电路板的测试装置

技术领域

本发明涉及一种电路板的测试装置，尤其涉及一种用于变流器控制的电路板的功能测试的装置。

背景技术

在变流器控制领域中，对生产完的电路板需要进行功能测试及性能试验验证。

目前，针对生产完的电路板，一般通过人工使用示波器等设备的方式进行测试。但是，人工测试的方法流程较为复杂，测试效率低，测试设备的通用性差，而且容易带来测试偏差。

因此，目前亟需一种成本低廉且专用于电路板的测试装置。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电路板的测试效率低，通用性差的缺陷，提供一种电路板的测试装置。

本发明是通过下述技术方案来解决所述技术问题：

一种电路板的测试装置，其包括：

第一基座，用于安装待测试的第一电路板；

测试工装，用于通过线束与所述第一电路板的各个板载插座通信连接，所述测试工装被配置为响应于测试指令，生成所述测试指令对应的测试信号，并且将所述测试信号发送至所述第一电路板，

所述测试工装还被配置为获取所述第一电路板响应于所述测试信号输出的测试输出信号，并且输出所述测试输出信号，以测试所述第一电路板。

可选地，所述测试工装包括第二基座及第二电路板；

所述第二基座用于安装所述第二电路板；

所述第二电路板用于通过线束与所述第一电路板的各个板载插座通信连接。

可选地，所述第二电路板包括控制电路、模拟输出信号处理电路、模拟输入信号检测电路、数字输出信号处理电路及数字输入信号检测电路；

所述模拟输出信号处理电路、所述模拟输入信号检测电路、所述数字输出信号处理电路及所述数字输入信号检测电路分别与所述控制电路通信连接；

所述模拟输出信号处理电路被配置为获取所述控制电路生成的模拟量的测试信号，并且将模拟量的测试信号发送至所述第一电路板；

所述模拟输入信号检测电路被配置为获取所述第一电路板响应于所述测试信号输出的模拟量的测试输出信号，并且将模拟量的测试输出信号发送至所述控制电路；

所述数字输出信号处理电路被配置为获取所述控制电路生成的数字量的测试信号，并且将数字量的测试信号发送至所述第一电路板；

所述数字输入信号检测电路被配置为获取所述第一电路板响应于所述测试信号输出的数字量的测试输出信号，并且将数字量的测试输出信号发送至所述控制电路。

可选地，所述第二电路板还包括电源负载选择电路及跳线帽；

所述电源负载选择电路与所述第一电路板通信连接；

所述电源负载选择电路被配置为接入所述第一电路板输出的功率型模拟量的电源输出信号，并且通过选择插装不同的跳线帽进行对负载的调整。

可选地，所述测试工装还包括故障开关组件；

所述第二电路板还包括故障模拟电路；

所述故障模拟电路分别与所述故障开关组件及所述第一电路板通信连接；

所述故障模拟电路被配置为响应于所述故障开关组件的闭合或断开，生成对应的故障模拟信号，并且将所述故障模拟信号发送至所述第一电路板。

可选地，所述第二电路板还包括比较器电路；

所述比较器电路分别与所述控制电路及所述第一电路板通信连接；

所述比较器电路被配置为接收所述第一电路板输出的数字脉冲信号，并且进行数字脉冲信号幅值的判别。

可选地，所述第二电路板还包括低通滤波器电路；

所述低通滤波器电路分别与所述控制电路及所述第一电路板通信连接；

所述低通滤波器电路被配置为接收所述第一电路板输出的数字脉冲信号，并且将所述数字脉冲信号转换为模拟量信号电平。

可选地，所述测试工装还包括用于与信号测试设备通信连接的信号测试设备接口；

所述信号测试设备接口被配置为将所述第一电路板输出的测试输出信号发送至所述信号测试设备。

可选地，所述第二电路板还包括信号选择电路及继电器组件；

所述信号选择电路与所述控制电路通信连接；

所述继电器组件分别与所述第一电路板、所述信号测试设备接口及所述信号选择电路通信连接；

所述信号选择电路被配置为响应于所述控制电路的选择指令，通过所述继电器组件将所述第一电路板输出的测试输出信号选择性地输出至所述信号测试设备接口。

可选地，所述信号测试设备包括示波器、万用表及信号分析仪中的任意一种或多种。

可选地，所述控制电路包括MCU(微控制单元)或CPU(中央处理单元)。

可选地，所述模拟输出信号处理电路、所述模拟输入信号检测电路、所述数字输出信号处理电路及所述数字输入信号检测电路分别通过对应的信号隔离电路与所述控制电路通信连接。

