基于虛擬儀器的電路板自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)硬件的基本結(jié)構(gòu)

在過(guò)去的25年間，在線測(cè)試(ICT)一直是發(fā)現(xiàn)組裝PCB中制造缺陷的主要手段。今天，大多數(shù)PCB不會(huì)100％采用探針測(cè)試，這就對(duì)這種曾經(jīng)是有效的測(cè)試方案提出了挑戰(zhàn)。較高的組裝密度、雙面板、先進(jìn)的SMT封裝和更高的頻率迫使研發(fā)工程師們不得不取消許多電路網(wǎng)絡(luò)或結(jié)點(diǎn)上的測(cè)試焊盤(pán)。于是限制了ICT的有效性。同時(shí)，測(cè)試儀存在一些難以克服的問(wèn)題：目前測(cè)試用夾具的制作、調(diào)試周期長(zhǎng)、價(jià)格貴，由于測(cè)試精度問(wèn)題，對(duì)于一些高密度SMT線路板無(wú)法進(jìn)行測(cè)試。

目前電路板的集成度越來(lái)越高，功能越來(lái)越多，如果采用傳統(tǒng)的單片機(jī)制作測(cè)試程序來(lái)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)于測(cè)試儀的制作及調(diào)試需要更多的時(shí)間及精力，維護(hù)起來(lái)也很不方便。運(yùn)用LabVIEW 8.5與TestStand作為開(kāi)發(fā)環(huán)境與硬件相結(jié)合，做成統(tǒng)一的測(cè)試系統(tǒng)，節(jié)省測(cè)試儀開(kāi)發(fā)時(shí)間，使用維護(hù)方便，提高測(cè)試可靠性。

開(kāi)發(fā)背景

傳統(tǒng)的功能測(cè)試儀是一種主板做一臺(tái)測(cè)試儀，針對(duì)主板的功能來(lái)搭建其測(cè)試所需的各功能板，這樣做既費(fèi)時(shí)間，又浪費(fèi)資源。因?yàn)橹靼逯g有些功能是類似的，例如通信功能，模擬功能，電壓量測(cè)等，如果把這些功能系統(tǒng)化，做成統(tǒng)一的平臺(tái)，對(duì)于測(cè)試儀的開(kāi)發(fā)及測(cè)試程序的編輯及調(diào)試都有很大的幫助，大大提高了效率，同時(shí)方便了維護(hù)，也滿足了縮短研發(fā)到生產(chǎn)時(shí)間的需求。

系統(tǒng)簡(jiǎn)介

經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，我們采用LabVIEW 8.5作為開(kāi)發(fā)測(cè)試程序環(huán)境，TestStand作為測(cè)試管理軟件，采用PX-I-4072來(lái)測(cè)量待測(cè)板上的電壓、電流、電阻、電感等．采用PXI-6541對(duì)芯片進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)字測(cè)試，采用PXI-6515進(jìn)行普通I／O口測(cè)試，通過(guò)PXI-8430與自主研發(fā)的繼電器板卡，模擬板卡及電源機(jī)箱等進(jìn)行通信。有了NI公司這些功能板卡，幫助我們實(shí)現(xiàn)了功能測(cè)試的系統(tǒng)化。加上我們自主研發(fā)的繼電器板卡，在測(cè)試過(guò)程中保證NI板卡不會(huì)受到意外操作導(dǎo)致的破壞。這樣，一臺(tái)完善的功能測(cè)試系統(tǒng)就完成了。

它的測(cè)試方式為：通過(guò)外接夾具，吸真空使測(cè)試針與PCB板上的測(cè)試點(diǎn)充分接觸，對(duì)板上的各個(gè)元器件及各個(gè)功能進(jìn)行測(cè)試。此系統(tǒng)可覆蓋的測(cè)試包括：

1．器件部分：電阻、電容、電感等的虛焊、搭焊、錯(cuò)件，插件的漏插，芯片的功能等。

2．功能部分：電壓、通訊功能、模擬功能、I／O口、數(shù)字端口等。

硬件部分開(kāi)發(fā)

為了更全地覆蓋待測(cè)板的功能，同時(shí)為了保護(hù)NI的功能板卡，我們自主設(shè)計(jì)了模擬板、繼電器板和通信板。

此模擬板可以提供待測(cè)板四路模擬信號(hào)，來(lái)測(cè)試主板的模擬功能。

因?yàn)镹I功能卡都是通過(guò)繼電器卡來(lái)與測(cè)試儀接觸，所以，當(dāng)發(fā)生誤操作有強(qiáng)電流通過(guò)時(shí)，只會(huì)把此通道上的繼電器打壞，并不會(huì)損壞NI功能卡。而維修或更換繼電器就相對(duì)簡(jiǎn)單方便得多。

此通信板可以將3組RS232信號(hào)變換成6組任意協(xié)議的信號(hào)，如RS485、TTL等。這塊板的強(qiáng)大功能在于可以在同一個(gè)接口上輸出不同協(xié)議的信號(hào)。這樣大大降低了購(gòu)買(mǎi)通信板卡的成本，也提高了系統(tǒng)的空間利用率。