基于LabVIEW的電路板自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路板測(cè)試系統(tǒng)，具體涉及基于LabVIEW的電路板自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，屬于電路板測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是數(shù)字技術(shù)及各種超大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，電子裝備結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，功能越來(lái)越完善，自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。雖然電子系統(tǒng)的性能提高，但是對(duì)測(cè)試和維修保障也產(chǎn)生了測(cè)試流程復(fù)雜、測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)等諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了電子設(shè)備生產(chǎn)周期、完好性和壽命周期。
[0003]使用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法進(jìn)行數(shù)字電路系統(tǒng)測(cè)試的成本高，耗費(fèi)大量人力物力。比如傳統(tǒng)的基于信號(hào)分析的方法，使用電壓表、電流表、示波器、邏輯分析儀等設(shè)備對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行測(cè)試，過(guò)程十分復(fù)雜，可靠性低，對(duì)測(cè)試人員技能經(jīng)驗(yàn)要求較高且耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，測(cè)試結(jié)果的正確性收到測(cè)試設(shè)備、環(huán)境因素和人為因素影響較大。
[0004]測(cè)試是在受控的狀態(tài)下，人們?yōu)楂@取實(shí)物定性或定量的功能信息和性能信息的基本方法和手段。在電路設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，至少要進(jìn)行兩次測(cè)試:一次是在芯片級(jí)，剔除有故障的芯片；一次是在產(chǎn)品級(jí)，保證系統(tǒng)的功能和性能完好。在電路的使用過(guò)程中，進(jìn)行一輪完整的測(cè)試可以判斷當(dāng)前電路的工作狀態(tài)進(jìn)而判斷是否需要故障診斷。
[0005]自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是指那些采用計(jì)算機(jī)控制，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試的系統(tǒng)，是對(duì)那些能自動(dòng)完成激勵(lì)、測(cè)量、數(shù)據(jù)處理并顯示或輸出測(cè)試結(jié)果一類系統(tǒng)的統(tǒng)稱。這類系統(tǒng)通常是在標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)控系統(tǒng)或一起總線的基礎(chǔ)上組建而成的，具有高速度、高精度、多功能、多參數(shù)和寬測(cè)量范圍等眾多特點(diǎn)。
[0006]尤其對(duì)國(guó)防工業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)字電路測(cè)試系統(tǒng)有利于降低電子設(shè)備的生產(chǎn)、維修和檢測(cè)周期，提高高科技武器的戰(zhàn)備率，具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義?，F(xiàn)在戰(zhàn)爭(zhēng)向著數(shù)字化發(fā)展。隨著武器裝備信息化程度的不斷加強(qiáng)，數(shù)字電路已經(jīng)成為電子裝備的重要組成部分，各國(guó)爭(zhēng)相打造數(shù)字化部隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)高科技戰(zhàn)爭(zhēng)。隨著我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化改革的不斷深入，高科技武器的重要性顯著提高，如何保證這些電子設(shè)備的穩(wěn)定性，是保證高科技武器發(fā)揮巨大作用的關(guān)鍵。
[0007]而現(xiàn)有的電路板檢測(cè)系統(tǒng)普遍存在的測(cè)試方法熟讀低、可靠性差、可視化差等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的電路板測(cè)試系統(tǒng)存在熟讀低、可靠性差、可視化差的冋題。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:基于LabVIEW的電路板自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，包括上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、待測(cè)電路板、參考電路板、激勵(lì)電源和若干彈性探針，所述待測(cè)電路板上設(shè)有若干測(cè)試點(diǎn)，參考電路板上設(shè)有若干電源參考點(diǎn)和信號(hào)參考點(diǎn)，彈性探針包括電源彈性探針和測(cè)試彈性探針，所述激勵(lì)電源的輸出端連接參考電路板的電源參考點(diǎn)，電源彈性探針的一端固定在電源參考點(diǎn)上，測(cè)試彈性探針的一端固定在信號(hào)參考點(diǎn)上，電源彈性探針的另一端和測(cè)試彈性探針的另一端分別與待測(cè)電路板的測(cè)試點(diǎn)接觸，所述參考電路板的信號(hào)參考點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端建立連接，數(shù)據(jù)采集卡的輸出端通過(guò)USB接口與上位機(jī)建立連接。
[0010]所述上位機(jī)為搭載了 LabVIEW平臺(tái)的上位機(jī)。
[0011]所述數(shù)據(jù)采集卡包括微控制器芯片、信號(hào)接口模塊和信號(hào)調(diào)理模塊，所述信號(hào)接口模塊的輸出端與信號(hào)調(diào)理模塊建立連接，信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端與微控制器芯片建立連接，信號(hào)接口模塊的輸入端為數(shù)據(jù)采集卡的輸入端，微控制器芯片的數(shù)據(jù)輸出端為數(shù)據(jù)采集卡的輸出端，信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大或衰減，以適應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換量程。
