特性阻抗测试系统及方法

xiaoxiao2020-7-23  11

专利名称:特性阻抗测试系统及方法
技术领域
本发明涉及一种测试系统及方法,尤其是一种特性阻抗测试系统及方法。
背景技术
随着电子科学技术的发展,印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)已成为各 种电器设备(如计算机)不可缺少的重要组成部分。由于印刷电路板的电路中传递有超高 频率的微波信号,若要保证印刷电路板在使用时的可靠性,就必须在出厂时对其零件的特 性阻抗进行检测。所述特性阻抗是指如果零件(如信号线)无限长所具有的阻抗,单 位为 欧姆。以往传统的检测方法需要依靠作业员的手工操作,由于检测的范围广、功能多,因 此,在检测时常常忙得不可开交,不仅劳动强度大,工作效率低,而且容易产生人为错误,检 测的数据也不易管理。

发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种特性阻抗测试系统,其可自动测试印刷电路板上 零件的特性阻抗。鉴于以上内容,还有必要提供一种特性阻抗测试方法,其可自动测试印刷电路板 上零件的特性阻抗。一种特性阻抗测试系统,运行于测试电脑中,该测试电脑通过交换机与控制电脑 和时域反射仪相连,该系统包括文档设置模块,用于设置不同类型的印刷电路板的测试文 档,所述测试文档包括待测零件在印刷电路板中的坐标位置、待测零件特性阻抗的标准值 及测试结果存储路径;参数获取模块,用于当测试开始时,从所述测试文档中获取待测零件 在印刷电路板中的坐标位置;探针定位模块,用于根据待测零件在印刷电路板中的坐标位 置向控制电脑发出探针定位指令,由该控制电脑根据该探针定位指令控制机械手臂的探针 抓取装置将时域反射仪的探针定位到印刷电路板上的待测零件;所述探针定位模块,还用 于判断探针定位是否准确;所述测试电脑还包括信号测试模块,用于当探针定位准确时, 获取时域反射仪采集到的待测零件的特性阻抗;所述信号测试模块,还用于根据设定的待 测零件特性阻抗的标准值对待测零件的特性阻抗进行分析,以判断待测零件的特性阻抗是 否在设定的标准值范围内;所述信号测试模块,还用于生成测试报告,并将该测试报告存储 在设定的测试结果存储路径中。—种特性阻抗测试方法,应用于测试电脑中,该测试电脑通过交换机与控制电脑 和时域反射仪相连,该方法包括如下步骤于测试电脑中设置不同类型的印刷电路板的测 试文档,所述测试文档包括待测零件在印刷电路板中的坐标位置、待测零件特性阻抗的标 准值及测试结果存储路径;当测试开始时,测试电脑从所述测试文档中获取待测零件在印 刷电路板中的坐标位置;测试电脑根据待测零件在印刷电路板中的坐标位置,通过交换机 向控制电脑发出探针定位指令;控制电脑根据该探针定位指令控制机械手臂的探针抓取装置将时域反射仪的探针定位到印刷电路板上的待测零件;当探针定位准确时,时域反射仪 通过交换机将采集到的待测零件的特性阻抗返回至测试电脑;测试电脑根据设定的待测零 件特性阻抗的标准值对待测零件的特性阻抗进行分析,以判断待测零件的特性阻抗是否在 设定的标准值范围内;测试电脑生成测试报告,并将该测试报告存储在设定的测试结果存 储路径中。相较于现有技术,所述的特性阻抗测试系统及方法,可以自动测试印刷电路板上 零件的特性阻抗,避免了人工作业的错误发生,提高了测试的可靠度及效率。


图1是本发明特性阻抗测试系统较佳实施例的硬件架构图。图2是图1中所示特性阻抗测试系统的功能模块图。图3是本发明特性阻抗测试方法较佳实施例的流程图。
