CN107238788B - 基于矩阵电容板的触控芯片测试***及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于触摸屏技术领域，公开了一种基于矩阵电容板的触控芯片测试***及其测试方法。该测试***包括矩阵电容板、配置文件获取模块、测试链路模拟模块以及测试模块。其中，测试模块内置有测试程序，用于将配置文件加载至测试程序，然后在模拟出的自电容链路或互电容链路上运行加载了配置文件的测试程序以对待测触控芯片进行测试。本发明中，当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，可使矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出互电容链路，当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出自电容链路，在矩阵电容板的基础上同时实现了互电容式触控芯片和自电容式触控芯片的测试，提升了矩阵电容板的测试覆盖率。

Description

基于矩阵电容板的触控芯片测试***及其测试方法

技术领域

本发明属于触摸屏技术领域，尤其涉及一种基于矩阵电容板的触控芯片测试***及其测试方法。

背景技术

智能手机等各种触摸屏终端都需要用到触控芯片来对用户的触控操作进行识别、响应，触控芯片能够正常工作是触摸屏终端可正常使用的前提。

触摸屏终端的普及带来了触控芯片的出货量爆发式的增长，而在触控芯片大批量的生产制作过程中，需要对触控芯片进行严格的测试分析以保证出货的触控芯片能够正常工作。目前的触控芯片测试分析方法存在下述问题：

1、测试工具的覆盖率有局限性。常用的触摸屏有互电容和自电容两种，通常针对互电容式触控芯片的测试工具为矩阵电容板，但是矩阵电容板仅能用于测试互电容式触控芯片而不能用于自电容式触控芯片，导致矩阵电容板的测试覆盖率不足。

2、自电容式触控芯片的测试误差较大。自电容式触控芯片测试时，利用在触控芯片不同的通道之间构建不同的固定数值的接地电容来模拟自电容变化，但该固定数值中加入了通道之间的偏差，因此测试误差较大。

3、对自电容式触控芯片的测试全面性、准确性较差。自电容式触控芯片测试时，测试不同自电容档位下的信号量变化是否符合预期来评估自电容变化时的电路性能不够全面和准确，因为第一，测试档位是有限的；第二，测试信号量的变化掺杂了芯片生产制造差异、测试工具偏差所带来的数值偏移。

发明内容

本发明提供了一种基于矩阵电容板的触控芯片测试***，旨在使矩阵电容板能同时支持互电容式触控芯片和自电容式触控芯片的测试，提升矩阵电容板的测试覆盖率。

本发明第一方面提供一种基于矩阵电容板的触控芯片测试***，所述触控芯片测试***包括矩阵电容板、配置文件获取模块、测试链路模拟模块以及测试模块；

所述矩阵电容板在测试时被控制与待测触控芯片连接；

所述配置文件获取模块用于获取与待测触控芯片的类型相对应的配置文件；所述配置文件中包含有待测触控芯片的类型信息；

所述测试链路模拟模块与待测触控芯片连接，用于根据所述待测触控芯片的类型信息控制待测触控芯片与矩阵电容板之间形成相应的有效电路结构类型，从而使矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出测试所需的自电容链路或互电容链路；

所述测试模块内置有测试程序，用于将所述配置文件加载至所述测试程序，然后在模拟出的自电容链路或互电容链路上运行加载了配置文件的测试程序以对待测触控芯片进行测试。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述矩阵电容板包括一PCB板，所述PCB板上设有一电容矩阵；所述电容矩阵的每一行均具有第一信号端子，每一列均具有第二信号端子；在所述电容矩阵中，每一行的所有电容的第一端均连接至该行所对应的第一信号端子，每一列的所有电容的第二端均连接至该列所对应的第二信号端子；其中，所述第一信号端子与第二信号端子中的一个与待测触控芯片的信号输入引脚对应连接，另一个与待测触控芯片的信号输出引脚对应连接；

所述待测触控芯片包括第一信号发生电路、第二信号发生电路、第一信号接收电路、第二信号接收电路、与待测触控芯片的信号输出引脚一一对应的若干输出开关单元、与待测触控芯片的信号输入引脚一一对应的若干输入开关单元；其中每个输出开关单元均包括第一开关、第二开关、第三开关，每个输入开关单元均包括第四开关、第五开关、第六开关；

其中，所述第一信号发生电路通过每个第一开关连接对应的信号输出引脚，所述第一信号接收电路通过每个第二开关连接对应的信号输出引脚，待测触控芯片的各信号输出引脚还通过对应的所述第三开关接地；所述第二信号发生电路通过每个第四开关连接对应的信号输出引脚，所述第二信号接收电路通过每个第五开关连接对应的信号输出引脚，待测触控芯片的各信号输出引脚还通过对应的所述第六开关接地。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，所述测试链路模拟模块用于控制需要测试的输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关断开、第三开关断开，控制需要测试的输入开关单元中的第四开关断开、第五开关闭合、第六开关断开；

