GR228X在线测试

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前言
GR228X在线测试系统(简称GR228X测试系统或GR228X系统)，是目前在线测试系统中以自动程序控制见长的典型的板测试系统。它采用高精度的测试诊断技术对印刷线路板实施快速的电子测试，是由计算机控制的组合测试系统。该类系统运行在基于Microsoft Windows操作系统的软件平台上，配备了多种所需的软硬件部件。
GR228X在线测试系统结构
图1示出GR228X测试系统的总体结构部件。

GR228X在线测试系统由多种专门的单元模块和部件构成。系统设备内部的空气流来自主机箱顶部空气出入口的正向压缩空气回路。
图2展示了系统内部结构的基本面貌。系统的主体部件包括主计算机、模拟/数字测试子系统、测试夹具接口以及待测单元(UUT)的供电系统。

GR228X测试系统采用专门的程序语言和测试命令来控制系统的测试硬件和软件，使你能测试或测量待测单元上的各类器件。图3为GR228X系统的测试部件总览图。

在线测试的方式
板的连通性测试
连通性测试是由ATG生成的在线测试程序的第一部分。连通性测试通过对以下各方面的检测来判断线路板内部是否存在开短路故障：
·测量所有可能的两两测试点之间的阻值。
·对两点之间存在极高阻值的状况，判定出其非连通性。
·对两点之间存在极低阻值的状况，判定出其连通性。
另外，还能对夹具接口、测试夹具和待测单元模块(UUT)三者之间的连接通路实施一种完整性测试。这种测试用于检测板上的信号源和感应点之间的电流泄漏路径。若泄漏路径不存在，通常意味着上述三者之间不构成电子连接。
划棒诊断技术是另一种连通性测试方式，用来判定是否因为印刷板的断线而导致测试故障。当发生测试故障时，操作者可以用探棒按照测试系统的引导来逐个探测失败器件的引脚。这种测试是用来检测每根IC引脚与测针之间的连通性的，也能检测出IC或印刷光板上的连线的受损状况。
模拟器件测试
对模拟电路器件进行测试时，通常对待测板不上电。通过实施一个对器件的外部激发过程来测试被动的模拟器件得到测试结果。如果要测试像滤波器这样复杂的器件，一般需要上电。在任何情况下，都需要将恰当的电源和测量设备连到板上器件的引脚上。采用电源设备强制输入电压或电流，而采用测量设备检测电压或电流的输出。
ATG将自动分析每个模拟器件周围的电路，然后到模拟电路程序库(ATL)中去寻找匹配的测量配置。当ATG在程序库中找到了作为样板的模拟电路测试程序后，将进一步实施以下过程：
·确定板上器件的电源输入点、信号检测点和用于隔离周围电路的测点。
·计算待测器件的值。
·检查出错条件。
ATG的测试选择过程能够产生下列基本的用于测量阻抗的框架程序：
·2点未隔离测量和4点凯尔文测量
·4点和6点隔离测量
·6点隔离凯尔文测量
ATG还能判定测试系统有否8线模式，并且，在适当的时候，为小值器件编写精确的8线电阻测试程序。
一般，由ATG生成的每一段模拟器件测试程序都能大致完成以下功能：
·定义阻抗、容值、增益等恰当的测量参数，并且为它们选择合适的激励电流或电压。
·制定如何将器件从周围电路环境隔离出来的方案，以使得来自其它器件的交互性过程不影响到测量过程。
·为了触发测试系统内的继电器指令，需要选择恰当的电路测试点连到测试系统的对应的测量设备上。在某些情况下，针对模拟电路和数字电路的测试策略被一起用来制定测试方案。幸运的是，ATG采用程序化的电路分析和对应不同器件的测试程序库来解决大多数的测试问题。
数字器件测试
数字电路器件测试需要专门的器件测试方案和将待测器件从周围器件或邻近总线中隔离开的方案。制定器件测试方案需要获取一系列用于器件输入的已知的逻辑状态和期望产生的一系列器件输出状态。这些被称作测试矢量的输入和输出信号组合，通常反映出器件的真值表状态。为了能测量器件的性能，需要在对数字电路器件的测试过程中为器件上电和接地。
一般来说，数字器件测试过程实际上是按以下顺序执行的一系列测试过程：
·在对总线器件实施完全的测试之前实施非总线的集成电路器件测试。
·试图通过悬空所有的连在总线器件上的总线来执行总线的连线测试。