具体实施例方式如图1所示,是本发明特性阻抗测试系统较佳实施例的系统架构图,该特性阻抗 测试20系统运行于测试电脑2中。其中,所述测试电脑2通过交换机4与控制电脑1和时 域反射仪3相连,所述控制电脑1与机械手臂5相连。所述机械手臂5上安装有探针抓取 装置50,该探针抓取装置50用于抓取时域反射仪3的探针。所述印刷电路板6放置于测试 机台7上,在其它实施例中,所述印刷电路板6也可以用其它电子设备替代。当测试开始后,特性阻抗测试系统20向控制电脑1发出探针定位指令,所述控制 电脑1根据该探针定位指令控制机械手臂5的探针抓取装置50将时域反射仪3的探针定 位到印刷电路板6上的待测零件。然后,时域反射仪3将测试到的数据通过交换机4返回 至测试电脑2。测试电脑2中的特性阻抗测试系统20对该测试数据进行分析处理。如图2所示,是图1中所示特性阻抗测试系统20的功能模块图。所述特性阻抗测 试系统20包括文档设置模块201、参数获取模块202、探针定位模块203和信号测试模块 204。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段,比程序更适合于描述软件在计 算机中的执行过程,因此在本发明以下对软件描述中都以模块描述。其中,所述文档设置模块201用于设置不同类型的印刷电路板6的测试文档,并将 该测试文档存储在测试电脑2的存储器中(如硬盘)。所述测试文档中包括待测零件在印 刷电路板6中的坐标位置、待测零件特性阻抗的标准值及测试结果存储路径等。用户可以 根据印刷电路板6的类型在所述测试文档中增加、修改或删除待测零件的种类和数量。在 本实施例中,以测试印刷电路板6上一个零件的特性阻抗为例进行说明。所述参数获取模块202用于当测试开始时,从所述测试文档中获取待测零件在印 刷电路板6中的坐标位置。所述探针定位模块203用于根据待测零件在印刷电路板6中的坐标位置,计算出 该待测零件到原点的偏移量,并向控制电脑1发出探针定位指令。其中,该探针定位指令包 括待测零件到原点的偏移量。在本实施例中,以印刷电路板6的中心为原点建立坐标系,探 针抓取装置50的初始位置定位在坐标系原点位置。所述控制电脑1根据该探针定位指令控制机械手臂5的探针抓取装置50将时域反射仪3的探针定位到印刷电路板6上的待测零件。假设待测零件在印刷电路板6中的坐 标位置为(10,12),单位为毫米(mm),则待测零件到原点的X轴偏移量为10毫米,Y轴偏移 量为12毫米。当控制电脑1接收到探针定位模块203发送过来的探针定位指令后,控制机 械手臂5的探针抓取装置50将时域反射仪3的探针沿X轴正方向移动10毫米,沿Y轴正 方向移动12毫米,定位到待测零件在印刷电路板6中的坐标位置。待测零件在坐标系中的 Z轴坐标为零,控制电脑1将根据探针抓取装置50相对于待测零件的高度控制时域反射仪 3的探针沿Z轴方向移动。所述探针定位模块203还用于判断探针定位是否准确。在本实施例中,如果测试 电脑在设定的时间内(如5秒钟)接收到时域反射仪采集到的待测零件的特性阻抗,则探 针定位模块203判断探针定位准确;如果测试电脑在设定的时间内没有接收到时域反射仪 采集到的待测零件的特性阻抗,则探针定位模块203判断探针定位不准确,并输出定位失 败信息,结束测试。在其它实施例中,所述文档设置模块201还可以用于在测试文档中设定探针定位 失败后,重新定位的次数及每次定位移动的方向。所述探针定位模块203还用于在探针定位不准确时,重新计算待测零件在印刷电 路板6中的坐标位置,并向控制电脑1发出探针定位指令。所述控制电脑1根据该探针定 位指令控制机械手臂5的探针抓取装置50将时域反射仪3的探针定位到该重新计算得到 的坐标位置。其中,该探针定位指令包括重新计算得到的待测零件在印刷电路板6中的坐 标位置。在本实施例中,探针定位模块203重新计算待测零件在印刷电路板6中的坐标位 置是指探针定位模块203以待测零件的当前坐标位置为中心,以设定的方向(正方向或负 方向)在X轴和Y轴上移动固定的距离,获得待测零件在印刷电路板6中新的坐标位置。