专利名称：电路板自动化测试系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种测试系统及方法，尤其涉及一种电路板自动化测试系统及方法。
背景技术：
为了更快速、更稳定地传输电子信号，除了增强信号传输的能量外就是减少信号在传输时的损失。因此，对电路板，如印刷电路板(PCB)的品质要求也就越来越高。提高电路板品质需要对电路板进行品质测试。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种电路板自动化测试系统，其利用机械手臂及时域反射仪等设备自动完成电路板的测试。还有必要提供一种电路板自动化测试方法，其利用机械手臂及时域反射仪等设备自动完成电路板的测试。一种电路板自动化测试系统，运行于一台主机中。该主机与一个机械手臂相连。机械手臂的末端安装有探棒。探棒与一台时域反射仪相连。该系统包括控制模块，用于根据待测电路板上测试参考点的坐标值，控制机械手臂移动，使探棒接触到该测试参考点，并控制时域反射仪采集该测试参考点的时域传输的数据，其中，所述测试参考点是指电路板上短路的测试点；排序模块，用于获取机械手臂上探棒的位置坐标，以该位置为基准点，依据电路板上各待测测试点与该基准点之间的距离，对电路板上各待测测试点进行排序；选择模块，用于根据上述对待测测试点的排序，依次选择其中一个尚未选择过的、距离基准点最近的测试点；第一计算模块，用于根据所选择的测试点所在电子线路的长度，利用一个预设的线路长度与时间之间的转换公式，计算出时域反射仪的测试时间范围；上述控制模块还用于根据所选择的测试点的坐标值，控制机械手臂上的探棒移动至该测试点，控制时域反射仪采集该测试点的时域反射及时域传输的数据；第二计算模块，用于根据上述计算出来的测试时间范围，所选择的测试点的时域传输、时域反射的数据，及测试参考点的时域传输的数据，利用已知的时域参数与频域参数之间转换公式，计算出所选择的测试点需要测试的频域参数的值；比较模块，用于将上述计算出来的频域参数的值与预设的各频域参数的限定值做比较，判断该计算出来的频域参数的值是否都在其对应的限定值之内；及显示模块，用于根据上述的比较结果，通过一个输出装置显示对所选择的测试点的测试结果。一种电路板自动化测试方法，包括(a)根据待测电路板上测试参考点的坐标值，控制一个机械手臂移动，使安装在该机械手臂上的探棒接触到该测试参考点，并控制与上述探棒相连的时域反射仪采集该测试参考点的时域传输的数据，其中，所述测试参考点是指电路板上短路的测试点；(b)获取上述机械手臂上探棒的位置坐标，以该位置为基准点， 依据电路板上各待测测试点与该基准点之间的距离，对电路板上各待测测试点进行排序；(c)根据上述对待测测试点的排序，选择其中一个尚未选择过的、距离基准点最近的测试点；(d)根据所选择的测试点所在电子线路的长度，利用一个预设的线路长度与时间之间的转换公式，计算出时域反射仪的测试时间范围；(e)根据所选择的测试点的坐标值，控制机械手臂上的探棒移动至该测试点，控制时域反射仪采集该测试点的时域反射及时域传输的数据；(f)根据上述计算出来的测试时间范围，所选择的测试点的时域传输、时域反射的数据，及测试参考点的时域传输的数据，利用已知的时域参数与频域参数之间转换公式，计算出所选择的测试点需要测试的频域参数的值；(g)将上述计算出来的频域参数的值与预设的各频域参数的限定值做比较，判断该计算出来的频域参数的值是否都在其对应的限定值之内 '及(h)根据上述的比较结 果，通过一个输出装置显示对所选择的测试点的测试结果O本发明所述的电路板自动化测试系统及方法对电路板上的测试点进行查找与优化排序，并按照该优化排序控制机械手臂上的探针自动地查找各测试点，利用时域反射仪对各测试点进行测试，可快速、有效地完成电路板的测试。
图I是本发明电路板自动化测试系统较佳实施例的运行环境示意图。图2是图I中电路板自动化测试系统的功能模块图。图3是本发明电路板自动化测试方法较佳实施例的作业流程图。主要元件符号说明主机I电路板自动化测试系统10数据库11存储设备12处理器13机械手臂2探棒20时域反射仪3输出装置4电路板5获取模块100接收模块101控制模块102排序模块103选择模块104第一计算模块105第二计算模块106比较模块107显示模块108判断模块109
具体实施方式
如图I所示，是本发明电路板自动化测试系统10较佳实施例的运行环境示意图。该电路板自动化测试系统10运行于主机I中。该主机I与机械手臂2相连，以控制机械手臂2移动。机械手臂2的末端安装有探棒20。探棒20与一个时域反射仪3相连接。时域反射仪3通过探棒20对待测电路板5上的测试点进行测试。本实施例中，所述待测电路板5为PCB板(印刷电路板)，所述测试点可以为电路板5上某条电子线路上的端点或元器件。
