本发明涉及精密测量领域，尤其涉及一种瞬断检测装置和瞬断检测方法。
背景技术：
：导通瞬断测试仪是一种精密测量仪器，用来监测电连接器连接线束及互相连接的元器件在振动、冲击、碰撞等动载荷环境试验时是否会突然发生瞬间断路的现象，同时检测发生瞬断的位置和时间，用于判定线束和连接器等元件在动态使用的过程中的接触可靠性。用于导通瞬断测试仪的瞬断脉冲快速捕捉和时间同步测量技术，是一种为了判断处于振动等动态状态下的电连接器，其电气特性是否受到振动冲击的影响，导致连接器所传输的电信号出现了瞬间断路现象，并准确测量发生瞬断的时间而研制产生的专用测试技术。现有的用于导通瞬断测试仪的瞬断脉冲快速捕捉和时间同步测量技术一般采用传统的TTL逻辑门器件实现，工作电压较高，其工作时内部晶体管不停在导通和关断状态之间来回切换，导致其传输时延只能达到μs量级，只能工作在1μs级以上的慢速电路中，基于TTL电路的现有测量技术难以实现对0.01μs量级的时间进行准确测量的目的。测量窄脉冲高速小信号的困难来自于对短时瞬断脉冲宽度的精确测量。为提高瞬断脉冲信号宽度的测量精度，一般采取提高计数时钟频率的方法，时钟频率越高，测量脉宽的误差越小，但频率越高对芯片的性能要求越高。假设瞬断时间测量准确度为0.1μs，瞬断时间测量分辨力为0.01μs；那么时钟频率要达到100MHz，其一个时钟周期时间为10ns。此时一般传统的逻辑门电路、计数器都难以正常工作，如74HC系列高速TTL门电路芯片的上升沿、下降沿都超过25ns，信号传输延时达到30ns，对10ns以下的瞬断脉冲信号根本无法测量。为了保证电连接器在振动状态下的性能可靠，国家颁布了多个标准对其进行了规定，例如《GJB1217A-2009电连接器试验方法》第4.2条规定冲击试验时“除非另有规定，所有接触件的电负荷最大为100mA；不允许有规定时间的电气连续性，应采用能检测1μs瞬断的检测器”。那么瞬断脉冲信号发生后，如何准确判断瞬断现象发生以及如何快速对瞬断时间进行测量等对导通瞬断测试仪提出了更高的设计要求，在导通瞬断测试仪的设计中，如何解决准确判断并快速捕捉和准确测量瞬断脉冲时间的问题成为设计的关键。技术实现要素：本发明的目的是提供一种瞬断检测装置和瞬断检测方法，能够准确判断和快速捕捉瞬断脉冲并准确测量瞬断脉冲时间。本发明的一个方面提供一种瞬断检测装置，包括：计数器，用于对被测脉冲的脉冲时间进行计数；比较器，构成为检测所述被测脉冲的上升沿电压以及所述被测脉冲的下降沿电压，并将所述被测脉冲的上升沿电压以及下降沿电压与瞬断阈值电压进行比较，当所述被测脉冲的上升沿电压大于所述瞬断阈值电压时，使能所述计数器计数，当所述被测脉冲的下降沿电压小于所述瞬断阈值电压时，停止所述计数器计数；以及处理器，构成为根据所述计数器的计数值计算所述被测脉冲的脉冲时间，并且根据所述被测脉冲的脉冲时间判断瞬断状态。本发明的另一个方面提供一种瞬断检测方法，包括：当检测到被测脉冲的上升沿电压大于瞬断阈值电压时，使能计数器计数；当检测到所述被测脉冲的下降沿电压小于所述瞬断阈值电压时，停止所述计数器计数；根据所述计数器的计数值计算所述被测脉冲的脉冲时间；根据所述被测脉冲的脉冲时间判断瞬断状态。根据本发明的上述方面的技术方案，能够准确判断和快速捕捉瞬断脉冲并准确测量瞬断脉冲时间。附图说明为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明一种实施方式的瞬断检测装置的示意图；图2是本发明一种实施方式的瞬断检测装置的功能逻辑图；图3是本发明一种实施方式的瞬断检测方法的处理流程图；图4是本发明一种实施方式的瞬断检测方法的示例图。具体实施方式为便于对本发明的理解，下面将结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，其中各种实施方式并不构成对本发明的限定。