蒲亞芳

摘 要： 對于技術(shù)指標(biāo)不多、形狀規(guī)則的電路模塊，采用常規(guī)的測試夾具和測量儀器就可以達(dá)到測試要求。但對于技術(shù)指標(biāo)繁多，測試過程復(fù)雜的專用電路模塊，利用常規(guī)的測試方法，工作效率低下，而且會出現(xiàn)因電源線的極性接反而燒壞產(chǎn)品的現(xiàn)象。因此，設(shè)計制作了專用的測試臺。根據(jù)專用電路模塊技術(shù)指標(biāo)的要求，確定了測試臺的設(shè)計方案。通過測試方法的詳細(xì)說明，體現(xiàn)了該測試臺對技術(shù)指標(biāo)測試的全面性，達(dá)到了測試目的，解決了專用電路模塊的生產(chǎn)瓶頸，大大提高了工作效率。

關(guān)鍵詞： 直流開關(guān)； 調(diào)節(jié)旋鈕； 切換開關(guān)； 電子負(fù)載

中圖分類號： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）06?0155?03

0 引 言

測試臺是為了達(dá)到測試產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)，將具有各項(xiàng)測試功能的電路板和組件組裝在一個箱體內(nèi)的儀器。它主要由電源線、箱體、面板和內(nèi)部的各個功能電路單元組成。它是制造方進(jìn)行成品測試和客戶進(jìn)行產(chǎn)品進(jìn)廠檢驗(yàn)的一種專用儀器。

1 專用電路模塊的技術(shù)指標(biāo)

專用電路模塊的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

（1） 過流保護(hù)：電源電流≥1.2 A時，工作時間持續(xù)2 min以上，電源電流保護(hù)點(diǎn)在1.4～2 A之間，過流保護(hù)后每相輸出交流電壓≤0.5 V。

（2） 工作電流監(jiān)控：電源電流在（0.40±0.02）～（0.10±0.02）A， 晶體管T導(dǎo)通。電源電流在其范圍外，晶體管T截止。

2 測試臺設(shè)計方案

測試臺的設(shè)計主要包括面板設(shè)計和各功能電路板設(shè)計。將面板上的組件和電路板的輸出端子連接起來，實(shí)現(xiàn)測試電路模塊技術(shù)指標(biāo)的需要。根據(jù)面板組件的多少和電路板尺寸的大小，箱體外形尺寸設(shè)計為330 mm×310 mm×150 mm。

2.1 測試臺面板設(shè)計

面板是被用來安裝控制功能元件和顯示功能元件，它是集按鈕、旋鈕、指示燈、顯示盤、插孔、標(biāo)牌、型號等于一體的裝置，它是人們觀察、操作最頻繁的構(gòu)件[1]。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)的要求，該測試臺應(yīng)具有產(chǎn)品的供電電源監(jiān)測端子、產(chǎn)品輸出端子、轉(zhuǎn)接器、電壓電流顯示屏、電壓電流調(diào)節(jié)旋鈕、輸出切換開關(guān)和負(fù)載切換開關(guān)等。從安全性、可操作性和美觀性等方面綜合考慮，測試臺面板布局設(shè)計結(jié)果見圖1。

面板的功能說明：

（1） 交流開關(guān)按鈕（帶指示燈）：用來控制220 V交流電的通斷電狀態(tài)。

（2） 直流開關(guān)按鈕（帶指示燈）：用來控制電路模塊的直流供電電源的通斷電狀態(tài)。

（3） 電壓調(diào)節(jié)旋鈕：用一個多圈電位器來調(diào)節(jié)電路模塊供電電壓。

（4） 數(shù)字電流表顯示屏：用來顯示電路模塊的消耗電流，量程為0～1.999 A。 數(shù)字電流表下面的+，-兩監(jiān)測柱是為了校正數(shù)字電流表而設(shè)計的，通常情況下要將+，-短路。

