CN204556136U - 温度传感芯片测试电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种温度传感芯片测试电路。包括温控温箱及置于所述温控温箱内的FPGA模块、用于搭载待测温度传感芯片的待测芯片搭载模块、LCD显示模块、DAC电路、低通滤波电路；所述温控温箱由所述FPGA模块控制进行待测温度传感芯片的测试温度调整；所述FPGA模块通过所述待测芯片搭载模块为待测温度传感芯片提供测试时序，并通过所述DAC电路及低通滤波电路为待测温度传感芯片提供正弦信号；所述LCD显示模块用于实现人机交互及测试参数的显示。本实用新型电路简单，能够实现对待测温度传感芯片在不同测试温度下的测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种温度传感芯片测试电路。
背景技术
CMOS温度传感器芯片，一般主要是由温度感知电路、片内Sigma-Delta ADC和一些接口电路共同组成，传统的CMOS温度传感器芯片性能的测试，测试电路复杂，而且需要工作人员手动进行测试，自动化程度不高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种温度传感芯片测试电路，电路简单，能够实现对待测温度传感芯片在不同测试温度下的测试。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种温度传感芯片测试电路，包括温控温箱及置于所述温控温箱内的FPGA模块、用于搭载待测温度传感芯片的待测芯片搭载模块、LCD显示模块、DAC电路、低通滤波电路；
所述温控温箱由所述FPGA模块控制进行待测温度传感芯片的测试温度调整；
所述FPGA模块通过所述待测芯片搭载模块为待测温度传感芯片提供测试时序，并通过所述DAC电路及低通滤波电路为待测温度传感芯片提供正弦信号；
所述LCD显示模块用于实现人机交互及测试参数的显示。
在本实用新型实施例中，所述FPGA模块通过内置的ROM存储正弦波量化参数。
在本实用新型实施例中，还包括一与所述FPGA模块连接按键模块，以便于调整所述FPGA模块为待测温度传感芯片输出的正弦信号。
在本实用新型实施例中，所述温控温箱内还设置有一用于检测温控温箱内实时温度的标准温度传感器，该标准温度传感器与所述FPGA模块连接。
在本实用新型实施例中，所述FPGA模块采用Altera DE2-115。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
1、投入设备少，搭建简单，可拓展性强；对于不同的待测芯片只需简单的硬件搭载平台的搭建就能完成测试；
2、实现环境温度测试过程中的自动化，大大减少了人力的输出。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型一实例的待测温度传感芯片所需时序图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
如图1所示，本实用新型的一种温度传感芯片测试电路，包括温控温箱及置于所述温控温箱内的FPGA模块（所述FPGA模块采用Altera DE2-115）、用于搭载待测温度传感芯片的待测芯片搭载模块、LCD显示模块、DAC电路、低通滤波电路；
所述温控温箱由所述FPGA模块控制进行待测温度传感芯片的测试温度调整；
所述FPGA模块通过所述待测芯片搭载模块为待测温度传感芯片提供测试时序，并通过所述DAC电路及低通滤波电路为待测温度传感芯片提供正弦信号；
所述LCD显示模块用于实现人机交互及测试参数的显示。
还包括一与所述FPGA模块连接按键模块，用于调整所述FPGA模块输出的正弦信号。
本实施例中，所述FPGA模块通过内置的ROM存储正弦波量化参数。
本实施例中，所述温控温箱内还设置有一用于检测温控温箱内实时温度的标准温度传感器，该标准温度传感器与所述FPGA模块连接。
为让本领域一般技术人员更了解本实用新型的技术方案，以下通过本实用新型的具体工作原理及实例讲述详述本实用新型。
本实用新型主要由FPGA模块、待测芯片搭载模块、LCD显示模块、DAC电路、低通滤波电路以及自动温控模块（包括温控温箱、标准温度传感器）组成，如图1所示，其工作原理为：整个装置通过FPGA产生正弦波信号（经过外部DAC和低通滤波器），将所得到的信号当做待测温度传感芯片（搭载于待测芯片搭载模块上的搭载板上）的输入激励源。待测温度传感芯片根据FPGA提供的时序，将输入的正弦波转化成数字信号。FPGA采集并将信号进行处理，最后得到相关的参数，并在LCD上显示。具体各模块的功能介绍如下：
1、FPGA模块
（1）因CMOS温度传感芯片的测试一般需要时序（如图2所示为一个实例的待测温度传感芯片所需的时序图，该时序图的信号端口和功能说明见表1），故而本申请中通过FPGA产生时序。由FPGA产生的时序信号比用51单片机或者STM32更精确，误差在几ns的等级；相比于更精确的用逻辑分析仪产生时序信号则FPGA产生更加方便简单，精度也完全达到要求。
其产生时序的方式为：首先引入一个100MHZ的时钟源，因为待测温度传感芯片时序要求的最小时间单位是0.5us所以将时钟进行50分频处理，把时钟源分频为2MHZ（0.5us）。时序的周期为200us，所以在2MHZ的时钟下定义一个参数count，当时钟上升沿时进行计数，记满399（0-399就是400次计数）个数清零，就实现了周期为200us。接着只要根据待测芯片要求的时序，判断count的值对时序上的各个值赋1或者置0就可以按照时序图输出波形。其中RST比较特殊，只需要在第一个周期复位一次，所以在第一个周期后应该直接赋值0。
（2）为了给待测温度传感芯片一个标准的正弦信号源，FPGA模块还需提供激励信号给待测温度传感芯片，比较待测温度传感芯片输出的信号和标准正弦信号即可得出芯片的相关参数。正弦信号是通过FPGA读取事先定义好的ROM里面的正弦波量化参数，再经过外部高精度DAC以及一个低通滤波器产生标准的正弦波。并且为了使设计电路具有扩展性，在代码中加入频率控制字将输出的正弦波设置为可调。
2、待测芯片搭载模块