本发明的一个实施方式提供一种瞬断检测装置，包括：计数器，用于对被测脉冲的脉冲时间进行计数；比较器，构成为检测所述被测脉冲的上升沿电压以及所述被测脉冲的下降沿电压，并将所述被测脉冲的上升沿电压以及下降沿电压与瞬断阈值电压进行比较，当所述被测脉冲的上升沿电压大于所述瞬断阈值电压时，使能所述计数器计数，当所述被测脉冲的下降沿电压小于所述瞬断阈值电压时，停止所述计数器计数；以及处理器，构成为根据所述计数器的计数值计算所述被测脉冲的脉冲时间，并且根据所述被测脉冲的脉冲时间判断瞬断状态。本实施方式的瞬断检测原理如图1所示，电连接器产生的瞬断(待测脉冲)上升沿和瞬断阈值电压进行比较。当瞬断上升沿电压大于瞬断阈值电压时，比较器输出信号EN使能计数器，计数器在时钟源信号CLK触发下开始计数；当检测到与电连接器产生的瞬断上升沿电压相邻的瞬断下降沿电压时，比较器输出信号停止计数器计数；微控制单元MCU(MicroControllerUnit)此时读取计数器的值并据此计算出瞬断脉冲的时间。在本实施方式中，如图1所示，采用有源晶体振荡器(晶振)作为恒定振动时间信号源，该信号源用经与非门芯片进行电平转换作计数器计数的时钟基准源，其中电平转换是将TTL信号转成ECL信号。由于瞬断脉冲的上升沿与时钟脉冲不可能完全同步，计数周期不完整，导致瞬断脉冲宽度测量一定会有误差，因此时钟源频率至少要高于测试时间频率的2倍，才能保证测量的准确性。为克服器件对线路传输的影响，本实施方式采用发射极耦合逻辑电路ECL(EmitterCoupledLogic)电平作为传输电平，在本实施方式的时序逻辑电路中，传输电平是逻辑电平从器件输入端到输出端所传送的电信号。本实施方式优选地采用ECL高速门电路作为时序逻辑电路，其最大特点是基本门电路工作在非饱和状态，由于输出阻抗小，驱动电流比较大，抗干扰能力强，延时时间为ps和ns量级，非常适用于高速传输场合。具体地，在本实施方式中，当测量的瞬断脉冲时间T断＜设定瞬断脉冲时间Tset时，表明没有发生瞬间断路；当测量瞬断脉冲时间T断＞设定瞬断脉冲时间Tset，且测量瞬断脉冲时间T断＜99.99us(常规脉冲时间的示例)时，表明发生了瞬间断路，计数器继续计数，当瞬断结束时，计数器停止计数，数据被锁存；如果T断＞99.99us，计数器停止计数。即，在瞬断发生时，计数器开始计数，在瞬断结束或者瞬断计数大于99.99us时停止计数。这里瞬断时间测量的最大时间是99.99us，超过99.99us则不计数，小于99.99us则可以准确测量出瞬断脉冲时间。MCU读取计数值及相应逻辑状态，并输出状态结果。下表1为本实施方式中采用逻辑器件进行瞬断测量的时序逻辑真值表。其中，T断表示被测脉冲的瞬断脉冲时间，Tset表示设定瞬断脉冲时间，count为计数器的值，MR表示复位标志，lockBit表示计数锁存标志，countValue表示脉冲计数值，软件复位表示需要MCU进行复位计数值。表1时序逻辑真值表本实施方式，优选地，以ECL电平为所述被测脉冲的传输电平，根据所述ECL电平检测所述被测脉冲的上升沿电压以及下降沿电压。图2是本发明一种实施方式的瞬断检测装置的具体功能逻辑图。在该功能逻辑图中，优选地，采用高速响应的硬件电路来实现此瞬断测量，本领域技术人员应当理解其作为本实施方式的一种实现方式，并不构成对本实施方式的限制。在图2中，电压比较阈值产生电路，用来产生瞬断比较电压阈值，与连接器输入的瞬断脉冲电压一起进入比较器进行比较，比较器根据输入电压差输出一个比较电平进入或门逻辑处理，再进入16位计数器进行计数，晶振产生标准的TTL信号源，经电平转换变成ECL电平进入计数器，与门、或非门、锁存器、数值比较器主要配合计数器产生瞬断时间计数的比较和锁定逻辑功能，MCU负责读取计数器的计数值和设定数值比较器的时间比较设计值，同时对锁存器、计数器进行软件复位和清除处理。为保证高速信号传输的准确，逻辑电平的信号延时对准确测量有很大的影响，因此在信号传输过程中的逻辑芯片都采用ECL电平的部件，保证电平传输的准确性。本实施方式中的器件全部为ECL电平的逻辑器件，具有高速传输特性，其它TTL逻辑器件也能完成相同的逻辑功能，只是进行高速传输出时，延时很大，导致高速测量不准确。