FI122041B - Testiadapterikonfiguraatio - Google Patents

Description

Testiadapterikonfiguraatio

Ala

Keksintö liittyy kommunikaatiolaitteiden testaukseen ja erityisesti tällaisen testauksen tekemiseen tarkoitettuun testausadapteriin.

5 Tausta

Korkean laadun takaamiseksi ja valmistettujen kommunikaatiolaitteiden, esim. matkapuhelinten, vikojen vähentämiseksi tuotantolinjastolla suoritetaan erilaisia testausprosesseja. Testausasema toimii tuotantolinjastoilla tai yksittäisenä asemana tuotteen kehitysympäristössä. Testaussolu testaa kom-10 munikointilaitteiden erilaisia rajapintoja kuten radiotaajuuskommunikointia, ääni- ja käyttöliittymärajapintoja. Testausprosesseihin tarvittavat testaussolun kaikki toiminnot on tyypillisesti automatisoitu.

Eri testattavilla laitteilla (engl. device under test, DUT) on eri testattavia ominaisuuksia kuten näytöt, näppäimistöt, erilaiset testitasot ja -liitännät, 15 kamerat, kaiuttimet, mikrofonit, antennit, anturit, värinä, teho, datansiirtoraja-pinnat ja muut rajapinnat (laturi, ääniliitännät jne.). Eri DUTeilla on myös erilaiset suuntaus-, asemointi- ja kiinnitysmahdollisuudet niiden erilaisten muotojen ja näppäimistön eri paikkojen jne. vuoksi. Testausadaptereita käytetään eri DUTien testauksen mahdollistamiseksi samalla testausasemalla.

20 Testausadapteri on DUT-kohtainen komponentti, joka toimii sovitti- mena testausaseman ja tietyntyyppisen DUTin välillä. Yleisesti ottaen testausadapteri käsittää pohjalevyn ja kaksi perusrajapintaa järjestettynä pohjale-vylle. Ensimmäinen rajapinta on DUT-rajapinta kaikilla suuntaus-, asemointi- ja lukituskomponenteilla (mekaaninen rajapinta). Toinen rajapinta on tes- 25 tausasemarajapinta, omilla asemointi- ja lukituselementeillä ja kaikilla tarvitta-o villa sähkö-, RF- ja pneumaattisilla liittimillä, joita tarvitaan DUTin testaami-o seen. DUT-rajapinta on muokattavissa tapauskohtaisesti riippuen DUTista.

oj Tätä muokattavissa olevaa osaa DUT-rajapinnalla ja pohjalevyllä kutsutaan * testausadapterin tuotekohtaiseksi osaksi. Testausadapterin testaussoluraja-

CL

30 pinta voi olla yhteinen kaikille testausadaptereille, ja siksi sitä voidaan kutsua g yhteiseksi osaksi.

LO

g Teknologian kehittyessä DUTeihin tulee enemmän toiminnallisuuk- oj siä. Tämä tuo mukanaan lisäystä testausadaptereissa käytettyjen testausomi- naisuuksien ja -osien lukumäärässä. Riippuen DUTista testausadaptereissa on 35 erilaisia kannattimia, testauskoettimien pitimiä, erilaisia liittimiä maadoitusrasi- 2 oilla ja onnilla kiinnityskannattimilla, ruuveilla, pneumaattisilla aktuaattoreilla jne. Niinpä ylimääräisiin testausosiin, esim. antenniliittimeen ja testauskoetti-miin jne. kytkettävien sähköisten johtimien, pneumaattisten putkien, kytkentä-elementtien lukumäärä kasvaa. Tämä kasvu testausadapteriin kytkettävien 5 testauselementtien lukumäärässä ennen kuin testaus voidaan aloittaa, kasvattaa testausadapterin kokoa, ja lukuisten johtimien, putkien ja kytkentäele-menttien liittäminen testausadapteriin on hyvin aikaa vievää ja hidastaa testausprosessia. Niinpä testausprosessia ja testausaseman ja koko tuotantolin-jaston tehokkuutta on parannettava.