可选地，所述测试工装还包括电源接口；

所述电源接口用于接入电源，并且分别向所述第一电路板及所述测试工装供电。

可选地，所述测试工装还包括通讯接口；

所述通讯接口用于与上位机建立通信连接，并且将获取到的所述测试输出信号发送至所述上位机。

在符合本领域常识的基础上，所述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明提供的电路板的测试装置，能够有效地对生产完的电路板进行各项功能测试及性能试验验证，成本低廉，具有较好的通用性，而且能够提供灵活多变的测试功能，从而极大地提升了测试效率，有效地减少了测试偏差。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的所述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1为根据本发明一实施例的电路板的测试装置的内部结构示意图。

图2为根据本发明一实施例的电路板的测试装置的外部结构示意图。

图3为根据本发明一实施例的电路板的测试装置与外接设备之间的电路连接示意图。

图4为根据本发明一实施例的第二电路板的各个电路之间的连接示意图。

图5为根据本发明一实施例的第一电路板输出的数字脉冲信号的特征示意图。

附图标记说明：

第一电路板 1；

第一基座 11；

测试工装 2；

第二基座 21；

第二电路板 22；

信号测试设备接口 23；

电源接口 24；

通讯接口 25；

外设开关组件 26；

线束 3。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

目前，针对生产完的电路板，一般通过人工使用示波器等设备的方式进行测试。但是，人工测试的方法流程较为复杂，测试效率低，测试设备的通用性差，而且容易带来测试偏差。

为了克服目前存在的上述缺陷，本实施例提供一种电路板的测试装置，所述测试装置包括：第一基座，用于安装待测试的第一电路板；以及，测试工装，用于通过线束与所述第一电路板的各个板载插座通信连接，所述测试工装被配置为响应于测试指令，生成所述测试指令对应的测试信号，并且将所述测试信号发送至所述第一电路板，所述测试工装还被配置为获取所述第一电路板响应于所述测试信号输出的测试输出信号，并且输出所述测试输出信号，以测试所述第一电路板。

在本实施例中，优选地，所述测试装置应用于变流器控制领域中的电路板上，但并不具体限定所述测试装置的应用场景，可根据实际需求进行相应的选择及调整。

在本实施例中，所述测试装置能够有效地对生产完的电路板进行各项功能测试及性能试验验证，成本低廉，具有较好的通用性，而且能够提供灵活多变的测试功能，从而极大地提升了测试效率，有效地减少了测试偏差。

具体地，作为一实施例，如图1至图4所示，所述测试装置主要包括第一基座1及测试工装2，测试工装2主要包括第二基座21、第二电路板22、外设接口组件及外设开关组件26。

第一基座1用于安装及接入待测试的第一电路板1(即被测试的电路板，图4中标为电路板1)。

在本实施例中，测试工装2为整个测试装置的核心部件之一，主要的功能是实现与第一电路板1的电信号交互，即实现对第一电路板1信号的输入，对第一电路板1输出信号的检测和处理，以及对故障信号的模拟、电源的传递和通讯的转接。

具体地，第二基座21用于安装及接入第二电路板22(即陪测试的电路板)，在本实施例中，并不具体限定第二电路板22的数量及类型，只要能够实现相应的功能，也可以通过不同的电路板或模块相互连接而成，均可根据实际需求进行相应的设置及调整。

参考图1至图3所示，第二电路板22用于通过线束3与第一电路板1的各个板载插座通信连接，以达到电信号连接的目的。

在本实施例中，所述外设接口组件主要包括信号测试设备接口23、电源接口24及通讯接口25，但并不具体限定所述外设接口组件的接口数量及类型，均可根据实际需求进行相应的选择及调整。

信号测试设备接口23用于与外部的信号测试设备通信连接，并且被配置为将第一电路板1输出的测试输出信号输出至所述信号测试设备。

在本实施例中，所述信号测试设备为示波器，通过测试工装2对第一电路板1输出信号的分配，可将不同的信号选择性地输出至示波器，可在示波器上读取被测信号的波形，进行电参数的读取和分析。

