專利名稱：電容測(cè)試方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)試方法及系統(tǒng)，具體而言，涉及一種電容測(cè)試方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
目前，在DUT(被測(cè))單板中，電容起到隔直流、去藕、濾波、整流等的作用，在整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起到關(guān)鍵的作用，因此在DUT單板中測(cè)試電容，就很重要，該測(cè)試可以獲知該電容是否損壞、是否符合使用要求，以防不符合使用要求降低系統(tǒng)的安全性、可靠性和一致性，甚至損壞被測(cè)單板。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的RC并聯(lián)電路示意圖，如圖1所示，該RC并聯(lián)電路(電阻電容并聯(lián)電路)位于一個(gè)成型的DUT單板中，為電阻R與電容C的并聯(lián)電路。同時(shí)，電容C在DUT單板中的應(yīng)用部分是以上述RC并聯(lián)電路的形式體現(xiàn)的，部分是以單獨(dú)電容的形式體現(xiàn)的。因此，在DUT單板中測(cè)試電容，尤其是在DUT單板的RC并聯(lián)電路中測(cè)試電容是很重要的。
相關(guān)技術(shù)中針對(duì)該電容的測(cè)試，可以通過激勵(lì)交流電壓，測(cè)試通過該電容的電流，進(jìn)而測(cè)試出該電容的電容值，但該方法不能測(cè)試150uF以上的大電容。
相關(guān)技術(shù)中針對(duì)150uF以上的大電容，包括單個(gè)大電容或者多個(gè)小電容并聯(lián)得到的大電容，可以通過激勵(lì)電流值恒定的直流電流，通過等間隔采樣得到不同時(shí)刻的電容兩端的暫態(tài)電壓值。并且，針對(duì)單獨(dú)電容的測(cè)試，由于上述電流值與暫態(tài)電壓值構(gòu)成線性關(guān)系，因此可以通過測(cè)試出這些等間隔采樣點(diǎn)的電容充電斜率，進(jìn)而測(cè)試出該電容的電容值。然而，針對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試，由于上述電流值與暫態(tài)電壓值并不構(gòu)成線性關(guān)系，如果通過上述同樣的方法進(jìn)行模擬測(cè)試，并不能準(zhǔn)確測(cè)試得到RC并聯(lián)電路中的電容值。


發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)在DUT單板測(cè)試電容時(shí)，不能準(zhǔn)確測(cè)試RC并聯(lián)電路中的電容的問題而提出本發(fā)明。為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種電容測(cè)試方法及系統(tǒng)，以解決上述問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電容測(cè)試方法，包括以下步驟激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路；在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n＝1，2，...，j，j＞1；采集；以及使用I、ucn、tn以及RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C。
優(yōu)選地，通過以下之一得到所述穩(wěn)態(tài)電壓值u0采集所述RC并聯(lián)電路的所述穩(wěn)態(tài)電壓值u0；u0＝R×I，其中，R為所述RC并聯(lián)電路的電阻值。
優(yōu)選地，采用下式計(jì)算電容C 其中j＞2。
優(yōu)選地， 以及 優(yōu)選地， 其中，tp和tq是從tn中任意選擇的兩個(gè)時(shí)刻，p不等于q，j大于優(yōu)選地， 聯(lián)立計(jì)算以下方程up＝kpqtp+b，uq＝kpqtq+b得到kpq，其中，b為常數(shù)； 通過計(jì)算得到Cpq；以及 優(yōu)選地，tn為等時(shí)間間隔的時(shí)刻。
優(yōu)選地，在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn的步驟包括 在時(shí)刻t1和t2分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值uc1和uc2；以及 優(yōu)選地， 聯(lián)立計(jì)算以下方程un＝ktn+b得到k，其中，b為常數(shù)，n＝1，2；以及 通過計(jì)算得到C。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電容測(cè)試系統(tǒng)，包括激勵(lì)裝置，用于激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路；第一采集裝置，用于在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n＝1，2，...，j，j＞1；以及計(jì)算裝置，用于使用I、ucn、tn以及RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C。
優(yōu)選地，計(jì)算裝置根據(jù)下式用于計(jì)算電容C 其中j＞2。
通過本發(fā)明，采用激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路；在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n＝1，2，...，j，j＞1；以及使用I、ucn、tn和RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C，解決了在DUT單板測(cè)試電容時(shí)，不能準(zhǔn)確測(cè)試RC并聯(lián)電路中的電容的問題，并提高電容測(cè)試的精確性、可靠性和一致性。