当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，所述测试链路模拟模块用于在第一测试阶段控制各个输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关闭合、第三开关断开，控制各个输入开关单元中的第四开关断开、第五开关断开、第六开关闭合或断开；还用于在第二测试阶段控制各个输入开关单元中的第四开关闭合、第五开关闭合、第六开关断开，控制各个输出开关单元中的第一开关断开、第二开关断开、第三开关闭合或断开；其中，第三开关、第六开关的闭合或断开用于决定模拟出的自电容链路的电容值。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，所述测试链路模拟模块还用于控制无需测试的输出开关单元中的第一开关、第二开关、第三开关均断开；控制无需测试的输入开关单元中的第四开关、第五开关、第六开关均断开。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述测试模块包括第一测试子模块和第二测试子模块；

所述第一测试子模块用于当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第一检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格；

所述第二测试子模块用于当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第二检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，所述测试模块还包括一稳定度判断子模块，用于在对待测触控芯片进行多次测试时，将多次测试结果分成至少两个组次，判断每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和的接近程度，若接近程度在预设的范围之内，则判定待测芯片的自电容链路的稳定程度合格，否则待测芯片的自电容链路的稳定程度不合格；

其中，每一组次包括多次测试结果，且在每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和相同。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述电容矩阵中各电容的电容值为1.5pF或1pF。

本发明第二方面提供一种基于矩阵电容板的触控芯片测试***的测试方法，所述矩阵电容板在测试时被控制与待测触控芯片连接；所述测试方法包括下述步骤：

配置文件获取步骤：获取与待测触控芯片的类型相对应的配置文件；所述配置文件中包含有待测触控芯片的类型信息；

测试链路模拟步骤：根据所述待测触控芯片的类型信息控制待测触控芯片与矩阵电容板之间形成相应的有效电路结构类型，从而使矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出测试所需的自电容链路或互电容链路；

测试步骤：将所述配置文件加载至所述测试程序，然后在模拟出的自电容链路或互电容链路上运行所述加载了配置文件的测试程序以对待测触控芯片进行测试。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中：

所述矩阵电容板包括一PCB板，所述PCB板上设有一电容矩阵；所述电容矩阵的每一行均具有第一信号端子，每一列均具有第二信号端子；在所述电容矩阵中，每一行的所有电容的第一端均连接至该行所对应的第一信号端子，每一列的所有电容的第二端均连接至该行所对应的第二信号端子；其中，所述第一信号端子与第二信号端子中的一个与待测触控芯片的信号输入引脚对应连接，另一个与待测触控芯片的信号输出引脚对应连接；

所述待测触控芯片包括第一信号发生电路、第二信号发生电路、第一信号接收电路、第二信号接收电路、与待测触控芯片的信号输出引脚一一对应的若干输出开关单元、与待测触控芯片的信号输入引脚一一对应的若干输入开关单元；其中每个输出开关单元均包括第一开关、第二开关、第三开关，每个输入开关单元均包括第四开关、第五开关、第六开关；

其中，所述第一信号发生电路通过每个第一开关连接对应的信号输出引脚，所述第一信号接收电路通过每个第二开关连接对应的信号输出引脚，待测触控芯片的各信号输出引脚还通过对应的所述第三开关接地；所述第二信号发生电路通过每个第四开关连接对应的信号输入引脚，所述第二信号接收电路通过每个第五开关连接对应的信号输入引脚，待测触控芯片的各信号输入引脚还通过对应的所述第六开关接地。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式，所述测试链路模拟步骤具体包括：

互电容链路模拟步骤：控制需要测试的输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关断开、第三开关断开，控制需要测试的输入开关单元中的第四开关断开、第五开关闭合、第六开关断开；

自电容链路模拟步骤：在第一测试阶段控制各个输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关闭合、第三开关断开，控制各个输入开关单元中的第四开关断开、第五开关断开、第六开关闭合或断开；在第二测试阶段控制各个输入开关单元中的第四开关闭合、第五开关闭合、第六开关断开，控制各个输出开关单元中的第一开关断开、第二开关断开、第三开关闭合或断开；其中，第三开关、第六开关的闭合或断开用于决定模拟出的自电容链路的电容值。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，所述互电容链路模拟步骤中，还包括：控制无需测试的输出开关单元中的第一开关、第二开关、第三开关均断开；控制无需测试的输入开关单元中的第四开关、第五开关、第六开关均断开。

结合第二方面，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述测试步骤包括：

当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第一检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格；

