专利名称：用于电子测试系统的接口电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电子测试系统的接口电路。
背景技术：
印刷电路板提供了用于互连大量电子器件的经济实用的装置。对更多功能的需求已导致对具有更高速度和更多功能的集成电路和其他组件的开发，以及印刷电路板组件密度的增加。
这种印刷电路板组件密度和工作速度的增加已导致对它们进行测试的需求增加。在这些电子电路的开发和制造期间，必须执行各种测试来确认设计概念以及验证已制造部分的功能。为了以可负担的成本在合理的时间内执行这种测试，开发了专门用于这种目的的测试系统。
这些测试系统称作ATE(自动测试设备)系统。术语“自动测试设备”指测试硬件及其附带的软件。ATE系统一般由用来控制各种电子测试仪器(例如，数字电压表、波形分析仪、信号发生器、开关组件等)的计算机控制。这种设备一般在专门设计的测试软件的控制下工作，这种测试软件在计算机上运行，并且可以向印刷电路板的各个部分提供激励。期望印刷电路板在正常工作期间经历的各种激励可以被施加到该印刷电路板，然后观察该电路板对这些激励的响应。然后，比较测试结果和期望的结果，以便确定该电路板是否满足所执行的具体测试的规范。
一般来说，ATE计算机(具有由其控制的各种电子测试仪)和被测印刷电路板之间的接口是测试头(test head)。测试头包括用于电连接至印刷电路板上的各个测试点的许多探头、驱动器电子器件、以及用于开关各个探头之间的电子器件的继电器。测试头电子器件被称为管脚电子器件(pin electronics)，并且基本上在测试系统的主要部分和被测印刷电路板之间形成了缓冲器。需要以高频对印刷电路板进行测试，这就要求这种缓冲效应尽可能接近电路板，即，要在测试头上。然而，考虑到测试头上的空间和成本，必须要复用(multiplex)在测试头的各个测试探头之间的测试头电子器件。复用增加了控制测试的软件程序的复杂度。
发明内容
在代表性实施方式中，电子接口电路包括激励电路，激励电路还包括第一电压源；具有第一和第二驱动器输出的驱动器电路；具有第一开关输入、第一开关输出和第一开关控制输入的第一开关；具有第一滤波器输入和第一滤波器输出的第一滤波器；具有第二开关输入、第二开关输出和第二开关控制输入的第二开关；和具有第二滤波器输入和第二滤波器输出的第二滤波器。第一电压源的输出连接到第一开关输入；第一驱动器输出连接到第一开关控制输入；第一开关输出连接到第一滤波器输入；第二开关输入连接到参考电势；第二驱动器输出连接到第二开关控制输入；第二开关输出连接到第二滤波器输入；并且第一滤波器输出连接到第二滤波器输出。
在另一种代表性实施方式中，电子接口电路包括激励电路，激励电路还包括第一电压源；第二电压源；具有第一和第二驱动器输出的驱动器电路；具有第一开关输入、第一开关输出和第一开关控制输入的第一开关；具有第一滤波器输入和第一滤波器输出的第一滤波器；具有第二开关输入、第二开关输出和第二开关控制输入的第二开关；和具有第二滤波器输入和第二滤波器输出的第二滤波器。第一电压源的输出连接到第一开关输入；第一驱动器输出连接到第一开关控制输入；第一开关输出连接到第一滤波器输入；第二电压源的输出连接到第二开关输入；第二驱动器输出连接到第二开关控制输入；第二开关输出连接到第二滤波器输入；并且第一滤波器输出连接到所述第二滤波器输出。
结合附图，从下面的详细描述中，这里给出的代表性实施方式的其他方案和优点将变清楚。
附图提供了可视的表示，将用来更全面地描述各种代表性的实施方式，并且可以由本领域的技术人员用来更好地理解它们及其内在的优点。在这些附图中，相同的标号标识对应的元件。
图1示出了如各种代表性实施方式所述的电子测试系统。
图2是图1的电子测试系统的另一副图。
图3示出了如各种代表性实施方式所述的电子接口电路。
图4示出了如各种代表性实施方式所述的另一种电子接口电路。
图5示出了如各种代表性实施方式所述的另一种电子接口电路。
图6示出了如各种代表性实施方式所述的另一种电子接口电路。
具体实施例方式
如附图中为说明性目的所示，本专利文件公开了一种新颖的技术，用于实现低成本、功率有效、并且只需要较小的测试头印刷电路板面积来实现的管脚电子器件。其中所使用的组件可以是标准的、非定制的器件。所得到的解决方案使得能够以与现有的复用的测试系统相比具有成本竞争力的方式来构造超速(overdriving)、非复用的印刷电路板测试系统。能够以可比较的速度对具有可比较的组件密度的印刷电路板进行测试的以往的解决方案一般要求对测试头电子器件进行复用，以获得所需的性能，或者牺牲超速性能以便增加测试通道的数目。
在下面的具体实施方式
和若干幅附图中，用相同的标号标识相同的元件。
