本文设计的通用电路板性能评估仪主要针对各种成品电路板进行应用前的预测试,能够剔除有基本故障的电路板,大大减少应用产品的联调工作量和分析难度,提高应用产品的可靠度和生产效率。
1系统构成和基本功能
该系统基本构成框图如下图所示。
1.1测试原理
待测试板(目标板)一般都具有输入和输出接口。设计者根据指定的输入信号,以目标板的输出端输出预期的信号为准,判断电路板基本性能的好坏。对于没有输出接口的电路板,目标板上会有相应的输出指示等信号,直接看输出结果即可。
1.2基本构成
测试系统硬件由测试电路板和计算机组成,附带一块通用LED-KEY电路板;软件包括MCU下位机软件和计算机(上位机)软件,两者采用串行方式通讯。
1.3基本功能
计算机可以向测试电路板设定各种参数,同时对目标板作出最后判断。
测试电路板仅需单一个+12V电源,可向目标板提供+12V、+5V、-5V、0V~30V等多种适合野外测试的电源电压。
测试电路板能按照计算机的命令发出任意波形(任意频率和可调幅度),以正弦波和方波为主,包括发出开关信号:同时,可以量化任何模拟信号和普通开关信号,将数据传送到计算机进行数据分析和波形还原。
2基本模块设计
2.1 MCU下位机软件和计算机之间的通讯
测试电路板与计算机的通讯拟采用RS-232串行口,具体硬件是在两者之间用IC MAX232转接;也可以采用USB方式,USB接口芯片选用南京沁恒公司的CH375芯片。测试板电路原理图如下图所示。
2.2 LED-KEY电路板
通用LED-KEY电路板,文中选用IIC总线的成品LED-KEY电路板,具有24键和16位LED显示。
2.3发生测试信号
测试信号分电平信号、方波信号和任意波形信号三类。其中,波形信号的实现方式为:计算机计算出幅值为1的波形,将一个周期按8位分辨率分成256个数值列成表格,同时指示幅值、频率和周期:
然后MCU下位机接收并存储数据,并将表格中的数据传输到DA0832转换成波形;MCU依次发送的间隔代表频率,幅值由MCU控制运放的数字电位器来实现:这样即可输出任意波形,当然,MCU中也可以存储正弦波等常用波形。
2.4分析回收信号
回收信号也分电平信号、方波信号和任意波形信号三类。对回收信号首先进行信号调理,原理同发生测试信号方式;然后进行过采样,将数据传输到计算机,由计算机分析和生成表格及曲线。本文选用8通道快速AD0809采样器分时对8通道模拟信号进行采样,交流模拟信号可以依据其过零信号决定采样频率。
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起始字头(55H) |
起始字头(7AH) |
命令 |
数据块长度 |
数据块长度 |
保留字节(OOH) |
数据块 |
…… |
校验字节 |
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