举例而言,假设设定重新定位的次数为两次。第一次重新定位时,以当前坐标位置 (10,12)为中心,沿X轴正方向和Y轴正方向移动1毫米,得到待测零件在印刷电路板6中 新的坐标位置(11,13)。如果探针定位仍不准确,则进行第二次重新定位。第二次重新定位 时,以当前坐标位置(11,13)为中心,沿X轴负方向和Y轴负方向移动2毫米,得到待测零 件在印刷电路板6中新的坐标位置(9,11)。如果在设定的重新定位的次数到达后,探针定 位仍不准确,则探针定位模块203输出定位失败信息,结束测试。在本实施例中,以变量i记录重新定位的次数,变量i的初始值等于0,每重新定位 一次,将变量i的值累加1。假设重新定位的次数为N,如果i大于等于N,则探针定位模块 203判断定位失败,并输出定位失败信息,结束测试。所述信号测试模块204用于当探针定位准确时,获取时域反射仪3采集到的待测 零件的特性阻抗,并存储至设定的测试结果存储路径中。例如,设定测试结果存储路径为 E:\PCB\Test。所述信号测试模块204还用于根据设定的待测零件特性阻抗的标准值对待测零 件的特性阻抗进行分析,以判断待测零件的特性阻抗是否在设定的标准值范围内,并将分 析结果存储至设定的测试结果存储路径中。例如,设定待测零件特性阻抗的标准值范围为 [5,30],单位为欧姆。如果时域反射仪3采集到的待测零件的特性阻抗为4. 5欧姆,则信号 测试模块204判断该待测零件的特性阻抗不合格。所述信号测试模块204还用于生成测试报告,并将该测试报告存储在设定的测试结果存储路径中。该测试报告包括待测零件的特性阻抗和分析结果等。如图3所示,是本发明特性阻抗测试方法较佳实施例的流程图。步骤S1,文档设置模块201设置不同类型的印刷电路板6的测试文档,并将该测试 文档存储在测试电脑2的存储器中。所述测试文档中包括待测零件在印刷电路板6中的 坐标位置、待测零件特性阻抗的标准值及测试结果存储路径等。步骤S2,当测试开始时,参数获取模块202从所述测试文档中获取待测零件在印 刷电路板6中的坐标位置。步骤S3,探针定位模块203根据待测零件在印刷电路板6中的坐标位置,计算出该 待测零件到原点的偏移量,并向控制电脑1发出探针定位指令。其中,该探针定位指令包括 待测零件到原点的偏移量。在本实施例中,以印刷电路板6的中心为原点建立坐标系,探针 抓取装置50的初始位置定位在坐标系原点位置。所述控制电脑1根据该探针定位指令控制机械手臂5的探针抓取装置50将时域 反射仪3的探针定位到印刷电路板6上的待测零件。步骤S4,探针定位模块203判断探针定位是否准确。如果探针定位准确,执行步骤 S5 ;如果探针定位不准确,则探针定位模块203输出定位失败信息,结束测试。步骤S5,信号测试模块204获取时域反射仪3采集到的待测零件的特性阻抗,并存 储至设定的测试结果存储路径中。例如,设定测试结果存储路径为E:\PCB\TeSt。步骤S6,信号测试模块204根据设定的待测零件特性阻抗的标准值对待测零件的 特性阻抗进行分析,以判断待测零件的特性阻抗是否在设定的标准值范围内,并将分析结 果存储至设定的测试结果存储路径中。步骤S7,信号测试模块204生成测试报告,并将该测试报告存储在设定的测试结 果存储路径中。该测试报告包括待测零件的特性阻抗和分析结果等。在本实施例中,当探针定位不准确时,则结束测试流程。在其它实施例中,该方法 还可以包括如下步骤(1)至步骤(3)。步骤(1),通过文档设置模块在测试文档中设定探针定位失败后,重新定位的次数 及每次定位移动的方向。步骤(2),在探针定位不准确时,探针定位模块203重新计算待测零件在印刷电路 板6中的坐标位置,并向控制电脑1发出探针定位指令。