一種基于李沙育圖形的電路板離線對比測試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電路板自動檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于李沙育圖形的電路板離線對比測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展對電子設(shè)備的維護保障能力提出了更高要求，其中電路板測試及故障診斷技術(shù)在很大程度上提高了板級產(chǎn)品的維護保障能力，為電子設(shè)備提供了強有力的保障，同時也具備廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]目前現(xiàn)有的電路板測試設(shè)備結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，空間占用率大，價格昂貴，且多為電路板在線測試，因此便攜、靈活性和成本設(shè)計成為制約該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸。研究證明，利用李沙育圖形能夠?qū)崿F(xiàn)對電容、電感等電子元器件進行方便快捷的定性檢查，特別是通過李沙育圖形對比可以確定被測樣品與合格品的差異，廣泛應(yīng)用于電子電路板的故障檢測，而端口模擬特性分析也是一種廣泛應(yīng)用于電子電路板的故障檢測技術(shù)，該技術(shù)無需涉及電路原理、器件功能，也不需要電路處于工作狀態(tài)。基于李沙育圖形和端口模擬特性分析這兩項技術(shù)的有效結(jié)合，本申請人提供了一種便攜式的電路板離線對比測試裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，為克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種通過對好壞電路板的對比測試，方便、快捷、直觀地進行電路板的測試及故障定位。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于李沙育圖形的電路板離線對比測試裝置，所述電路板離線對比測試裝置包含:智能終端，兩個源測量單元模塊和測試控制模塊；其中，所述兩個源測量單元模塊位于智能終端的兩個PXIe槽位中，所述測試控制模塊安裝運行于智能終端上。
[0006]每個源測量單元模塊進一步包含:第一電壓源子模塊、第一輸出阻抗子模塊和監(jiān)測子模塊，所述第一電壓源子模塊用于提供包含遙感的四象限激勵電壓信號輸出；所述輸出阻抗子模塊用于和被測電路板元器件節(jié)點線路上的阻抗進行匹配，均衡激勵電壓的分配;所述監(jiān)測子模塊用于實時監(jiān)測加載在被測器件端口的實際工作電壓和輸出電流。
[0007]所述測試控制模塊進一步包含:第二電壓源控制子模塊、第二輸出阻抗控制子模塊和測量顯示子模塊，其中，所述第二電壓源控制子模塊用于控制源測量單元模塊的第一電壓源子模塊輸出可配置形式的激勵信號，所述激勵信號進一步包括正弦波、方波、三角波和鋸齒波，且各波形幅度和頻率均采用檔位配置的方式，各檔位之間無交集;所述第二輸出阻抗控制子模塊用于控制第一輸出阻抗子模塊的匹配阻抗大小，還用于控制被測電路板元器件節(jié)點電路上的阻抗進行匹配，且每個匹配阻抗的檔位對應(yīng)于一個激勵信號的幅度檔位;所述測量顯示子模塊通過李沙育圖形對比的方式顯示無故障電路板和待測電路板的對應(yīng)元器件節(jié)點的對比測試結(jié)果。
[0008]可選的，上述測量顯示子模塊進一步包含:實時測量子模塊和學(xué)習(xí)模式子模塊；
[0009]所述實時測量子模塊，用于將無故障電路板和待測電路板相對應(yīng)的元器件節(jié)點同時加載掃描激勵測試，并實時采集元器件節(jié)點端口的響應(yīng)特征信號，根據(jù)采集結(jié)果在測量顯示子模塊繪制李沙育對比圖形。
[0010]所述學(xué)習(xí)模式子模塊，用于從智能終端存儲的數(shù)據(jù)記錄中提取無故障電路板元器件節(jié)點的特征曲線，并與待測電路板相應(yīng)元器件節(jié)點的測試結(jié)果曲線進行圖形比較，根據(jù)對比測試差異大小來判斷待測電路板有無故障;其中，學(xué)習(xí)模式的基準數(shù)據(jù)為:對無故障電路板的關(guān)鍵元器件節(jié)點進行測試，并將測試結(jié)果作為相應(yīng)元器件節(jié)點的端口特征曲線進行數(shù)據(jù)存儲。
[0011]可選的，當(dāng)對無故障電路板和待測電路板進行對比測試時，兩個元器件節(jié)點所施加激勵信號的波形、幅度、頻率以及匹配阻抗的大小均采用相同的配置。
