浅谈信号处理电路自动化测试方法分析

浅谈信号处理电路自动化测试方法分析

赵美玲，曾齐，张朋松，唐敏，徐敏儿

上海卫星工程研究所    上海    201109

摘 要：传统的测试方法难以识别和处理电路信号，不能保证测量精度。在信息技术的飞速发展下，采用自动检测技术来处理线路信号已是必然趋势，为了保证系统的使用规范，提高电路的性能，相关人员必须对其进行详细的设计，并对其进行详细的测试和分析。

关键词：电路自动化测试；信号处理；测试方法

前言

测试和优化电路信号是增强电路控制能力、防止干扰的关键。本文着重介绍了自动测试系统的设计，并对系统的设计重点进行了阐述，并对多普勒结构的引入、采集、判断等方面进行了详细的阐述，并介绍了电源模块的设计、自动测试系统以及高效的印刷技术，希望能为有关方面的工作人员更好的理解和提高测试的质量。

1、信号处理电路自动化测试系统的设计要点

1.1 应用多普勒结构

由 DSP 单片机负责计算包络周期，向 ram 传递各点计算结果，按照预设频率对ram 值进行阅读，经由 D/A 转换获得相应的多普勒信号。由于载波频率并不固定，有关人员最终决定将 ram定为 2 MHz 时钟，若载波是 120 kHz，各周期所输出点的数量可达到 16 个，如果载波是 1.5 kHz，各周期所输出点的数量约为 1 300 个，均可满足本项目所提出要求。研究表明，任一完整外包络均要有 660k 个点提供支撑，除特殊情况外，本系统都能够采用 16×1Mram，这样设计的优点，主要是能够直接输出多普勒信号，将完整外包络视为输出周期，存储空间设定为 1.6×1M，则外包络周期时间最长可达到 500 ms 左右，满足连续输出多普勒信号的要求，此外，有关人员可酌情对外包络波形进行定义，确保其功能得到应有发挥。该方法和常规方法的区别主要体现在以下方面，常规方法需要先借助 DDS 获得正弦波，再利用硬件调制正弦波。本文所讨论方法强调由 DSP 单片机负责调制正弦波，硬件的任务是进行 D/A 输出，可在保证整体效果的前提下，使系统结构更加精简。

1.2 及时采集并判断信号

测试系统设计应符合上述条件，在此基础上，结合电路测试具体环境，对工作参数进行调整，确保系统可达到理想的测试性能。同时，在测试过程中，还应对测试环境进行明确，通过最新的技术方式提高测试工作效率。例如，在多普勒信号的产生中，由于系统需要对回波信号进行模拟，在处理多个波形信号期间存在较强的技术难度，加之整个测试过程信号不稳定。为解决上述问题和难点，本系统融合了 DSP、ram与 CPLD 不同处理方式，对系统的应用优势进行充分发掘。

1.3 信号处理电路自动化设计的关键点

根据设计要求可知，本系统需要对大量项目进行测量，由此可见，以系统设计结构为依据，对相关任务进行科学安排十分重要，其中，上位机主要负责制定各项任务，DSP 的职责是确保测试任务能够按照预设流程开展，CPLD 的加入可保证具体任务得到高效落实，在提高任务测量所具有全面性的基础上，为测量环节所具有实时性提供保证。在定义打印格式方面，有关人员着重突出了系统的灵活性，确保用户能够以实际需求为依据，通过调整文档模板的方式，获得相应的报表，由打印软件负责在打印报表中自动填入相关数据。本系统所产生电源电平的参数，分别为±5 V 和±12 V，其中，±12 V 供目标板所用，±5 V 则供测试电路所用。有关人员计划安装 NCP117 管理芯片，其特点是可提供 1 A 电流，具有极高的电压精度，可提供热关断、电流保护以及温度补偿功能。

2、信号处理电路自动化的系统设计

2.1 电路自动化信号处理过程

通过在电子计算机上操作，运用软件来进行数据信息的计算或处理，所以不管多么复杂多变的计算，只要现存数学领域能够解决的，信号处理可以以更高效和便捷的处理方式实现处理目的。而且伴随着近年来数字化技术的飞速发展，信号处理不再是陌生的符号，它融入了人们日常生活和学习工作中，人们也在信息技术普及下对信号处理概念有了更深的理解和认知。从以往单一的模拟信号处理，转变为当下的数字信号，借助高效率的数学转化器对信号进行处理。

2.2 悬丝法螺线管磁轴测量信号处理

在螺线管线圈的磁轴测量技术中，脉冲悬丝法与其他电路测试方法相比较而言，具有良好的应用效果，而且一直以来这种测量方法也得到了广泛应用。通过对比分析，以往在悬丝振动的位置测量系统一般采用的是围绕信号放大的应用原理进行测量线路，但是这种测量方式会造成测量系统的安装与调试结果有很大的不准确性，而且操作过程也并不方便，应用性能价值不高，会致使磁轴测量信号发生偏移，并与倾斜信号耦合。与此同时，在磁轴上的有效测量信幅度信号偏小，是叠加在较大幅度的振动信号基础上产生的，运用这样的测量原理并不能获得有效测量信号，也会给后续信号处理过程造成干扰和影响，使信号测量精确度偏移。

2.3 数字信号处理

在数字信号处理技术的不断发展和社会科技水平及需求不断提升下，其在集成电路、计算机技术及电子技术快速发展中，成为了工程技术、科研工作等领域中的重点关注对象，并在技术的革新下取代了以往模拟信号处理技术，获得良好的处理效果，实现了在不同领域的广泛应用。以集成电路的测试为例，对集成电路测试中芯片设计中的设计验证环节、晶圆制造中的晶圆检测环节、封装完成后的成品测试环节展开分析。

2.3.1 芯片设计

设计验证环节是指芯片设计单位利用测试机和探针台、测试机和分选机对晶圆样品检测和集成电路封装样品的成品进行测试，检验样品中的功能作用和性能优劣与实际要求是否一致。

2.3.2 晶圆制造

晶圆检测是指在晶圆制造完成后进行封装前，通过探针台和测试机配合使用，对晶圆上的芯片进行功能和电参数性能测试，其测试过程为：探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置，芯片的 Pad 点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号、采集输出信号，判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性。测试结果通过通信接口传送给探针台，探针台据此对芯片进行标记。

2.3.3 封装完成

在整个测试过程中，需要先运用分选机，将待测试的集成电路通过自动化技术传送到制定测试位置，然后将被检测集成电路的引脚通过测试工位上的金手指、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，再运用测试机对集成电路施加输入信号、采集输出信号，以此判断集成电路的功能在多方面运行条件下是否可以发挥实际作用。最后的测试结果会通过通信接口传送给分选机，分选机再根据反馈的信息对所测试的集成电路进行标记、分类等相关操作。不管在哪个测试阶段，要测试芯片的各项功能指标需要在前两个测试步骤完成基础上，一方面，是连接芯片的引脚与测试机的功能模块，另一方面，是利用测试机对芯片施加输入信号，并检测芯片的输出信号，判断芯片功能和性能指标的有效性。

3、结语

随着网络信息技术发展，电路信号的测试精度和时效性等问题以极为直观的方式被展现了出来，现已成为有关人员研究的主要方向。本文以信号处理电路测试为出发点，对自动化测试技术进行展开说明，通过引入多普勒结构、采集判断信号等方法，使测试系统应用性能提升。

参考文献

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