图1是在各种代表性的实施方式中描述的电子测试系统10的图。在图1中，电子测试系统10(在这里也被称作测试系统10)包括基座20、测试头30、以及对被测器件40进行测试和放电所必需的任何电子器件和其他机械组件。对性能进行测试所必需的其他项目(例如，计算机、计算机软件/固件、其他电子电路/器件/互连等)一般被包括在支撑结构50中或者与支撑结构50相邻。在图1的代表性实施方式中，基座20可以向下缩进，这使得可以在基座20和测试头30之间插入被测器件40。基座的向上延伸使得被测器件40经由测试头30和被测器件40上适当放置的管脚与测试头30电连接，在此位置，可以测试被测器件40上的电路和器件。
本领域的技术人员应当认识到，被测器件40可以是加载的印刷电路板或裸印刷电路板，封装的集成电路和其他电子器件，半导体晶片上的管芯(die)形式的集成电路等。
图2是图1的电子测试系统10的另一幅图。在图2中，被测器件40被放置在基座20上。被测器件40被示作包括各种组件41和连接盘(connecting pad)42的印刷电路板40。连接盘42通过被测印刷电路板40上的金属迹线和通路(via)电互连至组件41。连接盘42用于施加电源，施加测试激励，检测对测试激励的响应，以及在印刷电路板40的设计所面向的应用中可操作地互连到印刷电路板40外部的组件。在测试印刷电路板40期间，使基座20上升，直到测试头30上的测试管脚31接触到印刷电路板40上的连接盘42。测试头30一般也是印刷电路板，该印刷电路板被设计并制造为电子测试系统10和被测器件40的电子器件之间的接口。测试头30包括电接口电路100，该电接口电路被设计来提供从电子测试系统10的电子器件到被测器件40的激励信号的接口，并且检测来自被测器件40的响应信号。电接口电路100接收来自测试系统10的电子器件的测试信号，然后将它们传输到被测器件40。电接口电路100还接收来自被测器件40的响应信号，然后将它们传输到电子测试系统10的电子器件以进行比较和分析。测试头30通过到支撑结构50的连接而电互连到测试系统10的电子器件。在附图中未具体示出测试头30与电子测试系统10的电子器件之间的这些连接。
图3示出了在各种代表性实施方式中描述的电接口电路100。在图3中，电接口电路100包括激励电路110和检测电路150。激励电路110在激励电路输入111处接收驱动信号101，并且将该驱动信号101转变为激励电路输出112处的测试激励信号102。在代表性实施方式中，激励电路输出112连接到图2所示的测试头30上的测试管脚31中的一个。
如图3的代表性实施方式所示，激励电路110包括第一电压源115、驱动器电路120、第一开关125、第一滤波器130、第二开关135和第二滤波器140。驱动器电路120具有驱动器输入121、第一驱动器输出122和第二驱动器输出123；第一开关125具有第一开关输入126、第一开关输出127和第一开关控制输入129；第一滤波器130具有第一滤波器输入131和第一滤波器输出132；第二开关135具有第二开关输入136、第二开关输出137和第二开关控制输入139；第二滤波器140具有第二滤波器输入141和第二滤波器输出142。在代表性实施方式中，驱动器电路120还包括三态输入，以及在这里称作驱动器输入121的数据输入。
其电压为第一驱动电压V1的第一电压源115的输出连接到第一开关输入126；第一驱动器输出122连接到第一开关控制输入129；第一开关输出127连接到第一滤波器输入131；第二开关输入136连接到参考电势V2，参考电势V2在此也称作第二驱动电压V2，在图3的代表性实施方式中该电势是地电势V2；第二驱动器输出123连接到第二开关控制输入139；第二开关输出137连接到第二滤波器输入141；第一滤波器输出132连接到第二滤波器输出142。
电接口电路100还包括检测电路150，其中检测电路150包括差分接收器155(在这里也称作接收器155)和第三电压参考165(在这里也称作检测电压参考165)。差分接收器155具有第一接收器输入156、第二接收器输入157和接收器输出158。第一接收器输入156连接到第一滤波器输出132和第二滤波器输出142，第二接收器输入157连接到其电压为比较电压V3的检测电压参考165的输出。接收器输出158可以连接到电子测试系统10的电子器件，以对激励电路输出112处的测试激励信号102或者从被测器件40接收到的响应信号103进行收集、比较和/或分析，其中响应信号103是由于在测试头30上的另一个测试管脚31处由被测器件40接收到的测试激励信号102所导致的。响应于响应信号103，差分接收器155在接收器输出158处输出响应输出信号104。
在操作中，图3中示为驱动信号101的测试信号在激励电路输入111(该输入在电气上与驱动器输入121相同)处被施加到激励电路110。响应于驱动信号101，驱动器电路120或者利用第一开关控制输入129处的信号使第一开关125导通，或者利用第二开关控制输入139处的信号使第二开关135导通。如果第一开关125和第二开关135都未被导通，则激励电路110处于高阻抗状态(三态)。
