第十一章 UDT测试(混合电路用户自定义测试)

    概要：UDT测试是专为数字和数模混合器件、电路的故障检测开发的一种自定义测试。当某个数字或数模混 合器件很难归并到可测器件类型，但又想对它进行功能测试时；当需要对电路板上的（局部）数字或数模混合电 路进行功能测试时，它提供了一个强有力的工具。作为一种自定义测试，使用UDT要求了解被测器件、电路的工 作原理。对纯模拟电路，AFT（参见14章）可能比UDT更方便一些。2600、1600系列测试仪支持数模混合测试； 2000、1000系列测试仪上的UDT仅支持数字测试。
    本功能更适用于小批量、多品种的电子产品研发、生产单位——由设计人员开发测试，由调试人员使用开发 好的测试排查故障。
    11.1测试特点及应用
    1．元器件门类繁多，总会碰到一些器件，无法扩充到测试仪的测试器件库中。这时只要了解它的管脚定义 以及工作原理，就可以利用UDT进行功能测试。比如，测试的模数、数模转换器件。
    2．对电路板上局部电路进行功能测试。局部电路可看成一个集成器件，装在电路板上。除了该局部电路的 输入、输出和通道的连接麻烦一些外，和真正元器件的在线测试并无不同；
    对本测试功能而言，同样可用于对整个电路板电路进行功能测试。但测试信号定义、故障定位要复杂得多。
    3.本测试要求对被测电路有所了解。
    11.2 UDT的实现方法
    UDT测试与“信号发生器+示波器”测试法本质相同，但有如下特点：
    1．测试仪提供彼此可同步的，且具有后驱动能力的40个数字通道——每个通道可任意定义为数字输出或输 入、两个可以指定到任意（1600DX以上型号）通道上的模拟输出、模拟输入；
    2．借助计算机，可以通过在屏幕上“画”的方法定义测试信号。使用十分方便；
    3．一旦由有经验的工程师建立好了被测电路或器件的测试文件，普通技术人员能够利用测试文件快速检测 复杂电路或者器件的故障。
    测试文件：
    为了简化测试信号设计，提高故障定位精度，可以分多次完成对一个器件/电路的测试——每次只检查它的 部分功能。比如，对一个数字计数电路，一次测试它的置数功能，另一次测试它的计数功能；对一个模数转换器 ，一次测试它的高位转换，另一次测试它的低位转换等等。进行一次测试所需要的信息组合，叫做一个子测试。
    一个子测试由激励信号、标准（正确）响应信号、故障导航信息（测试说明、失败提示信息等）组成。
    激励信号和故障导航信息一般由有经验的、了解被测对象工作原理的工程师，或者就是电路的设计者，根据 具体测试要求来定义；被测对象对激励信号的标准响应可从好电路上学习得到。
    一个电路或器件的所有子测试存放在一个文件中，称为该电路或器件的测试文件。
    11.3 使用过程
    a．开发测试文件：
    1．开发激励信号：依据被测试器件/电路的工作原理和具体测试要求，确定好激励信号，从屏幕上 “画 ”（输）入计算机；
    2．求出标准响应信号：
    a) 根据激励信号和被测器件/电路的工作原理，推导出响应信号，输入计算机；
    b) 将激励施加到确定无故障的器件/电路上，从输出取回实测响应信号，作为标准存入计算机；
    3．最好在其它好的电路/器件上再验证。
    b．故障检测：
    1．调出相应测试文件，选中子测试，按照导航信息连接好测试通道和被测电路/器件，执行测试。
    2．根据实测响应信号和标准响应信号的差异判断有无故障。如果测试失败，根据导航信息提示分析故障。
    11.4 测试方式执行指定子测试；
    1． 执行指定子测试到指定节拍并保持现场；
    2． 循环执行指定子测试；
    3． 将实测响应保存为标准响应；
    4． 执行测试文件中的全部子测试。
    11.5 应用举例
数模转换器7524的离线UDT测试     第一步：设计测试方案
    a． 7524的工作原理
    7524是一个八位数模转换器，有电压/电流两种工作模式。在电压模式下，若在OUT1脚上施加一个稳定电压 Vr，会在Vref脚上输出电压Vout，并且 Vout=(DB7...DB0)*Vr/256。
