本實用新型專利技術提供了一種低成本、小體積、高精度、高效率的64通道電子開關電壓電阻測量裝置。本實用新型專利技術包括輸入輸出接口、待測物料上電和通信接口（J3）、測量板上電和通信接口（J4）、4組32選1切換電路、六路開關、程控恒流源、電壓表和MCU（1），所述32選1切換電路包括第一16選1電子開關（U1）、第二16選1電子開關（U2）和編碼器（U0），所述輸入輸出接口與4組所述32選1切換電路連接，4組所述32選1切換電路通過開關分別與所述程控恒流源及所述電壓表輸入端連接，所述程控恒流源通過I2C接口與所述MCU（1）相連接，所述電壓表通過SPI接口與所述MCU（1）相連接。本實用新型專利技術可應用于測試領域。本實用新型專利技術可應用于測試領域。本實用新型專利技術可應用于測試領域。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種64通道電子開關電壓電阻測量裝置
[0001]本技術涉及測量領域，尤其涉及一種64通道電子開關電壓電阻測量裝置。
技術介紹
[0002]電子開關在現(xiàn)代測試設備中被廣泛應用，其作用是對測試設備中的信號、電流、電壓等進行通斷控制。然而，電子開關的質量（接觸電阻及穩(wěn)定性）對測試設備系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性影響較大，因此在每一批次電子開關元器件中都要抽樣做10萬次以上的老化及DCR（直流電阻）測試，這就需要多通道并行測試系統(tǒng)來提高效率，縮短測試時間。
[0003]為了節(jié)省成本，行業(yè)內提出在保證質量的前提下，重復使用測試設備上的電子開關。這就需要對這些重復利用的元器件100%進行測試，并且測試電流最好能夠跟實際使用情況一致。鑒于此，還需要實現(xiàn)電流可程控調整，然后根據(jù)測試結果將好的電子開關挑選出來。
[0004]為了考察電子開關的接觸阻抗及其穩(wěn)定性，并且提高測試效率，需要多通道DCR測試系統(tǒng)來實時采集每一次釋放
?
壓合動作后每一路的阻抗，從而評估接觸穩(wěn)定性。
[0005]為了解決以上技術問題，行業(yè)內一般采用以下幾種方案來測量多通道電阻的問題。
[0006]1、使用E_LOAD（電子負載）調整電流，用DMM（數(shù)字萬用表，如Keysight 34465A）測量電壓，電壓除以電流得出電阻，再加上通道切換板卡實現(xiàn)多通道電阻測量。
[0007]2、使用毫歐計來完成直流阻抗測量，不過電流不可程控調整，再加上通道切換板卡實現(xiàn)多通道電阻測量。
[0008]3、使用SMU（源測量單元，如Keithley 2601B）來完成直流阻抗測量，再加上通道切換板卡實現(xiàn)多通道電阻測量。
[0009]4、使用專門的飛針測試機來實現(xiàn)多通道電阻測量。
[0010]然而，以上方案1～3都是使用標準儀器，成本高，價格動輒上萬元，且只提供單通道阻抗測量，需要額外開發(fā)切換板實現(xiàn)多通道測量，為了盡量降低成本，可能用一套儀器+多塊切換板來擴展通道，這樣的串行測試速度慢，很難在批量生產的設備/平臺中廣泛應用。此外，使用標準儀器+外置切換板，測試軟件需要協(xié)調各類儀器和板卡之間的時序，測試效率低，測量一個直流阻抗至少需要0.5S。另外，以上方案1～3中使用的標準儀器，體積大，集成度低，不適合在小尺寸測試設備中使用。
[0011]上述方案4雖然可以提供多通道電阻測量，但是都是用于開短路測試，無法實現(xiàn)小電阻（mΩ級～Ω級）的精確測量。
技術實現(xiàn)思路
[0012]本技術所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種低成本、小體積、高精度、高效率的64通道電子開關電壓電阻測量裝置。
[0013]本技術所采用的技術方案是：它包括輸入輸出接口、待測物料上電和第一通
信接口、測量板上電和第二通信接口、4組32選1切換電路、六路開關、程控恒流源、電壓表和MCU，所述輸入輸出接口與4組所述32選1切換電路連接，4組所述32選1切換電路通過開關分別與所述程控恒流源及所述電壓表輸入端連接，所述程控恒流源通過I2C接口與所述MCU相連接，所述電壓表通過SPI接口與所述MCU相連接，所述測量板上電和第二通信接口通過UART接口與所述MCU相連接，所述待測物料上電和第一通信接口為待測物料提供電源并對待測物料進行狀態(tài)控制，所述MCU通過IO口分別與所述32選1切換電路、所述程控恒流源及所述電壓表連接，所述32選1切換電路包括第一16選1電子開關、第二16選1電子開關和編碼器，所述編碼器均與所述第一16選1電子開關及所述第二16選1電子開關連接，所述編碼器對所述第一16選1電子開關及所述第二16選1電子開關的輸出進行互斥，所述第一16選1電子開關及所述第二16選1電子開關均為16路信號互斥，所述輸入輸出接口組成32通道四線電壓電阻測量系統(tǒng)，或者是64通道兩線電壓電阻測量系統(tǒng)，或者是64通道四線電壓電阻測量系統(tǒng)。