此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的RC并聯(lián)電路示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于RC并聯(lián)電路中電容測(cè)試系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的流程圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的應(yīng)用框圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于圖1中的RC并聯(lián)電路的采集時(shí)刻tn、暫態(tài)電壓值ucn以及穩(wěn)態(tài)電壓值u0相互關(guān)系的示意圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的流程圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的電壓替換值un及其線性回歸線的示意圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的應(yīng)用框圖； 圖9是根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的應(yīng)用框圖； 圖10是根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的流程圖。

具體實(shí)施例方式 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
系統(tǒng)實(shí)施例 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種RC并聯(lián)電路中電容測(cè)試系統(tǒng)。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于RC并聯(lián)電路中電容測(cè)試系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖，如圖8所示，包括激勵(lì)裝置20、第一采集裝置22、記錄裝置24、計(jì)算裝置26。下面對(duì)上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。
激勵(lì)裝置20，用于激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路。
第一采集裝置22，連接至激勵(lì)裝置20，用于在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n取1，2，...，j，j大于1。
記錄裝置24，連接至第一采集裝置22，用于記錄第一采集裝置22采集的每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn的采集時(shí)刻tn。
計(jì)算裝置26，連接至激勵(lì)裝置20、第一采集裝置22以及記錄裝置24，用于使用I、ucn、tn以及RC并聯(lián)電路中的u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C。
具體地，該計(jì)算裝置26用于計(jì)算 其中j大于2。
方法實(shí)施例 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電容測(cè)試方法。該方法通過上述電容測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該方法基于圖1的RC并聯(lián)電路，以電流值I恒定的直流電流通過該RC并聯(lián)電路，并假設(shè)加載在電容C上的電壓為uc。其中，該RC并聯(lián)電路中的R，可以指代某一個(gè)電阻元件，也可以指代能夠等效為電阻元件的一組電子元件。
圖3是根據(jù)本發(fā)明對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的流程圖，如圖3所示，該方法包括如下的步驟S302至步驟S308 步驟S302，通過上述激勵(lì)裝置20，激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路。
步驟S304，在激勵(lì)裝置20激勵(lì)直流電流通過RC并聯(lián)電路之后，通過上述第一采集裝置22，在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n＝1，2，...，j，j＞1，并通過上述記錄裝置24記錄第一采集裝置22采集的每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn的采集時(shí)刻tn。
步驟S306，通過上述計(jì)算裝置26，使用I、ucn、tn以及RC并聯(lián)電路中的u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C。
需要說明的是，在步驟S306計(jì)算電容C之前，需要獲得穩(wěn)態(tài)電壓值u0，該穩(wěn)態(tài)電壓值u0可以通過如下方式獲得。
(1)采集所述RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0。
(2)u0＝R×I，其中，R為RC并聯(lián)電路的電阻值。
下述實(shí)施例1和實(shí)施例2就描述了基于穩(wěn)態(tài)電壓值u0獲得方式(1)的方法，下述實(shí)施例3、實(shí)施例4和實(shí)施例5就描述了基于穩(wěn)態(tài)電壓值u0獲得方式(2)的方法。
下面分別從j大于2、j等于2兩種情況對(duì)步驟S306中的計(jì)算方式進(jìn)行描述。
(1)當(dāng)j大于2時(shí)，步驟S306可以通過如下的步驟①實(shí)現(xiàn)，該步驟①中的公式可由步驟②至⑤中公式組合推導(dǎo)得到。
①通過上述計(jì)算裝置26，計(jì)算 其中j大于2 ②計(jì)算 ③計(jì)算 ④計(jì)算 ⑤計(jì)算 優(yōu)選地，預(yù)先設(shè)置tn為等時(shí)間間隔的時(shí)刻，并在j個(gè)時(shí)刻tn采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，從而提高電容測(cè)試的精確性、可靠性和一致性。
(2)當(dāng)j大于2時(shí)，步驟S306還可以通過如下的步驟⑥實(shí)現(xiàn)，該步驟⑥中的公式可由步驟⑦至⑩中公式組合推導(dǎo)得到 ⑥計(jì)算 其中，tp和tq是從tn中任意選擇的兩個(gè)時(shí)刻，p不等于q。
⑦計(jì)算 ⑧聯(lián)立計(jì)算以下方程up＝kpqtp+b，uq＝kpqtq+b得到kpq，其中，b為常數(shù)。
⑨通過計(jì)算得到Cpq。
⑩計(jì)算 優(yōu)選地，預(yù)先設(shè)置tn為等時(shí)間間隔的時(shí)刻，并在j個(gè)時(shí)刻tn采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，從而提高電容測(cè)試的精確性、可靠性和一致性。
(3)當(dāng)j等于2時(shí) 在上述步驟S304中，首先在時(shí)刻t1和t2分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值uc1和uc2。然后通過如下的步驟