当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第二检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格。

结合第二方面第二种可能的实现方式，所述测试步骤还包括：

在对待测触控芯片进行多次测试时，将多次测试结果分成至少两个组次，判断每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和的接近程度，若接近程度在预设的范围之内，则判定待测芯片的自电容链路的稳定程度合格，否则待测芯片的自电容链路的稳定程度不合格；

其中，每一组次包括多次测试结果，且在每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和相同。

从上述本发明实施例可知，本发明根据待测触控芯片的类型，可控制待测触控芯片与所述矩阵电容板形成相应的有效电路结构类型，即，当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，可使矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出互电容链路，而当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出自电容链路，从而可以在矩阵电容板的基础上同时实现了互电容式触控芯片和自电容式触控芯片的测试，提升矩阵电容板的测试覆盖率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于矩阵电容板的触控芯片测试***的架构原理图；

图2为图1中矩阵电容板的结构示意图；

图3为图1中待测触控芯片各信号输出引脚的连接示意图；

图4为图1中待测触控芯片各信号输入引脚的连接示意图；

图5为本发明实施例提供的自电容信号链路的等效模型图；

图6为本发明实施例提供的基于矩阵电容板的触控芯片测试***的测试方法的实现流程图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的基于矩阵电容板的触控芯片测试***的架构原理，参照图1，本发明实施例所提供的基于矩阵电容板的触控芯片测试***包括矩阵电容板1、配置文件获取模块2、测试链路模拟模块3以及测试模块4。其中，矩阵电容板1的结构如图2所示，矩阵电容板1包括一PCB板，该PCB板上设有一电容矩阵，电容矩阵的每一行均具有第一信号端子(Rx0、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4…)，每一列均具有第二信号端子(Tx0、Tx1、Tx2、Tx3、Tx4…)。在该电容矩阵中，每一行的所有电容C的第一端a均连接至该行所对应的第一信号端子(Rx0、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4…)，每一列的所有电容C的第二端b均连接至该列所对应的第二信号端子(Tx0、Tx1、Tx2、Tx3、Tx4…)。

本发明实施例中，矩阵电容板1中的各电容的电容值一般取1.5pF或者1pF，各电容的电容值可以一致，即，全部为1.5pF或者全部为1pF。也可以部分为1.5pF、另一部分为1pF。各电容采用封装尺寸为0402或0201的高精密电容来减小寄生参数的影响，同时，这种封装尺寸较小的电容也有利于矩阵电容板1的体积得以减小。

上述第一信号端子(Rx0、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4…)与第二信号端子(Tx0、Tx1、Tx2、Tx3、Tx4…)中的一个与待测触控芯片的信号输入引脚对应连接，另一个与待测触控芯片的信号输出引脚对应连接，也就是说，具体可以是第一信号端子(Rx0、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4…)与待测触控芯片的信号输入引脚对应连接，而第二信号端子(Tx0、Tx1、Tx2、Tx3、Tx4…)与待测触控芯片的信号输出引脚对应连接；也可以是第一信号端子(Rx0、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4…)与待测触控芯片的信号输出引脚对应连接，而第二信号端子(Tx0、Tx1、Tx2、Tx3、Tx4…)与待测触控芯片的信号输入引脚对应连接。

配置文件获取模块2用于获取与待测触控芯片的类型相对应的配置文件，该配置文件中包含有待测触控芯片的类型信息，例如，自电容式触控芯片或互电容式触控芯片。作为本发明的一个实施例，与待测触控芯片的类型相对应的配置文件可以在每次测试之前由测试人员输入，若当前测试的触控芯片类型与上次测试过的触控芯片类型相同，则不需要再次输入配置文件。作为本发明的又一个实施例，也可以预先备份所有类型的配置文件，在进行测试时由测试人员直接从中选择本次需要使用的配置文件，例如，提供一份包含所有配置文件信息的清单供测试人员选择，该配置文件清单中可包含“自电容测试用配置文件”、“互电容测试用配置文件”等选项，然后根据测试人员所选的配置文件选项名调用对应的配置文件内容。

测试链路模拟模块3与待测触控芯片连接，用于根据待测触控芯片的类型信息(即自电容式或互电容式)来控制待测触控芯片与矩阵电容板1形成相应的有效电路结构类型(即自电容链路或互电容链路)，从而使矩阵电容板1与待测触控芯片共同模拟出测试所需的自电容链路或互电容链路。矩阵电容板1与待测触控芯片共同模拟出互电容链路或自电容链路之后，就构建出待测触控芯片运行一些功能的基础，在此基础上即可进行触控芯片的测试，来判断触控芯片是否符合相关标准。

