CN1013411B - 具有磁泡存储器的可编程序测试仪 - Google Patents

Abstract

公开了一种能够自动测试大量不同类型电子装置的可移动式可编程序电子测试仪。通过测试仪内的微计算机控制测试仪的操作。可编程序激励子系统对被测试装置提供所需的激励，可编程序响应测量子系统测量被测试装置的规定输出参数。可编程序开关子系统通过接口装置把被测试装置有选择地连接到激励子系统和响应测量子系统，该接口装置适用于把被测试装置连接到测试仪。为测试一个特定被测试装置的操作特性设计的测试程序存储在一个磁泡存储器盒中。

Description

本发明属于电子测试设备领域，特别是涉及一种可以自动测试各种电子装置的可编程序测试仪。

随着在市场上销售由模拟电路、数字电路和混合电路构成的复杂电子设备，便出现了对可以自动测试这类设备的可移动式测试仪的需要。人们认识到许多要进行测试的电子设备本身就是可移动的，也就是说，这种设备经常移动，位于不同的场所，或者它是一种可移动的控制设施（例如：飞机）的一部分，这时对于可移动式测试仪的需要就进一步增加了。

在已有技术中已经公知一些系统用于测量“被测试装置”（以下简称UUT）对予选施加的激励的响应。这些公知系统的主要目的是根据予定的操作技术要求，确定UUT是否在操作，或是否可以操作。这类公知系统的一个显著的缺点是它们基本上都是硬连线的，其特定的结构仅用于测试一种或至多几种相似功能的UUT。因此，在大量没有联系的UUT要进行测试的地方，就必须库存相当多的这类昂贵的系统。

在专利号为3，764，995的美国专利中说明了一种技术方案，该技术方案试图解决某些公知系统中固有的问题。但是公开的这种系统具有与其伴随的若干局限性和缺点。具体地说，它的价格和尺寸使其在许多重要的领域进行效能价格核算的应用成为不可能。此外，它需要一个较大的，非常复杂和昂贵的接口，以便把UUT转接到测试仪上。

合乎需要的自动测试仪应具有几个重要的特征。具体地说，它应 该是简单的，其成本较低，可以快速地对模拟-混合-数字组件进行功能识别，具有到UUT的简单接口，可以用一种高级语言（例如：ATLAS-通用简略检测语言）进行编程，并提供测试参数的联机修改。

在序号为748，853的美国专利申请中公开了一种具有上述特征的测试仪，该申请转让给本受让人。已有技术的测试仪主要包括一个以微计算机为基础的测试台、一组测试仪和测试程序接口。更具体地说，有一个存储器用于存储测试UUT的操作的测试程序。微计算机执行该存储的测试程序。可编程序激励发生装置连接到UUT，一个可编程序响应测量装置也同样连接到UUT。一个可编程序开关装置分别与激励发生装置和响应测量装置相连。一个显示装置使人能看见测试结果。

本发明是对上述序号为748，853的美程专利申请中公开的测试装置的改进。象已有技术的测试仪一样，本发明的改进技术方案也包括一个以微计算机为基础的测试台、一组测试仪和测试程序接口。本发明的主要改进部分在于还包括一个存储测试程序的磁泡存储器插件。更准确地说，用于每种要测试的装置的测试程序都可以存储在一个单独的可更换的磁泡存储器插件中，通过这种插件可以非常方便地更换测试程序，无需在系统的硬连线存储器构成的部件中进行更换，而在已有技术的测试仪中就需要这种更换。

本发明的另一个重要改进在于把模拟装置选择继电器装在仪器本身之中，而不是把这些继电器装在一块单独的继电器仪器开关插件上。把开关继电器移到模拟装置中，避免了在已有技术测试仪的模拟装置和仪器开关插件之间所需的多条硬连线。这种改进导致了仪器有较高 的可靠性，而其制造成本却下降了。在本发明中，模拟装置和接口之间的信号通信是通过模拟开关总线实现的。

