二测试点电路的输出端V_REF2，该第二测试点电路用于向第二比较器的同向输入端输出第二设定电压；第一设定电压小于第二设定电压，本实施例中，第一设定电压为0.95V，第二设定电压为1.05V；第一比较器的同向输入端和第二比较器的反向输入端均用于通过模拟量输入/输出故障分析子模块的AIN接口连接到待测板卡的模拟量输出接口AO。

第一比较器U5和第二比较器U4的输出端输出的信号均用于判断待测板卡的模拟量输入接口AI和模拟量输出接口AO是否发生故障；本实施例中，参照图5，第一比较器U5的输出端连接第二发光二极管LED3，第二比较器U4的输出端连接第三发光二极管LED2，第二发光二极管LED3和第三发光二极管LED2的阴极均用于接地；第二发光二极管LED3用于在第一比较器U5的输出端输出的信号为高电平时亮起，在第一比较器U5的输出端输出的信号为低电平时熄灭；第三发光二极管LED2用于在第二比较器U4的输出端输出的信号为高电平时亮起，在第二比较器U4的输出端输出的信号为低电平时熄灭；由此本实施例通过第二发光二极管LED3和第三发光二极管LED2亮起和熄灭的情况进行待测板卡的模拟量输入接口和模拟量输出接口的故障判断。

参照图6，第一测试点电路包括第一运算放大器U2和第一预调电位器RT1；第一运算放大器U2的反相输入端与该第一运算放大器的输出端连接；第一预调电位器RT1的可移动端与第一运算放大器U2的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源VCC，用于通过调节该第一预调电位器RT1的可移动端使第一运算放大器的输出端输出第一设定电压(0.95V)；同理，参照图7，第二测试点电路包括第二运算放大器U3和第二预调电位器RT2；第二运算放大器U3的反相输入端与该第二运算放大器的输出端连接；第二预调电位器RT2的可移动端与第二运算放大器U3的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源VCC，用于通过该第二预调电位器RT2的调节可移动端使第二运算放大器的输出端输出第二设定电压(1.05V)。本实施例中，第一运算放大器U2和第二运算放大器U3的型号均为OPA180。

参照图8，模拟量输出电路包括第二开关KEY2和第三测试点电路，第三测试点电路的输出端用于通过第二开关KEY2，从模拟量输入/输出故障分析子模块的AOUT接口连接到待测板卡的模拟量输入接口AI，以向待测板卡的模拟量输入接口AI输出第三设定电压；本实施例中，第三设定电压大于第一设定电压且小于第二设定电压，第三设定电压为1V；其中，如图9所示，第三测试点电路包括第三运算放大器U1和第三预调电位器RT3；第三运算放大器U1的反相输入端与该第三运算放大器的输出端连接；第三预调电位器RT3的可移动端与第三运算放大器的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源，用于通过调节该第三预调电位器RT3的可移动端使第三运算放大器U1的输出端输出第三设定电压。本实施例中，第三运算放大器U1的型号也为OPA180。上述第一、第二和第三测试点电路本质上为用于调节电压输出的电路，能够灵活调节电压输出，便于应对更多的板卡故障分析场景；且如图4中各个测试点电路中设置的从运算放大器的输出端处引出的测试点主要是为了直观反映测试点电路能够输出的电压大小(即运算放大器的输出端能够输出的电压大小)，便于观察电压的调节情况。

第二开关KEY2用于在断开时将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口AI断开，以向连接待测板卡的模拟量输入接口AI输出低电平信号，从而在待测板卡的开出接口DO和模拟量输出接口AO其中的一个或两个均未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口DO和模拟量输出接口AO输出与待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的低电平开入信号相对应的信号；该第二开关还用于在闭合时将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口AI连接，以向待测板卡的模拟量输入接口AI输出第三设定电压作为高电平信号，从而在待测板卡的开出接口DO输出与模拟量输入接口AI未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口DO输出与待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的高电平信号相对应的信号；并在待测板卡的模拟量输入接口AI和模拟量输出接口AO均未发生故障的情况下，使待测板卡的模拟量输出接口AO输出与待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的高电平信号相对应的信号。本实施例中第二开关KEY2为按键开关，按下即闭合，不按下则处于断开状态。