10 Lyhyt selostus

Esillä olevan keksinnön eräs tarkoitus on pienentää johtimien lukumäärää, joita tarvitaan kytkemään testausasema testausadapterin tuotekohtaisen osan kanssa. Tämä tarkoitus saavutetaan tarjoamalla testausadapterilla pohjalevy käytettäväksi tuotantolinjaston testausasemassa, joka pohjalevy 15 muodostaa sähköisen kytkennän testausaseman ja tuotekohtaisen osan välille.

Esillä olevan keksinnön erään näkökulman mukaisesti esitetään patenttivaatimuksen 1 mukaisesti testiadapterin pohjalevy.

Esillä olevan keksinnön erään toisen näkökulman mukaisesti esitetään patenttivaatimuksen 10 määrittämä testausadapteri.

20 Esillä olevan keksinnön erään toisen näkökulman mukaisesti esite tään patenttivaatimuksen 11 määrittämä testausasema.

Esillä olevan keksinnön erään toisen näkökulman mukaisesti esitetään patenttivaatimuksen 12 mukainen tuotantolinjasto.

Keksinnön suoritusmuotoja määritetään epäitsenäisissä patentti-25 vaatimuksissa.

o] Kuvioluettelo i

LO

o Esillä olevan keksinnön suoritusmuotoja kuvataan alla vain esimer- oj kinomaisesti viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa g Kuvio 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen testau-

CL

30 sadapterin rakennetta; oo Kuvio 2 on kaavio, joka esittää kuviossa 1 esitetyn testausadapterin

LO

g pohjalevyä; ^ Kuvio 3 on sivunäkymä kuvion 1 testausadapterista, ja

Kuvio 4 esittää testausprosessia testattavan laitteen testaamiseksi 35 keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti.

3

Suoritusmuotojen kuvaus

Seuraavat suoritusmuodot ovat esimerkinomaisia. Vaikka selostus voi viitata “erääseen”, “yhteen” tai “johonkin” suoritusmuotoon (-muotoihin) useissa kohdissa, tämä ei välttämättä tarkoita, että tällainen viittaus liittyy sa-5 maan suoritusmuotoon (-muotoihin), tai että kyseinen ominaisuus soveltuu vain yksittäiseen suoritusmuotoon. Eri suoritusmuotojen yksittäisiä piirteitä voidaan myös yhdistää toisten suoritusmuotojen toteuttamiseksi.

Kuten yllä mainittiin, tekniikan tason ratkaisujen ongelma on tuotekohtaiseen osaan kytkettävien sähköjohtimien määrä aina vaihdettaessa tuo-10 tekohtaista osaa (tai koko testausadapteria). Esillä oleva keksintö ratkaisee tämän ongelman tarjoamalla testausadapterin, joka käsittää pohjalevyn tuotekohtaisen osan ja yhteisen osan kytkemiseksi toisiinsa, joka pohjalevy on pai-nojohdinpiirilevy (engl. printed wiring board), joka on järjestetty kytkemään signaaleja yhteisestä osasta testattavaan laitteeseen (DUT). DUT voi olla langa-15 ton tietoliikennelaite, kuten matkapuhelin.

Kuvio 1 esittää testausadapterin erästä suoritusmuotoa. Testausadapteri käsittää yhteisen osan 3 ja tuotekohtaisen osan 4. Tuotekohtainen osa 4 on rakennettu pohjalevyn 1 päälle. Pohjalevy 1 on painojohdinpii-rilevy (PWB), jossa johdotusta käytetään reitittämään sähköisiä kytkentöjä liit-20 timestä 20 tuotekohtaisen osan 4 elementteihin. Painojohtimet voi myös olla järjestetty siirtämään kaikki sähkösignaalit yhteisen osan (ja/tai testausase-man) ja tuotekohtaisen osan välillä. Kuviossa 1 esitetty pohjalevy käsittää vain yhden liittimen 20, mutta liitinten lukumäärä voi olla myös suurempi riippuen tarvittavien sähkökytkentöjen lukumäärästä, tuotekohtaisen osan 4 elementtien 25 sijoittelusta pohjalevyllä 1 jne. Lisäksi pohjalevy voi käsittää antennin 12 jär-jestettynä painojohdotuksella pohjalevylle ja järjestettynä kytkemään radiosig-5 naaleja DUTiin.

