專利名稱：浮地測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及集成電路測(cè)試領(lǐng)域，特別涉及一種浮地測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地是電子技術(shù)中一個(gè)很重要的概念，其經(jīng)典定義是:作為電路或系統(tǒng)基準(zhǔn)的等電位或平面。接地的方法有很多種，常用的有單點(diǎn)接地，多點(diǎn)接地，浮地等。單點(diǎn)接地時(shí)值整個(gè)電路系統(tǒng)中只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)，其他需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)上。在低頻電路中，布線和元件之間不會(huì)產(chǎn)生太大影響。通常頻率小于IMHz的電路，采用一點(diǎn)接地。多點(diǎn)接地是指電子設(shè)備中各個(gè)接地點(diǎn)都直接接到距它最近的接地平面上(即設(shè)備的金屬底板)。在高頻電路中，由于寄生電容和電感影響比較大，通常采用多點(diǎn)接地。浮地，即電路的地與大地?zé)o導(dǎo)體連接。浮地不同于虛地，虛地是指沒有接地卻和地電位相等；浮地的參考電位可以不等于大地的電位。現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)試系統(tǒng)的地電位與系統(tǒng)地位于同一點(diǎn)位，當(dāng)被測(cè)系統(tǒng)中的地干擾較大、不能可靠接地、不允許共地或需要檢測(cè)一些較高數(shù)值的差模信號(hào)的情況下，現(xiàn)有測(cè)量方法就無法滿足需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種浮地測(cè)試系統(tǒng)，使得浮地測(cè)試系統(tǒng)不受大地電性能的影響，可使功率地和信號(hào)地之間的隔離電阻很大，阻止共地阻抗電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾，能滿 足較高電壓和較大電流的測(cè)試要求。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了一種浮地測(cè)試系統(tǒng)，包含:浮地測(cè)量電路、電源隔離電路和信號(hào)隔離電路；被測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)電源通過所述電源隔離電路與所述浮地測(cè)量電路連接；被測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)信號(hào)通過所述信號(hào)隔離電路與所述浮地測(cè)量電路進(jìn)行傳遞。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，通過隔離電路把浮地測(cè)量電路同被測(cè)系統(tǒng)其他電路隔離開，使得浮地測(cè)試系統(tǒng)不受大地電性能的影響，可使功率地和信號(hào)地之間的隔離電阻很大，阻止共地阻抗電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾，能滿足較高電壓和較大電流的測(cè)試要求。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮地測(cè)量電路包含:通用總線轉(zhuǎn)換電路、主運(yùn)放、電壓選擇電流放大電路、鉗位電路、電壓反饋回路、電流反饋回路、數(shù)模輸出模塊和模數(shù)測(cè)量模塊；所述電源隔離電路為直流-直流轉(zhuǎn)換電路；所述信號(hào)隔離電路為光耦隔離電路；所述系統(tǒng)信號(hào)通過所述通用總線轉(zhuǎn)換電路輸入所述浮地測(cè)試系統(tǒng)；所述系統(tǒng)電源通過所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路連接到所述浮地測(cè)試系統(tǒng)；所述通用總線轉(zhuǎn)換電路與所述光耦隔離電路連接；所述光耦隔離電路分別與所述鉗位電路、所述數(shù)模輸出模塊和所述模數(shù)測(cè)量模塊連接；所述數(shù)模輸出模塊和所述鉗位電路均與所述主運(yùn)放、所述電壓反饋回路和所述電流反饋回路連接；所述模數(shù)測(cè)量模塊與所述電壓反饋回路和所述電流反饋回路連接；所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路與所述主運(yùn)放的正電源、所述電壓選擇電流放大電路連接；所述主運(yùn)放的輸出端和負(fù)電源分別與所述電壓選擇電流放大電路連接；所述電壓選擇電流放大電路、所述電壓反饋回路和所述電流反饋回路均與所述浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端連接。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路的每路通道單獨(dú)使用一正一負(fù)兩個(gè)隔離電源，提供的最高電壓為48伏、最大電流為2.3安培。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述通用總線轉(zhuǎn)換電路采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA實(shí)現(xiàn)。