一種基于李沙育圖形的電路板離線對(duì)比測(cè)試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電路板自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于李沙育圖形的電路板離線對(duì)比測(cè)試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)電子設(shè)備的維護(hù)保障能力提出了更高要求，其中電路板測(cè)試及故障診斷技術(shù)在很大程度上提高了板級(jí)產(chǎn)品的維護(hù)保障能力，為電子設(shè)備提供了強(qiáng)有力的保障，同時(shí)也具備廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]目前現(xiàn)有的電路板測(cè)試設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，空間占用率大，價(jià)格昂貴，且多為電路板在線測(cè)試，因此便攜、靈活性和成本設(shè)計(jì)成為制約該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸。研究證明，利用李沙育圖形能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電容、電感等電子元器件進(jìn)行方便快捷的定性檢查，特別是通過李沙育圖形對(duì)比可以確定被測(cè)樣品與合格品的差異，廣泛應(yīng)用于電子電路板的故障檢測(cè)，而端口模擬特性分析也是一種廣泛應(yīng)用于電子電路板的故障檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)無需涉及電路原理、器件功能，也不需要電路處于工作狀態(tài)?；诶钌秤龍D形和端口模擬特性分析這兩項(xiàng)技術(shù)的有效結(jié)合，本申請(qǐng)人提供了一種便攜式的電路板離線對(duì)比測(cè)試裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，為克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種通過對(duì)好壞電路板的對(duì)比測(cè)試，方便、快捷、直觀地進(jìn)行電路板的測(cè)試及故障定位。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于李沙育圖形的電路板離線對(duì)比測(cè)試裝置，所述電路板離線對(duì)比測(cè)試裝置包含:智能終端，兩個(gè)源測(cè)量單元模塊和測(cè)試控制模塊；其中，所述兩個(gè)源測(cè)量單元模塊位于智能終端的兩個(gè)PXIe槽位中，所述測(cè)試控制模塊安裝運(yùn)行于智能終端上。
[0006]每個(gè)源測(cè)量單元模塊進(jìn)一步包含:第一電壓源子模塊、第一輸出阻抗子模塊和監(jiān)測(cè)子模塊，所述第一電壓源子模塊用于提供包含遙感的四象限激勵(lì)電壓信號(hào)輸出；所述輸出阻抗子模塊用于和被測(cè)電路板元器件節(jié)點(diǎn)線路上的阻抗進(jìn)行匹配，均衡激勵(lì)電壓的分配;所述監(jiān)測(cè)子模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加載在被測(cè)器件端口的實(shí)際工作電壓和輸出電流。
[0007]所述測(cè)試控制模塊進(jìn)一步包含:第二電壓源控制子模塊、第二輸出阻抗控制子模塊和測(cè)量顯示子模塊，其中，所述第二電壓源控制子模塊用于控制源測(cè)量單元模塊的第一電壓源子模塊輸出可配置形式的激勵(lì)信號(hào)，所述激勵(lì)信號(hào)進(jìn)一步包括正弦波、方波、三角波和鋸齒波，且各波形幅度和頻率均采用檔位配置的方式，各檔位之間無交集;所述第二輸出阻抗控制子模塊用于控制第一輸出阻抗子模塊的匹配阻抗大小，還用于控制被測(cè)電路板元器件節(jié)點(diǎn)電路上的阻抗進(jìn)行匹配，且每個(gè)匹配阻抗的檔位對(duì)應(yīng)于一個(gè)激勵(lì)信號(hào)的幅度檔位;所述測(cè)量顯示子模塊通過李沙育圖形對(duì)比的方式顯示無故障電路板和待測(cè)電路板的對(duì)應(yīng)元器件節(jié)點(diǎn)的對(duì)比測(cè)試結(jié)果。
