通用电路板自动测试系统的设计与实现
电路板已经成为当今电子产品的重要组成部分，随着电子技术及印制板制造技术的发展，现代电子产品日趋复杂，印制电路板的密度日趋增加，随之而来的是印制板的测试及修理也愈加困难。为了提高印制电路板的检测及维修的自动化程度，设计电路板的自动测试系统是非常必要的。目前，印制电路板自动测试技术发展迅速，印制板在线测试系统（ATE）广泛应用于印制板光板及各种产品的印制电路板的生产、检测和维修等环节。由于用户的测试要求、测试对象各不相同，其具体性能（或功能）、测试原理及测试方法也各不相同，它需要量体裁衣、单台定制才能满足用户的要求，并且系统的通用性较差，资源可重复利用率低。鉴于上述状况，本文设计了一款较为通用的自动测试系统，用来测试电路板是否工作正常，实现了对多款电路板的在线测试。
1系统的总体结构11系统总体考虑本系统的主要目的是测试电路板是否工作正常，是通过对电路板上关键信号进行测试来达到的。因此，本系统的任务就是对电路板上的关键信号进行采集，通过PC端的软件进行分析得出测试结果。系统分为针床、信号采集和传输模块、测试软件3个部分。作为一个通用的测试系统，在3个部分中均考虑了较强的通用性。12系统结构本自动测试系统的结构框图见图1。系统的工作原理是：通过针床将待测信号导出，FPGA通过控制多路模拟开关将待测信号采集进来，将数据通过相应协议传送到PC机，用自动测试软件测试各个信号是否正常。
由于待测信号的频率相差较大，有直流信号，也有频率高于103MHz的脉冲信号，以及在其间的多种频率的信号，因此本系统采用低频和高频2组信号采样电路，来适应不同信
f号采集的需要。13主要芯片介绍本系统中用到的主要芯片有：主芯片EP2S63，AD采样芯片AD7864和AT84AD331。以下对这3种芯片进行简要介绍：EP2S63是ALTERA公司的StraTI系列的FPGA，该系列的FPGA采用先进的93
m生产工艺；将FPGA性能推向了新高度，该系列是业界最快、密度最高的FPGA。EP2S63拥有多达84个专用LVDS差分逻辑接收通道，每个LVDS通道数据传输速率最高达1Gbｓ。其内部具有专门的高速数字锁相环电路，能够产生可供ADC电路使用的时钟信号。AD7864是一种较低速、低功耗、可以4通道同时采样的12bAD转换器。它拥有12位AD转换器，可同时采样4个输入通道，并具有4个采样、保持放大器；单电源供电（5V），多个转换电压范围，对于每一个模拟输入通道均有过压保护电路；4通r