一种用于测试的信号调理装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种用于电路板测试的信号调理装置，该装置采用一块基板配套至少一个信号调理模块的结构，对外界输入的不同待测试电气信号进行调理并统一输出至待测试电路板或者信号采集设备，当其中某个信号调理模块出现故障时，只需要将正常的信号调理模块将故障模块替换即可，该装置结构实现简单，制造及维护成本低，通用性强。
【专利说明】—种用于测试的信号调理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及测试领域，尤其涉及一种用于测试的信号调理装置。
【背景技术】
[0002]FCT (Functional Circuit Test,功能测试)是对 UUT (Unit Under Test,测试目标板)提供模拟的运行环境(激励和负载)，使其工作于各种设计状态，从而获取到各个状态的参数来验证UUT的功能好坏的测试方法。一般专指PCB目标板的功能测试。
[0003]当前对于PCB板的FCT测试需要使用到对信号的采集输入、提供激励信号输出和通讯接口三个主要功能，为了完成上述功能，一般是采用专门的仪器设备或者针对特定的待测试PCB目标板设计相应的测试用电路板两种方案。所述两种方案存在一些缺点，对于使用专门的仪器设备进行测试的方案来说，仪器设备比较昂贵，实施成本较高，而且在遇到一些特殊需求时也不易找到相应的仪器设备；对于自行设计测试用电路板的方案来说，由于设计上缺乏复用性，会造成重复设计，造成资源的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种用于测试的信号调理装置，该装置采用单个基板配套多个不同类型信号调理模块的形式来完成信号采集，激励输出和通讯三个功能，具有实现简单，制造及维护成本低，通用性强的优点。
[0005]为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0006]一种用于电路板测试的信号调理装置，所述装置包括基板和以可拆卸方式安装于所述基板上的至少一个信号调理模块，所述基板通过统一的电气接口为信号调理模块提供电气连接，所述信号调理模块用于对输入的待测试电气信号进行调理，转换成统一的信号形式输出到待测试电路板或信号采集设备。
[0007]进一步地，所述至少一个信号调理模块分别对不同的待测试电气信号进行调理，所述待测试电气信号包括为电路板提供激励的信号和电路板输出的信号。
[0008]进一步地，所述统一的电气接口包括通信接口，所述信号调理模块的输出经统一处理后通过所述通信接口基于I2C或者SPI通信协议与外界进行通信。
[0009]进一步地，所述信号调理模块为模拟信号转换电路，所述模拟信号转换电路用于将输入的电气信号转换为与外界待测试电路板或信号采集设备匹配的通用的标准信号。
[0010]进一步地，所述信号调理模块为数字信号转换电路，所述数字信号转换电路用于将输入的工业用逻辑电气信号转换为TTL电平信号，或者将TTL电平信号转换为工业用逻辑电气信号。
[0011]进一步地，所述信号调理模块为模拟放大电路，所述模拟放大电路用于对输入的模拟信号进行放大处理。
[0012]进一步地，所述信号调理模块为接口转换器，所述接口转换器用于对通信接口间的通信协议进行转换。[0013]进一步地，所述基板上设置有多组统一规格的插座，每个信号调理模块使用对应的插头安装于所述基板上。
[0014]进一步地，所述基板通过统一的电气接口提供多种基准电压信号为所述信号调理模块供电。
[0015]进一步地，所述装置能够对多路待测试电气信号同时进行调理。
[0016]本发明的技术方案，采用一块基板配套至少一个信号调理模块的结构，对外界输入的不同信号进行调理并统一输出至待测试电路板或者外界信号采集器件，当其中某个信号调理模块出现故障时，只需要将正常的信号调理模块将故障模块替换即可，该装置结构实现简单，制造及维护成本低，通用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明第一实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图；
[0018]图2为本发明第二实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图；
[0019]图3为本发明第三实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图；
[0020]图4为本发明第四实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图；
[0021]图5为本发明第五实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0023]图1为本发明第一实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图。如图1所示，所述装置包括基板和以可拆卸方式安装于所述基板上的至少一个信号调理模块，所述基板通过统一的电气接口为信号调理模块提供电气连接，所述信号调理模块用于对输入的待测试电气信号进行调理，转换成统一的信号形式输出到待测试电路板或信号采集设备。
