一種信號檢測裝置製造方法
2023-06-05 03:58:31
一種信號檢測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種信號檢測裝置，應用於信號檢測【技術領域】，特別適合於電子產品下線前的質量檢測。本實用新型可將輸入的待檢測信號Vin分成兩路，分別輸入高電平檢測器和低電平檢測器，從而將所述待檢測信號轉換為A、B兩路數字脈衝信號輸出。通過判斷計時電路和比較監測電路對所述兩路數字脈衝信號的判斷和分析，即可確定待測信號是否存在異常，從而推斷髮出Vin信號的電子產品是否合格。本實用新型提供的裝置由於無需對待檢測信號進行耐奎斯特採樣，因此電路設計簡單，成本低廉，適於自動化領域，尤其適合在生產線ICT（In—Circuit—Tester即自動在線測試儀）設備裡面採用。
【專利說明】一種信號檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及信號檢測儀表儀器，特別是涉及一種信號檢測裝置。
【背景技術】
[0002]在自動化領域，很多情況下需要用到信號檢測技術。現行信號檢測方法是使用高速的模數轉換器(ADC)對待檢測信號進行模數轉換，進而存儲、顯示和分析待檢測信號對應的數字離散信號。而為了保證數字離散信號包含了待檢測信號的完整信息，根據奈奎斯特採樣定理，模數轉換器的採樣頻率應為待檢測信號最高頻率的2倍以上。
[0003]隨著技術的發展，信號頻率越來越高，對模數轉換器採樣電路的要求也就越來越高，對應的示波器和自動化測試儀(ICT設備)價格往往非常昂貴。
[0004]發明人在實際工作中發現，有很多場景例如在生產線ICT (In — Circuit — Tester即自動在線測試儀)設備裡面，並不需要檢測信號的所有參數，但對某些參數卻需要快速檢測或實時監測。有鑑於此，本實用新型提供一種信號檢測裝置，可以快速檢測信號是否有異常，及時發現不合格電子產品。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種信號檢測裝置，包括匹配電路、高電平幅度檢測器、低電平幅度檢測器、判斷計時電路和比較監測電路，其特徵在於:
[0006](I)匹配電路將輸入信號Vin分成兩路，分別輸入高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器；其中，高電平幅度檢測器用於檢測Vin的高電平是否高於Vhh、以及Vin的高電平是否低於Vhl ;低電平幅度檢測器用於檢測Vin的低電平是否低於VII，以及Vin的低電平是否高於Vlh ;預設的參考電平Vhh、Vhl、Vlh、Vll具有關係Vll〈Vlh〈Vhl〈Vhh ；
[0007](2)高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器檢測Vin電平幅度，具體為:當Vhl ( Vin ( Vhh時，高電平幅度檢測器輸出信號A為高電平信號，否則輸出信號A為低電平信號；當Vll < Vin ( Vlh時，低電平幅度檢測器輸出信號B為高電平信號，否則輸出信號B為低電平信號；
[0008](3)判斷計時電路根據Vin的符號周期T，檢測每符號周期內A信號和B信號的電平幅度並計時，具體包括:檢測Vin的第η符號周期內，A信號為高電平同時B信號為低電平的持續時間CNTl (nT)，A信號為低電平同時B信號為低電平的持續時間CNT2 (ηΤ)，以及A信號為低電平同時B信號為高電平的持續時間CNT3 (ηΤ)，其中η為正整數；
[0009](4)比較監測電路用於:將CNTl (ηΤ)與Vin的第η符號的高電平持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有高電平持續時間異常；將CNT2 (ηΤ)與Vin的第η符號的升降沿持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有升降沿異常或Vin電平超壓異常；將CNT3 (ηΤ)與Vin的第η符號的低電平持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有低電平持續時間異