實(shí)現(xiàn)步驟S208中電容C的計(jì)算，其中，該步驟

可由步驟

至

中公式組合推導(dǎo)得到。


計(jì)算

計(jì)算

聯(lián)立計(jì)算以下方程un＝ktn+b得到k，其中，b為常數(shù)，n＝1，2。


通過計(jì)算得到C。
下述實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3就描述了基于計(jì)算方式(1)的方法，下述實(shí)施例4就描述了基于計(jì)算方式(2)的方法，下述實(shí)施例5就描述了基于計(jì)算方式(3)的方法。
綜上，上述對(duì)RC并聯(lián)電路中的電容采用的在線測(cè)試的方法，采用激勵(lì)電流值i恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路；在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n取1，2，...，j，j大于1；使用I、ucn、tn以及RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C，可以提高RC并聯(lián)電路中的電容測(cè)試效率。同時(shí)，還可以解決在DUT單板測(cè)試電容時(shí)，不能準(zhǔn)確測(cè)試RC并聯(lián)電路中的電容的問題，并提高RC并聯(lián)電路中的電容測(cè)試的精確性、一致性和可靠性。
需要說明的是，上述電容測(cè)試方法適用于大于150uF的大電容的測(cè)試，尤其適用于RC并聯(lián)電路中的電容采用單個(gè)大電容或多個(gè)小電容并聯(lián)之和為大電容的測(cè)試。
下面通過具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例1 圖4是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的應(yīng)用框圖，如圖4所示，基于可線性化的一元非線性回歸的RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法，本實(shí)施例分別兩次激勵(lì)相同的電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，并在第一次激勵(lì)時(shí)采集穩(wěn)態(tài)電壓值u0，在第二次激勵(lì)時(shí)采集暫態(tài)電壓值ucn并記錄采集時(shí)刻tn。本實(shí)施例包括如下的步驟S402至步驟S422。
步驟S402至步驟S406，對(duì)RC并聯(lián)電路激勵(lì)恒定電流I等待足夠長(zhǎng)的時(shí)間(電容越大，等待時(shí)間越長(zhǎng))，測(cè)得RC并聯(lián)電路中的穩(wěn)態(tài)電壓值u0。同時(shí)，通過穩(wěn)態(tài)電壓值u0以及恒定電流I獲得RC并聯(lián)電路中電阻R的值。
步驟S408至步驟S414，對(duì)RC并聯(lián)電路激勵(lì)同樣的恒定電流I，等待合適的若干采樣周期，采集該RC并聯(lián)電路中的暫態(tài)電壓值。將該暫態(tài)電壓值經(jīng)過抗混疊濾波器過濾，然后將該暫態(tài)電壓值進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(AD轉(zhuǎn)換)，并進(jìn)行等時(shí)間間隔采集，以得到ucn。同時(shí)，記錄采集該暫態(tài)電壓值ucn的時(shí)刻ti。
