电子工程设计电路与系统测试

电子工程设计电子课件电子工程设计实验室2015年9月系统测试与故障诊断电路与系统测试产品或系统设计基本任务1.需求分析—做什么？2.方案设计—怎么做（宏观、顶层设计）？3.细节设计—怎么做（微观、底层设计）？4.设计实现—施工、制造5.测试（评价）—按设计要求验收一.产品或系统设计基本任务系统测试基本任务1.硬件功能与指标测试⑴电路模块功能与指标测试⑵电路子系统功能与指标测试二.系统测试基本任务2.硬件故障诊断与排除⑴电路模块故障诊断与排除⑵电路子系统故障诊断与排除系统测试基本任务3.软件设计与测试⑴电路模块测试程序设计与测试⑵电路子系统测试程序设计与测试4.软件故障诊断与排除⑴电路模块测试程序故障诊断与排除⑵电路子系统测试程序故障诊断与排除系统测试基本任务5.功能软件设计与系统联合测试⑴设计功能软件实现设计任务提出的全部功能、指标要求。⑵在硬件系统上运行功能软件，进行功能、指标的全面测试。6.系统故障诊断与排除7.设计改进⑴测试需求分析⑵检测方案设计·测试结论“呈现”方法（原理）设计·测试仪器及测试点选择三.电路模块测试1.电路模块测试的任务与方法电路模块测试·设计要求分析·测试任务归纳电路模块测试·激励信号及注入点选择·支持电路模块选择⑶搭建测试环境·辅助电路模块及测试设备连接·激励信号源连接·测试仪器连接·电源连接⑷编写测试程序·激励测试信号·实现特定功能电路模块测试⑸测试流程及测试方法设计三.直流稳压电源测试1.测试需求分析直流稳压电源测试·设计要求分析~9V+5V/1A交流输入：直流输出：输出误差：±4%±12V/0.5A~14V×2其他要求：短路保护、过热保护、纹波小直流稳压电源测试·测试任务归纳测量输出电压及其误差测试短路保护及过热保护功能直流稳压电源测试2.检测方案设计RL变压器电压表直流稳压电源电路~220V~9V~14V输出端连接额定负载，使输出电流达到设计要求测量负载电压，记录测量结果，给出测试结论。输入端连接满足设计要求的交流电压将插针与插座隔开直流稳压电源测试调试台测试环境稳压电源电路使测温系统正常工作模板测试环境直流稳压电源测试替换模板上的稳压电源电路·测试时，电源板负责交流电源输入的右插座与调试台标有~9V、~14V的插座连接，左插座悬空。·连接完毕后，打开调试台电源远离电源板1~2分钟，观察电路板有无异味或异常声响，如果一切正常可以开始进一步的测试。·用数字多用表按电源板左插座直流电源引出定义，检测+5V、+12V、-12V输出。直流稳压电源测试3.测试流程及测试方法·输出正常的电源板，替换模板上的电源板后，若模板正常运行，电源板的设计工作结束。否则，检查电路板的左右插座有无虚焊、脱焊等问题。·若+5V、+12V、-12V输出不正常，需要重新检查有无错焊、漏焊、虚焊，并重复第2、3、4的步骤。直流稳压电源测试四.变送器测试1测试需求分析变送器测试·设计要求分析测量温度：0℃~100℃输出电压：0~+5V限制条件：-0.3V输出电压5.3V负载阻抗：10KΩ测量误差：满刻度1%（0.05V或1℃）变送器测试·测试任务归纳电路模块的温度信号输入--电压输出关系电路模块的测温范围电路模块的测温误差电路模块的输出限幅功能电路模块的输出带负载能力⑴变送器电路标定的目的2.