因此，本实施方式在设计时序逻辑电路时，在高速比较器、高速计数器、高速与门、或门、数值比较器等逻辑器件的选择上均优选地采用ECL电平逻辑芯片，其传输延时均在ns量级，如下表2所示。表2门电路参数型号类型电平传输延时(ns)SY100E137计数器ECL2.2SY10-100E104与非门ECL0.38SY100S302或非门ECL0.7SY10-100E166数值比较器ECL1.1SY100S350锁存器ECL1.0在逻辑电路中，TTL电路与ECL电路都可以实现逻辑电平，便TTL电路只能实现低速传输，高速传输会产生信号延时失真，而ECL电平在高速传输中不会产生失真。通过如上采用ECL高速门电路芯片，保证了信号传输的准确性。本实施方式中优选地采用ECL高速门电路作为时序逻辑电路外，也可采用可编程逻辑器件FPGA或CPLD替代实现。本发明的另一个实施方式提供一种瞬断检测方法，包括：当检测到被测脉冲的上升沿电压大于瞬断阈值电压时，使能计数器计数；当检测到所述被测脉冲的下降沿电压小于所述瞬断阈值电压时，停止所述计数器计数；根据所述计数器的计数值计算所述被测脉冲的脉冲时间；根据所述被测脉冲的脉冲时间判断瞬断状态。具体地，本实施方式的瞬断检测方法的处理流程如图3所示，包括如下的处理步骤：步骤S21、当检测到被测脉冲的上升沿电压大于瞬断阈值电压时，使能计数器计数；步骤S22、当检测到所述被测脉冲的下降沿电压小于所述瞬断阈值电压时，停止所述计数器计数；步骤S23、根据所述计数器的计数值计算所述被测脉冲的瞬断脉冲时间；步骤S24、根据所述被测脉冲的脉冲时间确定瞬断状态。优选地，在步骤S24中，根据所述被测脉冲的脉冲时间判断瞬断状态包括：当所述被测脉冲的脉冲时间小于设定瞬断脉冲时间时，判断没有发生瞬断；当所述瞬断脉冲时间大于设定瞬断脉冲时间且小于常规脉冲时间时，则判断发生瞬断。在瞬断脉冲测量时，不同的连接器对瞬断脉冲时间要求不一样，这就要求测试仪能够根据用户的要求来确定所述设定瞬断脉冲时间。下面根据一个具体示例，来说明本实施方式的根据瞬断脉冲时间确定瞬断状态的方法，如图4所示，本实施方式的瞬断测量过程实际上是一个时序逻辑电路过程，检测瞬断上升沿电压，在瞬断测量过程中，当产生的瞬断上升沿电压大于瞬断阈值电压时，处理器指示比较器翻转输出一个电平控制使能计数器计数，计数器以时钟信号的频率进行计数。当瞬断下降沿电压小于瞬断阈值电压时，停止所述计数器计数；根据所述计数器停止计数时的计数值计算瞬断脉冲时间；此时，计数器输出的计数值进入数值比较器，与设定瞬断脉冲时间Tset进行比较，当瞬断脉冲时间T断＜设定瞬断脉冲时间Tset时，且瞬断脉冲时间对应的瞬断下降沿电压小于所述瞬断阈值电压，逻辑门会复位计数器，则表示瞬断异常或者瞬断没有发生，图中4个瞬断脉冲时间T1，T2，T3，T4都小于Tset，所以电路自动过滤掉，逻辑电路判断瞬断没有发生。在T5瞬断脉冲发生的时间T5大于Tset，数值比较器输出一个电平控制与门电路，锁存器输出瞬断发生的锁存信号标记瞬断发生，并且指示计数器继续进行计数；直至瞬断脉冲时间对应的瞬断下降沿电压小于所述瞬断阈值电压时，计数器停止计数，测量锁存，逻辑电路判断瞬断发生，同时单片机检测到瞬断发生信号，读取计数器的值，进行分析并显示，则瞬断测量过程完成。综上所述，本发明实施方式通过当检测到被测脉冲的上升沿电压大于瞬断阈值电压时，使能计数器计数；当检测到与所述上升沿电压相邻的下降沿电压小于所述瞬断阈值电压时，停止所述计数器计数；根据所述计数器的计数值计算所述被测脉冲的瞬断脉冲时间；根据所述瞬断脉冲时间确定所述被测脉冲的瞬断状态以确定是否发生瞬断。通过上述方法，可以在对脉冲瞬断进行判断是否发生的同时，能够快速对瞬断脉冲信号时间进行同步检测、捕获及识别测量。本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施方式的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。当前第1页1 2 3