[0012]上述第二電壓源控制子模塊還包含:手動配置單元和自動配置單元;其中，所述手動配置單元通過人工選擇設(shè)置激勵信號的幅度、頻率以及匹配阻抗產(chǎn)生激勵信號，作用于被測電路板元器件節(jié)點;所述自動配置單元通過檔位遞增方式逐一選擇各檔位幅度和頻率產(chǎn)生激勵信號，同時選擇與幅度檔位相對應(yīng)的匹配阻抗，控制各檔位激勵信號幅度的最大值作用于被測電路板，將采集到的電流信號與基準電流值進行比較，以此為基礎(chǔ)作為自動配置單元選擇激勵信號幅度和頻率的依據(jù)。
[0013]此外，本發(fā)明還提供了一種基于李沙育圖形的電路板離線對比測試方法，所述方法包含:
[0014]步驟101)生成測試無故障電路板和待測電路板所需要的激勵信號。
[0015]步驟102)將激勵信號同時施加到兩個電路板，并采集兩電路板各對應(yīng)元器件節(jié)點的響應(yīng)信號，在此基礎(chǔ)上提取各節(jié)點端口響應(yīng)信號的特征曲線，即李沙育圖形。
[0016]步驟103)通過比較無故障電路板和待測電路板各元器件節(jié)點的響應(yīng)信號特征曲線進行故障檢測定位，確定待測電路板是否存在故障，并確定故障位置。
[0017]可選的，上述步驟101)進一步包含:
[0018]步驟101-1)初始化每個源測量單元模塊，用相同的電壓源工作參數(shù)配置兩個源測量單元模塊，其中所述電壓源工作參數(shù)包含:波形、電壓或頻率。
[0019]步驟101-2)配置兩個源測量單元模塊與電壓檔位相匹配的輸出阻抗。
[0020]上述步驟102)進一步包含:
[0021]步驟102-1)根據(jù)電壓源工作參數(shù)計算掃描電壓數(shù)組，確定掃描總點數(shù)，并設(shè)置掃描點數(shù)的初始值。
[0022]步驟102-2)選取掃描點數(shù)對應(yīng)的掃描電壓，并輸出掃描電壓。
[0023]步驟102-3)采集在步驟101-2)選取的掃描電壓的激勵下，無故障電路板和待測電路板對應(yīng)元器件節(jié)點端口的輸出電壓和工作電流，并記錄采集值。
[0024]步驟102-4)對掃描點數(shù)進行自增操作處理。
[0025]步驟102-5)判斷掃描點數(shù)是否達到掃描電壓數(shù)組的最大值，如果否，則返回步驟102-2);如果是，進入步驟102-6)。
[0026]步驟102-6)根據(jù)采集的各掃描點特征數(shù)據(jù)繪制并顯示無故障電路板和待測電路板對應(yīng)元器件節(jié)點的李沙育波形，進而得到對比波形圖。
[0027]步驟102-7)設(shè)置對比容差的值。
[0028]步驟102-8)判斷對比波形圖的最大差異是否在設(shè)置的容差值范圍內(nèi)，如果在，則待測電路板存在故障；如果不在設(shè)置的容差值的范圍內(nèi)，則待測電路板當(dāng)前所測元器件節(jié)點無故障。
[0029]上述選取掃描總點數(shù)的原則需滿足如下條件:I)根據(jù)掃描電壓數(shù)組繪制出來的掃描電壓波形不失真;2)源測量單元模塊掃描完成整個波形的采集時間不超過5s;和3)在用戶可以承受的等待時間范圍內(nèi)。
[0030]綜上所述本發(fā)明的裝置首次在電路板測試方面采用便攜式結(jié)構(gòu)設(shè)計的思想，對好壞電路板同時進行對比測試，分析電路板對應(yīng)測試的元器件節(jié)點的端口特性，繪制相應(yīng)的李沙育對比圖形，來進行電路板的離線對比測試。本發(fā)明測試裝置配置簡單，裝置體積能夠濃縮為傳統(tǒng)測試平臺的20%，也大大降低了用戶的研制開發(fā)成本。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0031]基于李沙育圖形的電路板離線對比測試裝置，采用便攜式結(jié)構(gòu)設(shè)計，由智能終端、源測量單元模塊和測試控制模塊組成，其中，智能終端采用方便輕巧的兩槽PXIe智能平板計算機，是源測量單元模塊和測試控制模塊的載體，終端顯示屏采用多點電容觸控技術(shù)，用戶操作簡單流暢。
[0032]無故障電路板和待測電路板對應(yīng)元器件節(jié)點進行對比測試時，所施加激勵信號的波形、幅度、頻率以及匹配阻抗的大小均采用相同的配置。
[0033]本發(fā)明所述的測量顯示單元實時測量模式進一步提供電壓響應(yīng)和電流響應(yīng)圖形的對比方式，即分別通過對比電路板元器件節(jié)點端口的工作電壓和工作電流圖形來進行直觀比較，判斷待測電路板有無故障。
[0034]本發(fā)明所述的李沙育對比測試結(jié)果差異大小通過定義容差的方式來實現(xiàn)，容差即判斷待測電路板有無故障的閾值。用戶可根據(jù)對比圖形的差異大小自定義設(shè)置，經(jīng)驗值為20%。為方便用戶操作，容差設(shè)