摘要:隨著電子裝備技術複雜程度的日益提高,裝備的保障問題已成為製約戰鬥力形成的重要因素,主要麵臨技術、周期和經費三方麵的挑戰,電子裝備綜合保障被越來越多的測試工程師所關注,基於ATS-2000zonghedianzizhuangbeibaozhangpingtaishixiandedianlubanceshiyuzhenduan,nenggoukuaisushiyingduozhongleiduogongnengdianlubandegongpingtaiceshi,bingqiejiyuyunduanshujufuwuyuzhuanjiakujishu,nenggoukuaisuguzhangdingwei。jingshijianyanzheng,tongyixitongnenggoushiying200多種電路板的並行測試,平均自學習時間小於1小時。
PCB Testing based on ILS Technology
Abstract: With the rapid development of electronic equipment technology, ILS(Integrated Logistics Support) plays a more and more important role in testing. Testing system face the challenge of balancing technology ,period and budget. There are rich PCB testing cases based on ATS-2000. The key feature is Simulation and testing in one system, parallel test, flexible test resources routing, test fixture interchangeable ,etc.
引言
隨sui著zhe電dian子zi裝zhuang備bei技ji術shu複fu雜za程cheng度du的de日ri益yi提ti高gao,裝zhuang備bei的de保bao障zhang問wen題ti已yi經jing成cheng為wei製zhi約yue戰zhan鬥dou力li形xing成cheng的de重zhong要yao因yin素su,迫po切qie需xu要yao一yi套tao綜zong合he性xing的de電dian子zi裝zhuang備bei保bao障zhang平ping台tai。其qi中zhong,電dian路lu板ban測ce試shi是shi最zui為wei典dian型xing的de的de小xiao批pi量liang,多duo型xing號hao共gong平ping台tai測ce試shi的de應ying用yong,ATS-2000電子裝備綜合保障平台基於開放COTS的硬件架構與資源管理軟件後台引擎,使得測試序列集(TPS)的編輯開發與並行執行具有良好的適應性與擴展性,提高了電路板診斷測試的智能化與通用化水平。
平台化測試技術滿足多種電路板測試需求
在“十二五”規劃中指出:我國高端裝備要衝擊6萬(wan)億(yi),這(zhe)裏(li)的(de)高(gao)端(duan)裝(zhuang)備(bei),並(bing)不(bu)單(dan)純(chun)地(di)意(yi)味(wei)著(zhe)指(zhi)標(biao)的(de)領(ling)先(xian),而(er)更(geng)加(jia)注(zhu)重(zhong)的(de)是(shi)一(yi)係(xi)列(lie)高(gao)性(xing)能(neng)設(she)備(bei)組(zu)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)形(xing)成(cheng)一(yi)套(tao)完(wan)整(zheng)的(de)裝(zhuang)備(bei),裝(zhuang)備(bei)能(neng)夠(gou)即(ji)刻(ke)完(wan)成(cheng)任(ren)務(wu),解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)的(de)能(neng)力(li)與(yu)效(xiao)率(lv)。具(ju)體(ti)就(jiu)測(ce)試(shi)而(er)言(yan),綜(zong)合(he)運(yun)用(yong)各(ge)種(zhong)技(ji)術(shu)完(wan)成(cheng)實(shi)際(ji)測(ce)試(shi)任(ren)務(wu)的(de)能(neng)力(li)在(zai)今(jin)後(hou)會(hui)變(bian)得(de)愈(yu)發(fa)重(zhong)要(yao)。如(ru)何(he)能(neng)夠(gou)快(kuai)速(su)搭(da)建(jian)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)的(de)同(tong)時(shi)又(you)能(neng)夠(gou)保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)的(de)即(ji)刻(ke)可(ke)用(yong)性(xing)?