本實(shí)用新型屬于集成電路測(cè)試領(lǐng)域。具體涉及一種浮動(dòng)的多通道電壓電流源表。

背景技術(shù)：

在集成電路測(cè)試中常見(jiàn)的電壓電流源表為共地系統(tǒng)板卡，也就是以測(cè)試機(jī)的地線為參考點(diǎn)。當(dāng)如果要求輸出電壓或者電流信號(hào)較大時(shí)，需要多路電源進(jìn)行疊加，或者要求對(duì)被測(cè)器件的參數(shù)進(jìn)行差分測(cè)量。這就需要電壓電流源表本身具有浮動(dòng)的能力。目前，主要的隔離方式有DC-DC開(kāi)關(guān)電源和模擬隔離放大器等形式，但其具有負(fù)載響應(yīng)差、輸出紋波大等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提出一種浮動(dòng)的多通道電壓電流源表，解決在集成電路測(cè)試中浮動(dòng)源表的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種浮動(dòng)的多通道電壓電流源表，包括多通道電壓電流源表板卡，在板卡上設(shè)置有多路電壓電流源表控制環(huán)路，每一路電壓電流源表控制環(huán)路的輸入與通訊總線連接交換數(shù)據(jù)，電壓電流源表控制環(huán)路的輸出通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)輸出，電壓電流源表控制環(huán)路的輸出包括兩路高電位信號(hào)分別是ForceH和SenceH、兩路低電位信號(hào)分別是ForceL和SenceL、一路保護(hù)線Guard；其中，所述電壓電流源表控制環(huán)路通過(guò)串并轉(zhuǎn)換電路與通訊總線連接交換數(shù)據(jù)，在所述電壓電流源表控制環(huán)路與串并轉(zhuǎn)換電路之間設(shè)置有數(shù)字隔離電路將電壓電流源表控制環(huán)路的參考地與通訊總線參考地隔離，在板卡上設(shè)置有電源隔離電路，電源隔離電路的輸入連接電源總線，電源隔離電路的輸出為電壓電流源表控制環(huán)路提供多路直流電源和電壓電流源表控制環(huán)路的參考地。

方案進(jìn)一步是：所述電源隔離電路是通過(guò)變壓器將電源總線交流電源變?yōu)槎嗦分绷麟娫矗?jīng)穩(wěn)壓后為電壓電流源表控制環(huán)路提供多路直流電源。

方案進(jìn)一步是：所述電壓電流源表控制環(huán)路包括邏輯控制電路和電壓電流源模擬電路，邏輯控制電路和電壓電流源模擬電路通過(guò)數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相互連接，邏輯控制電路與數(shù)字隔離電路連接與通訊總線交換數(shù)據(jù)，電壓電流源模擬電路與繼電器連接，其中：邏輯控制電路用于將通信信號(hào)進(jìn)行功能譯碼，產(chǎn)生后級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的控制信號(hào)；所述電壓電流源模擬環(huán)路用于電壓電流源表功能的實(shí)現(xiàn)。

方案進(jìn)一步是：所述電壓電流源表控制環(huán)路的輸出通過(guò)至少兩組繼電器開(kāi)關(guān)輸出，通過(guò)控制信號(hào)的選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)選定其中一組繼電器受控，實(shí)現(xiàn)乒乓切換的功能。

方案進(jìn)一步是：所述電壓電流源表控制環(huán)路包括有一個(gè)跟隨器電路，跟隨器電路的輸入連接SenceH高電位信號(hào)線，跟隨器電路的輸出是保護(hù)線Guard。

實(shí)用新型的有益效果是：實(shí)現(xiàn)了電壓電流源表的電源完全浮動(dòng)，負(fù)載響應(yīng)快、輸出紋波小。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作一詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型多通道表的原理框圖；

