CN101782612A

CN101782612A - Saw滤波器自动测试***

Info

Publication number: CN101782612A
Application number: CN200910191616A
Authority: CN
Inventors: 彭云; 曹亮; 施建锋; 赵启鹏
Original assignee: CETC 26 Research Institute
Current assignee: CETC 26 Research Institute
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2029-11-26
Also published as: CN101782612B

Abstract

本发明公开了一种SAW滤波器自动测试***，包括一台自动测试机、一台网络分析仪、一台预设程序的计算机和通讯电缆。其中所述自动测试机包括机体、PLC自动控制模块、液晶显示屏、滑轨，滑轨上设有PLC自动控制模块控制的真空吸附式机械手，滑轨下面依次并列设置托盘台、校正工位、测试夹具和废品盒，所述测试夹具上端面设置有滤波器测试端口，滤波器测试端口上面覆盖各向异性导电膜，用于接触并接通待测滤波器，测试夹具侧面设有网络分析仪连接端口，在滤波器测试端口和网络分析仪连接端口之间设置有与待测滤波器相应的匹配电路。本***具有自动化程度高、需人工少、测试效率高、误判率低、功能性强和成本低的优点。

Description

SAW滤波器自动测试***

技术领域

本发明涉及对SAW滤波器的自动测试技术，为一种可实现对SAW滤波器性能参数自动测试的***。

背景技术

SAW滤波器作为一种常用电子元件，具有允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制的功能，被广泛应用于电视、卫星通信、光纤通信和移动通信的基站、直放站、手机以及GPS、电子对抗和雷达等领域。SAW滤波器结构多种多样，其几何尺寸也各不相同。

SAW滤波器在制成后，为保证合格率，需要对其进行性能测试，现有的测试***主要采用人工测试的方式。人工测试的步骤为：采用一台网络分析仪进行测试，采用人工将滤波器放置于与网络分析仪相连接的测试夹具上，测试夹具带有相应滤波器的匹配电路，滤波器接口与测试夹具接口相连通，所述网络分析仪通过测试夹具测试滤波器性能，获取滤波器性能参数并在显示屏上显示，再由人工读取显示的性能参数与合格参数进行比较和判定，如果没超出合格的预设范围则判定此滤波器合格，如超出范围，则判定不合格。

这种现有的人工测试的方式，存在以下缺陷：

1、测试效率低下，一个熟练的测试人员也只能达到200只每小时，测试人员达到熟练操作的程度需要多方面的培训和一段时间的熟练过程。

2、自动化程度低，由于需要人工进行滤波器的取放，装夹、读数、比较、判断，故工人劳动强度大。

3、测试准确率低，由于是采用人工进行比较和判断，故误判率较高，产品性能一致性不好，特别是当工人劳累后，此缺陷就更为突出。

4、测试数据无法记录，致使无法对器件进行失效统计和分析。

5、产品成本高，由于采用人工操作，增加了产品成本。

近年来，机器自动化测试技术发展迅速，国外已经成功研制了几种SAW滤波器自动测试机，但国外同类自动测试机存在以下缺点：

1、价格高，导致滤波器生产成本提高。

2、对SAW滤波器几何尺寸或型号适应性不强，对测试不同几何尺寸滤波器产品带来困难。

3、国外进口的这类SAW滤波器测试机的夹具中没有匹配电路，不能对成品在实际使用状态下的性能进行测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服上述现有技术的不足，提供一种自动化程度高、需人工少、测试效率高、准确性高、对滤波器几何尺寸或型号适应性强以及低成本的SAW滤波器自动测试***。为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种SAW滤波器自动测试***，包括一台自动测试机、一台网络分析仪、一台预设程序的计算机和通讯电缆，其特征在于：

一台自动测试机，包括机体、PLC自动控制模块、液晶显示屏，依次并列设置于机体内的托盘台、校正工位、测试夹具和废品盒，平行设置于所述托盘台、校正工位、测试夹具和废品盒上方的滑轨，滑轨上设有PLC自动控制模块控制的真空吸附式机械手，其中，所述测试夹具上端面设置有滤波器测试端口，侧边设置有网络分析仪连接端口，在滤波器测试端口和网络分析仪连接端口之间设置有与待测试滤波器相应的端口匹配电路，所述真空吸附式机械手下端具有真空吸盘；