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述鉗位電路包含正向鉗位子電路和負(fù)向鉗位子電路；所述正向鉗位子電路和負(fù)向鉗位子電路的輸入端與所述信號(hào)隔離電路連接，兩個(gè)輸出端相互連接，并與所述主運(yùn)放、所述電流反饋回路和所述電壓反饋回路連接。采用鉗位電路限制輸出電流和電壓，防止過高的輸出損壞被測(cè)器件。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述電壓反饋回路包含恒電壓輸出模塊和電壓檔位分檔模塊；所述電壓反饋回路包含恒電流輸出模塊和電流檔位分檔模塊；所述恒電壓輸出模塊、電壓檔位分檔模塊、恒電流輸出模塊和電流檔位分檔模塊分別與所述浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端連接。作為進(jìn)一步改進(jìn)，還包含:二級(jí)浮動(dòng)電源；所述電壓反饋回路包含:電壓反饋電阻和電壓檢測(cè)放大器；所述電壓檢測(cè)放大器的兩個(gè)輸入端分別與所述·浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端中的電壓輸出端Vo和浮地連接；所述電壓檢測(cè)放大器的正電源和負(fù)電源與所述二級(jí)浮動(dòng)電源連接；所述電壓檢測(cè)放大器的輸出端與所述電壓反饋電阻的一端連接，所述電壓反饋電阻的另一端與所述鉗位電路和所述模數(shù)測(cè)量模塊連接；所述電流反饋回路包含:采樣電阻和電壓檢測(cè)放大器；所述電壓檢測(cè)放大器的兩個(gè)輸入端分別與所述采樣電阻的兩端連接；所述電壓檢測(cè)放大器的正電源和負(fù)電源與所述二級(jí)浮動(dòng)電源連接；所述電壓檢測(cè)放大器的輸出端與所述鉗位電路和所述模數(shù)測(cè)量模塊連接；所述采樣電阻的一端與所述浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端中的電壓輸出端Vo連接，另一端與所述電壓選擇電流放大電路連接。引入二級(jí)浮動(dòng)電源，能夠跟隨的電壓輸出端No電壓進(jìn)行浮動(dòng)，使運(yùn)放在較高電壓輸入也能夠安全工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):1、浮地系統(tǒng)不受大地電性能的影響。2、浮地系統(tǒng)可使功率地(強(qiáng)電地)和信號(hào)地(弱電地)之間的隔離電阻很大。3、浮地性能能阻止共地阻抗電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾(即共模干擾)。4、能滿足較高電壓和較大電流的測(cè)試要求。

圖1是本實(shí)用新型的浮地測(cè)試系統(tǒng)隔離示意圖；圖2是本實(shí)用新型的浮地測(cè)試系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊連接示意圖；圖3是本實(shí)用新型的浮地測(cè)試系統(tǒng)施加和測(cè)量的原理框圖；[0033]圖4是本實(shí)用新型的浮地測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行差模測(cè)量時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本實(shí)用新型各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式涉及一種浮地測(cè)試系統(tǒng)，如圖1所示，包含:浮地測(cè)量電路、電源隔離電路和信號(hào)隔離電路；被測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)電源通過電源隔離電路與浮地測(cè)量電路連接；被測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)信號(hào)通過信號(hào)隔離電路與浮地測(cè)量電路進(jìn)行傳遞。具體電路參見圖2，浮地測(cè)量電路包含:通用總線轉(zhuǎn)換電路、主運(yùn)放、電壓選擇電流放大電路、鉗位電路、電壓反饋回路、電流反饋回路、數(shù)模輸出模塊和模數(shù)測(cè)量模塊；電源隔離電路為直流-直流轉(zhuǎn)換電路；信號(hào)隔離電路為光耦隔離電路。系統(tǒng)信號(hào)通過通用總線轉(zhuǎn)換電路輸入浮地測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)電源通過直流-直流轉(zhuǎn)換電路連接到浮地測(cè)試系統(tǒng)。通用總線轉(zhuǎn)換電路與光耦隔離電路連接；光耦隔離電路分別與鉗位電路、數(shù)模輸出模塊和模數(shù)測(cè)量模塊連接；數(shù)模輸出模塊和鉗位電路均與主運(yùn)放、電壓反饋回路和電流反饋回路連接；模數(shù)測(cè)量模塊與電壓反饋回路和電流反饋回路連接；直流-直流轉(zhuǎn)換電路與主運(yùn)放的正電源、電壓選擇電流放大電路連接；主運(yùn)放的輸出端和負(fù)電源分別與電壓選擇電流放大電路連接；電壓選擇電流放大電路、電壓反饋回路和電流反饋回路均與浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端連接。鉗位電路包含正向鉗位子電路和負(fù)向鉗位子電路；正向鉗位子電路和負(fù)向鉗位子電路的輸入端與信號(hào)隔離電路連接，兩個(gè)輸出端相互連接，并與主運(yùn)放、電流反饋回路和電壓反饋回路連接。