圖2是本實(shí)用新型電壓電流源表控制環(huán)路的輸出邏輯框圖。

具體實(shí)施方式

一種浮動(dòng)的多通道電壓電流源表，包括多通道電壓電流源表板卡1，如圖1和圖2所示，在板卡上設(shè)置有多路電壓電流源表控制環(huán)路2，每一路電壓電流源表控制環(huán)路的輸入與通訊總線3連接交換數(shù)據(jù)，電壓電流源表控制環(huán)路的輸出的5路信號(hào)線通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)4輸出，電壓電流源表控制環(huán)路的輸出包括兩路高電位信號(hào)分別是ForceH和SenceH、兩路低電位信號(hào)分別是ForceL和SenceL、一路保護(hù)線Guard；前面四個(gè)是為了保證Kelvin輸出，Guard線的主要作用是減小PCB板材帶來(lái)的漏電，由SenseH經(jīng)過(guò)Buffer驅(qū)動(dòng)得到。其中，所述電壓電流源表控制環(huán)路通過(guò)串并轉(zhuǎn)換電路5與通訊總線連接交換數(shù)據(jù)，在所述電壓電流源表控制環(huán)路與串并轉(zhuǎn)換電路之間設(shè)置有數(shù)字隔離電路6將電壓電流源表控制環(huán)路的參考地7與通訊總線參考地8隔離，在板卡上設(shè)置有電源隔離電路9，電源隔離電路的輸入連接電源總線10，電源隔離電路的輸出為電壓電流源表控制環(huán)路提供多路直流電源和電壓電流源表控制環(huán)路的參考地。

實(shí)施例中：所述電源隔離電路是通過(guò)變壓器將電源總線交流電源變?yōu)槎嗦分绷麟娫?，?jīng)穩(wěn)壓后為電壓電流源表控制環(huán)路提供多路直流電源。

實(shí)施例中：所述電壓電流源表控制環(huán)路包括邏輯控制電路201和電壓電流源模擬電路202，邏輯控制電路和電壓電流源模擬電路通過(guò)數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換電路203相互連接，邏輯控制電路與數(shù)字隔離電路連接與通訊總線交換數(shù)據(jù)，電壓電流源模擬電路與繼電器連接，其中：邏輯控制電路用于將通信信號(hào)進(jìn)行功能譯碼，產(chǎn)生后級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的控制信號(hào)；所述電壓電流源模擬環(huán)路用于電壓電流源表功能的實(shí)現(xiàn)。

其中：所述電壓電流源表控制環(huán)路的輸出通過(guò)至少兩組繼電器開(kāi)關(guān)輸出，通過(guò)控制信號(hào)的選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)選定其中一組繼電器受控，實(shí)現(xiàn)乒乓切換的功能。

實(shí)施例中：如圖2所示，所述電壓電流源表控制環(huán)路包括有一個(gè)跟隨器電路11，跟隨器電路是由運(yùn)算放大器和電阻組成，跟隨器電路的輸入連接SenceH高電位信號(hào)線，跟隨器電路的輸出是保護(hù)線Guard。每個(gè)通道包括5根信號(hào)，分別是ForceH、SenseH、ForceL、SenseL和Guard。ForceH、SenseH、ForceL、SenseL是常規(guī)的開(kāi)爾文連接方式。Guard線由SenseH經(jīng)過(guò)跟隨器電壓驅(qū)動(dòng)得到。Guard和SenseH電位一致，下游用戶在PCB上布線，用Guard將SenseH和ForceH包圍，減小了PCB板材上的漏電流，提高了小電流輸出和測(cè)量的精度。

