一种开关矩阵、测试装置以及测试系统的制作方法

1.本技术涉及器件测试技术领域，具体而言，涉及一种开关矩阵、测试装置以及测试系统。


背景技术：

2.鉴于航空器电子部件品种越来越多，每种电子部件的信号接口千差万别，对其进行的测试也非常复杂。对于航空器电子部件的测试，不同于批量化电子产品测试时，测试的相同产品数量少，且一个测试台需要完成多种产品的测试，而产品更新换代的速度也很快，因此要求配套的测试台必须能快速、全面地提供各种信号和测试功能，以满足多种产品测试所需。
3.目前，针对一种产品的测试，需要设置一种对应的测试箱。因此，其测试成本较高。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种开关矩阵、测试装置以及测试系统，以解决现有技术中存在的对于航空器电子部件的测试成本较高的问题。
5.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
6.第一方面，本技术实施例提供了一种开关矩阵，所述开关矩阵包括第一端口与第二端口，所述第一端口与所述第二端口相连；其中，
7.所述第一端口包括至少一个级联设置的第一单刀多掷开关，每个所述第一单刀多掷开关的自由端均用于与一个激励源相连，以通过所述激励源生成不同的激励信号；
8.所述第二端口包括至少一个级联设置的第二单刀多掷开关，每个所述第二单刀多掷开关的自由端均用于与一个采集设备相连，以通过所述采集设备获取测试向量；
9.所述第一单刀多掷开关与所述第二单刀多掷开关用于在处于不同导通状态时，连接不同的激励源与采集设备。
10.可选地，所述第一单刀多掷开关与所述第二单刀多掷开关均包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关包括连接端与自由端；
11.在所述第一端口与所述第二端口中，上一级单刀双掷开关的其中一个自由端与一个采集设备相连，另一个自由端与下一级单刀双掷开关的连接端相连；
12.所述第一端口中第一级单刀双掷开关的连接端与第二端口中第一级单刀双掷开关的连接端相连。
13.可选地，所述激励源包括空信号，以使所述第一单刀多掷开关的至少一个自由端悬空。
14.第二方面，本技术实施例还提供了一种测试装置，所述测试装置包括激励源、采集设备、接口面板、控制器以及上述的开关矩阵，所述开关矩阵分别与所述激励源、所述采集设备连接，每个所述激励源均与所述接口面板连接，所述接口面板用于与被测试件连接，所述控制器分别与所述激励源、所述采集设备以及所述开关矩阵连接；其中，
15.所述控制器用于控制所述开关矩阵的导通状态与所述激励源、所述采集设备的工作状态。
16.可选地，所述激励源包括空信号；当所述控制器控制所述开关矩阵处于非空信号导通状态时，所述测试装置用于进行自检测；
17.当所述控制器控制所述开关矩阵处于空信号导通状态时，所述测试装置用于对所述被测试件进行检测。
18.可选地，所述激励源还包括信号发生器与电源。
19.可选地，所述采集设备包括万用表与示波器。
20.可选地，所述接口面板设置有多个第一接口与一个第二接口，每个所述第一接口均与一个激励源相连，所述第二接口用于与所述被测试件连接。
21.第三方面，本技术实施例还提供了一种测试系统，所述测试系统包括被测试件与上述的测试装置，所述被测试件与所述测试装置的接口面板连接。
22.可选地，所述被测试件包括航空器电子件。
23.相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
24.本技术提供了一种开关矩阵、测试装置以及测试系统，该关矩阵包括第一端口与第二端口，第一端口与第二端口相连；其中，第一端口包括至少一个级联设置的第一单刀多掷开关，每个第一单刀多掷开关的自由端均用于与一个激励源相连，以通过激励源生成不同的激励信号；第二端口包括至少一个级联设置的第二单刀多掷开关，每个第二单刀多掷开关的自由端均用于与一个采集设备相连，以通过采集设备获取测试向量；第一单刀多掷开关与第二单刀多掷开关用于在处于不同导通状态时，连接不同的激励源与采集设备。由于本技术提供的开关矩阵中的第一端口可以连接多个激励源，且第二端口可以连接多个采集设备，并在开关矩阵处于不同导通状态时，将不同的激励源与采集设备进行连接，进而可以针对不同种类的被测器件，选择不同的激励源与采集设备进行连接，实现针对不用种类的电子部件的检测。