一台网络分析仪，该网络分析仪接入端口通过通讯电缆与测试夹具侧边的网络分析仪连接端口相连接，输出端口通过通讯电缆与计算机连接，用于测试滤波器性能参数并将参数传至计算机；

一台预设程序的计算机，该计算机分别与网络分析仪和自动测试机相连接，处理来自网络分析仪滤波器性能参数并判断是否符合要求，同时将处理结果通过通讯电缆反馈给自动测试机内的PLC自动控制模块。

使用时，该***通过计算机程序自动循环实现以下步骤：

a、选择与滤波器相应的测试夹具，所述测试夹具可以更换和重复使用，夹具上可选择带有相应滤波器的匹配电路，实现对封装后的成品在实际工作状态下的性能进行测试；

b、所述机械手通过真空吸盘吸附的方式，将放置于托盘台上托盘内的滤波器吸起后，沿滑轨滑动至器件校正工位以校准测试位置，然后沿滑轨滑动至测试夹具上方，并将滤波器下压使其与测试夹具上的测试端口接通；

c、所述网络分析仪测得滤波器性能参数，通过通讯电缆将参数传至计算机；

d、所述计算机通过预设的软件程序，将接收到的滤波器性能参数与预设参数进行对比，判断滤波器性能是否符合规格要求，同时将处理结果通过通讯电缆反馈给自动测试机内的PLC自动控制模块；

e、如判断滤波器性能符合规格要求，则通过PLC自动控制模块控制真空吸附式机械手将合格的滤波器吸起并送回原位；如判断滤波器性能不符合规格要求，则通过计算机控制自动测试机中的真空吸附式机械手将不合格的滤波器吸起并送至废品盒。

作为上述技术方案的优化，所述自动测试机机体内还设置有校正工位，校正工位位于托盘台和测试夹具之间，与滑轨平行放置，校正工位上设有四只相同结构的气动活塞，沿十字形排列，每只气动活塞上有螺栓连接的触手，通过螺栓调整每只触手在气动活塞上的长度从而决定其位移的距离，真空气压机械式驱动气动活塞沿各自滑轨相向运动，直至四只触手分别与滤波器对应的四个侧面完全接触，从而调整了机械手上的滤波器的位置。这样，当机械手通过真空吸盘将放置于托盘台上托盘内的滤波器吸起后，沿滑轨先滑动至器件校正工位以校准器件位置到与测试位置对应的预设位置，然后沿滑轨滑动至测试夹具上方并进行测试，保证滤波器下压时与测试夹具上的测试端口能更精确地对准并接通。

作为进一步的优化，所述测试夹具上滤波器测试端口的上端设置有各向异性导电膜。所述各向异性导电膜是现有技术中的一种高分子导电膜，经热压后，在膜厚方向具有导电性、在膜面方向具有绝缘性。这样在测试时，可增强滤波器与测试夹具之间的接触性能，使得测试更准确。此优化改进后的测试夹具，本申请人已经单独申请了专利对其进行保护。另外，本***所采用的自动测试机，本申请人也单独地申请了专利对其进行保护。

作为又一优化，所述测试夹具上可选择带有相应滤波器的匹配电路，实现了对封装后的成品在实际工作状态下性能的测试。所述测试夹具可以更换和重复使用，可根据滤波器型号或尺寸选择更换正确的测试夹具。

总体来说，本***主要由网络分析仪、自动测试机、计算机以及编写的采集控制软件、PLC控自动制模块、测试夹具以及一些通讯、测试电缆组成。其中网络分析仪和计算机可采用现有的技术中的设备，自动测试机可采用技术方案中公开的结构设计，其中自动测试机中的测试夹具可在所公开结构的基础上根据不同型号的滤波器设置不同的测试端口结构和滤波器匹配电路，自动测试机在PLC自动控制模块的自动控制下完成对滤波器的抓取、移动和放置；网络分析仪通过测试电缆和测试夹具完成对滤波器的参数测试和分析；计算机的数据采集控制软件可由Agilent公司GPIB to USB电缆对仪器进行初始化和必要的控制，并从网络分析仪器中读取滤波器测试的各项参数并进行对比分析判断，并将分析判断反馈至自动测试机完成测试后的滤波器的放回托盘或放至废品盒；其中计算机与自动测试机之间通过双向的通讯电缆进线同步和信息交互。

