专利名称：一种多通道电压电流测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测试仪器技术领域，尤其是能够对多个信号进行测量的一种多通道电压电流测试仪。
背景技术：
在电子测试系统应用中，通常需要测试电路在一定电压下的电流情况，或是在一定电流下的电压情况。目前，通常采用分立仪器进行测试，并手动记录测试结果，当被测电路的信号通道非常多的时候，这一任务就变得非常复杂。在半导体测试系统应用中，我们有时对特定的芯片只需要进行管脚连接性、管脚漏电流等简单的测试，但是，客户仍然需要使用非常高端昂贵的测试设备进行测试，造成资源的浪费，并且成本很高。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、成本低廉且使用方便的多通道电压电流测试仪。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种多通道电压电流测试仪，包括PC单元、PXI接口控制单元、FPGA单元、ADC转换单元、电压电流测量单元、通道选择控制单元和仪器接口单元，PC单元通过PXI接口控制单元与FPGA单元相连接,FPGA单元与ADC转换单元、电压电流测量单元和通道选择控制单元相连接，电压电流测量单元与ADC转换单元、通道选择控制单元相连接,通道选择控制单元通过仪器接口单元与被测器件相连接。而且，所述的PC单元由PC机及PXI接口板卡构成，该PXI接口板卡与PXI接口控制单元相连接。而且，所述的PXI接口板卡为一块或多块并插入在PC机的扩展槽内。而且，所述的PXI接口控制单元由通讯控制芯片PLX9056及其外围电路连接构成，PXI接口控制单元与FPGA单元和PC机相连接实现通讯功能。而且，所述的FPGA单元由FPGA芯片XC3s400和存储芯片XCF02SV020C连接构成。而且，所述的ADC转换单元由信号选择器ADG704和AD转换芯片AD7686连接构成。而且，所述的电压电流测试单元由测量芯片AD5522及其外围电路连接构成。而且，所述的通道选择控制单元由继电器矩阵和继电器控制器构成。而且，所述的继电器矩阵由36个双刀双掷继电器构成用于控制72路外部测试通道与内部对应的测量单元通道的连接、断开关系，该72路外部测试通道对应4个内部测试通道；所述的继电器控制器为MAX4820芯片。而且，所述的仪器接口单元包括72路测试通道端口、16个外部继电器驱动端口和12个地信号端口。本实用新型的优点和积极效果是I、本实用新型可以快速测量多个电压电流信号的测量，支持钳位电压测量电流、钳位电流测量电压的模式，具有精度高、采样频率高等特点，尤其适用于管脚众多的芯片管脚通断测试，以及管脚漏电流测试。2、本实用新型可以配置成只进行管脚通断、漏电流测试的半导体自动测试仪器，满足特殊客户的需求，极大地降低测试成本，可广泛应用于半导体自动测试系统中。3、本实用新型采用标准的PXI接口控制，可以方便地使用PC编程并控制FPGA单元自动对多个通道进行快速准确测试，并将测试结果自动记录下来，进行各种分析，提高了系统的自动化处理水平。4、本实用新型测量通道多大72个，可以快速的对大量的信号进行测量，尤其是管脚众多的半导体器件，并且可以扩展连接多个该种仪器，进行更多通道的测试。
图I是本实用新型的连接结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详述。一种多通道电压电流测试仪，如图I所示，包括PC单元、PXI接口控制单元、FPGA单元、ADC转换单元、电压电流测量单元、通道选择控制单元、仪器接口单元。PC单元通过PXI接口控制单元与FPGA单元相连接，FPGA单元与ADC转换单元、电压电流测量单元和通道选择控制单元相连接，电压电流测量单元与ADC转换单元、通道选择控制单元相连接,通道选择控制单元通过仪器接口单元与被测器件相连接。下面对系统中的各个�？榉直鸾兴得鱌C单元由PC机及PXI接口板卡构成，PC机通过PXI接口板卡与FPGA单元实现通信功能，PC机单元负责应用程序的编写，以及对从FPGA单元传回的测试数据进行分析。PXI接口板卡采用标准协议下的PXI接口，PXI接口板卡插在PC机上，一台PC可以插入多块PXI接口板卡。PXI接口控制单元主要由通讯控制芯片PLX9056及其外围电路连接构成，PXI接口控制单元实现FPGA单元与PC机的通讯功能。通讯控制芯片PLX9056支持标准的PXI通讯协议，该PLX9056芯片的工作由FPGA单元进行控制；外围电路辅助PLX9056芯片实现PXI通讯功能。FPGA单元主要由FPGA芯片XC3s400和存储芯片XCF02SV020C连接构成。FPGA芯片为仪器的主控芯片，负责ADC转换单元、电压电流测量单元、通道选择控制单元的动作，并通过PXI接口控制单元与PC单元进行通讯；存储芯片用来存储FPGA控制程序。ADC转换单元主要由信号选择器ADG704和AD转换芯片AD7686连接构成。信号选择器ADG704负责将电压电流测试单元输出的4路模拟信号进行选择，依次选通到AD转换芯片的输入端；AD转换芯片负责将输入端被选通的模拟信号进行转换，并将转换的信号传送给FPGA单元。电压电流测试单元主要由测量芯片AD5522和外围电路连接构成。测量芯片AD5522实现测量功能，该测量单元有4个测试通道，每个通道可以实现钳位电压测试电流的功能、钳位电流测试电压的功能，并将测试得到的模拟信号送入ADC转换单元进行转换；外围电路辅助测量芯片实现其功能。通道选择控制单元主要由继电器矩阵和继电器控制器构成。继电器矩阵由36个双刀双掷继电器构成，每个继电器控制2路外部测试通道与内部对应的测量单元通道的连接、断开关系，72个外部测试通道对应4个内部测试通道；继电器控制器芯片为MAX4820，每个控制芯片可以控制8个继电器的通断。