25.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
27.图1示出了现有技术中提供的测试系统的一种模块示意图。
28.图2示出了本技术实施例提供的一种开关矩阵的模块示意图。
29.图3示出了本技术实施例提供的一种开关矩阵的电路示意图。
30.图4示出了本技术实施例提供的一种测试装置的模块示意图。
31.图中：
32.100-开关矩阵；110-第一端口；120-第二端口；200-测试装置；210-采集设备；220-激励源；230-接口面板。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
37.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.传统的航空自动测试系统有其固定的架构，通常的做法是将测试台分为两部分，即测试平台和测试箱。其中，测试平台提供激励源和测试向量，激励源是测试平台所有输出信号的统称，包括模拟信号输出、离散量输出、电源、通讯总线等，测试向量是测试平台所有输入信号的统称，包括万用表测试信号、示波器测试信号、频谱仪测试信号等。
39.测试箱提供被测试件与测试平台的连接，内部包含开关和连接电缆。通过开关和连接电缆切换信号，将测试平台的激励源引入被测试件，将被测试件的输出信号引到测试向量。一种被测试件对应一台测试箱，被测试件更换时必须随之更换匹配的测试箱，理论上一个测试平台可以具备无数个测试箱。例如，请参阅图1，图1示出了现有技术中提供的测试系统的一种模块示意图，由图可知，当需要对被测试件a进行测试时，需要利用对应的测试箱a；而当需要对被测试件b进行测试时，需要利用对应的测试箱b，以此类推。并且，可以将测试箱a与测试箱b集成为一个测试平台，则该测试平台上需要对应不同种类的测试箱，整体成本较高。
40.此外，所有激励源、测试向量、开关受控于测试平台的计算机程序，整个测试过程由计算机程序自动完成。整个测试系统还需要设计专门的自检测回路，以保证测试系统自身的可靠性。通常的做法是在每个测试箱内部设计开关回路，将测试平台的激励源和测试向量短接，由计算机程序控制完成自检测。
41.综上，现有技术中提供测试系统至少存在以下问题：
42.1、由于需要测试的航空器电子部件品种繁多，测试箱也必须与被测试件一一匹配。而且由于单个品种被测件的数量较少，导致测试箱的重复利用率很低，测试系统的成本相对较高。
43.并且，航空器电子部件的信号种类和数量通常比较多且复杂，每个品种的电子部件都要设计专门的测试箱，对设计和生产人员的能力要求非常高，而且开发周期很长，人力
成本极大，而且很容易因为设计失误而造成浪费，甚至造成被测试件的损坏。
44.2、由于每个测试箱都需要设计专门的自检测回路，除了对人员的要求较高外，还容易因为设计失误造成某些信号自检测的遗漏，从而降低测试系统的可靠性。
45.有鉴于此，为了解决上述问题，本技术提供了一种开关矩阵，通过在开关矩阵中设置单刀多掷开关的方式，实现将不同的激励源与采集设备相连，进而可以实现对不同种类的电子部件进行测试的效果，且结构相对简单，降低了成本。
46.下面对本技术提供的开关矩阵进行示例性说明：
47.作为一种实现方式，请参阅图2，开关矩阵100包括第一端口110与第二端口120，第一端口110与第二端口120相连；其中，第一端口110包括至少一个级联设置的第一单刀多掷开关，每个第一单刀多掷开关的自由端均用于与一个激励源220相连，以通过激励源220生成不同的激励信号；第二端口120包括至少一个级联设置的第二单刀多掷开关，每个第二单刀多掷开关的自由端均用于与一个采集设备210相连，以通过采集设备210获取测试向量；第一单刀多掷开关与第二单刀多掷开关用于在处于不同导通状态时，连接不同的激励源220与采集设备210。