ιό Tuotekohtaisen osan 4 elementit voivat käsittää vastaanotinelemen- o ^ tin 14, jolle DUT on sijoitettu testausta varten, tukielementin 16 järjestettynä C\] 30 tukemaan vastaanotinelementin 14 päälle asetettua DUTia ja lukituselementit £ 13 konfiguroituina lukitsemaan DUTin paikoilleen. Lisäksi tuotekohtainen osa 4 ^ voi käsittää testauskoettimia 15, jotka ilmaisevat DUTin läsnäolon ja asemoin- lo nin (tuotteen läsnäoloanturit), ääniantureita DUTin tuottamien äänisignaalien o havaitsemiseksi jne. Lisäksi tuotekohtainen osa 4 voi käsittää asemointiele- C\l 35 menttejä pneumaattisten aktuaattorien asemoinnin ja liikkeen ohjaamiseksi. Pneumaattiset aktuaattorit voi olla kytketty yhteiseen osaan 3. Lisäksi tuote- 4 kohtainen osa voi käsittää testauselementtejä 17 järjestettynä kytkemään signaaleja DUTiin ja vastaanottamaan signaaleja DUTilta DUTin kanssa muodostetun signalointiyhteyden kautta. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti ainakin osa koettimista voi olla sulautettu pohjalevylle.

5 Kuten voidaan nähdä, tuotekohtainen osa 4 on kiinnitetty yhteiseen osaan 3 irrotettavasi pohjalevyyn 1 ja yhteiseen osaan sijoitetuilla lukituskom-ponenteilla 21 ja asemointikomponenteilla 22. Kuten kuviossa 1 esitetään, asemointikomponentit 22 voidaan toteuttaa pohjalevyssä olevilla suun-tausaukoilla tai -syvennyksillä ja ulokkeilla tai piikeillä pohjalevyn vastaavissa 10 kohdissa. Lukituskomponentit 21 voidaan toteuttaa pikaliittimillä, esim. pohja-levyyn järjestetyillä pistokkeilla, jotka laitetaan niiden yhteisessä osassa 3 oleviin vastakappaleisiin ja kierretään lukitsemaan pohjalevy 1 ja tuotekohtainen osa 4 yhteiseen osaan 3. Kuten yllä on kuvattu, sähkökytkennät yhteisen osan 3 ja tuotekohtaisen osan 4 välillä muodostetaan pohjalevyyn 1 ja yhteiseen 15 osaan järjestettyjen liittimien 20 kautta. Luonnollisesti liittimet ovat vastakappaleita sähkökytkennän mahdollistamiseksi.

Näin ollen pohjalevy 1 ja tuotekohtainen osa voidaan irrottaa helposti yhteisestä osasta aina, kun DUT-tyyppiä vaihdetaan. Tarvitsee vain avata lukituskomponentit 21 ja poistaa tuotekohtainen osa 4 ja pohjalevy 1.

20 Yhteinen osa 3 käsittää pohjakehyksen 31 ja liitännät yhteisen osan 3 kytkemiseksi tuotekohtaiseen osaan ja DUTin testauksen suorittavaan tes-tausasemaan (ei esitetty). Pohjakehys voi olla järjestetty mahdollistamaan mekaaninen kytkentä tuotekohtaiseen osaan, kuten yllä on kuvattu, ja tes-tausasemaan. Yhteisen osan 3 ja testausaseman välinen mekaaninen kyt-25 kentä voidaan toteuttaa millä tahansa alalla tunnetulla menetelmällä. Esimerkiksi yhteinen osa 3 voi olla vetohyllytyyppinen komponentti, joka käsittää urat 5 yhteisen osan 3 molemmilla sivuilla, kuten kuviossa 1 esitetään, ja yhteinen