如上文所述，待测触控芯片可能为互电容式，也可能为自电容式。无论是互电容式触控芯片还是自电容式触控芯片，内部均设计有正常工作所需的信号发生电路、信号接收电路和必要的开关元件等，本发明在对待测触控芯片进行测试时，需要复用此类电路和开关元件。下文对测试时需复用的待测触控芯片的内部电路结构作简单描述。

首先，请参照图3示出的待测触控芯片各信号输出引脚的连接关系。待测触控芯片包括第一信号发生电路31、第一信号接收电路32、与待测触控芯片的信号输出引脚1-n一一对应的若干输出开关单元331-333n，其中每个输出开关单元均包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3，并且每个输出开关单元的第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3均可单独控制。第一信号发生电路31通过每个第一开关K1连接对应的信号输出引脚，第一信号接收电路32通过每个第二开关K2连接对应的信号输出引脚，待测触控芯片的各信号输出引脚1-n还通过各自对应的所述第三开关K3接地。

其次，请参照图4示出的待测触控芯片各信号输入引脚的连接关系。待测触控芯片包括第二信号发生电路41、第二信号接收电路42、与待测触控芯片的信号输入引脚1-n一一对应的若干输出开关单元431-433n，其中每个输入开关单元均包括第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6，同理，每个输入开关单元的第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6也可单独控制。第二信号发生电路41通过每个第四开关K4连接对应的信号输入引脚，第二信号接收电路42通过每个第五开关K5连接对应的信号输入引脚，待测触控芯片的各信号输入引脚还通过对应的所述第六开关K6接地。

从图3和图4可以看出，待测触控芯片的信号输出引脚和信号输入引脚的电路连接拓扑是相同的，测试时，测试链路模拟模块2根据待测触控芯片的类型来控制部分上述各开关的状态，从而控制各信号输入引脚和信号输出引脚是否有信号输入/输出。

当待测触控芯片为互电容式时，测试链路模拟模块2用于控制需要测试的输出开关单元中的第一开关K1闭合、第二开关K2断开、第三开关K3断开(对地浮空)，控制需要测试的输入开关单元中的第四开关K4断开、第五开关K5闭合、第六开关K6断开(对地浮空)，而对于无需测试的输出开关单元中的第一开关、第二开关、第三开关和无需测试的输入开关单元中的第四开关、第五开关、第六开关，均在测试链路模拟模块2的控制下断开。此时，矩阵电容板1中的各电容模拟了互电容式触摸屏中的信号输出端与信号输入端之间的互电容，并且由于每一个信号输出引脚与所有的信号输入引脚之间都有互电容存在，因此此时的与互电容式触摸屏模型吻合度是很高的。

当待测触控芯片为自电容式时，为在矩阵电容板中模拟自电容工作模式，需分为两个测试阶段进行测试，测试链路模拟模块2用于在第一测试阶段控制各个输出开关单元中的第一开关K1闭合、第二开关K2闭合、第三开关K3断开，控制各个输入开关单元中的第四开关K4断开、第五开关K5断开、第六开关K6闭合或断开；还用于在第二测试阶段控制各个输入开关单元中的第四开关K4闭合、第五开关K5闭合、第六开关K6断开，控制各个输出开关单元中的第一开关K1断开、第二开关K2断开、第三开关K3闭合或断开。

例如，将RX组线路和TX组线路分成两组分开进行测试(将待测触控芯片的信号输出引脚线路命名为TX组线路，以与矩阵电容板1中的第二信号端子Tx0、Tx1、Tx2、Tx3、Tx4等对应，将信号输入引脚线路命名为RX组线路，以与矩阵电容板1中的第一信号端子Rx0、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4等对应)。TX组测试时，所有的TX组线路一起处于信号输出和接收状态(K1和K2闭合，K3断开)，而RX组中的线路可控制为处于接地或完全浮空(K4和K5断开，而K6可根据需要闭合或断开)，此时TX组线路中的自电容取决于RX组中的线路接地的数量和单个电容的电容值，通过改变RX组中线路接地的数量即可改变TX组线路的自电容，这可以很好地模拟自电容式触摸屏在受到手指触摸下自电容值的改变。由于信号输出引脚连接图和信号输入引脚连接图的拓扑结构是一样的，因此RX组的测试可以采用和TX组测试一样的测试方法。由此可见，矩阵电容板1在自电容测试时的工作方式与实际自电容式触摸屏的工作方式吻合度也非常高。

测试模块4包括第一测试子模块和第二测试子模块，其中，第一测试子模块用于当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第一检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格。第二测试子模块用于当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第二检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格。