此外，值得一提的是，直流-直流轉(zhuǎn)換電路的每路通道單獨(dú)使用一正一負(fù)兩個(gè)隔離電源，提供的最高電壓為48伏、最大電流為2.3安培。比如說，可以設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立通道的高精度恒流恒壓模塊，該模塊的地電位浮置，每個(gè)通道具有施加和測(cè)量功能，可實(shí)現(xiàn)雙向四象限工作，電壓電流施加和測(cè)試精度為0.1%，分辨率為16位，其電壓輸出測(cè)量范圍-48v +48V,電流輸出測(cè)量范圍-2A 2A。通用總線轉(zhuǎn)換電路采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA實(shí)現(xiàn)。電壓反饋回路包含恒電壓輸出模塊和電壓檔位分檔模塊；電壓反饋回路包含恒電流輸出模塊和電流檔位分檔模塊；恒電壓輸出模塊、電壓檔位分檔模塊、恒電流輸出模塊和電流檔位分檔模塊分別與浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端連接。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以采用GAH03S48BP 48V 150W電源模塊作為直流-直流轉(zhuǎn)換電路，F(xiàn)PGA芯片可以為XC3S500E或XC3S250E，主運(yùn)放可以選用0PA454AIDDA，數(shù)模輸出電路可以選用16位DA芯片AD5546，模數(shù)測(cè)量電路可以選用16位AD芯片AD7612或AD7610。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過隔離電路把浮地測(cè)量電路同被測(cè)系統(tǒng)其他電路隔離開，使得浮地測(cè)試系統(tǒng)不受大地電性能的影響，可使功率地和信號(hào)地之間的隔離電阻很大，阻止共地阻抗電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾，能滿足較高電壓和較大電流的測(cè)試要求。特別是，在一些特定場(chǎng)合，地線上的干擾比較嚴(yán)重，采用浮地技術(shù)，可以阻斷干擾信號(hào)的進(jìn)入，提高電磁兼容能力。本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式涉及一種浮地測(cè)試系統(tǒng)，第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于:在第二實(shí)施方式中，引入二級(jí)浮動(dòng)電源，能夠跟隨電壓輸出端Vo的電壓進(jìn)行浮動(dòng)，使運(yùn)放在較高電壓輸入時(shí)也能夠安全工作。請(qǐng)參閱圖3所示，電壓反饋回路包含:電壓反饋電阻401和電壓檢測(cè)放大器402 ；電壓檢測(cè)放大器的兩個(gè)輸入端分別與浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端中的Vo和浮地連接；電壓檢測(cè)放大器的正電源和負(fù)電源與二級(jí)浮動(dòng)電源400連接；電壓檢測(cè)放大器的輸出端與電壓反饋電阻的一端連接，電壓反饋電阻的另一端與鉗位電路和模數(shù)測(cè)量模塊連接。電流反饋回路包含:采樣電阻403和電壓檢測(cè)放大器404 ;電壓檢測(cè)放大器的兩個(gè)輸入端分別與采樣電阻的兩端連接；電壓檢測(cè)放大器的正電源和負(fù)電源與二級(jí)浮動(dòng)電源連接；電壓檢測(cè)放大器的輸出端與鉗位電路和模數(shù)測(cè)量模塊連接；采樣電阻的一端與浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端中Vo連接，另一端與電壓選擇電流放大電路連接。此外，本實(shí)施方式也可以解決較高數(shù)值的差模信號(hào)問題，比如說，如圖4所示，系統(tǒng)中的兩點(diǎn)PU P2的電壓分別為Vpl=500v，Vp2=520v，則共模電壓(Vcom)為500伏，差?；虿罘蛛妷?Vdif)為20伏，將p2點(diǎn)與浮地端405連接，這樣就可以將較大的共模信號(hào)轉(zhuǎn)換成很小的差模信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):1、浮地系統(tǒng)不受大地電性能的影響。2、浮地系統(tǒng)可使功率地(強(qiáng)電地)和信號(hào)地(弱電地)之間的隔離電阻很大。3、浮地性 能能阻止共地阻抗電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾(即共模干擾)。 4、能滿足較高電壓和較大電流的測(cè)試要求。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種浮地測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包含:浮地測(cè)量電路、電源隔離電路和信號(hào)隔離電路； 被測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)電源通過所述電源隔離電路與所述浮地測(cè)量電路連接； 被測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)信號(hào)通過所述信號(hào)隔離電路與所述浮地測(cè)量電路進(jìn)行傳遞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮地測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述浮地測(cè)量電路包含:通用總線轉(zhuǎn)換電路、主運(yùn)放、電壓選擇電流放大電路、鉗位電路、電壓反饋回路、電流反饋回路、數(shù)模輸出模塊和模數(shù)測(cè)量模塊； 