宇航級電容測試開關(guān)通道的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種宇航級電容測試開關(guān)通道，包括開關(guān)矩陣和矩陣控制模塊，開關(guān)矩陣有P組；每組開關(guān)矩陣，包括一個由M個行繼電器和N個列繼電器組成的矩陣陣列、以及接入該矩陣陣列的M×N個電容，矩陣陣列控制電容分時依次接入電容測試電路中；矩陣控制模塊，包括PXI接口單元、CPLD控制單元、與所述開關(guān)矩陣一一對應連接的P個開關(guān)矩陣切換開關(guān)，PXI接口單元與CPLD控制單元連接，CPLD控制單元通過PXI接口單元接收來自主控計算機的信號并通過控制所述開關(guān)矩陣切換開關(guān)選擇某一組開關(guān)矩陣接入電容測試電路中。本發(fā)明采用繼電器構(gòu)成開關(guān)矩陣，解決了一對一型開關(guān)通道使硬件冗繁的弊端。
【專利說明】宇航級電容測試開關(guān)通道
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種宇航級電容測試開關(guān)通道。
【背景技術(shù)】
[0002]在自動化測試系統(tǒng)中，開關(guān)通道一直都是研究的重點內(nèi)容。開關(guān)通道在測試系統(tǒng)中，承擔著連接測試儀器或模塊與被測目標的重要任務環(huán)節(jié)。開關(guān)通道的性能，直接影響到測試系統(tǒng)整體的性能以及實用性。開關(guān)通道切換的自動化，是實現(xiàn)系統(tǒng)測試性能自動化的重要中間環(huán)節(jié)。隨著當前航天事業(yè)用到的電子元器件數(shù)量越來越大，質(zhì)量越來越高，并且檢測的環(huán)境越來越復雜，檢測指標越來越多，在自動測試過程中，往往需要對多種參數(shù)以及測試信號進行切換，本技術(shù)的應用增強了系統(tǒng)的通用性能，可以應用在各種自動測試系統(tǒng)中。
[0003]現(xiàn)有的開關(guān)通道結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，它為一對一的單通道開關(guān)結(jié)構(gòu)。每一個被測目標都需要聯(lián)通一個開關(guān)組件，從而聯(lián)通一條測試通路，與測試儀器相連接。為實現(xiàn)自動測試功能，在開關(guān)通道與測試儀器之間一般會有芯片，而工控機則通過對芯片傳輸命令，來負責控制選擇需要聯(lián)通的開關(guān)，從而聯(lián)通測試儀器和被測件。
[0004]然而現(xiàn)有的開關(guān)通道存在如下缺點:
[0005]( I)現(xiàn)有開關(guān)通道靈活性差
[0006]現(xiàn)有的開關(guān)通道為一對一開關(guān)通道，在應用到測試系統(tǒng)中時，如果被測件的數(shù)量有所變動，則開關(guān)通道的數(shù)量，板型等各項指標均需隨之變動，靈活性極差，而且每次都需根據(jù)不同的設(shè)計需求重新設(shè)計，浪費人力物力資源；
[0007](2)現(xiàn)有的開關(guān)通道為了增加測試功能需要較多的硬件資源，功耗大、成本高
[0008]現(xiàn)有的開關(guān)通道無法應用到大數(shù)量的器件測試系統(tǒng)中，當測試目標的數(shù)量增大時，開關(guān)組件個數(shù)也隨測試目標數(shù)量增加而增加，當測試功能需求增加到一定程度時，現(xiàn)有的一對一型開關(guān)通道將會消耗過多的硬件資源，增加功耗和成本，而且更有可能無法進行設(shè)計制作。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)中一對一型開關(guān)通道使硬件冗繁的弊端，本發(fā)明提出了一種宇航級電容測試開關(guān)通道，其采用如下技術(shù)方案:
[0010]宇航級電容測試開關(guān)通道，包括開關(guān)矩陣和矩陣控制模塊，開關(guān)矩陣有P組；