如果第一开关125导通而第二开关135关断，则第一电压源115的输出被电连接至第一开关输出127，这导致第一电压源115的输出电势减去第一开关125两端的任何电压降之后的电势出现在第一开关输出127处。在图3中，第一电压源115的输出的电势仍被标识为第一驱动电压V1。第一滤波器130对出现在第一开关输出127处的电压波形的高频分量进行滤波，以减少/去除由于第一开关125的导通和关断而可能导致的波动(ringing)。该滤波后的信号作为测试激励信号102出现在第一滤波器输出132处。然后，测试激励信号102可以经由测试管脚31之一施加到被测器件40。
如果第二开关135导通而第一开关125关断，则参考电势V2(减去第二开关135两端的任何电压降)连接到第二开关输出137。在图3的代表性实施方式中，参考电势V2是地电势V2。第二滤波器140对出现在第二开关输出137处的电压波形的高频分量进行滤波，以减少/去除由于第二开关135的导通和关断而可能导致的波动。该滤波后的信号作为测试激励信号102出现在第二滤波器输出142处。然后，测试激励信号102可以经由测试管脚31之一施加到被测器件40。
如果第一开关125和第二开关135都未被导通，则激励电路输出112处于高阻抗状态(三态)。在这种情况下，激励电路110向被测器件40施加最小负载。
图4示出了在各种代表性实施方式中描述的另一种电接口电路100。在图4中，电接口电路100包括激励电路110和检测电路150。与图3中一样，激励电路110在激励电路输入111处接收驱动信号101，并且将该驱动信号101转变为激励电路输出112处的测试激励信号102。在代表性实施方式中，激励电路输出112连接到图2所示的测试头30上的测试管脚31中的一个。
如图4的代表性实施方式所示，激励电路110包括第一电压源115、驱动器电路120、第一开关125、第一滤波器130、第二开关135和第二滤波器140。在图4中，第一开关125被示作第一场效应晶体管125，该场效应晶体管可以是如图4所示的n沟道金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(FET)、p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管等；第二开关135被示作第二场效应晶体管135，该场效应晶体管可以是n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管、p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管等；第一滤波器130被示作第一铁氧体磁环(ferrite bead)130；第二滤波器140被示作第二铁氧体磁环140。
在图4中，第一开关输入126被示作第一场效应晶体管125的漏极，其中第一场效应晶体管125被示作n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管；第一开关输出127被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的源极；第一开关控制输入129被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。
第二开关输入136被示作第二场效应晶体管135的源极，其中第二场效应晶体管135被示作n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管；第二开关输出137被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极；第二开关控制输入139被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。
另外，如图4所示，第一滤波器输入131被示作第一铁氧体磁环130的触点之一；第一滤波器输出132被示作第一铁氧体磁环130的另一个触点；第二滤波器输入141被示作第二铁氧体磁环140的触点之一；第二滤波器输出142被示作第二铁氧体磁环140的另一个触点。
还是在图4中，第一电压源115包括第一电功率源470(在这里也称作第一功率源470)、第一电压参考472、第一电压调节器475和第一反馈电阻器473。第一电压参考472可以是其输入被适当设置的数模转换器(DAC)等。第一电压调节器475具有第一电压调节器输入476、第一电压调节器输出477和第一电压调节器控制输入479。在图4的代表性实施方式中，第一驱动电压V1是通过在第一电压调节器输入476处将来自第一电功率源470的电功率施加到第一电压调节器475而获得的。第一电压参考472的输出在第一电压调节器控制输入479处被施加到第一电压调节器475，以设置第一电压源115的输出处的第一驱动电压V1的值，其中该输出连接到第一开关125的第一开关输入126。通过将第一反馈电阻器473连接在第一电压调节器输出477和第一电压调节器控制输入479之间，从而提供了电路反馈。