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[0010]本實用新型可實現電子產品的在線檢測:即通過發送控制模塊控制電子產品產生Vin信號，並輸入到所述信號檢測裝置，以檢測電子產品產生的信號是否有異常；若發現異常，則電子產品為不合格產品。
[0011]本實用新型具有如下有益效果:不需要對信號進行完整的採樣，可以很容易的判斷信號的幅度、佔空比、上升沿和下降沿是否符合要求，電路實現簡單，設備價格低廉。所述信號檢測裝置與方法可以應用於自動化測試領域，尤其適合應用於生產線ICT (In—Circuit — Tester即自動在線測試儀)設備對電子產品的質量檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例的信號檢測裝置示意圖。
[0013]圖2為本實用新型實施例的在線電子產品的信號檢測裝置示意圖。
[0014]圖3為正常Vin信號的檢測示意圖。
[0015]圖4為一異常Vin信號的檢測示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0017]一種信號檢測裝置，包括匹配電路、高電平幅度檢測器、低電平幅度檢測器、判斷計時電路和比較監測電路，其特徵在於:
[0018](I)匹配電路將輸入信號Vin分成兩路，分別輸入高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器；其中，高電平幅度檢測器用於檢測Vin的高電平是否高於Vhh、以及Vin的高電平是否低於Vhl ;低電平幅度檢測器用於檢測Vin的低電平是否低於VII，以及Vin的低電平是否高於Vlh ;預設的參考電平Vhh、Vhl、Vlh、Vll具有關係Vll〈Vlh〈Vhl〈Vhh ；
[0019](2)高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器檢測Vin電平幅度，具體為:當Vhl ( Vin ( Vhh時，高電平幅度檢測器輸出信號A為高電平信號，否則輸出信號A為低電平信號；當Vll < Vin ( Vlh時，低電平幅度檢測器輸出信號B為高電平信號，否則輸出信號B為低電平信號；
[0020]優選地，高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器均由兩個電壓比較器組成(兩個電壓比較器的輸出通過線與方式連接在一起，通過電阻上拉到Vcc。只要有一個比較器輸出低電平，則並聯輸出即為低電平。兩個比較器輸出都為高電平，則並聯輸出為高電平)，並且設有高低兩個參考電平作為判決門限，將輸入的Vin信號，根據門限判決，轉換成數字脈衝信號輸出。本實用新型的高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器，二者只是參考電平設置不同，輸出A，B兩路脈衝信號，分別用來判斷輸入信號的高電平幅度和低電平幅度。
[0021 ] 優選地，本實用新型的匹配電路包括參考電平提供電路。參考電平提供電路主要由分壓電阻r I到r8，及電源Vcc組成，參見附圖1，用於產生四個參考電壓，供高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器使用。參考電壓值根據對被測信號Vin的高電平幅度和低電平幅度要求而定。
[0022]A-B對數位訊號有三種組合狀態，分別為低電平-低電平(簡寫為低-低，表示A信號為低電平同時B信號也為低電平)，低電平-高電平(簡寫為低-高，表示A信號為低電平同時B信號為高電平)，高電平-低電平(簡寫為高-低，表示A信號為高電平同時B信號為低電平)。由於Vin的高電平區間和低電平區間是不重疊的，Vin信號幅度要麼落在高電平區間，要麼落在低電平區間，要麼落在兩個區間之外，所以A-B不可能出現高電平-高電平組合。
[0023]出現低-低組合有兩種情況，一是Vin信號處於上升沿或下降沿的過渡區域，Vlh〈Vin〈Vhl ;二是Vin信號電平超壓異常，即Vin>Vhh或Vin〈Vll。因此如果低-低組合時間超出範圍，則表示Vin高低電平切換太慢即上升沿或下降沿太緩，或者Vin信號異常。若Vin是正常的時鐘方波信號，則A-B組合出現的順序將為:高-低(Vin高電平)一低-低(Vin下降沿)一低-高(Vin低電平)一低-低(Vin上升沿)順序循環。