所述電源隔離電路為直流-直流轉(zhuǎn)換電路； 所述信號(hào)隔離電路為光耦隔離電路； 所述系統(tǒng)信號(hào)通過所述通用總線轉(zhuǎn)換電路輸入所述浮地測(cè)試系統(tǒng)；所述系統(tǒng)電源通過所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路連接到所述浮地測(cè)試系統(tǒng)； 所述通用總線轉(zhuǎn)換電路與所述光耦隔離電路連接；所述光耦隔離電路分別與所述鉗位電路、所述數(shù)模輸出模塊和所述模數(shù)測(cè)量模塊連接；所述數(shù)模輸出模塊和所述鉗位電路均與所述主運(yùn)放、所述電壓反饋回路和所述電流反饋回路連接；所述模數(shù)測(cè)量模塊與所述電壓反饋回路和所述電流反饋回路連接；所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路與所述主運(yùn)放的正電源、所述電壓選擇電流放大電路連接；所述主運(yùn)放的輸出端和負(fù)電源分別與所述電壓選擇電流放大電路連接；所述電壓選擇電流放大電路、所述電壓反饋回路和所述電流反饋回路均與所述浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮地測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路的每路通道單獨(dú)使用一正一負(fù)兩個(gè)隔 離電源，提供的最高電壓為48伏、最大電流為2.3安培。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮地測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述通用總線轉(zhuǎn)換電路采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮地測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述鉗位電路包含正向鉗位子電路和負(fù)向鉗位子電路； 所述正向鉗位子電路和負(fù)向鉗位子電路的輸入端與所述信號(hào)隔離電路連接，兩個(gè)輸出端相互連接，并與所述主運(yùn)放、所述電流反饋回路和所述電壓反饋回路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮地測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓反饋回路包含恒電壓輸出模塊和電壓檔位分檔模塊； 所述電壓反饋回路包含恒電流輸出模塊和電流檔位分檔模塊； 所述恒電壓輸出模塊、電壓檔位分檔模塊、恒電流輸出模塊和電流檔位分檔模塊分別與所述浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述的浮地測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，還包含:二級(jí)浮動(dòng)電源； 所述電壓反饋回路包含:電壓反饋電阻和電壓檢測(cè)放大器；所述電壓檢測(cè)放大器的兩個(gè)輸入端分別與所述浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端中的電壓輸出端(Vo)和浮地連接；所述電壓檢測(cè)放大器的正電源和負(fù)電源與所述二級(jí)浮動(dòng)電源連接；所述電壓檢測(cè)放大器的輸出端與所述電壓反饋電阻的一端連接，所述電壓反饋電阻的另一端與所述鉗位電路和所述模數(shù)測(cè)量模塊連接； 所述電流反饋回路包含:采樣電阻和電壓檢測(cè)放大器；所述電壓檢測(cè)放大器的兩個(gè)輸入端分別與所述采樣電阻的兩端連接；所述電壓檢測(cè)放大器的正電源和負(fù)電源與所述二級(jí)浮動(dòng)電源連接；所述電壓檢測(cè)放大器的輸出端與所述鉗位電路和所述模數(shù)測(cè)量模塊連接；所述采樣電阻的一端與所述浮地測(cè)試系統(tǒng)的輸出端中的電壓輸出端(Vo)連接，另一端與所述電壓選擇電流放大 電路連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及集成電路測(cè)試領(lǐng)域，公開了一種浮地測(cè)試系統(tǒng)。本實(shí)用新型中浮地測(cè)試系統(tǒng)包含浮地測(cè)量電路、電源隔離電路和信號(hào)隔離電路；被測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)電源通過電源隔離電路與浮地測(cè)量電路連接；被測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)信號(hào)通過信號(hào)隔離電路與浮地測(cè)量電路進(jìn)行傳遞。通過隔離電路把浮地測(cè)量電路同被測(cè)系統(tǒng)其他電路隔離開，使得浮地測(cè)試系統(tǒng)不受大地電性能的影響，可使功率地和信號(hào)地之間的隔離電阻很大，阻止共地阻抗電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾，能滿足較高電壓和較大電流的測(cè)試要求。
文檔編號(hào)G01R31/28GK203133243SQ20132006755
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者毛國(guó)梁, 曹云飛 申請(qǐng)人:上海宏測(cè)半導(dǎo)體科技有限公司