第二数字量输入电路用于连接待测板卡的开出接口DO，以接收待测板卡的开出接口DO输出的信号，这里的待测板卡的开出接口DO输出的信号用于判断该待测板卡的模拟量输入接口AI和开出接口DO是否发生故障；参照图10，第二数字量输入电路包括第四发光二极管LED4，第四发光二极管LED4的阴极用于接地，阳极用于通过模拟量输入/输出故障分析子模块的DIN2接口连接到待测板卡的开出接口DO，以在待测板卡的开出接口DO输出的信号为高电平时亮起，在待测板卡的开出接口DO输出的信号为低电平时熄灭；由此本实施例通过结合第二发光二极管LED3、第三发光二极管LED2和第四发光二极管LED4亮起和熄灭的情况进行待测板卡的开出接口DO、模拟量输入接口AI和模拟量输出接口AO的故障判断。

具体地，模拟量输入/输出故障分析子模块的工作原理以及结合第二发光二极管LED3、第三发光二极管LED2和第四发光二极管LED4亮起和熄灭的情况进行待测板卡的开出接口DO、模拟量输入接口AI和模拟量输出接口AO的故障判断的原理如下：

①调节第一预调电位器RT1使测试点1输出电压为0.95V；调节第二预调电位器RT2使测试点2输出电压为1.05V；调节第三预调电位器RT3使测试点3输出电压为1V；通常情况下，对上述第一、第二和第三预调电位器的调节只需要在装置生产完成后进行一次即可。

②在不按下KEY2的情况下，即将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口AI断开的情况下，模拟量输入/输出故障分析子模块通过AOUT接口向连接待测板卡的模拟量输入接口AI输出低电平信号，此时若待测板卡的模拟量输出接口AO未发生故障，则待测板卡的模拟量输出接口AO输出低电平信号(或者不输出信号)，也即输出电压值小于第一、第二设定电压的信号，参照图4，该电压值小于第二设定电压的信号通过模拟量输入/输出故障分析子模块的AIN接口分别传输至第一比较器U5的同相输入端和第二比较器U4的反相输入端，与第一比较器反相输入端的第一设定电压比较时使得第一比较器的输出端(对应LED3)输出低电平，与第二比较器同相输入端的第二设定电压比较时使得第二比较器的输出端(对应LED2)输出高电平；并且若待测板卡的开出接口DO未发生故障，则根据待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的低电平信号，测板卡的开出接口DO相应地按照板卡内部设置输出低电平信号，并输出至模拟量输入/输出故障分析子模块的第二数字量输入电路；

因此，若待测板卡的模拟量输出接口AO和开出接口DO均未发生故障，则相应地LED2亮、LED3和LED4灭；若LED2灭或者LED3亮，则判定待测板卡的模拟量输出接口AO存在故障；若LED4亮，则判定待测板卡的开出接口DO存在故障；

③确认待测板卡的开出接口DO未发生故障后，在按下KEY2的情况下，也即将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口AI连接的情况下，模拟量输入/输出故障分析子模块通过AOUT接口向连接待测板卡的模拟量输入接口AI输出电压值为1V的第三设定电压作为高电平信号；若待测板卡的模块模拟量输入接口AI也未发生故障，则待测板卡的开出接口DO能够根据待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的高电平信号，相应地按照板卡内部设置输出高电平信号，并输出至模拟量输入/输出故障分析子模块的第二数字量输入电路；

因此，在确定待测板卡的开出接口DO未发生故障的前提下，若待测板卡的模拟量输入接口AI未发生故障，则相应地LED4点亮，说明待测板卡的模块模拟量输入接口AI检测到了模拟量输入/输出故障分析子模块输出的1V电压，因此能够判定待测板卡的模拟量输入接口AI功能正常，未发生故障；否则，判定待测板卡的模拟量输入接口AI存在故障；

④确认待测板卡的模块模拟量输入接口AI未发生故障后，在按下KEY2情况下，也即将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口AI连接的情况下，模拟量输入/输出故障分析子模块通过AOUT接口向连接待测板卡的模拟量输入接口AI输出电压值为1V的第三设定电压作为高电平信号；此时参照图4，该高电平信号的电压值为1V，大于第一设定电压0.95V，小于第二设定电压1.05V；若待测板卡的模拟量输出接口AO未发生故障，则该待测板卡的模拟量输出接口AO相应地根据待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的1V的高电平信号，也输出与待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的1V的高电平信号相同的信号，并通过模拟量输入/输出故障分析子模块的AIN接口分别传输至第一比较器U5的同相输入端和第二比较器U4的反相输入端；将该待测板卡的模拟量输出接口AO输出的1V的信号与第一比较器反相输入端的第一设定电压0.95V比较时，使得第一比较器的输出端(对应LED3)输出高电平，与第二比较器同相输入端的第二设定电压1.05V比较时使得第二比较器的输出端(对应LED2)输出低电平；

