自动测试设备加流测压及加压测流的设计

 　　4．2 箝位的实现

　　本电路可通过程序设定的箝位电压或电流值进行限压或限流保护，当电路检测到的电压或电流超过设定值时，即进行电路的自保护。自保护过程如下：加流测压时，控制箝位DAC的输入值和改变量程电阻，设定输出箝位电压，然后把加流模式切换到加压模式，所测电压值返回箝位电压值。加压测流时，将量程电阻切换到最大量程，把加压模式切换到加流模式，通过控制箝位DAC的输入值和改变量程电阻，输出所设定的箝位电流，所测电压流返回箝位电流值。

　　4．3 量程计算

　　测试不同的电压或电流值需要不同的量程值，才能保证测试结果的准确性。故需要在测试前进行量程选择，量程的选择可通过程序实现。

　　加压测流时量程选择的计算公式为：

　　式中，MAX_V主运放的最大输出电压，FV为所施加的电压值，Ri为设定的箝位电流值，RF为量程电阻。实际取的Rf值取计算出的Rf的向下一个级数(如：如果计算出的Rf=1．6k，则实取的R应为1k(如果下一级数为1k)。

　　加流测压时量程选择的计算公式为：

　　式中，MAX_V为主运放的最大输出电压，Rv为设定的箝位电压值，Fi所施加的电流值，Rf为量程电阻。实际取的Rf值取计算出的Rf的向下一个级数。

　　5 电路的改进

　　本电路中，输出端与负载直接相连，在测试小电阻时，会由于线损而产生测试误差，故在实际设计中，输出端与负载的相连可采用开尔文电桥接法，负载两端采用四线连接(电路输出的两端各以一对“施加线”和“传感线”连接负载)。

　　6 实验结果

　　实际测试中，运放可以选择低失调电压和低温漂的高精度运放，例如OP07。采样电阻使用低温漂2ppm、0．01％的高精度电阻。运放电源采用双24V电源，电流扩展电路用双36V电源，则本电压电流源的加压范围可从0V到21V，加流范围从0mA到200mA。电压测量和电流测量的精度大于0．1％(DAC和ADC均为16位数据位)。实验结果表明，电压电流源施加和测量速度快，精度高，适用于集成电路参数的快速检测。