当然，本实施例并不具体限定所述信号测试设备的类型，也可以是万用表或信号分析仪等，可根据实际需求进行相应的选择及调整。

电源接口24用于接入电源，并且分别向第一电路板1及测试工装2供电，即在测试过程中，需对第一电路板1供电，所述电源同时为第一电路板2和第二电路板22供电。

通讯接口25用于与上位机建立通信连接，并且将第一电路板1输出的测试输出信号发送至所述上位机。

在本实施例中，所述上位机通过通讯接口25与测试工装2建立实时通讯，以实现测试指令的下达、测试数据的读取及存储。

在本实施例中，外设开关组件26主要包括两类开关，一种是控制第一电路板2和第二电路板22的供电的电源开关，另一种是模拟故障信号的故障开关组件，即对第一电路板1造成故障信号，通过上位机读取对应故障信号，从而判断第一电路板1中的故障检测电路是否存在问题。

当然，本实施例并不具体限定外设开关组件26的开关数量及类型，均可根据实际需求进行相应的选择及调整。

如图4所示，以下具体说明测试工装2的第二电路板22的电路构成及连接关系。

在本实施例中，第二电路板22主要包括控制电路、模拟输出信号处理电路、模拟输入信号检测电路、数字输出信号处理电路、数字输入信号检测电路、电源负载选择电路、跳线帽、故障模拟电路、比较器电路、低通滤波器电路、信号选择电路、继电器组件及若干个信号隔离电路。

当然，本实施例并不具体限定第二电路板22内各个电路或接口的数量及类型，只要能够实现相应的功能，均可根据实际需求进行相应的选择及调整。

优选地，在本实施例中，所述控制电路为MCU，但也可以为CPU等其他类型的控制电路，可根据实际需求进行相应的选择及调整。

所述模拟输出信号处理电路、所述模拟输入信号检测电路、所述数字输出信号处理电路及所述数字输入信号检测电路分别通过对应的信号隔离电路与所述控制电路通信连接。

所述电源负载选择电路与第一电路板1通信连接。

所述故障模拟电路分别与所述故障开关组件及第一电路板1通信连接。

所述比较器电路分别与所述控制电路及第一电路板1通信连接。

所述低通滤波器电路分别与所述控制电路及第一电路板1通信连接。

所述信号选择电路与所述控制电路通信连接。

所述继电器组件分别与第一电路板1、所述信号测试设备接口及所述信号选择电路通信连接。

首先，接通电源，一部分通过线束3直接给第一电路板1供电，另一部分通过第二电路板22上的电源电路部分将输入电源分解为几个不同等级的电压，给第二电路板22上的不同电路分别提供电源。

对于第一电路板1的各类信号，第二电路板22的处理主要如下：

1、模拟量输入检测信号：MCU的DA(数字模拟转换)口直接输出可供操控的模拟电平信号，通过信号隔离电路传递给模拟量输出信号处理电路，将所输出的电平转换至第一电路板1进行模拟量采样的电平范围内，并且提高输出功率，以满足第一电路板1的采样需求，同时提高抗干扰能力。

在本实施例中，所述信号隔离电路的隔离电路方式，可以选择磁隔离方式或者光隔离方式，可根据实际需求进行相应的选择及调整。

而且，信号隔离电路可以根据实际需求选择保留或者删除，如选择删除，则第一电路板1和第二电路板22的信号之间不进行隔离处理。

在本实施例中，模拟量输入检测功能，可根据实际需求选择保留或者删减，其包括硬件删减和软件删减。

2、模拟量输出信号：第一电路板1输出的模拟量的测试输出信号，通过模拟输入信号检测电路，将模拟信号电平转换至MCU的AD(模拟数字转换)端口采样范围内，通过信号隔离电路传递给MCU的AD口，进行模拟量信号的采集。

在本实施例中，对于第一电路板1的功率型模拟量输出信号，即电源输出信号，在第二电路板22上还可以对每一路电源输出信号进行负载预设，具体操作为将电源输出信号接入至电源负载选择电路，通过选择插装不同的跳线帽进行对负载大小的调整，可供选择的负载包括容性负载和阻性负载。

3、数字量输入检测信号：MCU的I/O口直接输出可供操控的数字电平信号，通过信号隔离电路传递给数字输出信号处理电路，将所输出的数字电平转换至第一电路板1的数字量输入检测的数字识别电平。