所述主机I还连接有一个输出装置4。该输出装置4可以为显示器，用于显示测试线路选择界面及参数设置界面等。在所述主机I内还存在一个数据库11、一个存储设备12和至少一个处理器13。所述数据库11用于存储待测电路板5的布线图文件。该布线图文件中记载了待测电路板5上各电子线路的名称、各电子线路上的测试点、各测试点的坐标值等数据。如图2所示的电路板自动化测试系统10包含一个或多个软件模块，该一个或多个软件模块是具有特定功能的软件程序段，存储在所述存储设备12中，并由所述至少一个处理器13来执行。所述电路板自动化测试系统10包括获取模块100、接收模块101、控制模块102、排序模块103、选择模块104、第一计算模块105、第二计算模块106、比较模块107、显示模块108、及判断模块109。所述获取模块100用于从数据库11中取得待测电路板5的布线图文件，从该布线图文件中导入电子线路名称、各电子线路上的测试点及各测试点的坐标值等数据，将其存入一个列表中。所述接收模块101用于接收用户于上述列表中选取的电子线路名称，载入该电子线路上的测试点，并接收用户指定的测试参考点。所述测试参考点是指电路板5上短路的测试点。该接收模块101还用于接收用户设定的每个测试点需要测试的频域参数及每个频域参数的限定值。所述频域参数包括插入损耗(Insertion Loss)、回波损耗(ReturnLoss)、及阻抗(Impedance)等。用户可以设定某一个测试点需要测试其插入损耗、回波损耗、及阻抗等频域参数中的一个或者多个。所述频域参数的限定值是指该频域参数符合要求的数值范围。例如，用户可以设定当某测试点的插入损耗或者回波损耗大于某预设值时，该测试点没有通过测试，及某个测试点的阻抗不在一个预设的范围内时，该测试点没有通过测试。所述控制模块102用于根据上述测试参考点的坐标值，控制机械手臂2移动，使探棒20接触到该测试参考点，并控制时域反射仪3采集该测试参考点的时域传输(TimeDomain Transmission, TDT)的数据。所述排序模块103用于获取机械手臂2上探棒20的位置坐标，以该位置为基准点，依据各测试点与该基准点之间的距离，对各测试点进行排序。本实施例中，所述排序模块103按照与基准点距离远近的关系对各测试点进行排序。所述选择模块104用于根据上述对测试点的排序，选择其中一个尚未选择过的、距离基准点最近的测试点。所述第一计算模块105用于根据所选择的测试点所在电子线路的长度，利用一个预设的线路长度与时间之间的转换公式，计算出时域反射仪3的测试时间范围。所述时域反射仪3的测试时间范围是指该时域反射仪3发出的脉冲沿着所选择的测试点所在的电子线路传输所需要的时间。根据线路的长短，脉冲在该线路上传输的时间也不同，所述第一计算模块105根据线路长度与时间之间的关系，计算出时域反射仪3的测试时间范围。上述控制模块102还用于根据所选择的测试点的坐标值，控制机械手臂2上的探棒20移动至该测试点，控制时域反射仪3采集该测试点的时域反射(Time DomainReflectometry, TDR)及TDT等时域参数的数据。
所述第二计算模块106用于根据上述计算出来的测试时间范围，所选择的测试点的TDT、TDR等数据，及测试参考点的TDT数据，利用已知的时域参数与频域参数之间转换公式，计算出所选择的测试点需要测试的频域参数的值。所述比较模块107用于将上述计算出来的频域参数的值与上述设定的频域参数的限定值做比较，判断该计算出来的频域参数的值是否都在其对应的限定值之内。所述显示模块108用于根据上述的比较结果，通过输出装置4显示对所选择的测试点的测试结果。其中，当计算出来的频域参数的值都在其对应的限定值之内，则显示模块108在输出装置4上显示该测试点通过测试。否则，当计算出来的频域参数的值中有任何一个不在其对应的限定值之内，则显示模块108在输出装置4上显示该测试点没有通过测试。所述判断模块109用于判断是否用户选取的所有测试点都已经测试完毕。如图3所示，是本发明电路板自动化测试方法较佳实施例的作业流程图。步骤S01，获取模块100从数据库11中取得待测电路板5的布线图文件。步骤S02，获取模块100从该布线图文件中导入电子线路名称、各电子线路上的测试点及各测试点的坐标值等数据，将其存入一个列表中。步骤S03，接收模块101接收用户于上述列表中选取的电子线路名称，载入该电子线路上的测试点，并接收用户指定的测试参考点。