本實(shí)施例中：邏輯控制電路適用于將通信信號(hào)進(jìn)行功能譯碼，產(chǎn)生后級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的控制信號(hào)；所述電壓電流源模擬環(huán)路和輸出開(kāi)關(guān)部分相連，電壓電流源模擬環(huán)路適用于電壓電流源表功能的實(shí)現(xiàn)；所述輸出開(kāi)關(guān)部分與用戶板卡相連，輸出開(kāi)關(guān)部分適用于控制輸出信號(hào)的通斷；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與邏輯控制電路相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路適用于將模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，返回給邏輯控制電路，邏輯控制電路將數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)字隔離電路轉(zhuǎn)換傳輸?shù)酵ㄓ嵖偩€上；所述AC-DC電路與總線電源信號(hào)連接，AC-DC電路適用于將電源總線的交流電源變壓得到所需的不同規(guī)格的直流電源。本實(shí)用新型提供的浮動(dòng)的電壓電流源表方案，包括數(shù)字隔離電路、邏輯控制電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、環(huán)路控制電路、功放放大電路、信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、AC-AC隔離變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路。數(shù)字隔離電路實(shí)現(xiàn)了數(shù)字通信部分的隔離，AC-AC隔離變壓器部分電路實(shí)現(xiàn)了板卡電源部分的隔離，給其他部分電路供電，兩者一起實(shí)現(xiàn)了整塊板卡的浮動(dòng)。

作為具體實(shí)施例，所述串并轉(zhuǎn)換電路，包括數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號(hào)和主控芯片，單向的通信信號(hào)經(jīng)過(guò)74LCX541連到主控芯片F(xiàn)PGA上，雙向的通信信號(hào)經(jīng)過(guò)74LCX245連到主控芯片F(xiàn)PGA上。FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)串并轉(zhuǎn)換模塊，負(fù)責(zé)將并行總線傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，也將下一級(jí)的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行放在總線上。

作為具體實(shí)施例，所述數(shù)字隔離電路，包括數(shù)字隔離芯片及外圍電路，使用的數(shù)字隔離芯片型號(hào)為ISO7241?？偩€的通訊信號(hào)本身是參考測(cè)試機(jī)的地平面。通訊信號(hào)進(jìn)入板內(nèi)傳輸后，經(jīng)過(guò)數(shù)字隔離電路后實(shí)現(xiàn)了通訊信號(hào)和地平面的隔離。通過(guò)每個(gè)通道使用獨(dú)立的數(shù)字隔離電路，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)通道之間的隔離。一塊板卡上可以有多個(gè)數(shù)字隔離電路，這取決于需要隔離的通道數(shù)量。為了避免不同的隔離電路本身有延時(shí)，一個(gè)通道的通訊信號(hào)應(yīng)該使用一個(gè)數(shù)字隔離電路完成隔離。

作為具體實(shí)施例，所述AC-DC電路，有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一是通過(guò)AC-AC變壓得到不同幅值的電源信號(hào)，源邊輸入一組交流電源信號(hào)和副邊輸出多組交流電源信號(hào)，根據(jù)電壓值換算出源邊和副邊的匝數(shù)比。使用磁罐式變壓器的形式，在骨架上繞制絕緣漆包線繞制變壓器，根據(jù)載流能力選擇對(duì)應(yīng)規(guī)格的漆包線。再經(jīng)過(guò)整流濾波減小紋波，最后通過(guò)線性穩(wěn)壓電壓得到各路電源；二是通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換得到一個(gè)DC電源信號(hào)，再通過(guò)不同規(guī)格的線性穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓輸出多路不同幅值的電源信號(hào)。為硬件其他線路提供與設(shè)備地線隔離的電源。

作為具體實(shí)施例，所述邏輯控制電路，包括現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯控制門(mén)陣列及外圍電路，設(shè)計(jì)功能模塊，將并線總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)向下級(jí)發(fā)送，同時(shí)也將下級(jí)送上來(lái)的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)發(fā)回到并線總線上。

作為具體實(shí)施例，每個(gè)通道有兩組繼電器，通過(guò)控制信號(hào)的選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)選定其中一組繼電器受控，實(shí)現(xiàn)乒乓切換的功能。其中繼電器的供電電源由板內(nèi)經(jīng)過(guò)變壓隔離后電源提供，降低了對(duì)繼電器隔離電壓的要求。