光电测量系统、测量探头及其方法技术方案

本发明专利技术涉及用于测量电路的电气性质的系统、测量探头和方法，包括借助连接至该电路的测量探头测量该电气性质，将所测量的该电路的电气性质转换为光信号。该方法进一步包括发送该光信号，并且借助图像传感器接收该光信号，该图像传感器被配置为记录包括传送该光信号的测量探头的图像。该方法进一步包括对所记录的图像进行处理以便从所接收的光信号解码测量数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有测量探头的电气测量系统及其方法。本专利技术尤其涉及使用光信号传输测量数据的电气测量系统和测量探头。
技术介绍
在电路测试期间反复出现的问题是所感兴趣的信号的数目大于测量系统的可用测量通道的数目。因此，所有信号并非同时被记录，而是在测量完成之后以虚构蒙太奇(fictivemontage)的方式进行合并。另一种频繁遇到的问题是电路非常密集地填充了部件，这使得几乎不可能可靠地探测在物理上彼此接近地提供的信号。针对该问题的常见解决方案是利用专用探头卡，其具有以适用于DUT(被测设备)的几何配置进行排列的连接管脚。然而，这样的探头卡可能非常昂贵并且难以以可靠的方式进行探测。非常容易得到从DUT至探头卡的连接管脚的不良连接。为了实现良好测量，可以使用专用探针台。该专用探针台提供了用于固定探头卡和DUT的刚性机构，以及用于控制该探头卡并且使得连接管脚与DUT接触的精确致动器。该探针台在一些配置中可能非常昂贵。针对该测量问题的另一种解决方案是利用专用的测量机器人，其被配置为将测量探头移动至DUT上的不同位置。由于电路尺寸的减小，测量机器人需要非常精确，并且+/-50微米的精度经常是必需的。该解决方案受到若干因素的限制，作为示例，诸如机器人手臂的数目，另一个问题是与这样的专用测量机器人相关联的成本。已知测量系统所存在的另一个问题在于，测量系统的成本与所测量信号的数目以及电路的密度直接成比例。因此，为了监视诸如DC/DC转换器系统或现场可编程门阵列之类的现代电路，需要大量的测量通道并且测量系统变得非常昂贵。因此，存在对于有所改进的电气测量系统和方法的需要。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例的目标是解决以上所概况的问题中的至少一些。该目标以及其它目标通过根据所附独立权利要求的系统、测量探头和方法以及通过根据从属权利要求的实施例而得以实现。本专利技术提供了一种用于测量电路的电气性质的方法。该方法包括借助连接至该电路的测量探头测量该电气性质，并且将所测量的该电路的电气性质转换为光信号。该方法进一步包括发送该光信号，并且借助图像传感器接收该光信号，该图像传感器被配置为记录包括传送该光信号的测量探头的图像。该方法进一步包括对所记录的图像进行处理以便从所接收的光信号解码测量数据。本专利技术提供了一种用于测量可连接电路的电气性质的测量系统。该系统包括被配置为连接至该可连接电路的测量探头。该测量探头被配置为测量该电路的电气性质，并且发送作为光信号的关于该电气性质的信息。该系统进一步包括图像传感器，其被配置为记录从该测量探头所传送的光信号的图像。该系统进一步包括处理电路，其被配置为从该图像传感器接收所记录的图像并且控制该图像传感器。该处理电路包括用于控制该图像传感器记录图像以使得来自该测量探头的光信息被捕捉在该图像上的器件。该处理电路进一步包括用于处理所记录的图像以便从所接收的光信号解码测量数据的器件。本专利技术提供了一种测量探头，包括第一端子和第二端子。该测量探头进一步包括连接至该第一端子和第二端子的测量电路。该测量电路被配置为测量该电路的电气性质，并且将所测量的电气性质转换为光信号。该测量电路进一步包括用于发送该光信号的器件。示例性实施的优势在于提供了有所改进的测量方法和系统。某些实施例的优势在于可以对物理上彼此接近地提供的信号进行测量。某些实施例的优势在于板面校准可以不是必需的。某些实施例的优势在于可以不再需要用于具体板面布局的昂贵的专用探头台。某些实施例的优势在于可以同时对大量信号进行实时测量。附图说明在本专利技术实施例的以下描述中，将对附图加以参考，其中：图1是根据第一实施例的测量系统的示意性透视图；图2是示出第一实施例所执行的处理的流程图；图3是根据第二实施例的测量探头的电路图；图4是根据实施例的测量探头的电路图；图5是根据第五实施例的测量探头的电路图；图6是根据实施例的测量探头的电路图；图7是根据第九实施例的测量探头的透视图；图8是安装在表面安装设备上的根据第九实施例的测量探头的透视图；图9是根据第十实施例的测量探头的透视图；图10是安装在表面安装设备上的根据第十实施例的测量探头的透视图；以及图11是根据第十一实施例的测量探头的透视图。具体实施方式现在将在下文中参考附图对本专利技术进行更为全面地描述，附图中示出了本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术可以以许多不同形式来体现而并不应当被解释为局限于这里所给出的实施例；相反，这些实施例被提供以使得本公开将是全面且完整的，并且将向本领域技术人员完全传递本专利技术的范围。在附图中，同样的附图标记指代同样的要素。如下文中将要详细解释的，本专利技术已经设计了一种借助使用光信号发送测量结果的测量探头对印刷板组件(PBA)上的电信号进行测量的方式。第一实施例图1是根据本专利技术第一实施例的总体上表示为100的测量系统的透视图。在图1中，测量系统100包括测量探头102，其被配置为连接至印刷板组件(PBA)103上的电路。该PBA例如可以包括诸如DC/DC转换器、数字信号处理电路(DSP)、微处理器(uP)和射频功率放大器(RFPA)之类的电路。测量探头102被配置为测量该电路的电气性质，并且将关于所测量的电气性质的信息作为光信号进行发送。该测量系统进一步包括图像传感器101，其被布置在一个位置以使得所有感兴趣的测量探头102都处于该图像传感器101的视场之内。图像传感器101连接至处理电路105，后者可以包括处理器107和存储器106。