    b．确定测试方案
    测试7524的电压工作模式。
    1．7524的工作时序：在/CS为低时，/WR下降沿将数据线上的数字信号打入器件，进行转换。参见下图：
    2．设置模拟通道在管脚OUT1上加一个2.5V的直流电压；
    3．转换好的电压从管脚Vref上取回。
    设计转换11个数据：(0, 25，50，75，100，125，150，175，200，225，255)，其八位二进制表示依次 为（00000000，00011001，00110010，01001011，01100100，01111101，10010110，10101111， 11001000，11100001，11111111）。转换出的11个电压值近似为：(0, 25，50，75，100，125，150，175， 200，225，255)*2.5V/256。一个/WR周期转换一个电压点。共需11个周期。
    未考虑对Rf的检测。
    c．确定连接方案
    规定离线测试在离线测试板上进行，并且测试时器件第一脚必须和测试仪第一通道对齐，由此得出引脚和测 试通道的连接关系，如下图所示：
    d．确定外接电路
    根据设计方案，这里需要在离线测试板上，用短路块把VDD接5V，把GND、OUT2接地；另外，在VDD和GND之 间并一个滤波电容。
    第二步：输入设计方案
    1．进入UDT后，选择“新建测试文件”；
    2．在子测试列表窗口单击右键，选择新建子测试，各项输入为：
    子测试名称： Test7524_VoltMode
    子测试描述：（测前导航信息）
    测试电压工作方式。没有检测“Rf”。本测试在离线测试器上完成。测试时注意对齐第一脚。
    外电路连接：VDD接5V；GND、OUT2接地；VDD和GND之间并一个滤波电容。
    测试失败信息提示：（测后导航信息）
    a. 由于存在系统偏差，若测试波形与预期波形有一定程度的平移，可判通过
    b. 检查硬件连接、器件是否夹好、管脚是否干净后重测；
    输入完成退出设置菜单后，打开该子测试，切换到测试及波形编辑窗口，单击鼠标右键，弹出设置浮动菜单 ，选择添加结点通道。逐个添加，共添加12个节点通道及波形。
    器件输入信号波形要仔细“画”。如果执行循环测试，用示波器观察到的信号波型，和屏幕显示的相同。器 件输出信号可粗略定义。
    在参数设置中，OUT1设置为A_I（模拟A定义为器件输入,Vref设置为B_O（模拟B定义为器件输出）。
    第三步：执行测试
    做好硬件连接，执行子测试，再接着执行将实测响应保存为标准响应后的测试界面如下：
    1．最左边一列是信号序号。输入、输出信号共有12个；
    2．第二列是用户指定的信号名；
    3．第三列是把信号分配到的通道号；
    4．波形显示区最上方是时标。一个单位一拍。
    第二个信号为黄色，是从一个好的7524器件上读回的。鼠标位置为第7个转换数据，位于第21拍，显示电压 为1.47V。
    其它信号皆为绿色，由用户定义，由测试仪输出。
    保存子测试、保存测试文件。
    第四步：测试器件
    1． 打开测试文件；
    2． 选中子测试Test7524_VoltMode
    3． 按子测试说明提示做好硬件连接；
    4． 进入测试界面，执行子测试。
    参见下面测试结果界面。（使用详细显示模式方式）
    1． 状态I表示信号由测试仪输出，作为器件的输入；
    2．对数字信号（信号3到12），测试仪在按要求输出时（每个信号第一行所表示），还将实际输出读回（ 第三行）。如果两者不一致，说明该信号没有正确施加。
    3. 模拟信号（信号2）显示两条。第一条是标准，第二条是实测；
    4．如果标准和实测比较超差，提示“测试失败”。可结合失败波形和相关导航信息，进一步分析判断，或 确定器件有故障。