比于现有测试技术，本发明的优点在于：

1、测试效率高，人工只需将放好滤波器的托盘放置于托盘台上，其他工作步骤均由***自动控制完成，测试速度更快，可达到1000每小时的测试速率

2、由于本***需人工的地方很少，故具有自动化程度高，工人劳动强度低的优点。

3、由于是采用计算机进行比较和判断，故误判率低，产品性能一致性好，不会因工人劳累而导致误判。

4、采用计算机可方便地记录保存测试数据，对器件进行失效统计和分析，指导设计改进；

5、价格低，本***的成本只有国外同类产品的二十分之一左右；

6、SAW滤波器几何尺寸或型号适应性强，本测试***通过更换不同的测试夹具，可以实现对不同几何尺寸或型号的滤波器进行测试；

7、可以对封装后的成品在实用状态下的工作性能进行测试，本***在测试夹具中带有滤波器的相关匹配电路，实现了对滤波器实际工作中的性能进行测试。

附图说明

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明。

图1为SAW滤波器自动测试***结构示意图。

图2为自动测试机正视结构示意图。

图3为测试夹具俯视结构图。

图4为校正工位俯视结构图。

图中1.自动测试机，2.通讯电缆，3.网络分析仪，4.计算机，5.液晶显示屏，6.滑轨，7.托盘台，8.真空吸附式机械手，9.校正工位，10.测试夹具，11.废品盒，12.PLC自动控制模块，13.网络分析仪连接端口，14.端口匹配电路，15.滤波器测试端口，16.各向异性导电膜，17.导轨，18.气动活塞，19.螺栓，20.触手。

具体实施方式

图1所示一种SAW滤波器自动测试***，该***通过由通讯电缆2连接的一台自动测试机1(图2所示)、一台网络分析仪3和一台预设程序的计算机4组成。

在图2中，所述自动测试机1，包括液晶显示屏5，滑轨6，PLC自动控制模块12，设置在滑轨6上可滑动并受PLC自动控制模块12控制的真空吸附式机械手8，设置在滑轨6下面并与之平行的托盘台7、校正工位9(图4所示)、通过通讯电缆2与网络分析仪3相连接的测试夹具10(图3所示)、废品盒11。

在图3中，所述测试夹具10的结构为：测试夹具外壳、设置于外壳上表面的滤波器测试端口15、设置于壳体侧面的网络分析仪连接端口13、设置在滤波器测试端口15和网络分析仪连接端口13之间的端口匹配电路14、覆盖在所述滤波器测试端口15上的各向异性导电膜16；所述各向异性导电膜16在膜厚方向具有导电性，在膜面方向具有绝缘性，可增强滤波器与测试夹具之间的接触性能，使得测试效果更准确。

图4中所述校正工位9，其结构包括校正工位基座、设置在基座上面的在导轨17上移动的四只相同结构的气动活塞18，沿十字形排列，每只气动活塞18上有螺栓19连接的触手20，通过螺栓19调整每只触手在气动活塞18上的长度从而决定其位移的距离，真空气压机械式驱动气动活塞18沿各自滑轨相向运动，直至四只触手20分别与滤波器对应的四个侧面完全接触，从而实现了调整机械手8上的滤波器的位置的功能。

该***通过计算机程序控制自动循环实现以下步骤：

a、所述自动测试机1内真空吸附式机械手8通过前端吸盘采用真空吸附的方式，将放置于托盘台7上托盘内的滤波器吸起后，沿滑轨6滑动至器件校正工位9以校准测试位置，然后沿滑轨6滑动至测试夹具10上方，将滤波器下压使其与测试夹具10上的滤波器测试端口15接通；

b、所述网络分析仪3测得滤波器性能参数，通过通讯电缆2将参数传至计算机4；

c、所述计算机4通过预设的软件程序，将接收到的滤波器性能参数与预设参数进行对比，判断滤波器性能是否符合规格要求，然后通过通讯电缆2将处理结果反馈给自动测试机1内的PLC自动控制模块12；

d、如果计算机4判断滤波器性能符合规格要求，则PLC自动控制模块12控制真空吸附式机械手8将合格的滤波器吸起并送回器件托盘台7，如果计算机4判断滤波器性能不符合规格要求，则PLC自动控制模块12控制真空吸附式机械手8将不合格的滤波器吸起并送至废品盒11。