[0008]可選的，上述測(cè)量顯示子模塊進(jìn)一步包含:實(shí)時(shí)測(cè)量子模塊和學(xué)習(xí)模式子模塊；
[0009]所述實(shí)時(shí)測(cè)量子模塊，用于將無故障電路板和待測(cè)電路板相對(duì)應(yīng)的元器件節(jié)點(diǎn)同時(shí)加載掃描激勵(lì)測(cè)試，并實(shí)時(shí)采集元器件節(jié)點(diǎn)端口的響應(yīng)特征信號(hào)，根據(jù)采集結(jié)果在測(cè)量顯示子模塊繪制李沙育對(duì)比圖形。
[0010]所述學(xué)習(xí)模式子模塊，用于從智能終端存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)記錄中提取無故障電路板元器件節(jié)點(diǎn)的特征曲線，并與待測(cè)電路板相應(yīng)元器件節(jié)點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果曲線進(jìn)行圖形比較，根據(jù)對(duì)比測(cè)試差異大小來判斷待測(cè)電路板有無故障;其中，學(xué)習(xí)模式的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)為:對(duì)無故障電路板的關(guān)鍵元器件節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果作為相應(yīng)元器件節(jié)點(diǎn)的端口特征曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0011]可選的，當(dāng)對(duì)無故障電路板和待測(cè)電路板進(jìn)行對(duì)比測(cè)試時(shí)，兩個(gè)元器件節(jié)點(diǎn)所施加激勵(lì)信號(hào)的波形、幅度、頻率以及匹配阻抗的大小均采用相同的配置。
[0012]上述第二電壓源控制子模塊還包含:手動(dòng)配置單元和自動(dòng)配置單元;其中，所述手動(dòng)配置單元通過人工選擇設(shè)置激勵(lì)信號(hào)的幅度、頻率以及匹配阻抗產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，作用于被測(cè)電路板元器件節(jié)點(diǎn);所述自動(dòng)配置單元通過檔位遞增方式逐一選擇各檔位幅度和頻率產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，同時(shí)選擇與幅度檔位相對(duì)應(yīng)的匹配阻抗，控制各檔位激勵(lì)信號(hào)幅度的最大值作用于被測(cè)電路板，將采集到的電流信號(hào)與基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，以此為基礎(chǔ)作為自動(dòng)配置單元選擇激勵(lì)信號(hào)幅度和頻率的依據(jù)。
[0013]此外，本發(fā)明還提供了一種基于李沙育圖形的電路板離線對(duì)比測(cè)試方法，所述方法包含:
[0014]步驟101)生成測(cè)試無故障電路板和待測(cè)電路板所需要的激勵(lì)信號(hào)。
[0015]步驟102)將激勵(lì)信號(hào)同時(shí)施加到兩個(gè)電路板，并采集兩電路板各對(duì)應(yīng)元器件節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)信號(hào)，在此基礎(chǔ)上提取各節(jié)點(diǎn)端口響應(yīng)信號(hào)的特征曲線，即李沙育圖形。
[0016]步驟103)通過比較無故障電路板和待測(cè)電路板各元器件節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)信號(hào)特征曲線進(jìn)行故障檢測(cè)定位，確定待測(cè)電路板是否存在故障，并確定故障位置。
[0017]可選的，上述步驟101)進(jìn)一步包含:
[0018]步驟101-1)初始化每個(gè)源測(cè)量單元模塊，用相同的電壓源工作參數(shù)配置兩個(gè)源測(cè)量單元模塊，其中所述電壓源工作參數(shù)包含:波形、電壓或頻率。
[0019]步驟101-2)配置兩個(gè)源測(cè)量單元模塊與電壓檔位相匹配的輸出阻抗。
[0020]上述步驟102)進(jìn)一步包含:
[0021]步驟102-1)根據(jù)電壓源工作參數(shù)計(jì)算掃描電壓數(shù)組，確定掃描總點(diǎn)數(shù)，并設(shè)置掃描點(diǎn)數(shù)的初始值。
[0022]步驟102-2)選取掃描點(diǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的掃描電壓，并輸出掃描電壓。
[0023]步驟102-3)采集在步驟101-2)選取的掃描電壓的激勵(lì)下，無故障電路板和待測(cè)電路板對(duì)應(yīng)元器件節(jié)點(diǎn)端口的輸出電壓和工作電流，并記錄采集值。
[0024]步驟102-4)對(duì)掃描點(diǎn)數(shù)進(jìn)行自增操作處理。
[0025]步驟102-5)判斷掃描點(diǎn)數(shù)是否達(dá)到掃描電壓數(shù)組的最大值，如果否，則返回步驟102-2);如果是，進(jìn)入步驟102-6)。
[0026]步驟102-6)根據(jù)采集的各掃描點(diǎn)特征數(shù)據(jù)繪制并顯示無故障電路板和待測(cè)電路板對(duì)應(yīng)元器件節(jié)點(diǎn)的李沙育波形，進(jìn)而得到對(duì)比波形圖。
[0027]步驟102-7)設(shè)置對(duì)比容差的值。
[0028]步驟102-8)判斷對(duì)比波形圖的最大差異是否在設(shè)置的容差值范圍內(nèi)，如果在，則待測(cè)電路板存在故障；如果不在設(shè)置的容差值的范圍內(nèi)，則待測(cè)電路板當(dāng)前所測(cè)元器件節(jié)點(diǎn)無故障。
[0029]上述選取掃描總點(diǎn)數(shù)的原則需滿足如下條件:I)根據(jù)掃描電壓數(shù)組繪制出來的掃描電壓波形不失真;2)源測(cè)量單元模塊掃描完成整個(gè)波形的采集時(shí)間不超過5s;和3)在用戶可以承受的等待時(shí)間范圍內(nèi)。
[0030]綜上所述本發(fā)明的裝置首次在電路板測(cè)試方面采用便攜式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想，對(duì)好壞電路板同時(shí)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，分析電路板對(duì)應(yīng)測(cè)試的元器件節(jié)點(diǎn)的端口特性，繪制相應(yīng)的李沙育對(duì)比圖形，來進(jìn)行電路板的離線對(duì)比測(cè)試。本發(fā)明測(cè)試裝置配置簡(jiǎn)單，裝置體積能夠濃縮為傳統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的20%，也大大降低了用戶的研制開發(fā)成本。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0031]基于李沙育圖形的電路板離線對(duì)比測(cè)試裝置，采用便攜式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由智能終端、源測(cè)量單元模塊和測(cè)試控制模塊組成，其中，智能終端采用方便輕巧的兩槽PXIe智能平板計(jì)算機(jī)，是源測(cè)量單元模塊和測(cè)試控制模塊的載體，終端顯示屏采用多點(diǎn)電容觸控技術(shù)，用戶操作簡(jiǎn)單流暢。
[0032]無故障電路板和待測(cè)電路板對(duì)應(yīng)元器件節(jié)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試時(shí)，所施加激勵(lì)信號(hào)的波形、幅度、頻率以及匹配阻抗的大小均采用相同的配置。
[0033]本發(fā)明所述的測(cè)量顯示單元實(shí)時(shí)測(cè)量模式進(jìn)一步提供電壓響應(yīng)和電流響應(yīng)圖形的對(duì)比方式，即分別通過對(duì)比電路板元器件節(jié)點(diǎn)端口的工作電壓和工作電流圖形來進(jìn)行直觀比較，判斷待測(cè)電路板有無故障。
[0034]本發(fā)明所述的李沙育對(duì)比測(cè)試結(jié)果差異大小通過定義容差的方式來實(shí)現(xiàn)，容差即判斷待測(cè)電路板有無故障的閾值。用戶可根據(jù)對(duì)比圖形的差異大小自定義設(shè)置，經(jīng)驗(yàn)值為20%。為方便用戶操作，容差設(shè)