所述测试参考点是指电路板5上短路的测试点。步骤S04，接收模块101接收用户设定的每个测试点需要测试的频域参数及每个频域参数的限定值。所述频域参数包括插入损耗(InsertionLoss)、回波损耗(ReturnLoss)、及阻抗(Impedance)等。用户可以设定某一个测试点需要测试其插入损耗、回波损耗、及阻抗等频域参数中的一个或者多个。所述频域参数的限定值是指该频域参数符合要求的数值范围。例如，用户可以设定当某测试点的插入损耗或者回波损耗大于某预设值时，该测试点没有通过测试，及某个测试点的阻抗不在一个预设的范围内时，该测试点没有通过测试。步骤S05，控制模块102根据上述测试参考点的坐标值，控制机械手臂2移动，使探棒20接触到该测试参考点，并控制时域反射仪3采集该测试参考点的时域传输(TimeDomain Transmission, TDT)的数据。步骤S06，排序模块103获取机械手臂2上探棒20的位置坐标，以该位置为基准点，依据各测试点与该基准点之间的距离，对各测试点进行排序。本实施例中，所述排序模块103按照与基准点距离远近的关系对各测试点进行排序。步骤S07，选择模块104根据上述对测试点的排序，选择其中一个尚未选择过的、距离基准点最近的测试点。步骤S08，第一计算模块105根据所选择的测试点所在电子线路的长度，利用一个预设的线路长度与时间之间的转换公式，计算出时域反射仪3的测试时间范围。所述时域反射仪3的测试时间范围是指该时域反射仪3发出的脉冲沿着所选择的测试点所在的线路传输所需要的时间。步骤S09，控制模块102根据所选择的测试点的坐标值，控制机械手臂2上的探棒20移动至该测试点，控制时域反射仪3采集该测试点的时域反射(Time DomainReflectometry, TDR)及TDT等时域参数的数据。步骤S10，第二计算模块106根据上述计算出来的测试时间范围，所选择的测试点的TDT、TDR等数据，及测试参考点的TDT数据，利用已知的时域参数与频域参数之间转换公式，计算出所选择的测试点需要测试的频域参数的值。
步骤S11，比较模块107将上述计算出来的频域参数的值与上述设定的频域参数的限定值做比较，判断该计算出来的频域参数的值是否都在其对应的限定值之内。当计算出来的频域参数的值中有任何一个不在其对应的限定值之内时，流程进入步骤S12。否则，当计算出来的频域参数的值都在其对应的限定值之内时，流程进入步骤S13。在步骤S12中，显示模块108在输出装置4上显示该测试点没有通过测试，然后执行步骤S14。在步骤S13中，显示模块108在输出装置4上显示该测试点通过测试，然后执行步骤 S14。步骤S14，判断模块109判断是否用户选取的所有测试点都已经测试完毕。还有测试点没有测试完毕，则流程返回上述的步骤S07。否则，若所有的测试点都已经测试完毕，则流程结束。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改，如上述流程图中各步骤顺序的调换或等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种电路板自动化测试系统，运行于一台主机中，该主机与一个机械手臂相连，机械手臂的末端安装有探棒，探棒与一台时域反射仪相连，其特征在于，该系统包括 控制模块，用于根据待测电路板上测试参考点的坐标值，控制机械手臂移动，使探棒接触到该测试参考点，并控制时域反射仪采集该测试参考点的时域传输的数据，其中，所述测试参考点是指电路板上短路的测试点； 排序模块，用于获取机械手臂上探棒的位置坐标，以该位置为基准点，依据电路板上各待测测试点与该基准点之间的距离，对电路板上各待测测试点进行排序； 选择模块，用于根据上述对待测测试点的排序，依次选择其中一个尚未选择过的、距离基准点最近的测试点； 第一计算模块，用于根据所选择的测试点所在电子线路的长度，利用一个预设的线路长度与时间之间的转换公式，计算出时域反射仪的测试时间范围； 上述控制模块还用于根据所选择的测试点的坐标值，控制机械手臂上的探棒移动至该测试点，控制时域反射仪采集该测试点的时域反射及时域传输的数据； 第二计算模块，用于根据上述计算出来的测试时间范围，所选择的测试点的时域传输、时域反射的数据，及测试参考点的时域传输的数据，利用已知的时域参数与频域参数之间转换公式，计算出所选择的测试点需要测试的频域参数的值； 比较模块，用于将上述计算出来的频域参数的值与预设的各频域参数的限定值做比较，判断该计算出来的频域参数的值是否都在其对应的限定值之内；及 显示模块，用于根据上述的比较结果，通过一个输出装置显示对所选择的测试点的测试结果。