針(zhen)對(dui)測(ce)試(shi)測(ce)量(liang)中(zhong)被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)複(fu)雜(za)多(duo)變(bian)這(zhe)一(yi)特(te)點(dian),幾(ji)乎(hu)每(mei)套(tao)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)都(dou)是(shi)根(gen)據(ju)被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)和(he)測(ce)試(shi)需(xu)求(qiu)而(er)量(liang)身(shen)定(ding)製(zhi)的(de),既(ji)然(ran)是(shi)定(ding)製(zhi)的(de)係(xi)統(tong),係(xi)統(tong)的(de)成(cheng)熟(shu)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)勢(shi)必(bi)是(shi)薄(bo)弱(ruo)環(huan)節(jie)。於(yu)是(shi),平(ping)台(tai)化(hua)技(ji)術(shu)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)種(zhong)趨(qu)勢(shi),本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)的(de)電(dian)子(zi)裝(zhuang)備(bei)綜(zong)合(he)保(bao)障(zhang)平(ping)台(tai)基(ji)於(yu)三(san)層(ceng)產(chan)品(pin)架(jia)構(gou)而(er)專(zhuan)為(wei)電(dian)子(zi)裝(zhuang)備(bei)測(ce)試(shi)和(he)診(zhen)斷(duan)而(er)優(you)化(hua)的(de),尤其適用於軍工領域內的係統需求,可用於提高軍工產品研製、生產、使用維修過程中測試診斷整體的質量與速度,適應現代戰爭多軍種協同作戰環境的武器係統戰場維護的需要。三層產品貨架(如圖1所示)包括:係統平台、大量可選商用貨架產品和軟件管理測試資源三個層次。
1 係統平台:
用標準化可拆解機櫃結構,可劃分為電源分配、激勵與負載、數據采集、總線通訊、矩陣路由、海量互聯和應用軟件等幾大功能模塊。根據測試任務的複雜程度靈活選擇所
需的功能模塊進行組合,具有良好擴展性,實現多工位並行測試,甚至能夠對多類產品的並行測試。滿足民用、軍用等不同領域的需求,如圖,是三個機櫃的結構,平台最高可以支持8個子機櫃係統的擴展能力。整個測試係統基於PXIe總線實現,每個槽位可擴展到2GB/s的帶寬能夠滿足射頻、雷達等電路板的實時測試需求。
2 大量可選商用貨架產品:
由於采用了模塊化的設計理念(nian),使(shi)得(de)平(ping)台(tai)所(suo)用(yong)到(dao)的(de)儀(yi)器(qi)能(neng)夠(gou)更(geng)為(wei)方(fang)便(bian)地(di)利(li)用(yong)標(biao)準(zhun)的(de)商(shang)用(yong)或(huo)軍(jun)用(yong)產(chan)品(pin),以(yi)保(bao)證(zheng)較(jiao)高(gao)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)兼(jian)容(rong)性(xing),隻(zhi)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)的(de)選(xuan)型(xing)配(pei)搭(da)就(jiu)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)的(de)測(ce)試(shi)需(xu)求(qiu),從(cong)信(xin)號(hao)源(yuan),通(tong)信(xin)設(she)備(bei)、電源與負載、信號測量等等,通過選型更快地搭建係統。並且,同類型硬件是可更換以實現不同級別的測量功能,例如,安捷倫34401A為6位半萬用表可無縫更換為3458A 8位半萬用表,以實現檢測測量向計量級的擴展。
由於大量地采用COTS技術,勢必要有混合總線設備實現儀器設備之間的通信與互聯,混合總線即兼容PXI、VXI、PCI、GPIB、LXI、RS232/RS485等通信形式,可進行各類儀器的資源擴展,其中通信和控製(資源調度和分配在無特殊需要的情況下全部采用LAN總線)即基於TCP/IP,具備總線和觸發擴展能力。