（5） 數(shù)字電壓表顯示屏：用來顯示電路模塊的供電電壓，量程為0～199.9 V。

（6） 電壓監(jiān)測柱：可用數(shù)字萬用表通過測量該端子來檢測供電電壓顯示是否準(zhǔn)確。

（7） 轉(zhuǎn)接器：是測試夾具和測試臺連接的橋梁，將被測電路模塊和測試臺連接起來。

（8） A、B、C檢測端子：模塊的三路輸出端子。

（9） “地”端子：模塊的供電電源地。

（10） 發(fā)光管：用來顯示模塊中晶體管T的通斷狀態(tài)。T導(dǎo)通，則發(fā)光管亮，否則發(fā)光管滅。

（11） 輸出1、輸出2端子：測量線電壓時分別連接到數(shù)字萬用表的測試端和地，用來測試輸出相電壓，在箱體內(nèi)部通過“測量選擇”開關(guān)將其與輸出端子連接起來。

（12） 負(fù)載切換開關(guān)：利用撥動開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，完成電子負(fù)載和純阻負(fù)載的切換功能。

（13） 測量選擇開關(guān)：利用撥動開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，選擇測量各相電壓。

（14） 電流調(diào)節(jié)旋鈕：用一個多圈電位器來調(diào)節(jié)負(fù)載大小。

2.2 箱體內(nèi)各功能電路板設(shè)計[2]

箱體內(nèi)的電路設(shè)計包括供電電源產(chǎn)生電路、負(fù)載電路和+5 V電源產(chǎn)生電路。將這3個電路根據(jù)元器件的封裝分別進(jìn)行合理的版圖設(shè)計[3]，并分配合適的安裝位置 。

（1） 供電電源產(chǎn)生電路：根據(jù)電路模塊供電電壓和工作電流要求，選用AC 220 V轉(zhuǎn)換為DC 0～48 V/3 A的AC/DC開關(guān)電源來實(shí)現(xiàn) [4] ，電壓調(diào)節(jié)電位器為電路中的一個元件，調(diào)節(jié)輸出電壓大小，用數(shù)字電壓表來顯示該輸出電壓（即被測電路模塊的供電電壓），數(shù)字電流表顯示開關(guān)電源的負(fù)載電流（即被測電路模塊的消耗電流）。

（2） 負(fù)載電路 [5] ：根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，負(fù)載電路板上必須包含純阻負(fù)載部分和可變（電子）負(fù)載部分。電路模塊在各個供電電壓點(diǎn)的輸出電壓通過給電路模塊接上純阻負(fù)載來測試；電流保護(hù)點(diǎn)和工作電流監(jiān)測需要接通電子負(fù)載來測試。電子負(fù)載電路圖見圖2。

電子負(fù)載的設(shè)計是在利用集成運(yùn)放和MOS管制作的恒流源原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計，通過調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)旋鈕（即調(diào)節(jié)電位器W1）來連續(xù)改變負(fù)載電流的大小，從而達(dá)到了被測電路模塊消耗電流連續(xù)變化的目的。

（3） +5 V直流電源產(chǎn)生電路：將AC 220 V通過整流電路和+5 V三端穩(wěn)壓器來轉(zhuǎn)換為DC +5 V/1 A[6]，給數(shù)字電壓表、數(shù)字電流表及電流監(jiān)測用的發(fā)光二極管供電。在工作電流監(jiān)測范圍內(nèi)，發(fā)光二極管亮，說明晶體管T導(dǎo)通，否則晶體管T截止。

3 測試臺使用方法

3.1 測試儀表

（1） 雙蹤示波器；

（2） 數(shù)字萬用表；

（3） 專用測試臺。

3.2 測試方法[7]

3.2.1 輸出電壓VAB，VBC，VCA及頻率

測試原理圖如圖3，圖4所示。

（1） 按圖3的測試原理圖1連接電路（示波器可接A，B，C任一相或兩相），被測電路模塊插在測試夾具上；

（2） 數(shù)字萬用表1撥至頻率檔；數(shù)字萬用表2撥至交流電壓檔；

（3） “負(fù)載切換”開關(guān)撥向“純阻負(fù)載”檔；

（4） “測量選擇”開關(guān)撥至“AB”檔（測量選擇開關(guān)的內(nèi)圈標(biāo)識）；

（5） 電源電壓調(diào)節(jié)：接通“交流開關(guān)”，斷開“直流開關(guān)”，調(diào)節(jié)“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，使數(shù)字電壓表上的電壓顯示為28 V。

接通 “直流開關(guān)”，用示波器監(jiān)測三相輸出波形均為準(zhǔn)方波，從數(shù)字萬用表2上可讀出AB間的電壓VAB，變換測量選擇開關(guān)即可讀出VBC，VCA，從數(shù)字萬用表1（或用頻率計）可讀出輸出信號的頻率；

用同樣的方法測試電源電壓為16 V，30 V時的輸出電壓VAB，VBC，VCA和頻率。

測試完成后按下“直流開關(guān)”，指示燈滅，即切斷了模塊的供電電源。

3.2.2 靜態(tài)電流的測量

同測試方法3.2.1節(jié)，將“負(fù)載切換”開關(guān)順時針撥至空檔（不指向電子負(fù)載和純阻負(fù)載的檔），這時，示波器顯示為準(zhǔn)方波，數(shù)字電流表上的電流值即為靜態(tài)電流值。

3.2.3 工作電流監(jiān)控范圍的測量

按圖4 測試原理圖2連接電路（示波器可接A，B，C任一相）。

（1） “電流調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋至最小值；

（2） “負(fù)載切換”開關(guān)撥至“電子負(fù)載”檔；

（3） “測量選擇”開關(guān)撥到“A”或“B”或“C”檔（“測量選擇”開關(guān)的外圈標(biāo)識）；

（4） 電源電壓調(diào)至28 V。

用示波器監(jiān)測輸出波形，用數(shù)字萬用表2監(jiān)測A（或B或C）的相電壓，檢查連接正確無誤后，接通“直流開關(guān)”，按面板上的標(biāo)識順時針調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕，觀察數(shù)字電流表上的讀數(shù)（讀數(shù)連續(xù)變化且變大）及“發(fā)光管”的現(xiàn)象，“發(fā)光管”亮的過程中數(shù)字電流表上的電流值范圍即為晶體管T導(dǎo)通時的工作電流范圍。

3.2.4 最大工作電流、過流保護(hù)后各相輸出電壓的測量

在3.2.3節(jié)的基礎(chǔ)上繼續(xù)順時針調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕，使數(shù)字電流表的讀數(shù)≥1.2 A，模塊應(yīng)能工作2 min以上，當(dāng)電流大到一定值時，電路實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)，示波器上的準(zhǔn)方波消失，此時的電流值即為過流保護(hù)點(diǎn)。過流保護(hù)后分別讀出數(shù)字萬用表上三路輸出的相電壓值，即為過流保護(hù)后各相的輸出電壓值。

4 結(jié) 語

常規(guī)測試和測試臺測試進(jìn)行比較，見表1。

表1 常規(guī)測試與測試臺測試的比較

通過比較，充分說明了用測試臺測試電路模塊的便利性和優(yōu)越性，測試人員不會再出現(xiàn)因電源極性接反而燒壞產(chǎn)品的現(xiàn)象，也不會為紛雜的測試連線來回變換而苦惱，只需要動一動撥動開關(guān)，擰一擰調(diào)節(jié)旋鈕，就很容易地完成一塊電路模塊的測試，提高了測試效率，縮短了生產(chǎn)周期。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳為.儀器儀表面板造型設(shè)計[J].儀表技術(shù)，1996（2）：10?13.

[2] 黃繼昌.常用電子元器件實(shí)用手冊[M].北京：人民郵電出版社，2009.

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[5] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[6] 孫肖子，鄧建國，陳南，等.電子設(shè)計指南[M].北京：高等教育出版社，2006.

[7] 李江雪.電子測量儀器實(shí)用教程[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012.

測試原理圖如圖3，圖4所示。

（1） 按圖3的測試原理圖1連接電路（示波器可接A，B，C任一相或兩相），被測電路模塊插在測試夾具上；

（2） 數(shù)字萬用表1撥至頻率檔；數(shù)字萬用表2撥至交流電壓檔；

（3） “負(fù)載切換”開關(guān)撥向“純阻負(fù)載”檔；

（4） “測量選擇”開關(guān)撥至“AB”檔（測量選擇開關(guān)的內(nèi)圈標(biāo)識）；

（5） 電源電壓調(diào)節(jié)：接通“交流開關(guān)”，斷開“直流開關(guān)”，調(diào)節(jié)“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，使數(shù)字電壓表上的電壓顯示為28 V。

接通 “直流開關(guān)”，用示波器監(jiān)測三相輸出波形均為準(zhǔn)方波，從數(shù)字萬用表2上可讀出AB間的電壓VAB，變換測量選擇開關(guān)即可讀出VBC，VCA，從數(shù)字萬用表1（或用頻率計）可讀出輸出信號的頻率；

用同樣的方法測試電源電壓為16 V，30 V時的輸出電壓VAB，VBC，VCA和頻率。

測試完成后按下“直流開關(guān)”，指示燈滅，即切斷了模塊的供電電源。

3.2.2 靜態(tài)電流的測量

同測試方法3.2.1節(jié)，將“負(fù)載切換”開關(guān)順時針撥至空檔（不指向電子負(fù)載和純阻負(fù)載的檔），這時，示波器顯示為準(zhǔn)方波，數(shù)字電流表上的電流值即為靜態(tài)電流值。

3.2.3 工作電流監(jiān)控范圍的測量

按圖4 測試原理圖2連接電路（示波器可接A，B，C任一相）。

（1） “電流調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋至最小值；

（2） “負(fù)載切換”開關(guān)撥至“電子負(fù)載”檔；

（3） “測量選擇”開關(guān)撥到“A”或“B”或“C”檔（“測量選擇”開關(guān)的外圈標(biāo)識）；

（4） 電源電壓調(diào)至28 V。

用示波器監(jiān)測輸出波形，用數(shù)字萬用表2監(jiān)測A（或B或C）的相電壓，檢查連接正確無誤后，接通“直流開關(guān)”，按面板上的標(biāo)識順時針調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕，觀察數(shù)字電流表上的讀數(shù)（讀數(shù)連續(xù)變化且變大）及“發(fā)光管”的現(xiàn)象，“發(fā)光管”亮的過程中數(shù)字電流表上的電流值范圍即為晶體管T導(dǎo)通時的工作電流范圍。

3.2.4 最大工作電流、過流保護(hù)后各相輸出電壓的測量

在3.2.3節(jié)的基礎(chǔ)上繼續(xù)順時針調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕，使數(shù)字電流表的讀數(shù)≥1.2 A，模塊應(yīng)能工作2 min以上，當(dāng)電流大到一定值時，電路實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)，示波器上的準(zhǔn)方波消失，此時的電流值即為過流保護(hù)點(diǎn)。過流保護(hù)后分別讀出數(shù)字萬用表上三路輸出的相電壓值，即為過流保護(hù)后各相的輸出電壓值。

4 結(jié) 語

常規(guī)測試和測試臺測試進(jìn)行比較，見表1。

表1 常規(guī)測試與測試臺測試的比較

通過比較，充分說明了用測試臺測試電路模塊的便利性和優(yōu)越性，測試人員不會再出現(xiàn)因電源極性接反而燒壞產(chǎn)品的現(xiàn)象，也不會為紛雜的測試連線來回變換而苦惱，只需要動一動撥動開關(guān)，擰一擰調(diào)節(jié)旋鈕，就很容易地完成一塊電路模塊的測試，提高了測試效率，縮短了生產(chǎn)周期。

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[7] 李江雪.電子測量儀器實(shí)用教程[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012.

測試原理圖如圖3，圖4所示。

（1） 按圖3的測試原理圖1連接電路（示波器可接A，B，C任一相或兩相），被測電路模塊插在測試夾具上；

（2） 數(shù)字萬用表1撥至頻率檔；數(shù)字萬用表2撥至交流電壓檔；

（3） “負(fù)載切換”開關(guān)撥向“純阻負(fù)載”檔；

（4） “測量選擇”開關(guān)撥至“AB”檔（測量選擇開關(guān)的內(nèi)圈標(biāo)識）；

（5） 電源電壓調(diào)節(jié)：接通“交流開關(guān)”，斷開“直流開關(guān)”，調(diào)節(jié)“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，使數(shù)字電壓表上的電壓顯示為28 V。

接通 “直流開關(guān)”，用示波器監(jiān)測三相輸出波形均為準(zhǔn)方波，從數(shù)字萬用表2上可讀出AB間的電壓VAB，變換測量選擇開關(guān)即可讀出VBC，VCA，從數(shù)字萬用表1（或用頻率計）可讀出輸出信號的頻率；

用同樣的方法測試電源電壓為16 V，30 V時的輸出電壓VAB，VBC，VCA和頻率。

測試完成后按下“直流開關(guān)”，指示燈滅，即切斷了模塊的供電電源。

3.2.2 靜態(tài)電流的測量

同測試方法3.2.1節(jié)，將“負(fù)載切換”開關(guān)順時針撥至空檔（不指向電子負(fù)載和純阻負(fù)載的檔），這時，示波器顯示為準(zhǔn)方波，數(shù)字電流表上的電流值即為靜態(tài)電流值。

3.2.3 工作電流監(jiān)控范圍的測量

按圖4 測試原理圖2連接電路（示波器可接A，B，C任一相）。

（1） “電流調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋至最小值；

（2） “負(fù)載切換”開關(guān)撥至“電子負(fù)載”檔；

（3） “測量選擇”開關(guān)撥到“A”或“B”或“C”檔（“測量選擇”開關(guān)的外圈標(biāo)識）；

（4） 電源電壓調(diào)至28 V。

用示波器監(jiān)測輸出波形，用數(shù)字萬用表2監(jiān)測A（或B或C）的相電壓，檢查連接正確無誤后，接通“直流開關(guān)”，按面板上的標(biāo)識順時針調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕，觀察數(shù)字電流表上的讀數(shù)（讀數(shù)連續(xù)變化且變大）及“發(fā)光管”的現(xiàn)象，“發(fā)光管”亮的過程中數(shù)字電流表上的電流值范圍即為晶體管T導(dǎo)通時的工作電流范圍。

3.2.4 最大工作電流、過流保護(hù)后各相輸出電壓的測量

在3.2.3節(jié)的基礎(chǔ)上繼續(xù)順時針調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕，使數(shù)字電流表的讀數(shù)≥1.2 A，模塊應(yīng)能工作2 min以上，當(dāng)電流大到一定值時，電路實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)，示波器上的準(zhǔn)方波消失，此時的電流值即為過流保護(hù)點(diǎn)。過流保護(hù)后分別讀出數(shù)字萬用表上三路輸出的相電壓值，即為過流保護(hù)后各相的輸出電壓值。

4 結(jié) 語

常規(guī)測試和測試臺測試進(jìn)行比較，見表1。

表1 常規(guī)測試與測試臺測試的比較

通過比較，充分說明了用測試臺測試電路模塊的便利性和優(yōu)越性，測試人員不會再出現(xiàn)因電源極性接反而燒壞產(chǎn)品的現(xiàn)象，也不會為紛雜的測試連線來回變換而苦惱，只需要動一動撥動開關(guān)，擰一擰調(diào)節(jié)旋鈕，就很容易地完成一塊電路模塊的測試，提高了測試效率，縮短了生產(chǎn)周期。

參考文獻(xiàn)

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