变送器电路的标定·变送器是具有一定精度要求的测量电路·在电路测试之前先进行电路参数的调整·变送器标定使测量结果与实际情况相吻合测“量”电路—表示物理量量值的电路变送器测试(℃)⑵变送器电路标定解决的问题0ovV5ovV使的过程称为调“零”0ovV使的过程称为调“满度”5ovV5T=0℃T=100℃0100变送器测试⑶恒流补偿变送器标定原理与标定方法①恒流补偿变送器电路调“零”原理解决方法：调整VR1，改变is使V0=0---调“零”T=0℃，i≠0或理想运放条件不成立，导致V0≠0R1R2AD592+V-VVR1(℃)50100变送器测试②恒流补偿变送器电路调“满度”原理解决方法：调整VR2，改变i2在VR2上的压降，使V0=5V---调“满度”T=100℃，i2=i100-is=100uA，多种原因导致V0≠5V变送器测试(℃)R1R2AD592+V-V(℃)50100VR1⑷恒压补偿变送器标定原理与方法①恒压补偿变送器电路调“零”原理解决方法：调整VR1，改变i0在VR1上的压降，使Vi发生变化，并且使V0=0---调“零”T=0℃，Vi≠0或其他原因，导致V0≠0变送器测试R1R2VR1AD59250100(℃)②恒压补偿变送器电路调“满度”原理解决方法：调整VR2，改变放大器增益，使V0=5V---调“满度”T=100℃，多种原因导致V0≠5V变送器测试50100(℃)R1R2AD592VR1⑸加法平移变送器标定原理①加法平移变送器电路调“零”原理解决方法：调整VR1，改变is，使V0=0---调“零”T=0℃，is–i1≠0或其他原因，导致V0≠0变送器测试R3VR1AD592R1R2R4(℃)50100②加法平移变送器电路调“满度”原理解决方法：调整VR2，改变放大器增益，使V0=5V---调“满度”T=100℃，多种原因导致V0≠5V变送器测试(℃)50100R3AD592R1R2R4VR13.检测方案设计·输入端注入0℃传感器测温信号变送器测试·测量输出端电压，记录数据·输入端注入100℃传感器测温信号⑴零点测试⑵满度测试·测量输出端电压，记录数据变送器测试·选足够多点注入传感器测温信号⑶误差测试·测量输出端电压，记录数据⑸分析数据得出结论通过对测量数据的分析得出设计要求的测温范围、温度—电压对应关系、测量误差等设计要求是否满足的结论。在实际测温环境中对上述项目进行测试⑷真实环境测式4.搭建测试环境直流稳压电源电压表变送器调试台AD592+⑵测试系统组成示意图⑴隔离负载AD592-+5V±12V变送器测试⑶调试台测试环境变送器测试稳压电源电路板变送器电路板调整温度设置检测电路中的状态变化变送器测试电压输出测温信号输入⑷模板测试环境变送器测试使用自己的电源板替换模板上的变送器经调整测温误差小于1度五.驱动器测试1测试需求分析驱动器测试·设计要求分析输入电流最大20mA输入电压-10V~+10VAv=1-10V~+10V0~20mA-10V~+10V0-4A输出电流最大4A输出电压-10V~+10V·测试任务归纳电路模块的额定输入电压工作状态电路模块的额定负载驱动能力电路模块的额定输入电流工作状态驱动器测试2.检测方案设计·输入端注入-10V、20mA信号·测量输出端电压，记录数据·输入端注入+10V、20mA信号⑵下限输入电压测试⑶上限输入电压测试·测量输出端电压，记录数据驱动器测试⑴输出端连接2.5Ω负载·选足够多电压点注入20mA信号⑷失真测试·测量输出端电压，记录数据⑹分析数据得出结论通过对测量数据的分析，得出设计要求的-10V~+10V电流放大设计要求是否满足的结论。在实际测温环境中对上述项目进行测试⑸真实环境测式驱动器测试3.搭建测试环境⑵测试系统组成示意图⑴连接负载驱动器测试直流稳压电源电压表驱动器测试工装+5V±12V±10V⑶调试台测试环境驱动器测试稳压电源电路板驱动器电路板调整电压设置观察电压变化输出选择VOL传感器：AD592方式：V_Manual⑷模板测试环境调整第一路温度设置第一路温度应随设置而变驱动器测试替换模板上的驱动器