端子功能可配置ate仪器资源模块研制

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1、硕士学位论文端子功能可配置ATE仪器资源模块研制DEVELOPMENTOFATERECONFIGURABLEINSTRUMENTRESOURCESWITHMULTIPLEXTERMINALS李世斌哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号:TP274.2学校代码：10213国际图书分类号:621.3密级：公开工学硕士学位论文端子功能可配置ATE仪器资源模块研制硕士研究生：李世斌导师：刘晓东副教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2015年6月29日授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:TP274.2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDEVELOPMENTOFATEINSTRUMENTRESOURCESWITHRECONFIGURABLETERMINALSCandidate：LiShibinSupervisor：Associate.Prof.LiuXiaodongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienc

3、eandTechnologyAffiliation：AutomaticTestingandControlDeptDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-HarbinInstituteofTechnologyInstitution：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要ATE的通用化和小型化是现代军用ATE的发展趋势。传统的的军用ATE由通用的测试仪器资源和专用的TUA(测试接口适配器)组成。随着被测设备型号的增加，专用的TUA也越来越多，造成测试设备体积急剧膨胀。为取消TUA，实现通

4、过测试线缆与被测对象的直连，完成通用化测试任务，本课题研制端子功能可配置ATE仪器资源模块。模块具有通道数目多、集成功能多、量程超宽的优点，对于军用ATE的小型化与通用化具有重要意义。为了实现通用化与小型化，模块采用DSP+FPGA架构，Avalon总线式逻辑控制结构，小封装与高性能元器件，在3U尺寸的CPCI接口板卡集成了50路测量通道，8路激励通道和1GB容量存储器。本设计中48路通道实现了单一测量端的多种测试功能兼容与测试量程超宽：1）32路模拟量与状态量测量通过共同的AD转换电路实现兼容，当选择状态量测量时，通过

5、软件处理实现模拟量向状态量的转换；通过选择高压差动运放设计前端电路实现110V超宽量程；3路频率量测量与上述两种测量功能电路共享管脚，通过继电器切换实现测量功能兼容。2）16路电阻、AC及DC等速度要求不高的测量功能通过继电器组切换实现功能电路动态配置，以完成单通道测量功能的兼容；为了进一步扩大该通道的电压测试范围，选取宽量程数字多用表芯片，结合逻辑与程序控制，实现400V的超宽测试量程。大容量存储器由FPGA控制内核控制两片作深度扩展的DDR3，通过软件程序控制实现。此外，设计了DSP固化程序和上位机程序。DSP程

6、序负责接受、解析并执行上位机的命令，为了解决仪器50路测量通道多模式交叉组合的控制问题，DSP程序采用了通道资源配置表，程序根据查询的仪器资源配置表完成各通道功能模式的快速设置与测量。同时，驱动函数也采用通道模式配置的思想进行规划，以握手方式实现与DSP程序的可靠通讯。仪器软面板中除了功能设置区与结果显示区分离，设计了保存与加载资源配置表的功能，可以实现多型号装备通道测量模I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文式的快速配置。最后，对模块进行功能测试并在新一代测试系统中进行验证，测试和验证结果表明仪器设计合理，运行稳定，满足要求

7、。使用该模块可以完成各类装备中所有低频模拟信号的测量，包含该模块的ATE满足了小型化与通用化的测试需求。关键词：ATE仪器资源；端子功能可配置；通用测试系统II哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractATEwhichismultifunctionalandsmall-sizedisthetrendofdevelopmenttotheautomatictestequipmentatmoderntimes.Thetraditionalinstrumentneedsthegeneraltestinstrumentreso

8、urcesaccompaniedwithspecializedTUA(theinterfaceadapterfortest).Withtheincreasingmodelsofequipment,moreandmorespecialtestinterfaceadaptersareneeded.Thisresultsi