[0011]每組開關(guān)矩陣，包括一個由M個行繼電器和N個列繼電器組成的矩陣陣列、以及接入所述矩陣陣列的MXN個電容，矩陣陣列控制MXN個電容分時依次接入電容測試電路中；
[0012]矩陣控制模塊，包括PXI接口單元、CPLD控制單元、與所述開關(guān)矩陣一一對應連接的P個開關(guān)矩陣切換開關(guān)，PXI接口單元與CPLD控制單元連接，CPLD控制單元經(jīng)PXI接口單元接收來自主控計算機的信號并通過控制所述開關(guān)矩陣切換開關(guān)選擇某一組開關(guān)矩陣接入電容測試電路中；其中，M、N、P均為自然數(shù)，M、N > 2, P ^ 10[0013]進一步，所述行繼電器和列繼電器均采用高絕緣干簧繼電器。
[0014]進一步，所述矩陣控制模塊，還包括一個選擇電容值測試模塊或絕緣電阻值測試模塊接入電容測試電路中的測試切換開關(guān)，該測試切換開關(guān)由CPLD控制單元控制。
[0015]進一步，所述電容值測試模塊采用LCR儀器實現(xiàn)，所述絕緣電阻值測試模塊采用可程控絕緣電阻測試PXI模塊實現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0017]本發(fā)明采用繼電器構(gòu)成開關(guān)矩陣，大大改進了過去一對一型開關(guān)通道的硬件設(shè)計，節(jié)約了硬件設(shè)計成本，并通過軟件靈活設(shè)置而不改動任何硬件，從而滿足不同參數(shù)和不同數(shù)量的器件測試要求，節(jié)約了測試系統(tǒng)的走線；在開關(guān)矩陣中，選用高絕緣干簧繼電器，該繼電器關(guān)閉時的絕緣性能可達IX IO14Ω，并且可以切換直流1500V高壓和50MHz的交頻信號，完全滿足宇航級電容測試的要求；另外，本發(fā)明的開關(guān)矩陣還可以掛接多個測試設(shè)備，諸如電容值測試模塊和絕緣電阻值測試模塊等，實現(xiàn)對宇航級電容多種參數(shù)的測試，具有很強的通用性和可擴展性，為低成本、通用化和多通道測試方案提供了一種新的測試手段。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一對一型開關(guān)通道的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本發(fā)明中宇航級電容測試開關(guān)通道的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖3為圖2中開關(guān)矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
[0022]結(jié)合圖2、圖3所示，宇航級電容測試開關(guān)通道，包括開關(guān)矩陣和矩陣控制模塊，開關(guān)矩陣有P組。
[0023]每組開關(guān)矩陣，包括一個由M個行繼電器和N個列繼電器組成的矩陣陣列、以及接入該矩陣陣列的MXN個電容，矩陣陣列可以控制MXN個電容分時依次接入電容測試電路中，采用較少的繼電器就能達到對較多的電容巡測的目的，從而大大減少硬件資源的消耗，節(jié)約了硬件設(shè)計的成本。優(yōu)選地，行繼電器和列繼電器均采用高絕緣干簧繼電器，該繼電器關(guān)閉時的絕緣性能可達IX IO14 Ω，并且可以切換直流1500V高壓和50MHz的交頻信號，完全滿足宇航級電容測試的要求。
[0024]矩陣控制模塊，包括PXI接口單元、CPLD控制單元、與所述開關(guān)矩陣一一對應連接的P個開關(guān)矩陣切換開關(guān)，PXI接口單元與CPLD控制單元連接，CPLD控制單元經(jīng)PXI接口單元接收來自主控計算機的信號并通過控制上述開關(guān)矩陣切換開關(guān)選擇某一組開關(guān)矩陣接入電容測試電路中；其中，M、N、P均為自然數(shù)，M、N > 2, P ^ 10