驱动器电路120具有驱动器输入121、第一驱动器输出122和第二驱动器输出123。
其电压为第一驱动电压V1的第一电压源115的输出连接到第一开关输入126；第一驱动器输出122连接到第一开关控制输入129；第一开关输出127连接到第一滤波器输入131；第二开关输入136连接到参考电势V2，在图4的代表性实施方式中该电势是地电势V2；第二驱动器输出123连接到第二开关控制输入139；第二开关输出137连接到第二滤波器输入141；第一滤波器输出132连接到第二滤波器输出142。
电接口电路100还包括检测电路150，其中检测电路150包括差分接收器155和检测电压参考165。差分接收器155具有第一接收器输入156、第二接收器输入157和接收器输出158。第一接收器输入156连接到第一滤波器输出132和第二滤波器输出142，第二接收器输入157连接到其电压为比较电压V3的检测电压参考165的输出。检测电压参考165可以是其输入被适当设置的数模转换器(DAC)等。接收器输出158可以连接到电子测试系统10的电子器件，以对激励电路输出112处的测试激励信号102或者从被测器件40接收到的响应信号103进行收集、比较和/或分析，其中响应信号103是由于在测试头30上的另一个测试管脚31处由被测器件40接收到的测试激励信号102所导致的。响应于响应信号103，差分接收器155在接收器输出158处输出响应输出信号104。
在操作中，图4中示为驱动信号101的测试信号在激励电路输入111(该输入在电气上与驱动器输入121相同)处被施加到激励电路110。响应于驱动信号101，驱动器电路120或者利用第一开关控制输入129处的信号使第一场效应晶体管125导通，或者利用第二开关控制输入139处的信号使第二场效应晶体管135导通。
如果第一场效应晶体管125导通而第二场效应晶体管135关断，则第一电压源115的输出被电连接至第一开关输出127，这导致第一电压源115的输出的电势减去第一场效应晶体管125的任何电压降之后的电势出现在第一开关输出127处。在图4中，第一电压源115的输出的电势仍被标识为第一驱动电压V1。第一滤波器130对出现在第一开关输出127处的电压波形的高频分量进行滤波，以减少/去除由于第一场效应晶体管125的导通和关断而可能导致的波动。该滤波后的信号作为测试激励信号102出现在第一滤波器输出132处。然后，测试激励信号102可以经由测试管脚31之一施加到被测器件40。
如果第二场效应晶体管135导通而第一场效应晶体管125关断，则参考电势V2(减去第二场效应晶体管135两端的任何电压降)连接到第二开关输出137(MOSFET的漏极)。在图4的代表性实施方式中，参考电势V2是地电势V2。第二滤波器140对出现在第二开关输出137处的电压波形的高频分量进行滤波，以减少/去除由于第二开关135的导通和关断而可能导致的波动。该滤波后的信号作为测试激励信号102出现在第二滤波器输出142处。然后，测试激励信号102可以经由测试管脚31之一施加到被测器件40。
如果第一场效应晶体管125和第二场效应晶体管135都未被导通，则激励电路输出112处于高阻抗状态(三态)。在这种情况下，激励电路110向被测器件40施加最小负载。
图5示出了在各种代表性实施方式中描述的另一种电接口电路100。在图5中，电接口电路100包括激励电路110和检测电路150。激励电路在激励电路输入111处接收驱动信号101，并且将该驱动信号101转变为激励电路输出112处的测试激励信号102。在代表性实施方式中，激励电路输出112连接到图2所示的测试头30上的测试管脚31中的一个。
如图5的代表性实施方式所示，激励电路110包括第一电压源115、驱动器电路120、第一开关125、第一滤波器130、第二开关135、第二滤波器140和第二电压源160。驱动器电路120具有驱动器输入121、第一驱动器输出122和第二驱动器输出123；第一开关125具有第一开关输入126、第一开关输出127和第一开关控制输入129；第一滤波器130具有第一滤波器输入131和第一滤波器输出132；第二开关135具有第二开关输入136、第二开关输出137和第二开关控制输入139；第二滤波器140具有第二滤波器输入141和第二滤波器输出142。
其电压为第一驱动电压V1的第一电压源115的输出连接到第一开关输入126；第一驱动器输出122连接到第一开关控制输入129；第一开关输出127连接到第一滤波器输入131；其电压为第二驱动电压V2的第二电压源160的输出连接到第二开关输入136；第二驱动器输出123连接到第二开关控制输入139；第二开关输出137连接到第二滤波器输入141；第一滤波器输出132连接到第二滤波器输出142。