具体地说，本***实施时，采用了通过通讯电缆2联结自动测试机1、网络分析仪3、计算机4三台设备构成的一套完整的测试***。其中，所述网络分析仪3和计算机4，均直接购买现有的设备仪器，自动测试机1是申请人自主设计，但是只要本领域普通技术人员知道了本发明的技术方案后，均可以不需付出创造性劳动即可制作本***中的自动测试机1。其自动测试机1实施时，采用真空吸附机械手8对滤波器进行抓取，通过高精度丝杆在高速伺服电机的控制下沿滑轨6移动到所需位置，其过程实施时可通过PLC自动控制模块12进行控制以达到自动化的目的。本***中计算机内预设软件，软件程序包括数据采集控制部分、数据处理部分以及数据通讯部分，虽然技术方案没有公布软件程序的具体源程序的内容，但是技术方案中公布了软件程序所控制的步骤程序，这些步骤均是本领域内的常见步骤，比如控制机械手动作、数据采集、数据处理以及数据通讯等等。所以本领域普通技术人员只需知道了本***技术方案中的步骤，即可不需经过创造性劳动而编译出相关软件程序从而实现本***中的步骤。具体地说，实施时，数据采集控制软件是基于NI-LabVIEW平台开发、设计和编写。整套软件集成了数据的采集、数据的后期分析、数据的记录、测试结果的判断，以及对设备的通讯、控制等多项功能。程序界面友好，操作简单，速度快，运行稳定可靠，精度高。能兼容不同厂家的测试仪器和设备。具有良好的扩展性，能适应将来发展的需要。机械控制软件，即自动测试机各类机械动作的控制采用了西门子PLC自动控制模块12，其程序效率高，控制速度快、精度高、运行稳定可靠，并可通过通讯电缆2完成与计算机软件之间的同步和信息通讯。

Claims

1.一种SAW滤波器自动测试***，包括一台自动测试机、一台网络分析仪、一台预设程序的计算机和通讯电缆，其特征在于：

所述自动测试机，包括机体、PLC自动控制模块、液晶显示屏，依次并列设置于机体内的托盘台、校正工位、测试夹具和废品盒，平行设置于所述托盘台、校正工位、测试夹具和废品盒上方的滑轨，滑轨上设有PLC自动控制模块控制的真空吸附式机械手，其中，所述测试夹具上端面设置有滤波器测试端口，侧边设置有网络分析仪连接端口，在滤波器测试端口和网络分析仪连接端口之间设置有与待测试滤波器相应的端口匹配电路，所述真空吸附式机械手下端具有真空吸盘；

所述网络分析仪，该网络分析仪接入端口通过通讯电缆与测试夹具侧边的网络分析仪连接端口相连接，输出端口通过通讯电缆与计算机连接，用于测试滤波器性能参数并将参数传至计算机；

所述预设程序的计算机，该计算机分别与网络分析仪和自动测试机相连接，处理来自网络分析仪滤波器性能参数并判断是否符合要求，同时将处理结果通过通讯电缆反馈给自动测试机内的PLC自动控制模块。

2.如权利要求1所述的SAW滤波器自动测试***，其特征在于，所述测试夹具中滤波器测试端口和网络分析仪连接端口之间设置有滤波器相应的匹配电路，所述测试夹具可以拆装和重复使用，为适应所测滤波器的不同型号和尺寸，可以更换相应的测试夹具。

3.如权利要求1所述的SAW滤波器自动检测***，其特征在于，所述校正工位位于机体内托盘台和测试夹具之间，校正工位通过真空气压机械式驱动上面的四只相同结构的带有触手的气动活塞，以校准吸附在机械手上的滤波器的位置。

4.如权利要求1所述的SAW滤波器自动测试***，其特征在于，所述测试夹具上滤波器测试端口上面覆盖有各向异性导电膜，导电膜为一种高导电率的各向异性高分子膜，经热压后，在膜厚方向具有导电性、在膜面方向具有绝缘性。