当结合附图进行考虑时，就可以更清楚地理解本发明的上述目的和优点。

图1A是根据本发明的可编程序测试仪功能方框图的第一部分。

图1B是根据本发明的可编程序测试仪功能方框图的第二部分。

图2A是可编程序微计算机的功能方框图。

图2B更详细地图示了微计算机的继电器控制部分。

图3是可编程序精密电压源的功能方框图。

图4是可编程序函数发生器的功能方框图。

图5是可编程序脉冲发生器的功能方框图。

图6是可编程序计数器/定时器的功能方框图。

图7是可编程序数字通用测量仪的功能方框图。

图8是可编程序灵活开关的功能方框图。

图9是可编程序数字信号发生器的功能方框图。

参见图1A和图1B，在图中示出了根据本发明的可编程序测试仪方框图。如图所示，测试仪包括一些功能单元，下面将对每个功能单元进行说明。

微计算机2，例如英特尔单板计算机Intel/ISBC    86/35，包括必需的非易失性存储器（可擦可编程序只读存储器EPROM/只读存储器ROM）和易失性存储器（随机存取存储器RAM）。RAM被划分成功能区域。当从磁泡存储器中读测试执行程序时，RAM的第一个区域就留出来，用于保存该测试执行程序。测试执行程序包括仪器处理程序和用于ATLAS测试程序中间代码形式的解 释程序，军事部门广泛地使用后一种程序。

当从磁泡存储器14中读测试程序时，RAM的第二个区域就留出来，用于保存该测试程序的中间代码形式（参见图1A）。RAM的其余部分用于暂存、中断地址和堆栈等。EPROM/ROM包括监控程序、自测试程序、中断处理程序和用于把测试执行程序以及中间代码测试程序从磁泡存储器14读到RAM中的程序。其它存储的程序还包括用于控制字母数字/图形终端12和打印机13的程序，以及用于对键盘终端12进行读写的程序。如图1A所示，磁泡存储器14，终端12和打印机13都连接到微计算机2。

仪器处理程序接收来自解释程序的参数和命令，并把参数和命令发送给仪器。仪器处理程序还能从仪器把信息读回，并把该信息传回给微计算机2供测试程序使用。在仪器和非易失性存储器1之间的通信是通过系统总线25进行的，例如，该系统总线可以由英特尔多总线构成。

在图2A和图2B中，分别示出了可编程序微计算机3的功能方框图和其继电器控制部分的方框图。微计算机执行几种功能。特别是它在磁泡存储器14和系统总线25之间提供接口。该接口使得来自磁泡存储器14的测试程序能装入微计算机2的RAM中。微计算机2包含通过由开关电路仪器驱动器传送给它的参数信息，在仪器4-8中确定恰当的接通继电器通路所需的程序，以便把一个仪器连接到灵活开关11的恰当的端子上（因此也就连接到连接器26的恰当的插脚上）。在专利号为4，300，207，1981年11月10日授权给Donald    J.Eivers和Eddie    J.Kovacs，名称为“多重矩阵开关系统”的美国专利中说明了其操作的细节，该专利 转让给本发明的受让人，在本申请中引用上述专利的公开技术方案作为参考。但是与该专利不同，本发明把仪器插件继电器包括在每个仪器盒内，而不是通过单独的分离导线把仪器连接到仪器插件继电器。

已有技术可编程序激励子系统包括至少一个下列的单元：（a）可编程序电压源4，（b）可编程序函数发生器5，（c）可编程序脉冲发生器6。这些单元对UUT提供所需的激励。图3中示出了可编程序精密电压源4的功能方框图。可编程序精密电压源包括三个精密电压源和八个单刀双掷用户继电器。一个精密电压源4A连接到模拟开关总线，而其余的两个精密电压源4B和4C直接连接到接口装置的接口连接器26。八个继电器中每个继电器的常开、常闭和公用端子都引到接口装置的接口连接器26。三个精密直流电压源和八个用户继电器都依靠程序控制，并且彼此是独立的。从某个仪器驱动器到该仪器的指令通过系统总线25传送。

图4中示出了已有技术可编程序函数发生器5的功能方框图。可编程序函数发生器提供多种UUT测试激励信号，其中包括从它的可变波幅输出端输出的三角波、正弦波和脉冲信号，以及从它的TTL逻辑电路输出端输出的TTL兼容信号。可编程序函数发生器提供触发输出信号，并且可以通过外部信号源进行同步。波幅、频率、同步信号源选择和输出函数（即：三角波、正弦波、脉冲）都依靠程序控制。各种参数和命令都通过系统总线25从其仪器驱动器发送到可编程序函数发生器。