在本实施例中，对于用于故障检测类的数字量输入信号，在第二电路板22上设置故障模拟，具体操作为通过所述故障开关组件的闭合或断开，将开合状态通过故障模拟电路传递故障信号至第一电路板1，实现故障信号的模拟。

4、数字量输出信号：第一电路板1输出的数字量的测试输出信号，通过数字输入信号检测电路，将数字电平信号转换为MCU的I/O口可识别的数字电平，再通过信号隔离电路将数字电平信号发送至MCU的I/O口进行检测。

在本实施例中，对于第一电路板1输出的数字脉冲信号，除了通过上述使用MCU的I/O口进行高低电平、频率等参数的判别外，第二电路板22上还预设其它2种方式进行辅助检测判别。

a、第一电路板1输出的数字脉冲信号，通过电平比较器电路，进行脉冲信号幅值及频率的判别，通过信号隔离电路发送至MCU的I/O口。

b、第二电路板22输出的数字脉冲信号，通过一个低通滤波器电路，将脉冲信号转换为MCU可采集的模拟量信号电平，再通过信号隔离电路将此模拟量信号传递至MCU的A/D口进行采集。

假设经过低通滤波器电路后的输出电平为Vo，第一电路板1输出的数字脉冲信号为图5所示特征，其中Vi为脉冲信号的幅值，D为脉冲信号的占空比，f为脉冲信号的频率，设低通滤波器设计时设定的放大比例系数为A，则Vo可用如下公式体现：

从以上公式可以看出，在低通滤波器的放大比例系数A确定的情况下，脉冲信号的幅值Vi、占空比D、频率f三个参数中任意一个变化，都会引起Vo的变化，而MCU通过对Vo的检测，可以反映出脉冲信号的质量。在A确定，并且幅值Vi及频率f被MCU的I/O口检测确定的情况下，可以通过以上公式得出占空比D。

如果第一电路板1具有通讯功能，可通过相应通讯信号处理电路，以及信号隔离电路，联通至MCU的相应通讯端口，以实现第一电路板1和第二电路板22之间的通讯，进行数据交互。

第二电路板2与上位机的通讯则使用MCU的另一个(或同一个)通讯端口，通过另一个相应的通讯信号处理电路，实现通讯，进行数据交互。数据交互包含MCU采集信号数据的传输、上位机操作指令的下达等。

通过第二电路板22上的信号选择电路和继电器组件等，能够实现将第一电路板1上的信号选择性地输出至示波器上，进行具体信号波形的观测和分析。

实现过程如下：通过操作上位机界面，将操作指令下达给第二电路板22上的MCU，MCU通过I/O口联通信号选择电路，控制对应的继电器闭合，则示波器将接通第一电路板1相应的信号。

在本实施例中，继电器组件中的继电器可以是单路开关，也可以是多路开关，还可以是模拟开关芯片等其它器件，作用是实现信号的联通和关断。

在本实施例中，第二电路板22中MCU与信号选择电路的连接方式，可以是I/O口连接，也可以是串口通信或并口通信等其它方式，具体取决与信号选择电路的构成。

本实施例提供的电路板的测试装置主要具有以下有益效果。

1、通过所述测试装置能够测试第一电路板通过插座联通外部的所有信号，能够对第一电路板的功能测试实现全覆盖；

2、通过所述测试装置能够对批量待测试电路板进行测试参数设定，测试过程参数一致性高；

3、所述测试装置的制造成本低廉，具有较好的通用性，测试不同的电路板只需根据需求修改连接第一电路板和第二电路板的线束即可；

4、所述测试装置可测试的功能电路单元覆盖面广，能够对信号检测的选择通过软件进行删减；

5、通过所述测试装置进行电路板功能调试，可极大地提升测试效率；

6、所述测试装置的电路构造简单，易于实现，而且提供的测试方式灵活多变，便于变型设计；

7、在本实施例中，能够实现人(上位机)-测试装置-待测试电路板三者交互，进行数据的实时读取；

8、在本实施例中，能够实时并自主选择让示波器等信号测试设备显示待测试电路板的信号，操作非常简单且方便；

9、在本实施例的整个测试过程中，没有任何探针直接接触待测试电路板的表面，从而有效地防止了测试过程带来的静电等损伤；

10、在本实施例中，能够调整模拟负载，对待测试电路板的输出电源进行考量；

11、在本实施例中，能够对每一个待测试电路板的测试数据通过上位机进行保存。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。