需要說明的是，等待若干采樣周期可以使整個(gè)系統(tǒng)免于測(cè)試系統(tǒng)上繼電器開關(guān)閉合的干擾并且有適合AD采樣的電壓值，其中，上述合適的若干時(shí)間周期通常為2RC至5RC，其中R為上述RC并聯(lián)電路中的電阻值，C為待測(cè)電容的估測(cè)值。
下面使用步驟S402至步驟S414采集的I、ucn、tn以及RC并聯(lián)電路穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C，該計(jì)算過程包括如下的步驟S416至步驟S422。
步驟S416，線性化非線性方程。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于圖1中的RC并聯(lián)電路的采集時(shí)刻tn、暫態(tài)電壓值ucn以及穩(wěn)態(tài)電壓值u0相互關(guān)系的示意圖，如圖5所示，曲線1為暫態(tài)電壓值ucn和采集時(shí)刻tn的關(guān)系線，隨著RC并聯(lián)電路中電流通過時(shí)間的增加，暫態(tài)電壓值ucn逐漸趨近于穩(wěn)態(tài)電壓值u0。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的流程圖，如圖6所示，當(dāng)激勵(lì)步驟S402中的電流值I恒定的直流電流通過圖1中所示的RC并聯(lián)電路時(shí)，其采樣期間的任意時(shí)刻的電路微分方程為 因此，RC并聯(lián)端電壓為 其中，ucn為暫態(tài)電壓值，tn為采集該暫態(tài)電壓值ucn的采集時(shí)刻，n取1，2，...，j，j大于1，u0為穩(wěn)態(tài)電壓值，R為該RC并聯(lián)電路中的電阻值，R＝u0/I，C為待測(cè)電容值，b為電容初始條件，即測(cè)試前電容殘留的電荷，b為常數(shù)。
通過變量替換將該非線性方程

變換為線性方程。
由于上述非線性方程

計(jì)算過程復(fù)雜，因此考慮通過變量替換引入其它變量，從而簡(jiǎn)化計(jì)算過程。
首先，令則 然后，令

即上述步驟②，從而計(jì)算得到線性方程un＝ktn+b。
其中，k為線性方程的斜率，

并且，un為無量綱變量，k的量綱為1/(歐姆×法拉)。
由此可見，通過上述的變量替換，把暫態(tài)電壓值ucn與tn的非線性方程化為un與tn的線性方程。
步驟S418，變換濾波后的采樣值。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓替換值un及其線性回歸線的示意圖，如圖7所示，各個(gè)圓點(diǎn)示意性的表示了以電壓替換值un為縱軸，以采集該電壓替換值un對(duì)應(yīng)的暫態(tài)電壓值ucn的采集時(shí)刻tn為橫軸的采樣點(diǎn)，直線2示意性的表示了根據(jù)上述采樣點(diǎn)擬合的線性回歸線。
需要說明的是，上述通過變量替換方法建立線性方程的方法并不是唯一的，只要能夠?qū)崿F(xiàn)將非線性方程轉(zhuǎn)換為線性方程的任何變量替換方法，都應(yīng)該納入本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。
步驟S420，利用線性回歸算法求出斜率k。
通過變量替換公式

可知，電容C和斜率k的關(guān)系是

同時(shí)，由于uo和I為已知，因此，要計(jì)算電容C只需要計(jì)算斜率k。
首先，利用

(0≤n≤m-1)，求出每個(gè)采樣值ucn對(duì)應(yīng)的變量替換值un。
然后，利用一元線性回歸模型對(duì)un進(jìn)行斜率的擬合，通過最小二乘法(線性回歸法)的如下公式計(jì)算