對dui於yu測ce試shi儀yi器qi和he被bei測ce對dui象xiang的de快kuai速su更geng換huan,可ke配pei置zhi的de海hai量liang互hu聯lian技ji術shu能neng夠gou輕qing易yi實shi現xian大da規gui模mo信xin號hao的de快kuai接jie插cha,支zhi持chi提ti供gong廣guang泛fan的de連lian接jie類lei型xing,比bi如ru,功gong率lv信xin號hao、同軸信號、氣動信號等,電流最大高達50A,頻率高達40G。PXI板卡和海量互聯模塊間采用DAK(Direct Access kit)直連,如圖所示,保證更好的屏蔽,隔離的電氣特性,中間采用PCB板可以快速自定義調理電路,同時插拔次數高達200000次。
3 軟件管理測試資源
在綜合裝備保障裝備平台中,尤其是對電路板進行測試診斷的時候,往往麵臨“以一當十”的de現xian實shi需xu求qiu,很hen多duo時shi候hou,我wo們men無wu法fa預yu先xian確que定ding測ce試shi步bu驟zhou,測ce試shi序xu列lie,方fang法fa,甚shen至zhi是shi被bei測ce對dui象xiang,於yu是shi,在zai綜zong合he裝zhuang備bei保bao障zhang平ping台tai中zhong,除chu了le分fen門men別bie類lei的de各ge種zhong儀yi器qi與yu設she備bei一yi應ying俱ju全quan,更geng重zhong要yao的de是shi如ru何he通tong過guo軟ruan件jian把ba硬ying件jian靈ling活huo調tiao動dong起qi來lai,如ru何he能neng夠gou友you好hao便bian捷jie地di讓rang使shi用yong者zhe自zi由you配pei置zhi測ce試shi序xu列lie,如ru何he高gao效xiao解jie析xi並bing執zhi行xing這zhe些xie序xu列lie,如ru何he很hen好hao的de處chu理li測ce試shi序xu列lie執zhi行xing與yu所suo需xu硬ying件jian資zi源yuan之zhi間jian的de聯lian係xi,以yi最zui終zhong實shi現xian真zhen正zheng意yi義yi上shang的de並bing行xing測ce試shi,最zui大da限xian度du利li用yong資zi源yuan,提ti高gao測ce試shi效xiao率lv等deng等deng,變bian成cheng了le主zhu要yao挑tiao戰zhan,基ji於yuTest On Demand測試序列管理軟件平台開發的電路板診斷測試軟件具有如下特點:
- 遵循ATML標準的測試程序集(TPS)
- 測試流程的編輯及執行
- 廣泛的驅動支持與API
- 多線程並行測試
- 二次開發功能

4 係統軟件
1) 基於成熟開放的Test On Demand測試流程控製管理平台,采用專業的電路板測試工具包,可滿足用戶靈活性和擴展性的需求;
2) 提供自由靈活的測試流程編輯方式,如拖拽、點擊、複製、粘貼、剪切等便捷操作方式,符合常規編輯習慣;
3) 提供諸如設備軟麵板等調試工具,可以在軟麵板上實現設備的調試、配置和操作,真正實現一站式測試,簡化操作員測試過程,如圖所示;

4) 提供多種全自動、半自動和手動測試方式,滿足電路板測試過程中某些需要人工幹預的測試過程的需要,如圖所示;
5) 基於網絡數據庫統一管理各產線的測試結果,提供橫向和縱向的統計功能,直觀顯示CPK、GRR等統計指標,實現全產線的測試監控。

5 技術指標:
類別 |
要求 |
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供電電源 |
最多需同時提供6路供電電源,分辨率0.1V,精度1% |
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直流信號源 |
最多需同時提供5路信號源,具體參數要求如下: |
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頻率量信號 |
最多需同時提供3路頻率量信號,具參數要求如下: 頻率:0~3MHz;峰峰值:0~40Vp-p或可通過外接功放放大至110Vp-p |
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小功率電阻 |
最多需同時外接3路電阻阻值範圍,具體參數要求如下: 0~800KΩ可調,精度0.5%,110V電壓等級,功率0.5W |
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矩陣資源 |
用於常規信號路由矩陣行資源:8行;矩陣列資源:231列(96*2+39列資源=231列) ,電壓等級:150V,承載電流要求:2A以上,功率20W |
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多路複用開關 |