仪器接口单元由仪器输出端口构成，该仪器输出端口包括72路测试通道端口、16个外部继电器驱动端口和12个地信号端口。本实用新型的工作原理I、配置过程。在PC机上编写FPGA控制程序并通过PXI接口传输给FPGA单元，FPGA控制程序的指令内容包括对ADC转换单元的配置、对测量单元的配置以及对通道选择控制单元的配置。其配置过程为=FPGA�？樵谑盏絇C传来的指令后，FPGA运行固化在FPGA单元存储器中的程序对ADC单元进行配置，对测量单元进行配置，对通道选择控制单元进行配置；对测量单元的配置包括测量单元的测试模式如钳位电压测量电流、钳位电流测试电压，测量单元的电压范围、电流范围、测试次数、测试频率等信息；对ADC转换单元的配置包括选择哪一路测试单元的输出信号进行转换、转换频率等信息；对通道选择单元的配置包括仪器接口通道与其对应的测量通道的连接关系信息。2、测试过程。FPGA控制程序在运行过程中，不断地对ADC转换单元、测量单元、通道选择单元进行控制，使他们完成相应动作。测量单元在配置的模式、量程、频率下工作，对与其联通的测试通道信号进行测量，并将测量得到模拟信号送到ADC转换单元进行测量；ADC转换单元对测量单元输出的模拟信号进行选择，依次进行转换；通道选择单元控制测量单元与外部测试通道的通、断关系。FPGA会不断地读取从各个单元返回的状态信息，以及从ADC转换单元读回的测量数据，并通过PXI接口将这些信息传输会PC。PC对FPGA传输会的测试数据进行分析，判断测试结果。并对返回的各部分状态信息进行分析，决定后续指令的执行。需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种多通道电压电流测试仪，其特征在于包括PC单元、PXI接口控制单元、FPGA单元、ADC转换单元、电压电流测量单元、通道选择控制单元和仪器接口单元,PC单元通过PXI接口控制单元与FPGA单元相连接，FPGA单元与ADC转换单元、电压电流测量单元和通道选择控制单元相连接，电压电流测量单元与ADC转换单元、通道选择控制单元相连接,通道选择控制单元通过仪器接口单元与被测器件相连接。
2.根据权利要求I所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的PC单元由PC机及PXI接口板卡构成，该PXI接口板卡与PXI接口控制单元相连接。
3.根据权利要求2所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的PXI接口板卡为一块或多块并插入在PC机的扩展槽内。
4.根据权利要求I所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的PXI接口控制单元由通讯控制芯片PLX9056及其外围电路连接构成，PXI接口控制单元与FPGA单元和PC机相连接实现通讯功能。
5.根据权利要求I所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的FPGA单元由FPGA芯片XC3s400和存储芯片XCF02SV020C连接构成。
6.根据权利要求I所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的ADC转换单元由信号选择器ADG704和AD转换芯片AD7686连接构成。
7.根据权利要求I所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的电压电流测试单元由测量芯片AD5522及其外围电路连接构成。
8.根据权利要求I所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的通道选择控制单元由继电器矩阵和继电器控制器构成。
9.根据权利要求I所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的继电器矩阵由36个双刀双掷继电器构成用于控制72路外部测试通道与内部对应的测量单元通道的连接、断开关系，该72路外部测试通道对应4个内部测试通道；所述的继电器控制器为MAX4820 芯片。
10.根据权利要求I所述的一种多通道电压电流测试仪，其特征在于所述的仪器接口单元包括72路测试通道端口、16个外部继电器驱动端口和12个地信号端口。
专利摘要本实用新型涉及一种多通道电压电流测试仪，其主要技术特点是包括PC单元、PXI接口控制单元、FPGA单元、ADC转换单元、电压电流测量单元、通道选择控制单元和仪器接口单元，PC单元通过PXI接口控制单元与FPGA单元相连接，FPGA单元与ADC转换单元、电压电流测量单元和通道选择控制单元相连接，电压电流测量单元与ADC转换单元、通道选择控制单元相连接，通道选择控制单元通过仪器接口单元与被测器件相连接。本实用新型可以快速测量多个电压电流信号的测量，具有精度高、采样频率高、自动化水平高、易于扩展等特点，尤其适用于管脚众多的芯片管脚通断测试以及管脚漏电流测试，同时满足特殊客户的需求，极大地降低测试成本，可广泛应用于半导体自动测试系统中。
文档编号G01R19/25GK202815077SQ20122048289
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者薛良, 张玉红, �：� 申请人:天津亿为特电子科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
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