[0024]所述统一的电气接口使用了一个多脚输出的接插件，所述接插件引脚个数可根据所需要的电气信号种类进行设置。接插件的各个引脚包括了模拟信号输入/输出、数字信号、供电和通讯全部功能接口。例如，一个20Pin的接插件，并指定了间距，样式等信息。对于接插件的各个针脚分别定义不同的电气信号。例如:
[0025]Pinl:模拟电压输出，可以提供+/-5V范围的电压信号；
[0026]Pin2:模拟电压输入，可以接收+/_5V范围的电压信号；
[0027]Pin3:模拟信号地；
[0028]Pin4:数字信号双向，可以提供或接收TTL电平信号；
[0029]Pin5:数字地；
[0030]Pin6:提供+12V电压信号供电[0031 ] Pin7:提供-12V电压信号供电
[0032]......[0033]通讯接口(以IIC为例)
[0034]PinlO: SCL
[0035]Pinl 1: SDA[0036]Pinl2:GND
[0037]......[0038]对于不同的信号调理模块而言，根据不同功能仅使用了与其相关的部分引脚。例如对一个24V的模拟信号进行采集。通过设计一个信号调理模块，其功能是将电压信号等比例衰减，就可以将24V信号降至+/-5V范围内进行测量。这时该调理模块使用且仅使用
7〃 统一接口 〃 上的 Pin2, Pin3, Pin6 和 Pin7 脚。
[0039]所述输入的待测试信号包括为待测试电路板提供激励的信号和电路板输出的信号。
[0040]所述信号调理模块通过物理方式安装在所述基板上，实现可拆卸功能。所述基板上包含多组统一规格的PCB安装形式的多芯插座，各信号调理模块使用相对应的插头，在安装时通过简单操作将信号调理模块安装在所述基板上。该种安装模式，可以根据需求通过简单操作搭建需要的单一的信号调理模块或多个信号调理模块组合，当其中某个信号调理模块发生故障时，再用一个新的与所述故障模块功能相同的信号调理模块替换即可，方便装置的制造及维护。
[0041]所述基板能够通过统一的电气接口提供多种基准电压信号为所述信号调理模块供电，如+/-24V，+/-15V，+/-5V和+/-3.3V电压源等，使得在设计调理子模块时，不需要考虑供电和基准源的问题，减低了设计难度。
[0042]所述基板的统一的电气接口包括通信接口，各信号调理模块的输出信号经集线处理后通过所述通信接口输出至待测试电路板或者信号采集设备。所述信号采集设备可以为数据采集卡或者单片机。
[0043]本实施例中，所述信号调理装置用于对输入的待测试电气信号进行模拟信号转换，为待测试电路板提供激励。如所述输入的待测试电气信号为外界提供的非标准模拟电压信号，信号调理装置采用信号调理模块I进行信号调理。所述信号调理模块I为模拟信号转换电路，所述模拟信号转换电路能够提供信号增益、隔离、滤波等单一或组合功能，将输入非标准模拟电压转换为标准(如+/-5v)范围输出的电压信号以匹配绝大多数MCU的AD功能范围，即转换成与待测电路板激励信号匹配的通用的标准信号。所述待测试电气信号还可以为非标准电流信号，通过信号调理转换成标准的标准(如+/-5v)范围输出的电压信号以匹配绝大多数MCU的AD功能范围，即转换成与待测电路板激励信号匹配的通用的标准信号。
[0044]所述输入的待测试电气信号还可以为电路板输出的模拟电压或电流信号，通过信号调理，输出标准范围的电压信号到信号采集设备。
[0045]其中，所述+/-5v只是一个具体的应用实例，这里转换后的信号可根据待测试电路板需要的激励信号确定。
[0046]图2为本发明第二实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图。如图2所示，该装置的结构与图1所示的结构基本相同，只是对于搭建的信号调理模块的组合可能不同。对于详细的结构说明，请参考图1部分的详细描述。
[0047]本实施例中所述信号调理装置用于对输入的待测试电气信号进行数字信号转换，供信号采集设备进行信号采集。如所述输入的待测信号为外界提供的工业逻辑电气信号，信号调理装置采用信号调理模块2进行信号调理。所述信号调理模块2为数字信号转换电路，所述数字信号转换电路能够提供转换、隔离单一或组合功能，将输入信号如24V的工业逻辑电气信号转换为TTL电平信号。
[0048]此外，所述的数字信号转换电路还可以设计成将TTL电平转换为工业逻辑电气信号的转换电路。当输入信号为TTL电平时，将信号转换为工业逻辑电气信号。采用哪个信号调理模块是根据信号调理装置输入信号和外界信号采集设备需要的信号决定的。
[0049]图3为本发明第三实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图。该装置的结构与图1所示的结构基本相同，只是对于搭建的信号调理模块的组合可能不同。对于详细的结构说明，请参考图1部分的详细描述。
[0050]本实施例中所述信号调理装置用于对输入的待测试电气信号进行信号放大处理，放大后的信号输出给信号采集设备进行信号采集。所述待测试信号可以为一般DA转换芯片输出的模拟电压信号，DA转换芯片输出信号一般较微弱，信号调理装置采用信号调理模块3进行信号调理。所述信号调理模块3为模拟放大电路，所述模拟放大电路能够提供功率加强、放大等单一或组合功能，对所述DA转换芯片输出的模拟电压信号进行放大处理后输出至外界信号采集器件，放大信号的倍数是根据外界信号采集器件所需要的电压范围值决定的。