电接口电路100还包括检测电路150，其中检测电路150包括差分接收器155和检测电压参考165。差分接收器155具有第一接收器输入156、第二接收器输入157和接收器输出158。第一接收器输入156连接到第一滤波器输出132和第二滤波器输出142，第二接收器输入157连接到其电压为比较电压V3的检测电压参考165的输出。接收器输出158可以连接到测试系统10的电子器件，以对激励电路输出112处的测试激励信号102或者从被测器件40接收到的响应信号103进行收集、比较和/或分析，其中响应信号103是由于在测试头30上的另一个测试管脚31处由被测器件40接收到的测试激励信号102所导致的。响应于响应信号103，差分接收器155在接收器输出158处输出响应输出信号104。
在操作中，图5中示为驱动信号101的测试信号在激励电路输入111(该输入在电气上与驱动器输入121相同)处被施加到激励电路110。响应于驱动信号101，驱动器电路120或者利用第一开关控制输入129处的信号使第一开关125导通，或者利用第二开关控制输入139处的信号使第二开关135导通。
如果第一开关125导通而第二开关135关断，则第一电压源115的输出被电连接至第一开关输出127，这导致第一电压源115的输出的电势减去第一开关125两端的任何电压降之后的电势出现在第一开关输出127处。在图5中，第一电压源115的输出的电势仍被标识为第一驱动电压V1。第一滤波器130对出现在第一开关输出127处的电压波形的高频分量进行滤波，以减少/去除由于第一开关125的导通和关断而可能导致的波动。该滤波后的信号作为测试激励信号102出现在第一滤波器输出132处。然后，测试激励信号102可以经由测试管脚31之一施加到被测器件40。
如果第二开关135导通而第一开关125关断，则减去第二开关135两端的任何电压降的参考电势V2连接到第二开关输出137。第二滤波器140对出现在第二开关输出137处的电压波形的高频分量进行滤波，以减少/去除由于导通和关断第二开关135而可能导致的波动。该滤波后的信号作为测试激励信号102出现在第二滤波器输出142处。然后，测试激励信号102可以经由测试管脚31之一施加到被测器件40。
如果第一开关125和第二开关135都未被导通，则激励电路输出112处于高阻抗状态(三态)。在这种情况下，激励电路110向被测器件40施加最小负载。
图6示出了在各种代表性实施方式中描述的另一种电接口电路100。在图6中，电接口电路100包括激励电路110和检测电路150。与图5中一样，激励电路110在激励电路输入111处接收驱动信号101，并且将该驱动信号101转变为激励电路输出112处的测试激励信号102。在代表性实施方式中，激励电路输出112连接到图2所示的测试头30上的测试管脚31中的一个。
如图6的代表性实施方式所示，激励电路110包括第一电压源115、驱动器电路120、第一开关125、第一滤波器130、第二开关135、第二滤波器140和第二电压源160。在图6中，第一开关125被示作第一场效应晶体管125，该场效应晶体管可以是如图6所示的n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管、p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管等；第二开关135被示作第二场效应晶体管135，该场效应晶体管可以是n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管、p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管等；第一滤波器130被示作第一铁氧体磁环130；第二滤波器140被示作第二铁氧体磁环140。
在图6中，第一开关输入126被示作第一场效应晶体管125的漏极，其中第一场效应晶体管125被示作n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管；第一开关输出127被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的源极；第一开关控制输入129被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。
第二开关输入136被示作第二场效应晶体管135的源极，其中第二场效应晶体管135被示作n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管；第二开关输入136被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的源极；第二开关输出137被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极；第二开关控制输入139被示作该n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。
另外，如图6所示，第一滤波器输入131被示作第一铁氧体磁环130的触点之一；第一滤波器输出132被示作第一铁氧体磁环130的另一个触点；第二滤波器输入141被示作第二铁氧体磁环140的触点之一；第二滤波器输出142被示作第二铁氧体磁环140的另一个触点。
