[发明专利]一种用于信号采集板的测试校准板及其校准和测试方法

说明书

本发明提供一种用于信号采集板的测试校准板及其校准和测试方法。使用中，下方是待校准和测试的信号采集板，上方是测试校准板。测试校准板插接在等待测试校准的信号采集板上。完成一块信号采集板的校准和测试后，分离信号采集板和测试校准板。再换一块信号采集板插在下方进行测试和校准。以此类推。生产线上测试校准板是重复使用的，当生产任务多的时候，可以使用多块测试校准板同时进行。本校准和测试方法包括信号采集板上示波器功能的匹配校准、信号采集板上示波器功能的幅度校准、信号采集板上信号源功能的幅度校准。本方法校准完全自动化，产品设计不需要高精度的元件，避免了人工校准带来的误差。

技术领域

本发明涉及采集板测试领域，尤其涉及一种用于信号采集板的测试校准板及其校准和测试方法。

背景技术

采集板上有多个运算放大器芯片来实现信号到ADC芯片之间的转换。由于放大器的芯片特性以及外围电阻的精度误差，实际电路存在跟理论设计上的偏差。如果对这种偏差不校准，则会大大降低采集板的精度。例如电阻误差导致的运算放大器增益误差，使采集卡测试信号的交流峰峰值出现精度问题。寄生电容的存在导致信号的幅度随频率发生衰减。运放自身的零偏，导致采集卡测试直流出现错误。ADC自身的转换斜率误差则会使采集卡测试信号的交流和直流时都会出现问题。

对于这种电路误差的校准，目前一般的做法有两种，一种是选用高精度的运算放大器，高精度ADC和高精度电阻，这样可以提高精度，但是带来成本的大幅度提升。另一种是用可变电阻器电容器，人工来调节电路的增益、零偏和补偿电容，这样费时费力，并且由于人工读数的误差，校准效果也不是很理想。因此，研发一种针对信号采集板的测试校准板及其校准和测试方法是个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决以上技术问题，提供一种用于信号采集板的测试校准板及其校准和测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于信号采集板的测试校准板，包括测试校准板，所述测试校准板包括模拟插座连接器、可变增益放大单元、电机单元、模拟开关阵列、高精度直流电源和数字插座连接器，所述模拟插座连接器分别与电机单元、模拟开关阵列、可变增益放大单元电连接，所述模拟开关阵列分别与可变增益放大单元、高精度直流电源电连接，所述数字插座连接器分别与电机单元、模拟开关阵列、高精度直流电源和可变增益放大单元电连接。

进一步的，所述电机单元包括第一步进电机、第二步进电机、第一电机驱动芯片(DRV8833)和第二电机驱动芯片(DRV8833)，所述第一电机驱动芯片与第一步进电机电连接，所述第二电机驱动芯片与第二步进电机电连接。

进一步的，所述第一步进电机和第二步进电机的电机轴均分别与一个一字型的螺丝刀头通过刀头后端的弹簧相连，IO发送控制信号给第一电机驱动芯片和第二电机驱动芯片，经过驱动芯片后可以调节步进电机的正转或者反转。信号采集板上待调节的可变电容通过一字型的螺丝可以旋转，正转可以增加电容值，反转可以减小电容值，从而实现调节电容值。

进一步的，所述模拟开关阵列包括多路模拟开关(优选四路模拟开关)，所述模拟开关的型号为SN74HCT4052。

进一步的，所述可变增益放大单元包括高精度放大器(OPA2180)和模拟开关(TS12A4516)，所述高精度放大器与模拟开关阵列中的第三模拟开关电连接。

进一步的，所述模拟插座连接器包括电源针脚、示波器针脚、信号源针脚，所述电源针脚分两路，一路与电机单元中的电机驱动芯片电连接，另一路通过电阻求和后与模拟开关阵列中的第二模拟开关电连接，所述示波器针脚与模拟开关阵列中的第一模拟开关电连接，所述信号源针脚与可变增益放大单元中的高精度放大器电连接。

进一步的，所述数字插座连接器包括IO输入针脚和IO输出针脚，IO测试时，IO输入针脚和IO输出针脚通过自环走线电连接。