[0012]所述數(shù)據(jù)采集卡包括電源模塊，電源模塊的輸出端連接微控制器芯片，電源模塊包括穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓器、去耦電容和濾波電容，所述去耦電容的一端接在穩(wěn)壓器的輸入端，另一端接地，濾波電容的一端接在穩(wěn)壓器的輸出端，另一端接地，所述穩(wěn)壓器的輸出端為電源模塊的輸出端，通過(guò)穩(wěn)壓電路為數(shù)據(jù)采集卡提供穩(wěn)定電壓的工作環(huán)境。
[0013]所述信號(hào)調(diào)理模塊包括信號(hào)調(diào)理電路，所述信號(hào)調(diào)理電路包括電壓跟隨電路和RC濾波電路，電壓跟隨電路的輸出端連接RC濾波電路的輸入端，所述電壓跟隨電路的輸入端為信號(hào)調(diào)理電路的輸入端，RC濾波電路的輸出端為信號(hào)調(diào)理電路的輸出端，為確保信號(hào)的質(zhì)量和采集的精度，采集信號(hào)經(jīng)過(guò)前端的預(yù)處理后經(jīng)過(guò)電壓跟隨電路流入后端，再通過(guò)RC濾波器進(jìn)入微控制器芯片的ADC管腳，電壓跟隨電路的顯著特點(diǎn)就是其輸入阻抗比較高，同時(shí)輸出阻抗小，輸入阻抗高可以減小電路對(duì)輸入信號(hào)源的內(nèi)部阻抗的影響從而使電路具有更好的適配性和通用性，輸出阻抗低減小對(duì)后端處理電路的信號(hào)精度影響，從而整體提高精度，所述電壓跟隨電路在電路中還起到緩沖、隔離、提高帶載能力的作用。
[0014]所述微控制器芯片為STM32F103芯片，它是意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的基于ARMCortex-M3處理器核的為控制器。Cortex_M3是基于ARMv7_M體系結(jié)構(gòu)的32位標(biāo)準(zhǔn)微控制器，具有低功耗、少門數(shù)、短中斷延遲、低調(diào)試成本等眾多優(yōu)點(diǎn)，它是專門為在微控制器系統(tǒng)、汽車電控系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等對(duì)功耗和成本敏感的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域是實(shí)現(xiàn)高系統(tǒng)性能而設(shè)計(jì)的，大大簡(jiǎn)化了編程的復(fù)雜性，集高性能、低功耗、低成本于一體。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:本實(shí)用新型的基于LabVIEW的電路板測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路板進(jìn)行高速可靠地測(cè)試，并且實(shí)現(xiàn)了測(cè)試界面的可視化?？朔艘酝鶞y(cè)試臺(tái)成本高，開發(fā)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，數(shù)字電路測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于降低電子設(shè)備的生產(chǎn)周期，提高數(shù)字電路的質(zhì)量和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1、本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2、本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理電路的電路圖；
[0018]圖3、本實(shí)用新型穩(wěn)壓電路電路圖；
[0019]圖4、本實(shí)用新型STM32F103最小系統(tǒng)原理電路圖；
[0020]圖5、本實(shí)用新型USB2.0接口模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中1、上位機(jī)，2、數(shù)據(jù)采集卡，3、待測(cè)電路板，4、參考電路板，5、激勵(lì)電源，6、電源彈性探針，7、測(cè)試彈性探針，8、電源模塊，9、微控制器芯片，10、信號(hào)接口模塊，11、信號(hào)調(diào)理模塊，12、電壓跟隨電路，13、RC濾波電路，N、穩(wěn)壓器，Cl、去耦電容，C2、濾波電容。
【具體實(shí)施方式】
[0022]結(jié)合【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，本實(shí)施方式的基于LabVIEW的電路板自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，包括搭載了 LabVIEW平臺(tái)的上位機(jī)1、數(shù)據(jù)采集卡2、待測(cè)電路板3、參考電路板4、激勵(lì)電源5和若干彈性探針，所述待測(cè)電路板3上設(shè)有若干測(cè)試點(diǎn)，參考電路板4上設(shè)有若干電源參考點(diǎn)和信號(hào)參考點(diǎn)，彈性探針包括電源彈性探針6和測(cè)試彈性探針7，所述激勵(lì)電源5的輸出端連接參考電路板4的電源參考點(diǎn)，電源彈性探針6的一端固定在電源參考點(diǎn)上，測(cè)試彈性探針7的一端固定在信號(hào)參考點(diǎn)上，電源彈性探針6的另一端和測(cè)試彈性探針7的另一端分別與待測(cè)電路板3的測(cè)試點(diǎn)接觸，所述參考電路板4的信號(hào)參考點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集卡2的輸入端建立連接，數(shù)據(jù)采集卡2的輸出端通過(guò)USB接口與LabVIEW上位機(jī)I建立連接。
[0023]所述數(shù)據(jù)采集卡2包括微控制器芯片9、信號(hào)接口模塊10和信號(hào)調(diào)理模塊11，所述信號(hào)接口模塊10的輸出端與信號(hào)調(diào)理模塊11建立連接，信號(hào)調(diào)理模塊11的輸出端與微控制器芯片9建立連接，信號(hào)接口模塊10的輸入端為數(shù)據(jù)采集卡2的輸入端，微控制器芯片9的數(shù)據(jù)輸出端為數(shù)據(jù)采集卡2的輸出端。
[0024]所述信號(hào)調(diào)理模塊11包括信號(hào)調(diào)理電路，所述信號(hào)調(diào)理電路包括電壓跟隨電路12和RC濾波電路13，電壓跟隨電路12的輸出端連接RC濾波電路13的輸入端，所述電壓跟隨電路12的輸入端為信號(hào)調(diào)理電路的輸入端，RC濾波電路13的輸出端為信號(hào)調(diào)理電路的輸出端。
[0025]所述微控制器芯片9為STM32F103芯片。