还是在图6中，第一电压源115包括第一功率源470、第一电压参考472、第一电压调节器475和第一反馈电阻器473。第一电压参考472可以是其输入被适当设置的数模转换器(DAC)等。第一电压调节器475具有第一电压调节器输入476、第一电压调节器输出477和第一电压调节器控制输入479。在图6的代表性实施方式中，第一驱动电压V1是通过在第一电压调节器输入476处将来自第一功率源470的电功率施加到第一电压调节器475而获得的。第一电压参考472的输出在第一电压调节器控制输入479处被施加到第一电压调节器475，以设置第一电压源115的输出处的第一驱动电压V1的值，其中该输出连接到第一开关125的第一开关输入126。通过将第一反馈电阻器473连接在第一电压调节器输出477和第一电压调节器控制输入479之间，从而提供了电路反馈。
驱动器电路120具有驱动器输入121、第一驱动器输出122和第二驱动器输出123。
第二电压源160包括第二电功率源480(在这里也称作第二功率源480)、第二电压参考482、第二电压调节器485和第二反馈电阻器483。第二电压参考482可以是其输入被适当设置的数模转换器(DAC)等。第二电压调节器485具有第二电压调节器输入486、第二电压调节器输出487和第二电压调节器控制输入489。在图6的代表性实施方式中，第二驱动电压V2是通过在第二电压调节器输入486处将来自第二功率源480的电功率施加到第二电压调节器485而获得的。第二电压参考482的输出在第二电压调节器控制输入489处被施加到第二电压调节器485，以设置第二电压源160的输出处的第二驱动电压V2的值，其中该输出连接到第二开关135的第二开关输入136。通过将第二反馈电阻器483连接在第二电压调节器输出487和第二电压调节器控制输入489之间，从而提供了电路反馈。
其电压为第一驱动电压V1的第一电压源115的输出连接到第一开关输入126；第一驱动器输出122连接到第一开关控制输入129；第一开关输出127连接到第一滤波器输入131；其电压为第二驱动电压V2的第二电压源160的输出连接到第二开关输入136；第二驱动器输出123连接到第二开关控制输入139；第二开关输出137连接到第二滤波器输入141；第一滤波器输出132连接到第二滤波器输出142。
电接口电路100还包括检测电路150，其中检测电路150包括差分接收器155和检测电压参考165。差分接收器155具有第一接收器输入156、第二接收器输入157和接收器输出158。第一接收器输入156连接到第一滤波器输出132和第二滤波器输出142，第二接收器输入157连接到其电压为比较电压V3的检测电压参考165的输出。检测电压参考165可以是其输入被适当设置的数模转换器(DAC)等。接收器输出158可以连接到测试系统10的电子器件，以对激励电路输出112处的测试激励信号102或者从被测器件40接收到的响应信号103进行收集、比较和/或分析，其中响应信号103是由于在测试头30上的另一个测试管脚31处由被测器件40接收到的测试激励信号102所导致的。响应于响应信号103，差分接收器155在接收器输出158处输出响应输出信号104。
在操作中，图6中示为驱动信号101的测试信号在激励电路输入111(该输入在电气上与驱动器输入121相同)处被施加到激励电路110。响应于驱动信号101，驱动器电路120或者利用第一开关控制输入129处的信号使第一场效应晶体管125导通，或者利用第二开关控制输入139处的信号使第二场效应晶体管135导通。
如果第一场效应晶体管125导通而第二场效应晶体管135关断，则第一电压源115的输出被电连接至第一开关输出127(MOSFET的源极)，这导致第一电压源115的输出的电势减去第一场效应晶体管125两端的任何电压降之后的电势出现在第一开关输出127处。在图6中，第一电压源115的输出的电势仍被标识为第一驱动电压V1。第一滤波器130对出现在第一开关输出127处的电压波形的高频分量进行滤波，以减少/去除由于第一场效应晶体管125的导通和关断而可能导致的波动。该滤波后的信号作为测试激励信号102出现在第一滤波器输出132处。然后，测试激励信号102可以经由测试管脚31之一施加到被测器件40。
如果第二场效应晶体管135导通而第一场效应晶体管125关断，则减去第二开关135的任何电压降的参考电势V2连接到第二开关输出137(MOSFET的漏极)。第二滤波器140对出现在第二开关输出137处的电压波形的高频分量进行滤波，以减少/去除由于第二开关135的导通和关断而可能导致的波动。该滤波后的信号作为测试激励信号102出现在第二滤波器输出142处。然后，测试激励信号102可以经由测试管脚31之一施加到被测器件40。