(M

^ osa 3 voidaan sijoittaa vetolaatikkotyyppiseen testausasemaan. Yhteisen osan ^ 3 ja testausaseman väliset sähköiset kytkennät voidaan muodostaa yhden tai ^ 30 useamman sähköisen liittimen 33, 34 ja 35 kautta. Kuvio 1 esittää kolme säh- £ köliitintä 33 - 35, mutta liittimien lukumäärä ja sijainti voi luonnollisesti riippua -r- toteutuksesta. Lisäksi yhteinen osa 3 voi käsittää pneumaattisia liittimiä 32 kyt- g kettyinä pneumaattisilla putkilla testausasemaan yhdellä puolella ja tuotekoh- 00 g täiseen osaan 4 toisella puolella. Yhteinen osa voi myös käsittää pneumaatti- ^ 35 siä aktuaattoreita suorittamaan määrättyjä testausproseduureja.

5

Kuvio 2 esittää kuviossa 1 esitetyn pohjalevyn esimerkinomaista pohjakaavaa. Kuvio 2 esittää kuviossa 1 esitetyn liitinrakenteen 20 pohjalevy-osaa vastaavan liittimen 200, paikat 210, 212, 214, 216 ja 218 tuotekohtaisen osan 4 elementeille 13 -17 ja painojohdotuksen 202, joka muodostaa sähköi-5 sen johdotuksen liittimestä 200 tuotekohtaisen osan 4 elementtien paikoille. Pohjalevy 1 voi myös käsittää radiotaajuus- (RF-) liittimen 204 antennille 12 mahdollistamaan radiosignaalien siirto testausaseman ja antennin 12 välillä. RF-liitin 204 voi olla BNC-liitin, esim. 50 tai 75 ohmin liitin, järjestettynä vastaanottamaan RF-signaaleja siirtävä koaksiaalikaapeli.

10 Kuten yllä on kuvattu, testattavaa laitetta testattaessa käytettävä yksi tai useampi anturi voi olla sulautettu pohjalevyyn. Yksi tai useampia antureita voi käsittää ainakin yhden seuraavista antureista: tuotteen paikallaan olon tarkistavan anturin, aktuaattorin paikka-anturin, valoanturin näyttöyksiköiden testaamiseksi, värinäanturin DUTin (erityisesti matkapuhelimen) värinän tes-15 taamiseksi jne. Anturit voi olla juotettu pohjalevyssä oleville kiinnikkeille, ja pohjalevy voi käsittää johdotuksen kiinnikkeestä liitinrakenteeseen sähkösig-naalien siirron mahdollistamiseksi.

Pohjalevy 1 voi olla alun perin järjestetty ilman tuotekohtaisia elementtejä 14 -17 eli käsittäen signaaleja liittimestä paikkoihin 210 - 220 reitittä-20 vän painojohdotuksen ja antennin 12. Liittimet 200 ja 204 voi myös olla järjestetty pohjalevylle 1. Tämän seurauksena pohjalevy 1 voi olla järjestetty olemaan tietynlainen tietyntyyppiselle tuotekohtaiselle osalle. DUTien komponenttien erilaisten fyysisten kokojen ja erilaisten komponenttisijoittelujen vuoksi tuotekohtainen osa voi olla erilainen kullekin DUTille. Tämän seurauksena 25 pohjalevy voi myös olla erilainen kullekin tuotekohtaiselle osalle.

Pohjalevy 1 voi kuitenkin tarjota kiinnityksen kaikille mahdollisille 5 testauselementeille, mutta pohjalevyyn 1 voidaan kiinnittää vain tuotteeseen

(M

^ käytettäviin testausproseduureihin liittyvät testauselementit. Niinpä tuotekoh- ° täinen osa 4 voidaan rakentaa tapauskohtaisesti pohjalevylle 1 suoritettavien ^ 30 testausproseduurien mukaisesti. Koska tuotekohtainen osa on rakennettu | pohjalevylle 1, pohjalevyn voidaan ymmärtää sisältyvän tuotekohtaiseen osaan.

00 °° Kuvio 3 esittää kuviossa 1 esitetyn pohjalevyn 1 ja tuotekohtaisen o osan 4 sivunäkymää. Kuvio 3 esittää myös RF-liittimen 2 yksityiskohtaisem- ^ 35 min.