因此，在确定待测板卡的模块模拟量输入接口AI未发生故障的前提下，若待测板卡的模拟量输入接口AO未发生故障，则说明待测板卡的模拟量输出接口AO输出的电压在0.95V和1.05V之间，也就是1V±5％(其中±5％属于为待测板卡的模拟量输出接口AO输出的1V的信号预留的误差)，相应地LED2和LED3都点亮，判定待测板卡的模拟量输出接口AO未发生故障，功能正常；否则，判定待测板卡的模拟量输出接口AO发生故障。

需要注意的是，由于本实施例中待测板卡的模拟量输出接口AO输出的是与待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的1V的高电平信号相同的信号，因此为了保证待测板卡的模拟量输出接口AO根据待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的1V的高电平信号输出的信号大于第一设定电压且小于第二设定电压，才设置了“第三设定电压大于第一设定电压且小于第二设定电压”的条件；实际上，第三设定电压并非必须大于第一设定电压且小于第二设定电压，只要能够保证待测板卡的模拟量输出接口AO根据待测板卡的模拟量输入接口AI接收到的高电平信号输出的信号的电压值能够大于第一设定电压且小于第二设定电压，使得在确定待测板卡的开出接口DO未发生故障的前提下若待测板卡的模拟量输入接口AO未发生故障，则LED2和LED3都能够点亮即可。

本实施例中的故障情况均能够通过LED灯的亮灭情况直观反映，且结合各开关的通断进行组合能够反映多种故障情况，保证了故障检测的全面性和准确性，使得对待测板卡进行多种故障测试的整体操作更加简单，进一步提高了故障分析和定位的效率。

板卡测试装置实施例：

本实施例给出了一种板卡测试装置，该板卡测试装置包括故障分析模块，该故障分析模块为上述板卡故障分析模块实施例中的板卡故障分析模块；由于故障分析模块的具体电路结构以及工作原理已经在上述板卡故障分析模块实施例进行了详细的说明，此处不再赘述。

本实用新型具有如下特点：

1)根据板卡的输入输出特性，设置了受开关影响的能够输出对板卡故障分析所需的相应信号的电路结构，使得本实用新型能够仅需对少量按键进行操作，通过观察板卡故障分析模块特定的输出是否满足正常情况下的输出，即可从各个不同的故障可能性对板卡进行故障分析，因此能够避免故障分析中遗漏故障可能性的情况，并且判断故障的步骤简单，能够节省人力成本，同时提高故障的定位和分析效率。

2)故障情况均能够通过LED灯的亮灭情况直观反映，且LED灯的亮灭情况还能够用于与各开关的通断情况进行结合，通过开关状态与LED灯的亮灭状态组合反映多种故障情况，保证了故障检测的全面性和准确性，使得对待测板卡进行多种故障测试的整体操作更加简单，进一步提高了故障分析和定位的效率。

3)设置了能够通过相应预调电位器调节输出电压的第一、第二和第三测试点电路，能够灵活调节电压输出，便于应对更多的板卡故障分析场景。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种板卡故障分析模块，其特征在于，包括开入/开出故障分析子模块；

所述开入/开出故障分析子模块包括数字量输出电路和第一数字量输入电路；所述数字量输出电路包括PNP三极管和第一开关，所述PNP三极管的基极用于通过第一开关接地，发射极用于连接供电电源，集电极用于连接待测板卡的开入接口；

所述第一开关用于在断开时断开PNP三极管，以通过PNP三极管的集电极向连接待测板卡的开入接口输出低电平开入信号，从而在待测板卡的开出接口未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口输出与所述开入接口接收到的低电平开入信号相对应的信号；

第一开关还用于在闭合时导通PNP三极管，以通过PNP三极管的集电极向连接待测板卡的开入接口输出高电平开入信号，从而在待测板卡的开入接口和开出接口均未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口输出与所述开入接口接收到的高电平开入信号相对应的信号；

所述第一数字量输入电路用于连接待测板卡的开出接口，以接收待测板卡的开出接口输出的信号，所述待测板卡的开出接口输出的信号用于判断所述待测板卡的开入接口和开出接口是否发生故障。

2.根据权利要求1所述的板卡故障分析模块，其特征在于，还包括模拟量输入/输出故障分析子模块；

所述模拟量输入/输出故障分析子模块包括第一测试点电路、第二测试点电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路和第二数字量输入电路；