[0025]矩陣控制模塊，還包括一個測試切換開關(guān)，該測試切換開關(guān)優(yōu)選采用雙刀雙擲開關(guān)，選擇將電容值測試模塊或絕緣電阻值測試模塊接入電容測試電路中，該測試切換開關(guān)由CPLD控制單元控制。當然，此處的電容值測試模塊和/或絕緣電阻值測試模塊還可以變更為電容的其他參數(shù)值測試模塊，增強了宇航級電容測試開關(guān)通道的通用性和可擴展性。
[0026]本發(fā)明中，絕緣電阻值測試模塊采用可程控絕緣電阻測試PXI模塊實現(xiàn)，對電容進行充放電和測量它的絕緣電阻值；電容值測試模塊采用LCR儀器實現(xiàn)，測量電容的容量和損耗。由于電容值測試模塊和絕緣電阻值測試模塊的測試端是隔離的，并且通過CPLD控制單元控制切換，因而測試系統(tǒng)可以通過軟件嚴格控制操作時序，避免人為操作錯誤。
[0027]開關(guān)矩陣中某一通路的具體選擇流程為:測試系統(tǒng)首先根據(jù)測試的要求確定開關(guān)的初始導通路徑，然后根據(jù)初始導通路徑測試系統(tǒng)進行相應的控制設(shè)置，由主控計算機通過PXI接口單元向CPLD控制單元發(fā)送控制命令，在CPLD控制單元中經(jīng)過數(shù)據(jù)鎖存、電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路后進行開關(guān)的驅(qū)動，完成開關(guān)的切換通道的設(shè)定工作。
[0028]圖3是本發(fā)明中開關(guān)矩陣的結(jié)構(gòu)框圖。該開關(guān)矩陣一個由M個行繼電器和N個列繼電器組成的矩陣陣列，控制MXN個電容分時依次接入測量回路中。
[0029]測試絕緣電阻值時，列繼電器觸點的一端接電源輸出的直流高壓，另一端接電容，行繼電器的一端接電容，另一端接PXI模塊檢測單元的采樣電阻電路構(gòu)成回路；測試電容值時，列繼電器觸點的一端接電容，另一端接信號源輸出的信號，行繼電器的一端接電容，另一端接PXI模塊檢測單元繼而計算電容值。
[0030]當然，以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質(zhì)范圍之內(nèi)，理應受到本發(fā)明的保護。
【權(quán)利要求】
1.宇航級電容測試開關(guān)通道，其特征在于，包括開關(guān)矩陣和矩陣控制模塊，開關(guān)矩陣有P組； 每組開關(guān)矩陣，包括一個由M個行繼電器和N個列繼電器組成的矩陣陣列、以及接入所述矩陣陣列的MXN個電容，矩陣陣列控制MXN個電容分時依次接入電容測試電路中； 矩陣控制模塊，包括PXI接口單元、CPLD控制單元、與所述開關(guān)矩陣一一對應連接的P個開關(guān)矩陣切換開關(guān)，PXI接口單元與CPLD控制單元連接，CPLD控制單元經(jīng)PXI接口單元接收來自主控計算機的信號并通過控制所述開關(guān)矩陣切換開關(guān)選擇某一組開關(guān)矩陣接入電容測試電路中；其中，M、N、P均為自然數(shù)，M、N > 2, P ^ L.
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的宇航級電容測試開關(guān)通道，其特征在于，所述行繼電器和列繼電器均采用高絕緣干簧繼電器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的宇航級電容測試開關(guān)通道，其特征在于，所述矩陣控制模塊，還包括一個選擇電容值測試模塊或絕緣電阻值測試模塊接入電容測試電路中的測試切換開關(guān)，該測試切換開關(guān)由CPLD控制單元控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的宇航級電容測試開關(guān)通道，其特征在于，所述電容值測試模塊采用LCR儀器實現(xiàn)，所述絕緣電阻值測試模塊采用可程控絕緣電阻測試PXI模塊實現(xiàn)。
【文檔編號】G01R1/04GK103592477SQ201310581143
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】秦贊, 薛沛祥, 喬宏志 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所