图5中示出了已有技术可编程序脉冲发生器的功能方框图。可编程序脉冲发生器也提供各种UUT测试激励信号。它有两种主要的输出，一种是波幅可变输出，一种是差动TTL兼容输出。两种输出的 延迟时间、工作时间和停止时间都是可编程序的。可变输出的波幅是可编程序的。可编程序脉冲发生器可以在程序控制下由外部时钟脉冲操作。它具有三个控制信号：可以在程序控制下进行选择的门控输入和同步输入，以及触发输出。参数和命令通过系统总线25从仪器发送到可编程序脉冲发生器。

已有技术可编程序响应测量子系统包括下述（a）和（b）两者之一，或同时包括（a）和（b），（a）可编程序计数器/定时器7;（b）测量UUT规定输出参数的可编程序数字通用测量仪。图6中示出了已有技术可编程序计数器/定时器7的功能方框图。在专利号为4，507，740，1985年3月26日授权给Albert    A.Star和Jonn    M.Weick，名称为“可编程序信号分析器”的美国专利中说明了其操作的细节，该专利转让给本发明的受让人，在本申请中引用上述专利的公开技术方案作为参考。可编程序计数器/定时器测量规定的UUT输出参数。它有两个输入CH1和CH2。CH1用于测量频率、计数和脉冲宽度。CH1和CH2一起用于测量两个动作之间的时间间隔。操作的方式（即：频率、计数、脉冲宽度、时间间隔范围和输入阈值电平）都是可编程序的。通过系统总线25，参数和命令被发送到可编程序计数器/定时器，数据从可编程序计数器/定时器读回到其仪器驱动器。

图7中示出了已有技术可编程序数字通用测量仪8的方框图。在上述Star和Weick的专利中说明了其操作的细节。可编程序数字通用测量仪也测量规定的UUT输出参数。它能测量直流电压、交流电压和欧姆。方式（即：直流电压、交流电压和欧姆）以及每种方式的范围都是可编程序的。通过系统总线25，参数和命令被发送到 可编程序数字通用测量仪，数据从数字通用测量仪读回到其仪器驱动器。

图8中示出了可编程序输入/输出灵活开关11的方框图。该灵活开关加上各个仪器上的继电器相当于一个多重矩阵开关系统。其操作细节与上述Eivers和Kovacs的美国专利中所说明的技术方案相似。可编程序输入/输出灵活开关装有锁存器、继电器驱动器和继电器这些继电器把模拟开关总线连接到通向接口装置接口连接器26的同轴输入/输出线上。继电器命令和状态信号通过系统总线25在可编程序灵活开关和其驱动器之间发送。

显示终端12至少以两种基本方式操作：（1）在ATLAS程序员控制下，和（2）在执行程序控制下。当在ATLAS程序员控制下操作时，当他决定在操作特定的测试程序时并辅助操作员的情况下，程序员可以使用终端12。例如程序员可以显示数字通用测量仪的读数值，或者他可以通过操作员必须在UUT上进行的调整。当在执行程序控制下操作时，执行程序而不是特定ATLAS测试程序使用终端12把信息传送给有关的操作员。例如，通知操作员自测试的结果，和给操作员提示在开始ATLAS测试程序之前装接接口装置和UUT。

图9中示出了可编程序数字信号发生器/接收器15的方框图。可编程序数字信号发生器/接收器可以包括32条数字信号线，这些数字信号线被安排成四组，每组八条线。每一组都可以作为一个输出组或一个输入组独立地进行编程。命令和数据通过系统总线25在可编程序数字信号发生器/接收器和其仪器驱动器之间进行传送。可编程序数字信号发生器/接收器的输入和输出都是TTL兼容的。

按照配置的方案，可编程序测试仪包括若干个可编程序直流电源16，一般为8个，用于对UUT供电。除了具有输出隔离放大器以便提供较高的功率输出之外，电源16与图3中的精密电压源相似。这些电源可以自动用ATLAS测试程序进行编程。如果需要，标准电源19（例如：LH    Research    Style    MML    47电源）用于对测试仪电路和对接口装置中的电路提供直流电源。电源具有几种输出直流电压。