数字电路器件测试通常需要大量同步输入输出的测试矢量。因此，用于数字器件测试的测试部件由大量相关的驱动/感应器电路构成。虽然在编写测试程序时可以将每个驱动/感应器电路(Driver/Sensors，D/S)看成是一一对应地连接到每根测针上，但实际的驱动/感应器电路的数量是远少于可用的测针数的。系统软件会自动地调度安排驱动/感应器电路与(由继电器阵列组成的)多路复用系统之间的通路，从而将所有的测针与相应的驱动/感应器电路相连。因此，这也就意味着测试程序实际上不可能同时占用所有的测针，并且在任一时间内测试程序仅仅需要占用略多于250根的测针。
每组驱动/感应器电路实际上包含了内置的和连到高低逻辑驱动电压上的可编程的上拉和下拉电阻。这些电阻一般用来简化发射极开路输出和集电极开路输出的感应过程。
在总线测试中，首先用下拉电阻将总线信号拉低。如果下拉电阻能将总线信号带到一个低电位，就可以认为总线处于一个高阻抗状态，或者至少是处在一个高阻值的范围内。而那些可编程的上拉电阻被连接到高逻辑电压，并且用来检查总线信号的逻辑高电平。采用这两项测试的目的是为了检测是否有器件在低电平时驱动总线。
每个驱动器的输出信号一般起到一个可编程的电压源的作用，产生由测试程序决定的高低电压。为了测试开路集电极、开路发射极和三态器件，驱动/感应器电路能在一对拉高拉低电阻间切换。感应器只是一个电压比较器，它对超出某个程序指定阈值的所有电压返回逻辑1，对低于程序指定的另一个阈值的电压返回逻辑0。落在两个阈值之间的值必定是在最高值和最低值之间。
需要采用大量的电路允许的输入信号组合来引导数字器件的测试过程，但不能测试那些被固定在高电位或低电位的输入信号，也不能单独测试那些与其他信号绑定在一起的输入信号。采用真值表或测试矢量的集合，测试系统能够根据预期的状态值检测输出状态。在某些情况下，可以特别指定器件在测试过程中的电压和电流参数，就如同规定信号延迟一样。然而，对一般的数字器件测试而言，与其说是对电路参数的检测，不如说是检测器件的逻辑功能。
混合器件测试
混合电路器件的测试程序通常同时包含模拟电路测试过程和数字电路测试过程。混合器件测试程序支持对复合器件进行测试，复合器件是被当作函数来进行测试的(如滤波器和脉宽模块等)。其它混合电路器件还包括可编程增益放大器和模数转换器。GR228X测试系统能够生成混合器件测试程序。为了测量器件或器件组，混合器件测试程序可采用系统中的任何测试仪表来实施测试过程。
混合器件测试程序生成器(HTG)采用了包含以下的GR228X测试程序特征的混合器件程序库：
·采用TRIGGER语句使信号源和测量仪表的定时同步。允许单步或连续触发。
·浮点数组和系统子程序简化了大量数据的处理过程。测试语言本身包含了处理和显示数组的子程序。可在测试程序中一次定义最多可达32K项的数组。
各类系统子程序还能执行实数组的简单数学运算、复杂矢量的数学运算以及完全傅立叶变换、快速傅立叶变换和逆快速傅立叶变换。
·任意波形发生器(AWG)通过各种输入激励信号来检测回路应答。可创建多音频信号来增加测试效果，通过将多音频组成单个信号波形来实施并行测试。
·数字万用表为信噪比计算、频谱分析和旋转率计算等测试提供对数字化模拟信号的电压和电流采样。根据采样波形，能够在器件输出的频响和测试系统产生的输入信号之间作出比较。
·交流电压电流表(ACM)执行模拟信号上的RMS、峰值和直流偏移测量。
采用混合器件程序库生成混合测试程序。混合器件程序库包含了在混合器件测试模式下的上电和非上电程序段。
在器件或器件组的被动测试段运行非上电测试程序。非上电的混合测试程序位于模拟器件测试程序之后和上电程序之前。
在器件或器件组的关键操作参数上执行上电测试。上电的混合器件测试程序位于上电程序之后和数字器件测试程序之前。这些测试可以包含分段的数字器件测试。
当上电与非上电测试程序都在同一个测试程序库模块中时，ATG能自动分割测试程序且将相应的程序段放置在整篇在线测试程序的恰当位置。
结语
随着通信类电子产品对制造加工工艺要求的不断提高，印刷线路板的在线测试工艺和功能测试工艺正呈现出不断趋同的倾向。世界上主要的测试仪器生产厂家正不断推出两者的组合设备，板测试一体化已成必然趋势。