[0051]图4为本发明第四实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图。该装置的结构与图1所示的结构基本相同，只是对于搭建的信号调理模块的组合可能不同。对于详细的结构说明，请参考图1部分的详细描述。
[0052]本实施例中所述信号调理装置用于对通信接口间的传输协议进行转换，使通信接口基于最常见的I2C或者SPI通信协议与信号采集设备进行通信。如输入信号的通信接口基于RS232、RS485等通信协议传输信号，信号调理装置采用信号调理模块η进行信号调理。所述信号调理模块η为接口转换器，所述接口转换器对通信接口间的通信协议进行转换，使信号通过基板上统一的通信接口基于最常见的I2C或者SPI通信协议与外界信号采集器件进行通信。
[0053]上述几种实施方式是对于单一的输入信号进行调理，对于调理模块功能没有严格的限制。本发明的技术方案也适用于对多路待测试电气信号同时进行调理后统一输出给外界的信号采集器件完成信号采集，激励输出和通讯三个功能。
[0054]图5为本发明第五实施例的用于电路板测试的信号调理装置的结构框图。该装置的结构与图1所示的结构基本相同，只是对于搭建的信号调理模块的组合可能不同。对于详细的结构说明，请参考图1部分的详细描述。
[0055]本实施例中所述信号调理装置用于对两路不同的输入信号同时进行调理。其中一路用于对输入的非标准电压信号进行信号转换，为待测试电路板提供激励；同时，另一路用于对电路板输出的模拟电压信号进行放大处理，通过统一的电气接口基于I2C或者SPI通信协议输出至信号采集设备进行信号采集。所述输入的非标准电压信号通过信号调理模块I进行信号调理，所述信号调理模块I为模拟信号转换电路，所述模拟信号转换电路能够提供信号增益、隔离、滤波等单一或组合功能，将输入非标准模拟电压转换为标准(如+/-5ν)范围输出的电压信号输出给待测试电路板。所述+/-5ν只是一个具体的应用实例，这里转换后的信号可根据待测试电路板需要的激励确定。同时，所述电路板输出的模拟电压信号通过信号调理模块3进行信号调理。所述信号调理模块3为模拟放大电路，所述模拟放大电路能够提供功率加强、放大等单一或组合功能，对所述一般DA输出的模拟电压信号进行放大处理后输出至外界信号采集器件，放大信号的倍数是根据外界信号采集器件所需要的电压范围值决定的。
[0056]本发明的技术方案，采用一块基板配套至少一个信号调理模块的结构，对外界输入的不同信号进行调理并统一输出至外界信号采集器件，当其中某个信号调理模块出现故障时，只需要将正常的信号调理模块将故障模块替换即可，具有实现简单，制造及维护成本低，通用性强的优点。
[0057]上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于电路板测试的信号调理装置，其特征在于，所述装置包括基板和以可拆卸方式安装于所述基板上的至少一个信号调理模块，所述基板通过统一的电气接口为信号调理模块提供电气连接，所述信号调理模块用于对输入的待测试电气信号进行调理，转换成统一的信号形式输出到待测试电路板或信号采集设备。
2.根据权利要求1所述的用于电路板测试的信号调理装置，其特征在于，所述至少一个信号调理模块分别对不同的待测试电气信号进行调理，所述待测试电气信号包括为电路板提供激励的信号和电路板输出的信号。
3.根据权利要求1所述的用于电路板测试的信号调理装置，其特征在于，所述统一的电气接口包括通信接口，所述信号调理模块的输出经统一处理后通过所述通信接口基于I2C或者SPI通信协议与外界进行通信。
4.根据权利要求1所述的用于电路板测试的信号调理装置，其特征在于，所述信号调理模块为模拟信号转换电路，所述模拟信号转换电路用于将输入的电气信号转换为与待测试电路板或信号采集设备匹配的通用的标准信号。
5.根据权利要求1所述的用于电路板测试的信号调理装置，其特征在于，所述信号调理模块为数字信号转换电路，所述数字信号转换电路用于将输入的工业用逻辑电气信号转换为TTL电平信号，或者将TTL电平信号转换为工业用逻辑电气信号。
6.根据权利要求1所述的用于电路板测试的信号调理装置，其特征在于，所述信号调理模块为模拟放大电路，所述模拟放大电路用于对输入的模拟信号进行放大处理。
7.根据权利要求1所述的用于电路板测试的信号调理装置，其特征在于，所述信号调理模块为接口转换器，所述接口转换器用于对通信接口间的通信协议进行转换。
8.根据权利要求1至7之一所述的用于测试的信号调理装置，其特征在于，所述基板上设置有多组统一规格的插座，每个信号调理模块使用对应的插头安装于所述基板上。
9.根据权利要求8所述的用于测试的信号调理装置，其特征在于，所述基板通过统一的电气接口提供多种基准电压信号为所述信号调理模块供电。
10.根据权利要求8所述的用于测试的信号调理装置，其特征在于，所述装置能够对多路待测试电气信号同时进行调理。
【文档编号】G01R31/28GK103913692SQ201210592618
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月29日 优先权日:2012年12月29日
【发明者】马楠 申请人:北京谊安医疗系统股份有限公司