6

Tarkastellaan seuraavaksi kuvioon 4 viitaten testausprosessia DUTin testaamiseksi käytettäessä keksinnön erään suoritusmuodon mukaista testausadapteria. Prosessi alkaa lohkossa 400. Ajatellaan, että keksinnön suoritusmuodon mukaisen testausadapterin yhteinen osa on kytketty testausase-5 maan, mutta yhteiseen osaan ei vielä ole kytketty tuotekohtaista osaa. Lohkossa 402 tuotekohtainen osa kiinnitetään yhteiseen osaan. Yhteiseen osaan kiinnitettävä tuotekohtainen osa määritetään seuraavaksi testattavan DUTin tyypin mukaisesti. Lohko 402 voi käsittää tuotekohtaisen osan asemoinnin yhteiselle osalle ja sen lukitsemisen yhteiseen osaan, kuten yllä on kuvattu. Ku-10 ten kuviossa 1 esitetään, sähköisen kytkennän yhteisen osan ja tuotekohtaisen osan välillä muodostavat liittimet 20 kytkeytyvät automaattisesti, kun tuotekohtainen osa on lukittu yhteiseen osaan. Lisäksi RF-signaalikaapeli voidaan kytkeä RF-liittimeen 204.

Lohkon 402 suorittamisen jälkeen testausasema on valmis testaa-15 maan DUTeja. Lohkossa 404 DUT sijoitetaan tuotekohtaiselle osalle. DUTin asemointi voi käsittää DUTin sijoittamisen tuotekohtaisessa osassa olevalle kannattimelle ja DUTin lukitsemisen paikalleen tuotekohtaisen osan luki-tuselementeillä 13. Lisäksi voidaan muodostaa signalointiyhteys DUTin ja tes-tausaseman välille testauselementtien 17 kautta. Kun tuotteenhavaitsemisan-20 turit 15 havaitsevat, että DUT on asemoitu tukevasti paikalleen ja kun tes-tauselementit 17 osoittavat signalointiyhteyttä, prosessi siirtyy lohkoon 406.

Lohkossa 406 testausasema suorittaa DUTille testausproseduureja. Testausproseduurit voivat käsittää signaalien siirtoa testausaseman ja DUTin välillä pohjalevylle olevan johdotuksen kautta muodostetun signalointiyhteyden 25 kautta (lohko 407). Niinpä testisignaaleja voidaan siirtää liittimen 200 kautta DUTia testaamaan konfiguroiduille elementeille. Testausproseduurit voivat 5 myös käsittää RF-signaalien siirron testausaseman ja DUTin välillä pohjale-

(M

^ vylle johdotuksella muodostetun antennin 12 kautta (lohko 408). Tällä tavalla ° voidaan testata DUTin radiokommunikointiominaisuuksia.

00 ^ 30 Kun lohko 406 eli DUTin testaus on suoritettu, proseduuri siirtyy | lohkoon 410, jossa DUT poistetaan tuotekohtaiselta osalta. Kohdassa 412 määritetään, onko seuraavaksi testattava uudentyyppinen DUT vai saman- 00 °° tyyppinen DUT. Jos samantyyppisen DUTin testausta jatketaan, proseduuri o siirtyy lohkoon 404, jossa uusi DUT asemoidaan tuotekohtaiselle osalle.

^ 35 Muussa tapauksessa proseduuri siirtyy kohtaan 414, jossa yhteiseen osaan 7 lohkossa 404 kiinnitetty tuotekohtainen osa irrotetaan, ja proseduuri palaa lohkoon 402, jossa toinen tuotekohtainen osa kiinnitetään yhteiseen osaan.

Tuotekohtaisen osan pohjalevyn toteuttaminen piirilevyllä korvaa sähköjohtojen tarpeen kytkettäessä testausasema tuotekohtaiseen osaan ja 5 DUTiin. Tämä vähentää ’passiivisten’ sähköjohtojen määrää testausadapte-rissa ja säästää tilaa muille testauselementeille. Niinpä ’aktiivisempia’ tes-tauselementtejä, kuten koettimia, aktuaattoreita jne., voidaan lisätä samaan tilaan sähköjohtojen poiston vapauttaman tilan johdosta. Lisäksi DUTin tuotanto- ja testausaika lyhenee, mikä johtaa parempaan tehokkuuteen koko tuo-10 tantolinjastolla, joka käsittää keksinnön suoritusmuodon mukaisen tes-tausaseman ja testausadapterin.