48.通过设置开关矩阵100的方式，可以取消传统的测试箱，将降低开发难度，同时降低成本。并且，通过在第一端口110设置第一单刀多掷开关，同时在第二端口120设置第二单刀多掷开关的方式，可以实现不同的激励源220与采集设备210的连接。
49.例如，激励源220包括a、b、c以及d，采集设备210包括a、b、c以及d，在开关矩阵100处于不同导通状态时，可以连通不同的激励源220与采集设备210。例如，当开关矩阵100处于第一种导通状态时，激励源220与采集设备210相连，此时，采集设备210采集激励源220的激励信号，进而对激励源220信号的自检测，确定出该激励源220是否满足要求。例如，当激励源220信号为电源信号，且需求的激励信号为50v时，则采集设备210可以采集激励源220的电压，以确定激励源220的电压是否满足要求。而当开关矩阵100处于第二导通状态时，则此时可能为激励源220与采集设备210相连。
50.作为一种实现方式，第一单刀多掷开关与第二单刀多掷开关均包括单刀双掷开关，单刀双掷开关包括连接端与自由端；在第一端口110与第二端口120中，上一级单刀双掷开关的其中一个自由端与一个采集设备210相连，另一个自由端与下一级单刀双掷开关的连接端相连；第一端口110中第一级单刀双掷开关的连接端与第二端口120中第一级单刀双掷开关的连接端相连。
51.例如，请参阅图3，图3示出了一种开关矩阵100的结构示意图，由图可知，开关矩阵100包括第一端口110与第二端口120，且第一端口110与第二端口120均包括多个单刀双掷开关。其中，第一端口110中的多个第一单刀双掷开关分别与多个激励源220相连，第二开关口中的多个第二单刀双掷开关分别与多个采集设备210相连，以获取不同的测试向量。
52.以第一端口110为例，第一端口110中包括多个级联设置的第一单刀双掷开关，例如包括第一单刀双掷开关a、第一单刀双掷开关b以及第一单刀双掷开关c，第一单刀双掷开关a、第一单刀双掷开关b以及第一单刀双掷开关c依次连接。图示中标号1表示连接端，第一单刀双掷开关a的连接端与第二端口120中的第二单刀双掷开关的连接端连接，第一单刀双掷开关a的自由端包括两个，分别为标号2与标号3。并且，标号2所在的自由端用于与第一单刀双掷开关b的连接端相连，标号3所在的自由端用于连接一个激励源220。同理地，第一单
刀双掷开关b中，标号2所在的自由端用于与第一单刀双掷开关c的连接端相连，标号3所在的自由端用于连接一个激励源220。
53.通过该连接方式，可以通过控制开关矩阵100导通状态的方式，连通不同的激励源220。其中，本技术所述的导通状态，指开关矩阵100中每个单刀双掷开关的连接端与任一个自由端连接的状态。例如，当第一单刀双掷开关a的连接端与标号为2的自由端相连，第一单刀双掷开关b的连接端与标号为2的自由端相连，且第一单刀双掷开关c的连接端也与标号为2的自由端相连时，则图示中激励源220与第二端口120相连；而若第一单刀双掷开关a的连接端与标号为2的自由端相连，第一单刀双掷开关b的连接端与标号为2的自由端相连，且第一单刀双掷开关c的连接端与标号为3的自由端相连时，则图示中激励源220与第二端口120相连，以此类推，在此不做限定。
54.可以理解地，第二端口120中也可以包括多个级联的第二单刀双掷开关，其工作原理与第一端口110的原理类似，在此不再进行赘述。
55.通过设置开关矩阵100，使得可以将从多个激励源220与的采集设备210中，选择出一个激励源220与采集设备210，并利用采集设备210采集激励源220的信号。例如，通过控制开关矩阵100的导通状态，可以将激励源220与采集设备210连通，以通过采集设备210采集测试向量1；或者，可以将激励源220与采集设备210连通，或者，也可以将激励源220与采集设备210连通，在此不做限定。
56.需要说明的是，上述单刀双掷开关仅为举例说明，当然地，单刀多掷开关也可以为其它开关，例如单刀三掷开关等，在此不做具体限定。
57.还需要说明的是，通用控制开关矩阵100的方式，可以实现测试装置200的自检测，即当需要检测时，需要对激励源220的激励信号进行检测，以确定激励信号是否满足要求。而当需要检测被测器件时，为了使第二端口120能够与被测器件相连，作为一种实现方式，激励源220包括空信号，以使所述第一单刀多掷开关的至少一个自由端悬空。其中，悬空的自由端直接与被测器件相连，进而能够使采集设备210通过开关矩阵100采集激励源220生成的激励信号。