例如，矩阵电路板第i行、第j列处的电容在测试互电容式触控芯片和自电容式触控芯片时的检测数据分别为D_ij1、D_ij2，该处电容对应的第一检测阈值分别为D_th1、第二检测阈值为D_th2。判断时直接将检测数据D_ij1和第一检测阈值D_th1比较、将检测数据D_ij2和第二检测阈值D_th2比较即可。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的基于矩阵电容板的触控芯片测试***在矩阵电容板1中同时能实现互电容和自电容两类测试，比单纯进行互电容测试提高了测试覆盖率，且装置简单，并且互电容测试和自电容测试下的芯片工作环境与在电容屏下的真实工作环境吻合度高，测试准确度高。

进一步地，如上文所述，自电容式触控芯片测试时是通过改变接地电容(通过第三开关K3、第六开关K6闭合来实现)的数量来模拟自电容式触摸屏在受到手指触摸下自电容值的改变，这样，由于自电容式触控芯片生产制造的差异、测试工具的偏差所带来的数值偏移的影响，当每次测试选择不同位置的第三开关K3和第六开关K6接地时，即便每次接地电容的数量相同，也有可能每次的测试结果也有所不同，对测试的准确性有所影响。为消除这一影响，避免测试结果受模拟出的自电容链路的影响，需要进一步判断模拟出的自电容链路的稳定度，以提升测试准确性。

基于上述考虑，测试模块4还包括一稳定度判断子模块，用于在对待测触控芯片进行多次测试时，将多次测试结果分成至少两个组次，判断每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和的接近程度，若接近程度在预设的范围之内，则判定待测芯片的自电容链路的稳定程度合格，否则待测芯片的自电容链路的稳定程度不合格；

其中，每一组次包括多次测试结果，且在每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和相同。

下文对上述稳定度测试的原理进行说明。该原理为：利用规律“相同档位数的自电容在数值的和相同的情况下，所产生的信号量数值的倒数的和也相同”所产生的应用方法可以准确地评估自电容电路的稳定度，其中，相同档位即指上文所说的测试次数。该规律成立的条件只需要构建相同档位数的自电容数值的总和相同即可，在条件成立的情况下，即可观察自电容变化时实际电路的表现和理想电路模型的相符度。利用该规律所产生的应用方法，可以不用去构建具体某个档位自电容的精确容值(这可以消除模拟出的自电容链路中自电容值的偏差影响)、也可以不用去关注信号发生电路内阻及串接电阻大小的影响，这样就可以解决纯粹卡控信号量的方法不好评估自电容变化时电路稳定度的问题。

现对规律“相同档位数的自电容在数值的和相同的情况下，所产生的信号量数值的倒数的和也相同”进行证明。参照图5，在图5示出的自电容信号链路等效模型中，S1表示源端输出信号，R表示等效分压和限流电阻，C表示芯片某条线路对地电容(即自电容)，它会随着手指按压而进行变化，Buf表示输入高阻抗而输出低阻抗的驱动电路。自电容的原始值将取决于S2信号的大小，而S2信号在S1确定的情况下将取决于R和C的电抗比。

接下来推导规律“相同档位数的自电容在数值的和相同的情况下，所产生的信号量数值的倒数的和也相同”，如下，设有n个档位的电容，其中一组的电容值为C1、C2、…Cn，另一组的电容值为Cn+1、Cn+2、…C2n，其中C1+C2+…+Cn＝Cn+1+Cn+2+…+C2n，根据电容电抗公式：

其中，z表示电抗；j为虚数单位，-1的平方根；w表示通过电容的信号角频率；c表示电容值。可得：

由图(2)自电容信号链路等效模型图可知S1和S2的关系为：

设C1、C2、…、Cn，Cn+1、Cn+2、…、C2n对应在S2节点的信号为 结合等式(2)和等式(3)可得：

规律得到证明。

例如，设TX组的线路数量为M，RX组的线路数量为N(实际触控IC的M>4，N>4)。检测数据与信号S2的大小呈线性比例关系，并取名叫RawData，因此RawData的变化即可以反映S2的变化。下面的方法为本文的重点，意在评估方法中消除电阻R和电容C本身偏差的影响，同时又能很好地反映在自电容C变化时整个自电容电路的稳定性。

设矩阵电容板中单个电容的电容值为C，考虑进每个电容的偏差进去，则RX组接地电容的数值分别设为C1、C2、C3...CN；设需要进行测试的电容变化的档位数为k，为了说明此方法，不失一般性，可设k＝5。

为了保证档位分布的均匀性，可将接地电容的数目分别设为：0、N/4、2N/4、N–N/4，N(N为RX组线路数量，N>4，除法结果取整)，同时为了构建接下来的测试方法，还需加1次(N–2N/4)个接地电容的测试。

具体自电容测试时的接地电容分配方案如下表(以RX组进行说明，TX组的方法一样)：

表(1)