2.如权利要求I所述的电路板自动化测试系统，其特征在于，该系统还包括 获取模块，用于取得所述待测电路板的布线图文件，从该布线图文件中导入电子线路名称、各电子线路上的测试点及各测试点的坐标值，将其存入一个列表中 '及 接收模块，用于接收从上述列表中选取的电子线路名称，载入该电子线路上的测试点作为上述待测测试点，接收指定的所述测试参考点，以及接收各测试点需要测试的频域参数，及所述每个频域参数的限定值。
3.如权利要求I所述的电路板自动化测试系统，其特征在于，所述频域参数包括插入损耗、回波损耗、及阻抗。
4.如权利要求I所述的电路板自动化测试系统，其特征在于，所述显示模块在计算出来的频域参数的值都在其对应的限定值之内时，在输出装置上显示该测试点通过测试，及在计算出来的频域参数的值中有任何一个不在其对应的限定值之内时，在输出装置上显示该测试点没有通过测试。
5.如权利要求I所述的电路板自动化测试系统，其特征在于，该系统还包括 判断模块，用于判断是否所有待测测试点都已经测试完毕。
6.一种电路板自动化测试方法，其特征在于，该方法包括步骤 (a)根据待测电路板上测试参考点的坐标值，控制一个机械手臂移动，使安装在该机械手臂上的探棒接触到该测试参考点，并控制与上述探棒相连的时域反射仪采集该测试参考点的时域传输的数据，其中，所述测试参考点是指电路板上短路的测试点； (b)获取上述机械手臂上探棒的位置坐标，以该位置为基准点，依据电路板上各待测测试点与该基准点 之间的距离，对电路板上各待测测试点进行排序； (C)根据上述对待测测试点的排序，选择其中一个尚未选择过的、距离基准点最近的测试点； (d)根据所选择的测试点所在电子线路的长度，利用一个预设的线路长度与时间之间的转换公式，计算出时域反射仪的测试时间范围； (e)根据所选择的测试点的坐标值，控制机械手臂上的探棒移动至该测试点，控制时域反射仪采集该测试点的时域反射及时域传输的数据； (f)根据上述计算出来的测试时间范围、所选择的测试点的时域传输、时域反射的数据及测试参考点的时域传输的数据，利用已知的时域参数与频域参数之间转换公式，计算出所选择的测试点需要测试的频域参数的值； (g)将上述计算出来的频域参数的值与预设的各频域参数的限定值做比较，判断该计算出来的频域参数的值是否都在其对应的限定值之内；及 (h)根据上述的比较结果，通过一个输出装置显示对所选择的测试点的测试结果。
7.如权利要求6所述的电路板自动化测试方法，其特征在于，在步骤(a)之前，该方法还包括； 取得所述待测电路板的布线图文件，从该布线图文件中导入电子线路名称、各电子线路上的测试点及各测试点的坐标值，将其存入一个列表中 '及 接收从上述列表中选取的电子线路名称，载入该电子线路上的测试点作为上述待测测试点，接收指定的所述测试参考点，以及接收各测试点需要测试的频域参数及所述每个频域参数的限定值。
8.如权利要求6所述的电路板自动化测试方法，其特征在于，所述频域参数包括插入损耗、回波损耗及阻抗。
9.如权利要求6所述的电路板自动化测试方法，其特征在于，所述步骤(h)包括 在计算出来的频域参数的值都在其对应的限定值之内时，在输出装置上显示该测试点通过测试；及 在计算出来的频域参数的值中有任何一个不在其对应的限定值之内时，在输出装置上显示该测试点没有通过测试。
10.如权利要求6所述的电路板自动化测试方法，其特征在于，该方法还包括 重新选择其中一个尚未选择过的测试点并重复执行步骤(d)至(h)，直至所有待测测试点都已经测试完毕。
全文摘要
一种电路板自动化测试方法，包括根据机械手臂上探棒的位置坐标，对电路板上的测试点进行排序；根据各测试点所在电子线路的长度，计算出时域反射仪的测试时间范围；通过控制机械手臂的运动，利用时域反射仪采集测试点的时域反射及时域传输的数据；根据上述测试时间范围，测试点的时域传输、时域反射的数据，以及电路板上测试参考点的时域传输的数据，计算出测试点的频域参数的值；将计算出来的频域参数的值与预设的各频域参数的限定值做比较，判断对测试点的测试结果。本发明还提供一种电路板自动化测试系统。利用本发明可快速、有效地完成电路板的测试。
文档编号G01R31/28GK102636698SQ201110035680
公开日2012年8月15日 申请日期2011年2月10日 优先权日2011年2月10日
发明者李昇军, 梁献全, 白育彰, 许寿国, 谢博全 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司