电子产品通用自动测试系统的设计与研究

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1、电子产品通用自动测试系统的设计与研究第一章绪论1.1电子产品通用自动测试系统研究意义及要求我国已成为全球最大的电子产品制造国，电子产品渗入到生活的方方面面，包括通信、医疗、教育、交通、金融等等。电子产品具有以下几个特点：（1）产品升级换代迅速，生命周期短，变更频繁，版本控制复杂。（2）产品零配件品种、型号繁多，工艺要求、标准、生产环节繁杂。（3）原料供应商、代工单位选择繁多，管理困难，产品质量难以控制。与此同时，不间断的产品换代使得测试工作不堪重负。目前较大比例的中小型电子科技企业由于资金、技术等方面的限制，仍然采用人工测试这种传统测试方式，必然存在以下这些弊

2、端[2]：测试时间长、工作量大、效率低在传统人工测试中，一个工人往往需要操作万用电表、示波器、波形发生器等一系列测试设备对同一型号的设备进行成千上万次重复测试，一方面操作复杂、另一方面也花费不少时间。（1）测试主观性大、效果差采用人工测试，测试人员的技术水平不一导致测试判断存在较大的人为误差，这样出来的测试效果往往会差强人意。（2）数据记录及后续处理难度大人工测试中，测试人员需要记录电流、电压、温度、压强等参数，工作量大，时间长，容易出错，同时也不便于数据统计、分析等后续处理。（3）不适合大规模、流水线式生产现代化的电子产品生产往往规模巨大，人工测试效率低下，

3、差错率高，严重阻碍生产的规模化及标准化。（4）更新换代部署周期长当产品需要更新换代时，需要重新设计测试流程，对测试人员进行培训，延长了产品换代更新周期。总的来说，测试的目的是以最小的代价换取最佳的测试效果。通用可配置的自动测试系统改变了过去一套测试程序集对应一台自动测试设备的弊端或一台自动测试设备只适用于几种产品的局限性，其通用性、灵活性、可扩展性、易操作性以及标准化更能适合用来测试快速更新换代，却在测试内容、测试标准以及测试流程上具有一定共性的电子产品，通过部署通用自动测试系统能够大大提高电子产品测试质量，缩短产品上市时间，提高产品质量，为生产规模的扩大甚至

4、企业的发展壮大提供良好的保证。.......1.2通用自动测试技术的发展与现状自动测试系统(AutomaticTestSystem,ATS)是指对被测设备能够自动完成信号的激励或采集、状态监测、性能测试、故障诊断、数据处理等操作，并能显示和输出测试结果的一类系统。自动测试系统结合了测量仪器与软件技术、接口技术、通信及网络技术[4]。总结自动测试系统的发展历程，自动测试系统正一步步从专用型走向通用型，其发展历程大致上可以分为以下三个阶段[4,5]：第一代自动测试系统专用型此类自动测试系统专为具体测试任务而设计，其设计的目的是以自动化手段代替大量重复、效率低下的人

5、工测试，显然其测试功能、测试性能、测试速度和测试效果相较于人工测试具有本质上的优势，然而其专用型设计的初衷决定了不具备或者较少具备通用性及可扩展性，往往是一套测试程序集配套一台测试设备，使得更新换代十分困难。第一代自动测试系统常以被测对象命名，例如：飞机自动测试系统、导弹自动测试系统、雷达自动测试系统（如图1-1所示）等[6,7,8]。第二代自动测试系统台式仪器积木型台式仪器积木型自动测试系统顾名思义就是在标准接口总线的基础上，以积木堆砌方式，将系统中的各个设备（程控开关、程控信号发生器、程控测量仪等）连接起来，构成自动测试系统[8]。在一定程度上实现了测量自

6、动化及可配置，但随着待测试对象的增加、测试内容的快速扩展，搭建积木型自动测试系统变得异常复杂，显然不适用于大规模、快速更新换代的电子产品中，其基本框架如图1-2所示。.......第二章电子产品通用自动测试系统总体设计2.1自动测试系统整体框架电子产品通用自动测试系统组成如图2-2所示，测试对象主要指电子产品电路板，电路板上有若干测试点及待测试通信端口，同时留有的信号激励点来用于输入测试时所需的信号，测试点主要用于测量电路板的电压（峰峰值、平均值等）、电流、电阻、开关电平以及是否存在短路等电气特性（通过测试治具中调理电路转换为电压），而待测端口（SPI、UAR

7、T、I2C、USB等）则需要测量传输端口的性能（能否传输、误码率等等）。测试治具是待测产品与自动测试系统连接的重要桥梁，能够实现待测点与标准接口引脚的硬件连接，测试治具同时具备硬件适配功能，显然，不同的产品需要定制对应的测试治具，当产品更新换代时，这是自动测试系统在硬件上唯一可能需要作出变动的地方，也就是针对不同产品硬件上的适配，体现出本自动测试系统硬件上的灵活性。测试治具适配功能包括：（1）将待测电阻、电流、是否短路等非电压量输入信号转换成电压信号。由于本系统最终测量的模拟输入量是电压信号，则必须将其他非电压量模拟输入信号转换成电压信号。（2）将超出范围的待

8、测的电压信号通过调理电路调整到数据采集