Lisäksi toteutettaessa antenni osana pohjalevyn johdotusta ylimääräisiä tuotekohtaiseen osaan esimerkiksi kytkentä-PWB:llä kytkettyjä anten-nielementtejä ei tarvita. Tämän seurauksena tilaa säästyy ja aika tuotekohtai-15 sen osan kokoamiseksi lyhenee entisestään.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että teknologian kehittyessä keksinnöllistä konseptia voidaan toteuttaa eri tavoin. Keksintöjä sen suoritusmuodot eivät rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten suojapiirin sisällä.

20 δ cv

LO

cp

CO

(M

X

cc

CL

δ co

LO

co o o

(M

Claims (12)

1. Pohjalevy testausadapterille, joka on konfiguroitu mahdollistamaan erilaisten laitteiden testaus testausasemassa, joka pohjalevy käsittää: ensimmäisen rajapinnan konfiguroituna kytkeytymään tuotekohtai-5 seen osaan (4), joka on konfiguroitu vastaanottamaan ja testaamaan tietyntyyppistä testattavaa laitetta; ja toisen rajapinnan konfiguroituna kytkeytymään yhteiseen osaan (3), joka käsittää erilaisille testattaville laitteille yhteisiä testauselementtejä, tunnettu siitä, että pohjalevy (1) on painojohdinpiirilevy, joka on 10 järjestetty reitittämään sähkökytkentöjä yhteisestä osasta (3) testattavan laitteen testaamiseen käytettävien tuotekohtaisen osan (4) testauselementteihin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pohjalevy, jossa pohjalevyn (1) johdotus on järjestetty kytkemään signaaleja yhteisestä osasta (3) testattavaan 15 laitteeseen suoraan ja/tai tuotekohtaisen osan (4) kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pohjalevy, jossa pohjalevyn (1) johdotus on järjestetty kytkemään radiotaajuussignaalin testattavaan laitteeseen pohjalevyyn sulautetun antennin (12) kautta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen pohjalevy, jossa ainakin osa 20 antennista on osa pohjalevyn painojohdotusta.

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen pohjalevy, joka pohjalevy on irrotettavasti kytkettävissä yhteiseen osaan.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen pohjalevy, jossa pohjalevy on irrotettavasti kytkettävissä yhteiseen osaan pikakiinnikkeillä.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen pohjalevy, jossa pohjalevy on kytkettävissä yhteisen osan sähköliittimeen pohjalevyyn sijoitetulla liitin- o vastakappaleella (200). (M

^ 8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen pohjalevy, ° jossa pohjalevylle on sulautettu yksi tai useampia testattavan laitteen testauk- 00 ^ 30 sessa käytettäviä antureita.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pohjalevy, jossa yksi tai use- ampia antureita käsittää ainakin yhden seuraavista: tuotteenhavaitsemisanturi, 00 °° aktuaattorin paikka-anturi, äänianturi, valoanturi, varinaanturi.

10. Testausadapteri laitteen testaamiseksi testausasemassa, joka ™ 35 testausadapteri käsittää: jonkin patenttivaatimuksista 1 - 9 mukaisen pohjalevyn; tuotekohtaisen osan järjestettynä pohjalevylle ja konfiguroituna vastaanottamaan ja testaamaan tietyntyyppistä testattavaa laitetta; ja yhteisen osan kytkettävissä pohjalevyyn ja käsittäen erilaisille testattaville laitteille yhteisiä testauselementtejä.

11. Testausasema laitteen testaamiseksi, joka testausasema käsit tää patenttivaatimuksen 10 mukaisen testausadapterin.

12. Laitteen tuotantolinjasto, joka käsittää patenttivaatimuksen 11 mukaisen testausaseman. δ (M i tn o i oo (M X en CL δ oo m oo o o (M