58.本技术提供的开关矩阵，至少具有以下有益效果：
59.1、通过硬件电路实现开关矩阵中的关联开关之间互斥功能，可避免系统故障时出现短路的风险。
60.2、保证了任意激励源只可能同时与1个测试向量连接，可避免2个测试向量短接时互相干扰，影响测试的精度。
61.3、保证了任意测试向量只可能同时与1个激励源连接，可避免2个激励源短接时造成电路故障。
62.4、保证了任意1个激励源都能与任意1个测试向量连接，不用再设计测试箱将被测试件的输出信号切换到测试向量，只需控制器控制开关矩阵将待测试信号连接到测试向量即可。
63.5、保证了所有激励源和测试向量均可以自检测，可以做到100％的自检测功能，避免每个被测试件额外设计自检回路时因为设计失误降低系统可靠性。
64.基于上述实现方式，请参阅图4，本技术实施例还提供了一种测试装置200，该测试装置200包括激励源220、采集设备210、接口面板230、控制器以及上述的开关矩阵100，开关
矩阵100分别与激励源220、采集设备210连接，每个激励源220均与接口面板230连接，接口面板230用于与被测试件连接，控制器分别与激励源220、采集设备210以及开关矩阵100连接；其中，控制器用于控制开关矩阵100的导通状态与激励源220、采集设备210的工作状态。
65.可选地，激励源220包括空信号；当控制器控制开关矩阵100处于非空信号导通状态时，测试装置200用于进行自检测，当控制器控制开关矩阵100处于空信号导通状态时，测试装置200用于对被测试件进行检测。
66.一般地，在利用测试装置200对被测试件进行检测时，需要先进行自检测，然后再对被测试件进行检测。当进行自检测时，控制器控制开关矩阵100的导通状态连通对应的激励源220与测试向量，例如，当利用电源对被测试件进行测试时，采集设备210为万用表，以确定激励源220的电压。若电压满足要求，则自检测完成，切换至检测被测试件，此时，开关矩阵100切换至空信号导通状态，使得采集设备210可以采集到被测试件的信号。
67.需要说明的是，每个激励源220均提供过接口面板230与被测试件相连，因此，在对被测试件进行检测时，激励源220持续为的被测试件输出激励信号。
68.作为一种实现方式，激励源220还包括信号发生器与电源，当然地，在其它的一些实施例中，激励源220也可以为其它设备，例如，激励源220还可以是电流源等。
69.作为一种实现方式，采集设备210包括万用表与示波器。
70.可选地，位于便于激励源220与接口面板230的连接，接口面板230设置有多个第一接口与一个第二接口，每个第一接口均与一个激励源220相连，第二接口用于与被测试件连接。
71.基于上述实现方式，本技术实施例还提供了一种测试系统，该测试系统包括被测试件与如上述的测试装置200，被测试件与测试装置200的接口面板230连接。可选地，被测试件包括航空器电子件。
72.综上所述，本技术提供了一种开关矩阵、测试装置以及测试系统，该关矩阵包括第一端口与第二端口，第一端口与第二端口相连；其中，第一端口包括至少一个级联设置的第一单刀多掷开关，每个第一单刀多掷开关的自由端均用于与一个激励源相连，以通过激励源生成不同的激励信号；第二端口包括至少一个级联设置的第二单刀多掷开关，每个第二单刀多掷开关的自由端均用于与一个采集设备相连，以通过采集设备获取测试向量；第一单刀多掷开关与第二单刀多掷开关用于在处于不同导通状态时，连接不同的激励源与采集设备。由于本技术提供的开关矩阵中的第一端口可以连接多个激励源，且第二端口可以连接多个采集设备，并在开关矩阵处于不同导通状态时，将不同的激励源与采集设备进行连接，进而可以针对不同种类的被测器件，选择不同的激励源与采集设备进行连接，实现针对不用种类的电子部件的检测。
73.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
74.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。