所述控制电脑1根据该探针定位 指令控制机械手臂5的探针抓取装置50将时域反射仪3的探针定位到该重新计算得到的 坐标位置。其中,该探针定位指令包括重新计算得到的待测零件在印刷电路板6中的坐标 位置。在本实施例中,探针定位模块203重新计算待测零件在印刷电路板6中的坐标位置 是指探针定位模块203以待测零件的当前坐标位置为中心,以设定的方向(正方向或负方 向)在X轴和Y轴上移动固定的距离,获得待测零件在印刷电路板6中新的坐标位置。步骤(3),如果在设定的重新定位的次数到达后,探针定位仍不准确,则探针定位 模块203输出定位失败信息,结束测试。本实施例是以一个待测零件为例进行说明的,如果印刷电路板6中包含两个以上 的待测零件,则当测试完一个待测零件后,探针定位模块203将根据下一个待测零件在印 刷电路板6中的坐标位置,计算出下一个待测零件到当前坐标位置的偏移量,并向控制电 脑1发出探针定位指令。其中,该探针定位指令包括待测零件到当前坐标位置的偏移量。所述控制电脑1根据该偏移量控制机械手臂5的探针抓取装置50将时域反射仪3的探针定 位到印刷电路板6上的下一个待测零件,开始下一个测试流程,具体过程参阅图3的描述, 在此不在赘述。 最后应说明的是 ,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照 较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的 技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种特性阻抗测试系统,运行于测试电脑中,该测试电脑通过交换机与控制电脑和时域反射仪相连,其特征在于,该系统包括文档设置模块,用于设置不同类型的印刷电路板的测试文档,所述测试文档包括待测零件在印刷电路板中的坐标位置、待测零件特性阻抗的标准值及测试结果存储路径;参数获取模块,用于当测试开始时,从所述测试文档中获取待测零件在印刷电路板中的坐标位置;探针定位模块,用于根据待测零件在印刷电路板中的坐标位置向控制电脑发出探针定位指令,由该控制电脑根据该探针定位指令控制机械手臂的探针抓取装置将时域反射仪的探针定位到印刷电路板上的待测零件;所述探针定位模块,还用于判断探针定位是否准确;所述测试电脑还包括信号测试模块,用于当探针定位准确时,获取时域反射仪采集到的待测零件的特性阻抗;所述信号测试模块,还用于根据设定的待测零件特性阻抗的标准值对待测零件的特性阻抗进行分析,以判断待测零件的特性阻抗是否在设定的标准值范围内;及所述信号测试模块,还用于生成测试报告,并将该测试报告存储在设定的测试结果存储路径中。
2.如权利要求1所述的特性阻抗测试系统,其特征在于,所述探针定位模块根据待测 零件在印刷电路板中的坐标位置向控制电脑发出探针定位指令包括根据待测零件在印刷电路板中的坐标位置,计算出该待测零件到原点的偏移量,所述 的坐标位置是以印刷电路板的中心为原点建立坐标系来确定,探针抓取装置的初始位置定 位在坐标系原点位置。
3.如权利要求1所述的特性阻抗测试系统,其特征在于所述文档设置模块,还用于在测试文档中设定探针定位失败后,重新定位的次数及每 次定位移动的方向;所述探针定位模块,还用于在探针定位不准确时,重新计算待测零件在印刷电路板中 的坐标位置,并向控制电脑发出探针定位指令;所述控制电脑根据该探针定位指令控制机械手臂的探针抓取装置将时域反射仪的探 针定位到该重新计算得到的坐标位置;及所述探针定位模块,还用于当设定的重新定位次数到达后,如果探针定位仍不准确,则 输出定位失败信息,结束测试。
4.如权利要求3所述的特性阻抗测试系统,其特征在于,所述探针定位模块重新计算 待测零件在印刷电路板中的坐标位置是指以待测零件的当前坐标位置为中心,以设定的 方向在X轴和Y轴上移动固定的距离,获得待测零件在印刷电路板中新的坐标位置。