测试任何被测器件40(例如，印刷电路板或其他器件)的危险之一是短路的可能性，例如短接到地或者短接到电源电压。例如在图3-图6中，如果连接到激励电路输出112的节点短接到地，并且在未限制电流的情况下施加电压，则驱动电路可能被毁坏。这里公开的代表性实施方式提供了电流限制来保护驱动电路。具体地说，对于图4的实施方式，第一功率源470限制在第一场效应晶体管125导通时被驱动通过该场效应晶体管，并且通过第一滤波器130的电流，从而限制将在这些组件中消耗的功率，并且防止它们被毁坏。此外，适当的设计可以确保第一电压调节器475将以比其他系统组件更快的速率增加热量。一旦第一电压调节器475达到其热断路(trip)温度，第一电压调节器475就将其自身关断，这提供了对驱动电路的其他组件的进一步保护。
图6中的第二电压源160与此类似。具体地说，第二功率源480限制可以被驱动通过第二场效应晶体管135和第二滤波器140的电流，从而限制将在这些组件中消耗的功率，并且防止它们被毁坏。此外，适当的设计可以确保第二电压调节器485将以比其他系统组件更快的速率增加热量。一旦第二电压调节器485达到其热断路温度，第二电压调节器485就将其自身关断，这提供了对驱动电路的其他组件的进一步保护。
通过在激励电路输出112处设置这样的允许电压，在比该允许电压高时，接收器155将检测出在激励电路输出112处存在的短路或接近短路，然后，或者关断驱动电子器件(例如，驱动器电路120)以使其不会将第二场效应晶体管135驱动到其导通状态，或者使第二场效应晶体管135和/或第二铁氧体磁环140断开与激励电路输出112之间的连接，从而可以保护第二场效应晶体管135。
这里所描述的实施方式都足够小，可以将相当多的接口电路置于测试头上，以使得可以使用非复用的测试对一般的被测器件(加载的印刷电路板)进行要执行的测试，非复用的测试比复用的测试易于理解，并且易于编程。非复用的系统减少了使程序员精通对这种测试系统进行编程所需要的时间和培训。另外，因为复用的测试系统受累于资源冲突，所以必须在开始构造测试夹具之前编写测试程序。顺序执行这两种活动增加了测试时间，从而也增加了批量生产时间。利用非复用的系统，在夹具构造之前只有被测器件的计算机辅助设计(CAD)数据是必需的。这样，可以并行执行测试编程和夹具构造。另外，这里公开的实施方式提供了比其他非复用的系统更高的驱动能力。与先前可用的能力相比，非复用的系统的驱动能力增加了。
此外，这里公开的实施方式能够使用低成本商用组件，而不是定制或专用组件。这种能力意味着测试系统制造商可以避免由于开发在测试系统的测试头上使用的定制集成电路而导致的时间和费用。使用商用集成电路减少了组件的订货到交货的时间和库存费用。这导致从整体上降低了系统的总成本，并且避免了一次性成本。
在代表性实施方式中，驱动器级(激励电路110)的输出包括由标准MOSFET驱动芯片驱动的低成本功率MOSFET。这些部分通常在大容量开关电源中使用，使得成本低而耐用度高。铁氧体磁环用来使所产生的输出信号的拐角变圆。这种波形整形使得输出信号很好地满足电路板测试系统的需求。接收器是低成本的RS-485芯片。仍可以以低成本获得耐用的组件。在以往的设计中使用的高速比较器相比之下不能承受静电放电(ESD)和高电压。比较器与电路板测试的需要相比更强调精度。驱动电平是通过改变上输出MOSFET的供电电压而设置的。例如，可以利用驱动线性电压调节器的8位数模转换器(DAC)设置该电压。这种布置也提供了电流限制。通过使用数个不同的部分，而不是单个定制集成电路。可以使用根据不同的半导体技术构造的部分，这可以获得高性能。
所公开的代表性实施方式提供了使用相同组件来对不同的逻辑族(logic family)进行测试的能力。如果某种具体的逻辑族使用3.3伏，则测试系统需要将被测器件驱动至3.3伏，另一方面，如果该逻辑族使用2.5伏，则测试系统需要将被测器件驱动至2.5伏。第一电压源115和第二电压源160中的数模转换器(DAC)可以适当地用来设置“驱动高/低驱动”电压。使用电压调节器提供了一种热保护的廉价缓冲器，并且对于本发明的目的来说工作得很好。
示例性而非限制性地介绍了在这里已详细描述了的代表性实施方式。本领域的技术人员应当理解，可以对所描述的实施方式的形式和细节作出各种改变，这使得等同的实施方式仍旧在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种电子接口电路，包括激励电路，该激励电路包括第一电压源，具有第一和第二驱动器输出的驱动器电路，具有第一开关输入、第一开关输出和第一开关控制输入的第一开关，具有第一滤波器输入和第一滤波器输出的第一滤波器，具有第二开关输入、第二开关输出和第二开关控制输入的第二开关，和具有第二滤波器输入和第二滤波器输出的第二滤波器，其中所述第一电压源的输出连接到所述第一开关输入，其中所述第一驱动器输出连接到所述第一开关控制输入，其中所述第一开关输出连接到所述第一滤波器输入，其中所述第二开关输入连接到参考电势，其中所述第二驱动器输出连接到所述第二开关控制输入，其中所述第二开关输出连接到所述第二滤波器输入，并且其中所述第一滤波器输出连接到所述第二滤波器输出。