由以上电容分配方案可知，Cg1+Cg2＝Cg3+Cg4＝Cg5+Cg6(5)，由规律“相同档位数的自电容在数值的和相同的情况下，所产生的信号量数值的倒数的和也相同”可得如下等式组：

而又因图5自电容信号链路等效模型图中RawData(RawData为触控芯片根据接收到的信号强度S2计算出来的一个数值，该数值与信号强度S2呈线性比例关系，可称之为原始值。)与S2信号呈线性比例关系，可以推出等式组(7)和等式组(8)：

设比例系数h1和h2为：

理想情况下，h1＝1，h2＝1。

由此可见，用接地电容分配方案构建的等式组(7)和等式组(8)评估自电容变化时整个电路的稳定度与R和C的具体数值无关，从而消除了芯片电阻R和外部测试电容C本身的偏差影响。

根据接地电容分配方案中接地电容的个数可得等式(9)：

RawData6>RawData1>RawData3>RawData2>RawData5 (9)

在实际应用中，往往先卡控(在芯片测试中，需要根据测试参数是否满足该参数的是否符合规格来判断芯片是否通过，此过程称之为卡控)最小值RawData5是否在原始值Spec范围内，然后判断等式(9)是否成立，等式(9)不成立的芯片将直接判为NG片，然后判断RawData6、RawData1、RawData3、RawData2、RawData5之间的差值是否在原始值变化Spec卡控范围内，最后根据等式组(8)计算比例系数h1和h2，观察h1和h2与理想值1的接近程度来快速准确地评估自电容变化时自电容链路的稳定度。

可以看出，通过在测试不同自电容档位下的信号量变化是否符合预期的基础上，通过比较不同自电容档位下产生的信号量数值与理想自电容模型中蕴含的规律的相符度，以评估自电容变化时自电容驱动电路(信号源与内阻)的稳定度，这消除了触控芯片生产制造差异、测试工具偏差所带来的数值偏移的影响，自电容测试更准确。

图6示出了本发明实施例提供的基于矩阵电容板的触控芯片测试***的测试方法的实现流程，详述如下。

步骤S61，本步骤的作用为配置文件的获取：获取与待测触控芯片的类型相对应的配置文件。

在硬件上，触控芯片的测试需要与待测触控芯片的类型相对应的测试链路来支持，如自电容式触控芯片需要自电容链路，互电容式触控芯片需要互电容链路。在软件上，测试程序需要加载与待测触控芯片的类型相对应的配置文件，该配置文件包含了待测触控芯片的类型等相关信息。当硬件条件和软件条件都具备，通过在对应的测试链路上运行加载了配置文件的测试程序，即可开始进行测试。

作为本发明的一个实施例，与待测触控芯片的类型相对应的配置文件可以在每次测试之前由测试人员输入，若当前测试的触控芯片类型与上次测试过的触控芯片类型相同，则不需要再次输入配置文件。

作为本发明的又一个实施例，也可以预先备份所有类型的配置文件，在进行测试时由测试人员直接从中选择本次需要使用的配置文件，例如，提供一份包含所有配置文件信息的清单供测试人员选择，该配置文件清单中可包含“自电容测试用配置文件”、“互电容测试用配置文件”等选项，然后根据测试人员所选的配置文件选项名调用对应的配置文件内容。

步骤S62，本步骤的作用为测试链路的模拟：根据获取的配置文件来控制待测触控芯片与矩阵电容板形成相应的有效电路结构类型，从而使矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出测试所需的自电容链路或互电容链路。

如上文所述，配置文件包含了待测触控芯片的类型等相关信息，因此，可以根据配置文件中的相关信息来确定当前是需要形成自电容链路还是互电容链路供测试使用。其中，形成的自电容链路或互电容链路需矩阵电容板与待测触控芯片共同参与完成，具体如上文所示，此处不再赘述。

步骤S63，本步骤的作用为对触控芯片的测试：测试程序加载获取的配置文件，然后在模拟出的自电容链路或互电容链路上运行所述加载了配置文件的测试程序以对待测触控芯片进行测试。

进一步地，步骤S62具体包括：互电容链路模拟步骤和自电容链路模拟步骤。其中，互电容链路模拟步骤为：控制需要测试的输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关断开、第三开关断开，控制需要测试的输入开关单元中的第四开关断开、第五开关闭合、第六开关断开。自电容链路模拟步骤为：在第一测试阶段控制各个输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关闭合、第三开关断开，控制各个输入开关单元中的第四开关断开、第五开关断开、第六开关闭合或断开；在第二测试阶段控制各个输入开关单元中的第四开关闭合、第五开关闭合、第六开关断开，控制各个输出开关单元中的第一开关断开、第二开关断开、第三开关闭合或断开；其中，第三开关、第六开关的闭合或断开用于决定模拟出的自电容链路的电容值。