5.如权利要求1或3所述的特性阻抗测试系统,其特征在于,所述探针定位模块还用于当印刷电路板中包含两个以上的待测零件时,如果测试完第一个待测零件后,根据下 一个待测零件在印刷电路板中的坐标位置,计算出下一个待测零件到当前坐标位置的偏移量;及向控制电脑发出探针定位指令,该探针定位指令包括待测零件到当前坐标位置的偏移量。
6.一种特性阻抗测试方法,应用于测试电脑中,该测试电脑通过交换机与控制电脑和 时域反射仪相连,其特征在于,该方法包括如下步骤于测试电脑中设置不同类型的印刷电路板的测试文档,所述测试文档包括待测零件 在印刷电路板中的坐标位置、待测零件特性阻抗的标准值及测试结果存储路径;当测试开始时,测试电脑从所述测试文档中获取待测零件在印刷电路板中的坐标位置;测试电脑根据待测零件在印刷电路板中的坐标位置,通过交换机向控制电脑发出探针 定位指令;控制电脑根据该探针定位指令控制机械手臂的探针抓取装置将时域反射仪的探针定 位到印刷电路板上的待测零件;当探针定位准确时,时域反射仪通过交换机将采集到的待测零件的特性阻抗返回至测 试电脑;测试电脑根据设定的待测零件特性阻抗的标准值对待测零件的特性阻抗进行分析,以 判断待测零件的特性阻抗是否在设定的标准值范围内;及测试电脑生成测试报告,并将该测试报告存储在设定的测试结果存储路径中。
7.如权利要求6所述的特性阻抗测试方法,其特征在于,所述步骤测试电脑根据待测 零件在印刷电路板中的坐标位置,通过交换机向控制电脑发出探针定位指令包括根据待测零件在印刷电路板中的坐标位置,计算出该待测零件到原点的偏移量,所述 的坐标位置是以印刷电路板的中心为原点建立坐标系来确定,探针抓取装置的初始位置定 位在坐标系原点位置。
8.如权利要求6所述的特性阻抗测试方法,其特征在于,还包括如下步骤 于测试文档中设定探针定位失败后,重新定位的次数及每次定位移动的方向;在探针定位不准确时,重新计算待测零件在印刷电路板中的坐标位置,并向控制电脑 发出探针定位指令;控制电脑根据该探针定位指令控制机械手臂的探针抓取装置将时域反射仪的探针定 位到该重新计算得到的坐标位置;及当设定的重新定位次数到达后,如果探针定位仍不准确,则测试电脑输出定位失败信 息,结束测试。
9.如权利要求8所述的特性阻抗测试方法,其特征在于,所述步骤重新计算待测零件 在印刷电路板中的坐标位置包括以待测零件的当前坐标位置为中心,以设定的方向在X 轴和Y轴上移动固定的距离,获得待测零件在印刷电路板中新的坐标位置。
10.如权利要求6或8所述的特性阻抗测试方法,其特征在于,还包括步骤当印刷电路板中包含两个以上的待测零件时,如果测试完第一个待测零件后,测试电 脑根据下一个待测零件在印刷电路板中的坐标位置,计算出下一个待测零件到当前坐标位 置的偏移量;及向控制电脑发出探针定位指令,该探针定位指令包括待测零件到当前坐标位置的偏移量。
全文摘要
一种特性阻抗测试方法,包括如下步骤设置测试文档;获取待测零件的位置;将时域反射仪的探针定位到印刷电路板上待测零件的位置;获取待测零件的特性阻抗;对待测零件的特性阻抗进行分析;生成测试报告并存储。本发明还提供一种特性阻抗测试系统。利用本发明可以自动测试印刷电路板上零件的特性阻抗。
文档编号G01R27/02GK101876674SQ200910301998
公开日2010年11月3日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者李昇军, 梁献全, 许寿国, 陈永杰 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司

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