模拟量输入电路包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的反向输入端连接到第一测试点电路的输出端，所述第一测试点电路用于向第一比较器的反向输入端输出第一设定电压；第二比较器的同向输入端连接到第二测试点电路的输出端，第二测试点电路用于向第二比较器的同向输入端输出第二设定电压；所述第一设定电压小于第二设定电压；第一比较器的同向输入端和第二比较器的反向输入端均用于连接到待测板卡的模拟量输出接口；

模拟量输出电路包括第二开关和第三测试点电路，第三测试点电路的输出端用于通过第二开关连接到待测板卡的模拟量输入接口，以向待测板卡的模拟量输入接口输出第三设定电压；

所述第二开关用于在断开时将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口断开，以向连接待测板卡的模拟量输入接口输出低电平信号，从而在待测板卡的开出接口和/或模拟量输出接口未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口和/或模拟量输出接口输出与所述待测板卡的模拟量输入接口接收到的低电平开入信号相对应的信号；

第二开关还用于在闭合时将第三测试点电路的输出端与待测板卡的模拟量输入接口连接，以向待测板卡的模拟量输入接口输出第三设定电压作为高电平信号，从而在待测板卡的模拟量输入接口未发生故障的情况下，使待测板卡的开出接口输出与待测板卡的模拟量输入接口接收到的所述高电平信号相对应的信号；并在待测板卡的模拟量输入接口和模拟量输出接口均未发生故障的情况下，使待测板卡的模拟量输出接口输出与待测板卡的模拟量输入接口接收到的所述高电平信号相对应的信号，所述待测板卡的模拟量输出接口输出与待测板卡的模拟量输入接口接收到的所述高电平信号相对应的信号的电压值大于第一设定电压且小于第二设定电压；

所述第一比较器和第二比较器的输出端输出的信号均用于判断所述待测板卡的模拟量输入接口和模拟量输出接口是否发生故障；

所述第二数字量输入电路用于连接待测板卡的开出接口，以接收待测板卡的开出接口输出的信号，所述待测板卡的开出接口输出的信号用于判断所述待测板卡的模拟量输入接口和开出接口是否发生故障。

3.根据权利要求2所述的板卡故障分析模块，其特征在于，所述第一数字量输入电路包括第一发光二极管，所述第一发光二极管的阴极用于接地，阳极用于连接到待测板卡的开出接口，以在待测板卡的开出接口输出的信号为高电平时亮起，在待测板卡的开出接口输出的信号为低电平时熄灭。

4.根据权利要求2所述的板卡故障分析模块，其特征在于，还包括第二发光二极管和第三发光二极管；所述第一比较器和第二比较器的输出端分别连接第二发光二极管和第三发光二极管，所述第二发光二极管和第三发光二极管的阴极均用于接地；第二发光二极管用于在第一比较器的输出端输出的信号为高电平时亮起，在第一比较器的输出端输出的信号为低电平时熄灭；第三发光二极管用于在第二比较器的输出端输出的信号为高电平时亮起，在第二比较器的输出端输出的信号为低电平时熄灭。

5.根据权利要求2-4任一项所述的板卡故障分析模块，其特征在于，所述第二数字量输入电路包括第四发光二极管，所述第四发光二极管的阴极用于接地，阳极用于连接到待测板卡的开出接口，以在待测板卡的开出接口输出的信号为高电平时亮起，在待测板卡的开出接口输出的信号为低电平时熄灭。

6.根据权利要求2-4任一项所述的板卡故障分析模块，其特征在于，所述第一测试点电路包括第一运算放大器和第一预调电位器；所述第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端连接；第一预调电位器的可移动端与第一运算放大器的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源，用于通过调节该第一预调电位器的可移动端使第一运算放大器的输出端输出第一设定电压。

7.根据权利要求2-4任一项所述的板卡故障分析模块，其特征在于，所述第二测试点电路包括第二运算放大器和第二预调电位器；所述第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端连接；第二预调电位器的可移动端与第二运算放大器的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源，用于通过调节该第二预调电位器的可移动端使第二运算放大器的输出端输出第二设定电压。

8.根据权利要求2-4任一项所述的板卡故障分析模块，其特征在于，所述第三测试点电路包括第三运算放大器和第三预调电位器；所述第三运算放大器的反相输入端与第三运算放大器的输出端连接；第三预调电位器的可移动端与第三运算放大器的同相输入端连接，其他两端分别用于接地和连接供电电源，用于通过调节该第三预调电位器的可移动端使第三运算放大器的输出端输出第三设定电压。

9.一种板卡测试装置，其特征在于，包括板卡故障分析模块；所述板卡故障分析模块为权利要求1-8任一项所述的板卡故障分析模块。