更进一步地，步骤S62还包括：控制无需测试的输出开关单元中的第一开关、第二开关、第三开关均断开；控制无需测试的输入开关单元中的第四开关、第五开关、第六开关均断开。

进一步地，步骤S63包括：当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第一检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格；当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第二检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格。

更进一步地，步骤S53还包括：在对待测触控芯片进行多次测试时，将多次测试结果分成至少两个组次，判断每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和的接近程度，若接近程度在预设的范围之内，则判定待测芯片的自电容链路的稳定程度合格，否则待测芯片的自电容链路的稳定程度不合格；其中，每一组次包括多次测试结果，且在每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和相同。

综上所述，本发明实施例提供的基于矩阵电容板的触控芯片测试***在矩阵电容板这一简单的装置中同时能实现互电容和自电容两类测试，提高的矩阵电容板的测试覆盖率，还可以在测试不同自电容档位下的信号量变化是否符合预期的基础上，通过比较不同自电容档位下产生的信号量数值与理想自电容模型中蕴含的规律的相符度，以评估自电容变化时自电容驱动电路(信号源与内阻)的稳定度，这消除了芯片生产制造差异、测试工具偏差所带来的数值偏移的影响，自电容测试更准确。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的基于矩阵电容板的触控芯片测试***及其测试方法的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于矩阵电容板的触控芯片测试***，其特征在于，所述触控芯片测试***包括矩阵电容板、配置文件获取模块、测试链路模拟模块以及测试模块；

所述矩阵电容板在测试时被控制与待测触控芯片连接；

所述配置文件获取模块用于获取与待测触控芯片的类型相对应的配置文件；所述配置文件中包含有待测触控芯片的类型信息；

所述测试链路模拟模块与待测触控芯片连接，用于根据所述待测触控芯片的类型信息控制待测触控芯片与矩阵电容板之间形成相应的有效电路结构类型，从而使矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出测试所需的自电容链路或互电容链路；

所述测试模块内置有测试程序，用于将所述配置文件加载至所述测试程序，然后在模拟出的自电容链路或互电容链路上运行加载了配置文件的测试程序以对待测触控芯片进行测试；

所述矩阵电容板包括一PCB板，所述PCB板上设有一电容矩阵；所述电容矩阵的每一行均具有第一信号端子，每一列均具有第二信号端子；在所述电容矩阵中，每一行的所有电容的第一端均连接至该行所对应的第一信号端子，每一列的所有电容的第二端均连接至该列所对应的第二信号端子；其中，所述第一信号端子与第二信号端子中的一个与待测触控芯片的信号输入引脚对应连接，另一个与待测触控芯片的信号输出引脚对应连接；

所述待测触控芯片包括第一信号发生电路、第二信号发生电路、第一信号接收电路、第二信号接收电路、与待测触控芯片的信号输出引脚一一对应的若干输出开关单元、与待测触控芯片的信号输入引脚一一对应的若干输入开关单元；其中每个输出开关单元均包括第一开关、第二开关、及第三开关，每个输入开关单元均包括第四开关、第五开关、及第六开关；

其中，所述第一信号发生电路通过每个第一开关连接对应的信号输出引脚，所述第一信号接收电路通过每个第二开关连接对应的信号输出引脚，待测触控芯片的各信号输出引脚还通过对应的所述第三开关接地；所述第二信号发生电路通过每个第四开关连接对应的信号输入引脚，所述第二信号接收电路通过每个第五开关连接对应的信号输入引脚，待测触控芯片的各信号输入引脚还通过对应的所述第六开关接地；当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，所述测试链路模拟模块用于控制需要测试的输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关断开、及第三开关断开，控制需要测试的输入开关单元中的第四开关断开、第五开关闭合、及第六开关断开；

当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，所述测试链路模拟模块用于在第一测试阶段控制各个输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关闭合、及第三开关断开，控制各个输入开关单元中的第四开关断开、第五开关断开、及第六开关闭合或断开；还用于在第二测试阶段控制各个输入开关单元中的第四开关闭合、第五开关闭合、及第六开关断开，控制各个输出开关单元中的第一开关断开、第二开关断开、及第三开关闭合或断开；其中，第三开关、及第六开关的闭合或断开用于决定模拟出的自电容链路的电容值。

2.如权利要求1所述的触控芯片测试***，其特征在于，当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，所述测试链路模拟模块还用于控制无需测试的输出开关单元中的第一开关、第二开关、及第三开关均断开；控制无需测试的输入开关单元中的第四开关、第五开关、及第六开关均断开。