用於高頻信號路由,需要4路1對10多路複用開關 |
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電壓、電流、電阻測量 |
電壓測量:0~1000Vp-p,精度:0.01% 電流測量:0~0.5A,精度:0.01% 電阻測量:0~10MΩ,精度:0.1% |
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頻率信號測量 |
最多需同時3路進行測量: 頻率:0~30M;峰峰值:0~150V;垂直精度2%,水平精度20PPM;帶寬300M,采樣率1500M/S(五倍法則) |
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DIO |
96路,TTL電平 |
應用案例:雷達電路板測試
moujungongchangshangyaojiangqixiangleidachukoudaoguowai,yushixuyaodingzhitedingdeceshibaozhangzhuangbei,yinweileidadianlubanzhongleixinghaofanduo,xuyaoceshixitongjiegoujincou,kelinghuopeizhiyufuyong,kaifasudukuai。fanhuatigongdedianlubangongnengceshixitongtongguoruanjianzidingyigongnenghelinghuodeyingjianpeizhishiyonghukezidingyiceshibuzhouceshi,shiyongyuduidianlubandianya、電流、電阻和頻率、信噪比等信號進行測量和分析,從而實現複雜的電路板測試流程。用於電路板組件(PCBA)的功能測試(FCT),滿足自動化大批量生產的要求。
係統特點:
- 用戶根據自己需要定義測試步驟,靈活方便
- 適合工業自動化大批量生產應用
- 係統測試精度高,穩定可靠

結束語
ATS 2000電(dian)子(zi)裝(zhuang)備(bei)綜(zong)合(he)保(bao)障(zhang)平(ping)台(tai)經(jing)大(da)量(liang)實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)能(neng)夠(gou)適(shi)用(yong)於(yu)電(dian)路(lu)板(ban)診(zhen)斷(duan)測(ce)試(shi)方(fang)麵(mian)的(de)應(ying)用(yong),在(zai)實(shi)現(xian)功(gong)能(neng),性(xing)能(neng)測(ce)試(shi)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),可(ke)擴(kuo)展(zhan)網(wang)絡(luo)診(zhen)斷(duan),故(gu)障(zhang)樹(shu)定(ding)位(wei)等(deng)功(gong)能(neng),更(geng)加(jia)符(fu)合(he)今(jin)後(hou)電(dian)路(lu)板(ban)測(ce)試(shi)與(yu)診(zhen)斷(duan)的(de)需(xu)求(qiu)。
北京泛華恒興科技有限公司 高天虹
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應用案例:機載電路板測試

該係統能夠對機上所有電路板進行共平台測試,待測電路板達到1000zhongyishang,qizhongyibandianlubanchuyuyanzhiqijian,xuyaoxitongtigongxiangyingpeitaodeceshijiaju,rutusuoshi。youyuxitongshijigongzuodediancihuanjingelie,caiyongtongyijiekousheji,ceshifuzaidianlufangzhiyumibikongjianneidengyixiliecuoshi。nenggouduiyixiliezhuanyongdianluxinpianjinxingshuruyaoxinhaofangzhenheshuchuxinhaodianqicanshuceshi,baokuofangbo,dianliuxinhaofangzhenqudong,xiebo,maichongdengshuchuxinhaoceliang。tongshironghejiqishijiaojishu,nenggouduidianlubanshangdezhishidengdezhuangtaijinxingceshi,baokuo:常亮、常滅、快閃、慢閃,視覺檢測功能增加後應能準確地判斷指示燈的狀態,指示燈如圖所示。顏色分為3種:紅黃綠燈。利用此視覺檢測還能完成電路板序列號的自動讀取、以及防插錯齒的識別。