处理电路105在一个实施例中可以连接至PBA103上用于接收触发信号的电路，在图1中被图示为线路108。测量系统100可以进一步包括显示单元109，其被提供为显示所测量的电气性质。该处理电路还可以包括通信电路，其允许处理电路发送测量结果并且从诸如计算机和其它测量设备之类的外部设备接收指令。测量探头102将所测量的电信号转换为相对应的光信号，后者从测量探头102进行发送。该光信号被图像传感器101所检测并且被中继至处理电路。该处理电路能够进行操作以记录测量探头102的图像以及从那里传送的光信号。处理电路105将所记录的图像转换为测量数据，后者可以在显示单元109上进行呈现。为了确定哪个测量探头102发送光信号，PBA103可以被提供以诸如十字准线104之类的基准标记。PBA103的其它特征可以被用作基准标记，诸如PBA边缘、部件等。处理电路105被配置为使用这些基准标记作为定位辅助以便确定测量探头102的位置。因此，在本申请中，该基准标记可以是PBA中可以被用于定位目的特征。图像传感器101在一个实施例中可以是被配置为在1帧每秒(fps)至1000000fps范围内获得图像的高速相机。该范围允许具有适当精度的测量。通过使用高速相机，可以实现所测量电气性质的实时监视。处理电路105可以在例如借助线路108从PBA103接收到触发信号后发起从光信号至测量的转换。其它触发信号可以被用来开始测量。另一种可变解决方案是利用来自测量探头102的光信号作为触发信号。在一个实施例中，该测量系统被配置为使用数字光信号和模拟光信号的组合。这在连同例如电压和电流的测量结果一起对状态信号进行监视的情况下可能是特别有用的。一些实施例的一种有利特征在于，大量测量探头能够同时发送信息，这给出了来自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量电路的电气性质的方法，包括：借助连接至所述电路的测量探头测量(201)所述电气性质；将所述电路的所测量的所述电气性质转换(202)为光信号；发送(203)所述光信号；借助图像传感器接收(204)所述光信号，所述图像传感器被配置为记录包括传送所述光信号的所述测量探头的图像；处理(205)所记录的所述图像以便从所接收的所述光信号解码测量数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量电路的电气性质的方法，包括：借助连接至所述电路的测量探头测量(201)所述电气性质；将所述电路的所测量的所述电气性质转换(202)为光信号；发送(203)所述光信号；借助图像传感器接收(204)所述光信号，所述图像传感器被配置为记录包括传送所述光信号的所述测量探头的图像；处理(205)所记录的所述图像以便从所接收的所述光信号解码测量数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括接收触发信号，并且在接收到所述触发信号后开始图像的所述记录。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述图像传感器(101)被配置为以从1fps上至10000000fps这一区间内的帧速率记录图像。4.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述光信号的所述发送包括对所述测量探头的发光二极管的控制。5.根据权利要求4所述的方法，其中对发光二极管的所述控制涉及将所述发光二极管分别切换为“开启”和“关闭”。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述发光二极管的所述切换以与所测量的所述电气性质的值相对应的频率被执行。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述发光二极管的所述切换被执行，以使得所述光信号的占空比对应于所测量的所述电气性质的值。8.根据权利要求4所述的方法，其中对所述发光二极管的所述控制涉及：控制从所述发光二极管发出的光的强度，以使得所述光的所述强度对应于所测量的所述电气性质的值。9.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述光信号包括被编码为所述光信号的颜色的关于所测量的所述电气性质的信息。10.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述电路在包括基准标记(104)的印刷电路板上被提供，其中所述基准标记(104)在图像分析中被使用以确定所述测量探头(102)在所述电路上的位置。11.一种用于测量可连接电路的电气性质的测量系统(100)，包括：测量探头(102)，被配置为连接至所述电路，其中所述测量探头(102)被配置为测量所述电路的所述电气性质以及发送作为光信号的关于所述电气性质的信息；图像传感器(101)，被配置为记录从所述测量探头(102)传送的所述光信号的图像；处理电路(105)，被配置为从所述图像传感器(101)接收所记录的所述图像并且控制所述图像传感器，其中所述处理电路(105)包括：用于控制所述图像传感器(101)来记录图像以使得来自所述测量探头(102)的光信息被捕捉在所述图像上的器件(107)；用于处理所记录的所述图像以便从所接收的所述光信号解码测量数据的器件(107)。12.根据权利要求11所述的系统，其中用于控制所述图像传感器(101)的所述器件(107)包括用于接收触发信号并且在接收到所述触发信号后开始图像的所述捕捉的器件。13.根据权利要求11或12中任一项所述的系统，其中所述图像传感器(101)是高速相机。14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中所述测量探头(102)包括发光二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·奥尔森，S·桑德尔，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE