模拟在线测试六线测试相关知识

模拟在线测试中六线测试相关知识

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基础模拟在线测量

为了测试模拟元件，测试仪使用一个测量总线系统和继电器矩阵将被测元件连接到 MOA 电路中。以下部分解释这些连接：

• 源 (S) 和输入 (I) 总线
• 保护 (G 总线)
• MOA 的宽带操作

图 2-2 展示了简单在线测试的基本总线和继电器布置。

在线测试的基本测量电路元素

源 (S) 和输入 (I) 总线

在图 2-7 中，被测元件 Rx 通过测试头继电器和测量总线 I 连接到 MOA 的输入路径。为了简化，每条总线仅显示了一组继电器触点。ASRU 激励源 Vs 通过 S 总线连接到元件的另一端。此连接是通过第二组继电器实现的。

输入电流 I 从源 Vs 流经被测元件到 MOA 的输入端。理想情况下，输入电流仅受被测元件的电阻（或电抗）的限制。由于运算放大器的输入阻抗特性非常高，大多数输入电流被迫流过参考反馈电阻 Rref。这在 MOA 的输出端产生一个输出电压 Vmoa，该电压与 I 和 Rref 的值成比例。根据已知的 Rref、Vs 和 Vmoa 的值，可以计算出未知元件的值 Rx。

用于计算被测元件 Rx 的系统方程为：Rx=Rref*(Vs/-Vmoa)

即使MOA的输出电压受其电源的限制，也可以测量大范围的Rx值。这是通过在 MOA 的反馈路径中切换不同值的参考电阻 Rref 实现的。ASRU 卡上提供了六种不同值的精密参考电阻。这些电阻在图 2-2 中示出。

通过使用交流激励源和交流检测器，该技术还可以测量反应元件（电感器和电容器）。这种称为相位同步检测的反应元件测量将在下面解释。

相位同步检测

相位同步检测用于补偿在组合电阻/电抗电路中发生的相位偏移。当 MOA 测量包含电阻和电抗元件的电路时，MOA 的输出包含电阻和电抗成分。MOA 输出的实部与电路的电阻部分直接成正比，而虚部则与电路的电抗部分直接成正比。相位同步检测器能够区分输出的实部和虚部。这个解释有些简化，但这基本上就是进行反应测量的方法。

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隔离保护（G总线）

由于待测电路板的电路拓扑，被测元件可能存在一个或多个并联阻抗路径。这些并联阻抗路径通过为被测元件提供环绕电流路径而引起测量误差。图2-3中的Zsg和Zig表示在被测元件Rx周围形成并联阻抗路径的元件。当形成这样的并联路径时，并联电流Ip会绕过Rx并通过MOA的反馈路径。反馈路径中的附加电流导致Rx显示出比实际上更小的阻抗。

并联电阻路径导致测量误差

G总线用于通过中断并联阻抗路径来保护被测元件。图2-4显示了当被测元件被并联阻抗路径分流时G总线在电路中的连接位置。通过如图所示连接G总线，通过Zsg和Zig的电流变得无足轻重。

当MOA的非反相输入如图2-4所示接地时，由于运算放大器的特性，反相输入成为虚地。这也使I总线连接处于虚地。由于G总线也处于地电位，相对于Zig不存在电位差，因此没有电流流过Rx周围的并联路径和MOA的反馈路径。然而，Vs确实为Zsg提供电流。只要Vs的输出阻抗相对于Zsg非常低，这个电流就不会影响测量。因为在被测元件周围可能存在一个或多个并联路径，所以可能会有一个或多个G总线连接。

G总线中断并联电阻路径

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MOA的宽带操作

MOA有两种带宽，窄带和宽带，它们会影响MOA的增益。如果没有指定带宽，系统使用窄带。然而，在某些测量情况下可以指定宽带。使用宽带可以增加MOA的放大带宽。

要实现宽带功能，可以在适当的元件测试语句的选项字段中添加wb选项。例如：

clear connect s to "R1-1"; i to "R1-2"
resistor 2k, 1.4, 1.4, wb

图2-5展示了窄带和宽带与MOA增益和频率响应之间的关系。请注意，当测试同时包含sb选项和re1或re2选项时，不应使用宽带选项。

宽带 (wb) 与窄带频率响应对比

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特殊模拟在线测量

测试电路中的器件可能需要特殊的测量技术。连接到被测设备（DUT）的其他器件的影响可能会导致使用上文所述 S 和 I 总线进行的基本测量出错。保护措施也可能引入测量误差。三种类型的误差是：

• 源电压误差
• 保护偏置误差或保护增益误差
• 电流分流

有两种技术可以消除或减少在线测量误差的影响。这两种技术是：

• 远端反馈
• 增强

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远端反馈

在 i3070 在线测试系统上进行模拟在线测试时，采用 S、I 和 G 总线的三线测量方式提供了基本配置。然而，增加的另外三个总线 A、B 和 L 有助于解决与在线测试相关的测量问题。每个附加总线与一个基本测量总线（S、I 和 G）配对。配对方式如下：

• S 对 A
• I 对 B
• G 对 L

远端反馈源需要增强测量。本章稍后会解释增强功能。要调用增强功能，您必须在 sa 选项中指定 en 选项。

附加总线为系统提供了一种六线在线测量技术。只有在测量环境需要时，才使用这些额外的总线。图 2-6 演示了这些总线在测量电路中的位置。

六线测量技术

测量可能需要使用附加总线 A、B 和 L 的任意组合。这取决于被测器件的值、所需的测量精度（根据您指定的公差倍数）以及被测器件周围的电路拓扑。基本理念是消除测量电路中导线和继电器电阻以及继电器触点的热偏移的影响。

远端反馈要求在测试夹具中包含适当的导线，在测试模块中指定适当的连接，并在测量语句中包含适当的测量选项。

开发软件在夹具创建文件和报告中包含远端反馈总线导线，并将适当的连接和测量选项添加到测试模块中。表 2-2 描述了测量选项。

表 2-2

测量选项

选项	指导测试
sa	用 A 总线远端反馈源（S 总线）。在指定 sa 选项时，也必须使用 en 选项。
sb	用 B 总线远端反馈检测器（I 总线）。
sl	用 L 总线远端反馈保护（G 总线）。
en	使用增强功能。在使用 sa 时，这是强制性的。

示例 2-3 中的测试模块示例显示了连接和测量选项。

示例 2-3

连接和测量选项

clear connect s to "Node_1"; a to "Node_1"; i to "Node_2", b to "Node_2"
connect g to "Node_3"; l to "Node_3"
resistor 10, 10, 10, sa, sb, sl, en

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远端反馈方法

本节介绍可以在系统上使用的远端反馈方法，以为某些在线测试提供更准确的测量。如果您打开远程远端反馈，开发软件将确定每个测试的远端反馈需求。根据被测设备、电路拓扑以及所需测试的精度（根据您在输入电路板数据时指定的公差倍数），可能需要 A、B 和 L 总线的任意组合。

如果需要远端反馈，远端反馈连接可以在扫描器中完成，也可以通过单独的导线连接到被测电路板。如果远程感应标志被打开，且开发软件确定它们是必要的，将使用单独的远端反馈导线。如果在扫描器中可以进行充分的远端反馈，则不需要单独的导线。

示例 2-4 显示了两种远端反馈方法之间的区别。注意，G 和 L 远端反馈级别之间的唯一区别在于 clear connect 语句的构造方式。

示例 2-4

! 此测试使用单独的导线进行 S 总线远端反馈。clear connect s to "R1_1"; a to "R1_1"; i to "R1_2"; g to "Q5e"resistor "R1", 10.1k, 2.5, 2.5, sa, en! 此测试使用单独的导线进行 S 和 I 总线远端反馈。clear connect s to "R1_1"; a to "R1_1"; i to "R1_2"; b to "R1_2"; g to "Q5e"resistor "R1", 10.1k, 2.5, 2.5, sa, sb, en! 此测试使用测试头级别 L 总线远端反馈（远程感应）。clear connect s to "R1_1"; i to "R1_2"; gl to "Q5e"resistor "R1", 10.1k, 2.5, 2.5, sl! 此测试使用单独的导线进行 L 总线远端反馈（远程感应）。clear connect s to "R1_1"; i to "R1_2"; g to "Q5e"; l to "Q5e"resistor "R1", 10.1k, 2.5, 2.5, sl

根据测量的灵敏性，当需要单独的远端反馈导线时，您可以选择将信号和远端反馈导线连接到同一个探针插座，或使用单独的探针。大多数情况下，特别是在Express测试夹具的短导线长度情况下，您只需一个探针即可。开发软件总是假设使用单个探针，并自动为远端反馈总线分配资源和夹具导线。如果您想使用单独的探针，您必须手动添加第二个探针位置。

请注意，当远端反馈 S 总线时，除了二极管和齐纳二极管测试外，还必须使用 en（增强）选项。

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增强（en）

在困难的情况下，您可以使用一种称为增强的测量技术。增强利用一种更复杂的系统测量方程来补偿：

• 被测电路板组件拓扑引起的测量误差。
• 运算放大的非理想特性。
• 总线和测试头继电器的热偏移。

增强通过测量语句中的 en 选项调用。

示例 2-5

en 选项示例

clear connect s to "R1-1"; a to "R1-1"; i to "R1-2"; b to "R1-2"
connect g to "GND"; l to "GND"
resistor 100, 2, 2, wb, sa, sb, sl, en

注意，远端反馈a (sa) 需要增强 (en)，但增强可以单独使用。

当指定增强时，电压是在被测设备和 MOA 的参考电阻处测量的。这些测量值而不是默认值被用于确定被测设备值的公式中。这补偿了测量总线上的电压降、系统继电器产生的热偏移以及交流测量中的直流偏移。

图 2-7 显示了使用增强时进行的测量。对于直流测量，在源设置为零和设置为所需水平时，在所示的四个点测量电压（额外测量八次）。

对于交流测量，在源信号为零度时、在源为+90度时和在源为-90度时，在所示的四个点测量电压（额外测量12次）。

增强的额外测量导致设备测试需要显著更多时间。如果测试时间是一个问题，只在必要时使用增强。