[0024](3)判斷計時電路根據Vin的符號周期T，檢測每符號周期內A信號和B信號的電平幅度並計時，具體包括:檢測Vin的第η符號周期內，A信號為高電平同時B信號為低電平的持續時間CNTl (nT)，A信號為低電平同時B信號為低電平的持續時間CNT2 (ηΤ)，以及A信號為低電平同時B信號為高電平的持續時間CNT3 (ηΤ)，其中η為正整數；
[0025]優選地，判斷計時電路內部採用頻率為f = m/T(f根據精度要求選擇,優選地f大於或等於被測信號頻率的10倍，即m優選大於或等於10的正整數)的高頻時鐘elk對A-B信號進行採樣判決，判斷A-B的組合是高-低，低-低，低-高中的哪一種。判斷計時電路內部還設有三個計數器cntl,cnt2,cnt3,根據A-B不同的組合結果分別對高-低，低-低，低-高進行時間寬度計數。
[0026]優選地，在一個時間段T即將開始前，將cntl、cnt2、cnt3都清零，並在時間段T開始後，在elk時鐘的每個時鐘上升沿或下降沿(兩個邊沿都採樣可以提高精度I倍)到來時對A-B進行一次採樣判決和計時(也即elk時鐘的一個上升沿(或下降沿)不是觸發cntl的計數值增加1，就是觸發cnt2或cnt3的計數值增加I):若A-B組合判決結果是高電平-低電平，則cntl計數加I ;若A-B組合判決結果是低電平-低電平，則cnt2計數加I ;若A-B組合判決結果是低電平-高電平，則cnt3計數加I。在時間段T要結束時,停止cntl、cnt2和cnt3的計數，將cntl的計數值賦給CNTl緩存、將cnt2的計數值賦給CNT2緩存、將cnt3的計數值賦給CNT3緩存，然後清零cntl、cnt2、cnt3。這樣CNTl代表了時間段T內A為高電平同時B為低電平的持續時長、CNT2代表了時間段T內A、B同為低電平的持續時長、CNT3代表了時間段T內A為低電平同時B為高電平的持續時長。
[0027]在本實用新型的實施例中，所述一個時間段T重合於Vin信號的第η符號周期，從而緩存的 CNT1、CNT2 和 CNT3 的值即對應於 CNTl (nT)、CNT2 (ηΤ)和 CNT3 (ηΤ)。
[0028]所述一個時間段T重合於Vin信號的第η符號周期，既可以通過各種同步電路實現，也可以通過檢測裝置對電子產品的信號產生與發送的控制實現，如圖2所示。圖2為本實用新型實施例的在線電子產品的信號檢測裝置示意圖。圖2中，檢測裝置包括發送控制模塊，用於控制電子產品發出指定序列、指定符號周期的數位訊號Vin給信號檢測裝置，從而信號檢測裝置清楚Vin信號的符號周期和各符號的起始位置。
[0029]在一個改進實施方式中，Vin信號為時鐘信號,從而Vin各符號周期的波形完全相同，因此Vin的第η符號周期的概念其實完全等同於Vin的任一符號周期。
[0030](4)比較監測電路用於:將CNTl (ηΤ)與Vin的第η符號的高電平持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有高電平持續時間異常；將CNT2 (ηΤ)與Vin的第η符號的升降沿持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有升降沿異常或Vin電平超壓異常；將CNT3 (ηΤ)與Vin的第η符號的低電平持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有低電平持續時間異
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[0031]優選地，比較監測電路還用於在獲得CNTl (ηΤ)和CNT3 (ηΤ)後，根據CNTl (ηΤ)和CNT3 (ηΤ)計算Vin的佔空比，並與Vin的佔空比預設值相比較，以發現Vin是否有佔空比異常。