2.如权利要求1所述的电子接口电路，还包括检测电路，该检测电路包括具有第一接收器输入和第二接收器输入的差分接收器，和检测电压参考，其中所述第一接收器输入连接到所述第一滤波器输出和所述第二滤波器输出，并且其中所述第二接收器输入连接到所述检测电压参考的输出。
3.如权利要求2所述的电子接口电路，其中，所述检测电路位于电子测试系统的测试头上。
4.如权利要求1所述的电子接口电路，其中，所述激励电路位于电子测试系统的测试头上。
5.如权利要求1所述的电子接口电路，其中，所述第一和第二开关是场效应晶体管，其中所述第一开关的栅极为第一开关控制输入，其中所述第二开关的栅极为第二开关控制输入，其中所述第一开关的源极和漏极根据情况作为第一开关输入和第二开关输出，并且其中所述第二开关的源极和漏极根据情况作为第二开关输入和第二开关输出。
6.如权利要求1所述的电子接口电路，其中，所述第一和第二滤波器是铁氧体磁环。
7.如权利要求1所述的电子接口电路，其中，所述第一电压源包括第一电功率源，其连接到第一电压调节器的输入；第一电压参考，其连接到所述第一电压调节器的控制输入；以及所述第一电压调节器的输出，其连接到所述第一电压源的输出。
8.如权利要求7所述的电子接口电路，其中，所述第一电压参考是数模转换器。
9.如权利要求7所述的电子接口电路，其中，所述第一电功率源和所述第一电压调节器被制作为单个单片集成电路。
10.如权利要求1所述的电子接口电路，其中，所述参考电势为地电势。
11.一种电子接口电路，包括激励电路，该激励电路包括第一电压源，第二电压源，具有第一和第二驱动器输出的驱动器电路，具有第一开关输入、第一开关输出和第一开关控制输入的第一开关，具有第一滤波器输入和第一滤波器输出的第一滤波器，具有第二开关输入、第二开关输出和第二开关控制输入的第二开关，和具有第二滤波器输入和第二滤波器输出的第二滤波器，其中所述第一电压源的输出连接到所述第一开关输入，其中所述第一驱动器输出连接到所述第一开关控制输入，其中所述第一开关输出连接到所述第一滤波器输入，其中所述第二电压源的输出连接到所述第二开关输入，其中所述第二驱动器输出连接到所述第二开关控制输入，其中所述第二开关输出连接到所述第二滤波器输入，并且其中所述第一滤波器输出连接到所述第二滤波器输出。
12.如权利要求11所述的电子接口电路，还包括检测电路，该检测电路包括具有第一接收器输入和第二接收器输入的差分接收器，和检测电压参考，其中第一接收器输入连接到第一滤波器输出和所述第二滤波器输出，并且其中第二接收器输入连接到所述检测电压参考的输出。
13.如权利要求12所述的电子接口电路，其中，所述检测电路位于电子测试系统的测试头上。
14.如权利要求11所述的电子接口电路，其中，所述激励电路位于电子测试系统的测试头上。
15.如权利要求11所述的电子接口电路，其中，所述第一和第二开关是场效应晶体管，其中所述第一开关的栅极为第一开关控制输入，其中所述第二开关的栅极为第二开关控制输入，其中所述第一开关的源极和漏极根据情况作为第一开关输入和第一开关输出，并且其中所述第二开关的源极和漏极根据情况作为第二开关输入和第二开关输出。
16.如权利要求11所述的电子接口电路，其中，所述第一和第二滤波器是铁氧体磁环。
17.如权利要求11所述的电子接口电路，其中，所述第一电压源包括第一电功率源，其连接到第一电压调节器的输入；第一电压参考，其连接到所述第一电压调节器的控制输入；以及所述第一电压调节器的输出，其连接到所述第一电压源的输出。
18.如权利要求17所述的电子接口电路，其中，所述第一电压参考是数模转换器。
19.如权利要求11所述的电子接口电路，其中，所述第二电压源包括第二电功率源，其连接到第二电压调节器的输入；第二电压参考，其连接到所述第二电压调节器的控制输入；以及所述第二电压调节器的输出，其连接到所述第二电压源的输出。
20.如权利要求19所述的电子接口电路，其中，所述第二电压参考是数模转换器。
全文摘要
本发明公开了一种电子接口电路。该电子接口电路包括激励电路，该激励电路还包括第一电压源；具有第一和第二驱动器输出的驱动器电路；具有第一开关输入、第一开关输出和第一开关控制输入的第一开关；具有第一滤波器输入和第一滤波器输出的第一滤波器；具有第二开关输入、第二开关输出和第二开关控制输入的第二开关；和具有第二滤波器输入和第二滤波器输出的第二滤波器。第一电压源的输出连接到第一开关输入；第一驱动器输出连接到第一开关控制输入；第一开关输出连接到第一滤波器输入；第二开关输入连接到参考电势；第二驱动器输出连接到第二开关控制输入；第二开关输出连接到第二滤波器输入；第一滤波器输出连接到第二滤波器输出。
文档编号G01R31/28GK1797015SQ20051012353
公开日2006年7月5日 申请日期2005年11月17日 优先权日2004年12月28日
发明者罗纳德·派弗, 罗伯特·E·麦考利夫 申请人:安捷伦科技有限公司