[0014]所述輸入輸出接口由64通道恒流源接口和64通道差分電壓測量接口組成，所述64通道恒流源接口的1～32通道與第一組所述32選1切換電路連接，剩下的33～64通道與第二組所述32選1切換電路連接，第一組所述32選1切換電路的一個輸出端經(jīng)過第一開關后與所述電壓表的正輸入極連接，第一組所述32選1切換電路的另一個輸出端經(jīng)過第二開關后與所述程控恒流源的高輸入極相連接，第二組所述32選1切換電路的一個輸出端經(jīng)過第一開關后與所述電壓表的負輸入極連接，第二組所述32選1切換電路的另一個輸出端經(jīng)過第二開關后與所述程控恒流源的低輸入極相連接，所述64通道差分電壓測量接口的1～32通道與第三組所述32選1切換電路連接，剩下的33～64通道與第四組所述32選1切換電路連接，第三組所述32選1切換電路的一個輸出端經(jīng)過第三開關后與所述程控恒流源的低輸入極連接，第三組所述32選1切換電路的另一個輸出端經(jīng)過第四開關后與所述電壓表的負輸入極相連接，第四組所述32選1切換電路的一個輸出端經(jīng)過第三開關后與所述程控恒流源的高輸入極連接，第四組所述32選1切換電路的另一個輸出端經(jīng)過第四開關后與所述電壓表的正輸入極相連接。
[0015]所述程控恒流源由電源、恒流源電路和16Bits的DAC組成，所述電源包括30V/1mA電源和1.1V/1A電源，所述恒流源電路由采樣電阻、MOS管以及反饋運放組成，所述程控恒流源恒流輸出電流范圍為1uA～1A。
[0016]采樣電阻設置為三路切換采樣電阻電路，每路所述切換采樣電阻電路由一個電阻和一個開關組成。
[0017]所述電壓表由輸入信號調理電路和24bits 的ADC組成，所述輸入信號調理電路由第一跟隨運放、分壓電路和第二跟隨運放組成，所述輸入信號調理電路的供電由低噪聲線性穩(wěn)壓器提供，所述電壓表的電壓測量范圍為
±
0.1mV～
±
5V。
[0018]所述MCU選自型號為STM32F103的處理器。
[0019]本技術的有益效果是：本技術利用輸入輸出接口、待測物料上電和第一通信接口、測量板上電和第二通信接口、4組32選1切換電路、六路開關、程控恒流源、電壓表和MCU的組合構成直流電壓電阻測量裝置，實現(xiàn)1uA～100mA電流輸出和
?
10V～+10V的電壓測量，從而實現(xiàn)1mΩ～1MΩ的電阻測量和二極管測量，再加上4組32選1電路，將1通道擴展到64通道；與現(xiàn)有技術相比，本技術具有如下優(yōu)點：
[0020]1、多通道和高靈活性，單板就提供了最多64路電壓/電阻/二極管測量通道，并且可以通過多塊測量板組成系統(tǒng)來實現(xiàn)512路甚至1024路測量通道擴展，非常適合于電子開關測試設備中使用；
[0021]2、高精度，在100mV～10V范圍內，電壓測量精度能夠達到
±
（0.1%
±
1mV），對于mV級信號，在1mV～100mV范圍內，電壓測量精度能夠達到
±
（0.1%
±
0.1mV）；
[0022]3、高本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種64通道電子開關電壓電阻測量裝置，其特征在于：它包括輸入輸出接口、待測物料上電和第一通信接口（J3）、測量板上電和第二通信接口（J4）、4組32選1切換電路、六路開關、程控恒流源、電壓表和MCU（1），所述輸入輸出接口與4組所述32選1切換電路連接，4組所述32選1切換電路通過開關分別與所述程控恒流源及所述電壓表輸入端連接，所述程控恒流源通過I2C接口與所述MCU（1）相連接，所述電壓表通過SPI接口與所述MCU（1）相連接，所述測量板上電和第二通信接口（J4）通過UART接口與所述MCU（1）相連接，所述待測物料上電和第一通信接口（J3）為待測物料提供電源并對待測物料進行狀態(tài)控制，所述MCU（1）通過IO口分別與所述32選1切換電路、所述程控恒流源及所述電壓表連接，所述32選1切換電路包括第一16選1電子開關（U1）、第二16選1電子開關（U2）和編碼器（U0），所述編碼器（U0）均與所述第一16選1電子開關（U1）及所述第二16選1電子開關（U2）連接，所述編碼器（U0）對所述第一16選1電子開關（U1）及所述第二16選1電子開關（U2）的輸出進行互斥，所述第一16選1電子開關（U1）及所述第二16選1電子開關（U2）均為16路信號互斥，所述輸入輸出接口組成32通道四線電壓電阻測量系統(tǒng)，或者是64通道兩線電壓電阻測量系統(tǒng)，或者是64通道四線電壓電阻測量系統(tǒng)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種64通道電子開關電壓電阻測量裝置，其特征在于：所述輸入輸出接口由64通道恒流源接口（J1）和64通道差分電壓測量接口（J2）組成，所述64通道恒流源接口（J1）的1～32通道（G1_1～G1_32）與第一組所述32選1切換電路（6_1）連接，剩下的33～64通道（G2_1～G2_32）與第二組所述32選1切換電路（6_2）連接，第一組所述32選1切換電路（6_1）的一個輸出端經(jīng)過第一開關（S1）后與所述電壓表的正輸入極（VOL_P）連接，第一組所述32選1切換電路（6_1）的另一個輸出端經(jīng)過第二開關（S2）后與所述程控恒流源的高輸入極（CUR_HI）相連接，第二組所述32選1切換電路（6_2）的一個輸出端經(jīng)過第一開關（S1）后與...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李盛平，汪金達，蔡振宇，
申請(專利權)人：珠海市運泰利自動化設備有限公司，
類型：新型
國別省市：
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