转换继电器20（例如：MS27401-1）转换到UUT的交流电源和直流电源。交流电源在程序控制下转换，直流电源也在程序控制下转换，但是直到所有的UUT电源电压都在容差范围之内，才能进行转换。

标准滤波器23可以用于减少在测试仪和用户交流输入电源线之间的噪声耦合。在测试仪的前面板上装有标准组合电路断路器通断开关24。

接口装置接口连接器26包括测试仪前面板横向表面上的一个孔，和在该孔底部的无插拨力连接器。标准的接口装置将连接器插入该孔底部。根据所要连接的特定信号，接口装置使用配套的连接器。

接口装置是插入式转接器，通过连接器和导线提供电气/机械接口，此外如果需要，还提供空间用于安放对信号进行变换的电路。接口装置不是可编程序测试仪的部件，但是要插到测试仪上。

按照下列方法制备接口装置：

（1）得到特定的UUT的原理图，和UUT连接器的规格;

（2）安装用于UUT和接口装置的配套连接器;

（3）得到测试仪接口图;

（4）分析UUT，确定测试要求，并且如果需要，确定所需的特殊接口电路;

（5）用国防部标准测试语言ATLAS撰写用于该UUT的测试程序;

（6）磁泡存储器保存ATLAS测试程序的中间代码形式。该测试程序起初是通过ATLAS语言形式的测试程序撰写的。然后把它编译并转换成中间代码，接着又把它装入磁泡存储器;

（7）中间代码程序已经装入至少一个磁泡存储器盒中。通过使用这种磁泡存储器盒，每个测试程序都可以用一个单独的磁泡存储器盒进行操作。

以下说明图1A和图1B中示出的可编程序测试仪的操作。一经开动测试仪，该测试仪就在微计算机2的控制下操作。开动测试仪使微计算机2开始执行存储在微计算机2的非易失性存储器中的监控程序。该程序使测试仪硬件初始化，然后提示操作员装入来自磁泡存储器盒的测试执行程序。该执行程序将自动地对测试仪进行置信测试，以确保它在正常操作。

执行程序是这样编写的，以便如果在测试仪中存在故障就通过终端12通知操作员，并把可疑的子系统列出来。如果测试仪操作正常，执行程序将通过终端12向操作员指示他应插入相应的UUT，然后启动该系统。一经启动，执行程序就使微计算机2从磁泡存储器14中读出测试程序的中间代码形式，并把它装入微计算机2的存储器。一经完成装入操作，执行程序就使终端12用测试程序提供的数据显示UUT的名称。

然后执行程序通过终端12提示操作员继续操作，ATLAS测 试程序（中间代码形式）控制微计算机执行测试。

测试仪本身的操作基本上是自动的，包括对电源进行编程。除非UUT需要人工干予，测试将自动地进行直到完成。

显然，上述的对最佳实施方案的说明决不限制本发明的通过权利要求限定的保护范围。

Claims (1)

1、一种可编程序测试仪，包括：

a)用于安放接口装置的连接装置，配置该接口装置以便把被测装置转接到上述测试仪；

b)系统总线装置；

c)有效连接到上述系统总线装置的微计算机装置，包括用于执行每条测试程序的装置；

d)与上述微计算机装置一起有效连接到上述系统总线装置的存贮器装置，包括用于存贮解释程序的装置，以便解释具有解释代码格式的测试程序；

e)通过上述系统总线装置，有效连接到上述微计算机装置的可编程激励发生装置；

f)通过上述系统总线装置，有效连接到上述微计算机装置的可编程响应测量装置；

g)连接在模拟开关总线和被测装置之间的第二开关装置，用于把信号送到被测装置的予选I/0线；

其特征在于，改进包括：

一插件式磁泡存贮器，与所述接口装置相配合，存贮多条以高级语言撰写的、并被转换成解释代码形式的测试程序，用于有选择地测试上述被测试装置的操作；和

多个分别位于激励发生装置和响应测量装置之中的开关继电器，用于按照上述微计算机的指令有选择地把所述予选的激励产生装置和所述响应测量装置连接到互连模拟开关总线上，从而避免了硬连线。

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