3.如权利要求1所述的触控芯片测试***，其特征在于：所述测试模块包括第一测试子模块和第二测试子模块；

所述第一测试子模块用于当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第一检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格；

所述第二测试子模块用于当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第二检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格。

4.如权利要求3所述的触控芯片测试***，其特征在于，所述测试模块还包括一稳定度判断子模块，用于在对待测触控芯片进行多次测试时，将多次测试结果分成至少两个组次，判断每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和的接近程度，若接近程度在预设的范围之内，则判定待测芯片的自电容链路的稳定程度合格，否则待测芯片的自电容链路的稳定程度不合格；

其中，每一组次包括多次测试结果，且在每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和相同。

5.一种基于矩阵电容板的触控芯片测试***的测试方法，其特征在于，所述矩阵电容板在测试时被控制与待测触控芯片连接；所述测试方法包括下述步骤：

配置文件获取步骤：获取与待测触控芯片的类型相对应的配置文件；所述配置文件中包含有待测触控芯片的类型信息；

测试链路模拟步骤：根据所述待测触控芯片的类型信息控制待测触控芯片与矩阵电容板之间形成相应的有效电路结构类型，从而使矩阵电容板与待测触控芯片共同模拟出测试所需的自电容链路或互电容链路；

测试步骤：将所述配置文件加载至测试程序，然后在模拟出的自电容链路或互电容链路上运行所述加载了配置文件的测试程序以对待测触控芯片进行测试；所述矩阵电容板包括一PCB板，所述PCB板上设有一电容矩阵；所述电容矩阵的每一行均具有第一信号端子，每一列均具有第二信号端子；在所述电容矩阵中，每一行的所有电容的第一端均连接至该行所对应的第一信号端子，每一列的所有电容的第二端均连接至该行所对应的第二信号端子；其中，所述第一信号端子与第二信号端子中的一个与待测触控芯片的信号输入引脚对应连接，另一个与待测触控芯片的信号输出引脚对应连接；

所述待测触控芯片包括第一信号发生电路、第二信号发生电路、第一信号接收电路、第二信号接收电路、与待测触控芯片的信号输出引脚一一对应的若干输出开关单元、与待测触控芯片的信号输入引脚一一对应的若干输入开关单元；其中每个输出开关单元均包括第一开关、第二开关、及第三开关，每个输入开关单元均包括第四开关、第五开关、及第六开关；

其中，所述第一信号发生电路通过每个第一开关连接对应的信号输出引脚，所述第一信号接收电路通过每个第二开关连接对应的信号输出引脚，待测触控芯片的各信号输出引脚还通过对应的所述第三开关接地；所述第二信号发生电路通过每个第四开关连接对应的信号输入引脚，所述第二信号接收电路通过每个第五开关连接对应的信号输入引脚，待测触控芯片的各信号输入引脚还通过对应的所述第六开关接地；所述测试链路模拟步骤具体包括：

互电容链路模拟步骤：控制需要测试的输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关断开、及第三开关断开，控制需要测试的输入开关单元中的第四开关断开、第五开关闭合、及第六开关断开；

自电容链路模拟步骤：在第一测试阶段控制各个输出开关单元中的第一开关闭合、第二开关闭合、及第三开关断开，控制各个输入开关单元中的第四开关断开、第五开关断开、及第六开关闭合或断开；在第二测试阶段控制各个输入开关单元中的第四开关闭合、第五开关闭合、及第六开关断开，控制各个输出开关单元中的第一开关断开、第二开关断开、及第三开关闭合或断开；其中，第三开关、及第六开关的闭合或断开用于决定模拟出的自电容链路的电容值。

6.如权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述互电容链路模拟步骤中，还包括：控制无需测试的输出开关单元中的第一开关、第二开关、及第三开关均断开；控制无需测试的输入开关单元中的第四开关、第五开关、及第六开关均断开。

7.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述测试步骤包括：

当待测触控芯片为互电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第一检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格；

当待测触控芯片为自电容式触控芯片时，判断对所述矩阵电容板上需测试位置的电容的检测数据是否满足预设的第二检测阈值范围，若满足，则判定待测触控芯片中与该测试位置对应的部分的功能测试合格，否则判定与该测试位置对应的部分的功能测试不合格。

8.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述测试步骤还包括：

在对待测触控芯片进行多次测试时，将多次测试结果分成至少两个组次，判断每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的检测数据的倒数之和的接近程度，若接近程度在预设的范围之内，则判定待测芯片的自电容链路的稳定程度合格，否则待测芯片的自电容链路的稳定程度不合格；

其中，每一组次包括多次测试结果，且在每一组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和与其他组次中各次测试时模拟出的自电容链路的电容值之和相同。