本设计中大部分功能都在FPGA上直接实现，能将***电路的设计大量减少，但仍需针对不同的规格或型号的待测温度传感芯片提供不同的搭载板。搭载板主要的作用是将待测芯片与FPGA相连接。搭载模块与FPGA模块通过排针和母座完全衔接，大大减少了通过杜邦线等连接信号所造成的干扰。
3、LCD显示模块
LCD模块提供了人机交互界面，包括正弦激励的频率和相关参数的显示。
4、DAC电路、低通滤波电路
主要作用为将FPGA模块输出的激励信号转换为标准的正弦波信号，并输出给待测温度传感芯片。
5、自动温控模块
在测试过程中要求温度从-40℃到80℃每间隔5℃测试一次，为了提高测试效率，提高测试的自动化程度，我们在***中设计了一个自动控温模块。该模块包含一个高精度的标准温度传感器，其放置的位置离待测温度传感芯片很近，这样由于温控温箱内部的体积一般比较大，因此该传感器测量得到的温度值也比温箱标称值精确。这样，我们即可通过FPGA模块控制温箱进行升降温，实现对待测温度传感芯片的全自动测试。具体可以看温控温箱的控制方式而定，比如我们所用的温箱有个RS232协议的外接接口可以用来控制温箱升降温，则将FPGA模块输出控制端口与温箱的这个外接接口用专用导线连接（如果温箱是其他协议的接口，或者无线接口也同理可实现）。例如，从-40℃到80℃每间隔5℃测试一次，该自动温控模块工作如下：我们在控制程序中预先设定要开始测的具体温度值（-40℃），将标准温度传感器感测到的温度和设定值进行对比，如果不同，则相应地控制温箱进行升温或者降温，直到标准温度传感器传来的温度值达到预先设定值，并且稳定一定时间后，开始进行待测温度传感芯片的测试，FPGA读取数据，对数据进行处理存储。待测芯片的相关数据采集完成后，FPGA与温箱进行通信，使温箱的温度变化到-35℃，检查到温度稳定后再进行测试，以此类推，直到测试全部完成。通过该模块能大大节约人力，实现全自动化的温度环境下的测试。
本实用新型针对不同的待测温度传感芯片，需要有不同的时序提供。在平台测试之前，通过FPGA编写RTL代码得到我们所需的所有时序。通过简单的硬件设计搭载台，将生成的时序入搭载台上芯片对应的端口处，使被测芯片正常工作。取得测试温箱的通信协议后，设计程序，实现FPGA对温箱的自动温度控制。
接着通过FPGA编写RTL代码并借助外部DAC电路产生标准的正弦波激励输入给待测芯片，然后将待测芯片产生的信号返回给FPGA，储存在寄存器中。FPGA会进行相关处理，得出我们需要的参数并在LCD上显示出来。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.温度传感芯片测试电路，其特征在于：包括温控温箱及置于所述温控温箱内的FPGA模块、用于搭载待测温度传感芯片的待测芯片搭载模块、LCD显示模块、DAC电路、低通滤波电路；
所述温控温箱由所述FPGA模块控制进行待测温度传感芯片的测试温度调整；
所述FPGA模块通过所述待测芯片搭载模块为待测温度传感芯片提供测试时序，并通过所述DAC电路及低通滤波电路为待测温度传感芯片提供正弦信号；
所述LCD显示模块用于实现人机交互及测试参数的显示。
2.根据权利要求1所述的温度传感芯片测试电路，其特征在于：所述FPGA模块通过内置的ROM存储正弦波量化参数。
3.根据权利要求1所述的温度传感芯片测试电路，其特征在于：还包括一与所述FPGA模块连接按键模块，以便于调整所述FPGA模块为待测温度传感芯片输出的正弦信号。
4.根据权利要求1所述的温度传感芯片测试电路，其特征在于：所述温控温箱内还设置有一用于检测温控温箱内实时温度的标准温度传感器，该标准温度传感器与所述FPGA模块连接。
5.根据权利要求1所述的温度传感芯片测试电路，其特征在于：所述FPGA模块采用Altera DE2-115。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520295815.7U CN204556136U (zh) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | 温度传感芯片测试电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520295815.7U CN204556136U (zh) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | 温度传感芯片测试电路 |
Publications (1)
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| CN204556136U true CN204556136U (zh) | 2015-08-12 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN201520295815.7U Expired - Fee Related CN204556136U (zh) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | 温度传感芯片测试电路 |
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|---|---|
| CN (1) | CN204556136U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108061611A (zh) * | 2017-12-10 | 2018-05-22 | 北京工业大学 | 一种利用fpga嵌入式环形振荡器测量温度分布的装置和方法 |
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2015
- 2015-05-08 CN CN201520295815.7U patent/CN204556136U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN108061611A (zh) * | 2017-12-10 | 2018-05-22 | 北京工业大学 | 一种利用fpga嵌入式环形振荡器测量温度分布的装置和方法 |
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