[0032]其中，預設值根據被測信號Vin的佔空比和上升沿下降沿的切換速度等實際情況來設定。高電平持續時間預設值Ta可以設為Vin正常信號高電平時間允許最小持續時間到允許最大持續時間；低電平持續時間預設值Tb可以設為Vin正常信號低電平時間最小允許持續時間到最大允許持續時間；升降沿持續時間預設值Tf可以設為正常信號電平切換最長允許時間，即上升沿和下降沿的最大時間。Tf 一般只設定最大值，不設最小值，因為切換時間短沒有問題；切換時間長則表示信號質量差，表示上升沿或下降沿太緩。
[0033]在實際電子產品的下線前檢測中，實際電子產品產生的Vin信號的上升沿或下降沿符合要求，但CNT2 (ηΤ)仍大於Tf的原因很多時候是因為Vin存在電平超壓異常，即Vin信號存在時而大於Vhh，時而小於Vll的情況。電子產品產生這樣的Vin時，一般會認為該產品不合格。
[0034]實際使用中根據實測信號的上升沿下降沿速度，或佔空比的實際測得的情況可以對預設值進行適當調整，比如增加10%的動態範圍等。
[0035]圖3示例了正常Vin信號的檢測情況，在該情況下由於CNTl (nT)、CNT2 (ηΤ)和CNT3 (ηΤ)都接近或等於相應的預設值，因此信號檢測不會報出異常，信號檢測裝置最終給出電子產品合格的提示。
[0036]圖4示例了異常Vin信號的檢測情況，在該情況下由於Vin存在電平超壓異常，即Vin信號存在時而大於Vhh，時而小於Vll的情況，致使CNTl (T)和CNT3 (T)的值小於相應預設值，而CNT2 (T)的值遠大於Tf，因此信號檢測裝置會及時給出異常警告，或信號不合格或電子產品不合格的提示。
[0037]以上是對本實用新型具體實施例的說明，在具體的實施過程中可對本實用新型進行適當的改進，以適應具體情況的具體需要。因此可以理解，根據本實用新型的【具體實施方式】只是起示範作用，並不用以限制本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種信號檢測裝置，包括匹配電路、高電平幅度檢測器、低電平幅度檢測器、判斷計時電路和比較監測電路，其特徵在於: (1)匹配電路將輸入信號Vin分成兩路，分別輸入高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器；其中，高電平幅度檢測器用於檢測Vin的高電平是否高於Vhh、以及Vin的高電平是否低於Vhl ;低電平幅度檢測器用於檢測Vin的低電平是否低於VII，以及Vin的低電平是否高於Vlh ;預設的參考電平Vhh、Vhl、Vlh、Vll具有關係Vll〈Vlh〈Vhl〈Vhh ； (2)高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器檢測Vin電平幅度，具體為:當Vhl ≤Vin ≤ Vhh時，高電平幅度檢測器輸出信號A為高電平信號，否則輸出信號A為低電平信號；當Vll≤Vin ≤ Vlh時，低電平幅度檢測器輸出信號B為高電平信號，否則輸出信號B為低電平信號； (3)判斷計時電路根據Vin的符號周期T，檢測每符號周期內A信號和B信號的電平幅度並計時，具體包括:檢測Vin的第η符號周期內，A信號為高電平同時B信號為低電平的持續時間CNTl (nT)，A信號為低電平同時B信號為低電平的持續時間CNT2 (ηΤ)，以及A信號為低電平同時B信號為高電平的持續時間CNT3 (ηΤ)，其中η為正整數； (4)比較監測電路用於:將CNTl(ηΤ)與Vin的第η符號的高電平持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有高電平持續時間異常；將CNT2 (ηΤ)與Vin的第η符號的升降沿持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有升降沿持續時間異常或Vin電平超壓異常；將CNT3(ηΤ)與Vin的第η符號的低電平持續時間預設值相比較，以監測Vin是否有低電平持續時間異常。
2.如權利要求1所述的裝置， 其特徵在於:所述高電平幅度檢測器和低電平幅度檢測器分別包括2個電壓比較器。
【文檔編號】G01R31/01GK203705576SQ201420057098
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月29日 優先權日:2014年1月29日
【發明者】尹煥亭, 周迅, 王兆明 申請人:浙江網新技術有限公司, 浙江浙大網新集團有限公司