其中，




即，上述步驟③和步驟④。
需要說明的是，上述對(duì)線性方程的斜率k進(jìn)行擬合的方法并不唯一，最小二乘法只是其中的一個(gè)舉例，即其它任何能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線性方程的斜率k進(jìn)行擬合的方法，都應(yīng)該納入本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。
步驟S422，求出電容值。
通過

得到C，需要說明的是，電容C的計(jì)算公式

是與步驟S416中的變量替換的公式

相對(duì)應(yīng)的。
需要說明的是，本實(shí)施例也可以通過以下公式(即上述步驟①的公式)直接計(jì)算實(shí)現(xiàn)。
其中j大于2。
本實(shí)施例分別兩次激勵(lì)相同的電流值i恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，并在第一次激勵(lì)時(shí)采集穩(wěn)態(tài)電壓值u0，在第二次激勵(lì)時(shí)采集暫態(tài)電壓值ucn并記錄采集時(shí)刻tn，從而提高采集電壓精確性。
實(shí)施例2 圖8是根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的應(yīng)用框圖，如圖8所示，基于可線性化的一元非線性回歸的RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法，本實(shí)施例僅僅激勵(lì)一次電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，首先采集暫態(tài)電壓值ucn并記錄采集時(shí)刻tn，然后采樣得到RC兩端穩(wěn)態(tài)電壓值u0。本實(shí)施例包括如下的步驟S802至步驟S820。
步驟S802，對(duì)RC并聯(lián)電路激勵(lì)恒定電流I。
步驟S804至步驟S810與步驟S408至步驟S414相同。
步驟S812，采樣得到RC兩端穩(wěn)態(tài)電壓值u0。
步驟S814至步驟S820與步驟S416至步驟S422相同。
本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，采用一次激勵(lì)電流值i恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，先后采集每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn和穩(wěn)態(tài)電壓值u0，并在采集每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn的同時(shí)記錄其采集時(shí)刻tn。本實(shí)施例可以有效提高采集電壓的效率，從而提高電容測(cè)試的效率。
實(shí)施例3 圖9是根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例對(duì)RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的應(yīng)用框圖，如圖9所示，基于可線性化的一元非線性回歸的RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法，本實(shí)施例僅僅激勵(lì)一次電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，采集暫態(tài)電壓值ucn并記錄采集時(shí)刻tn。同時(shí)，本實(shí)施例通過u0＝R×I計(jì)算得到穩(wěn)態(tài)電壓值u0。本實(shí)施例包括如下的步驟S902至步驟S926。
步驟S902至步驟S906，激勵(lì)小電壓uM，采集RC兩端穩(wěn)態(tài)電流IM，通過R＝uM/IM計(jì)算得到電阻精確值R。
步驟S908至步驟S910，對(duì)RC并聯(lián)電路激勵(lì)恒定電流I，并通過u0＝R×I計(jì)算得到穩(wěn)態(tài)電壓值u0。
另外，步驟S912至步驟S926與步驟S408至步驟S422相同。
本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，采用一次激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，采集每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn，并在采集每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn的同時(shí)記錄其采集時(shí)刻tn。同時(shí)，本實(shí)施例通過預(yù)先測(cè)試得到的電阻精確值R計(jì)算得到穩(wěn)態(tài)電壓值u0。本實(shí)施例可以有效提高采集電壓的效率，從而提高電容測(cè)試的效率。
實(shí)施例4 本實(shí)施例基于一次激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，并采集兩個(gè)暫態(tài)電壓值uc1和uc2計(jì)算，從而提高電容測(cè)試的效率。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的RC并聯(lián)電路中電容的測(cè)試方法的流程圖，如圖10所示，包括如下的步驟S1002至步驟S1008。
步驟S1002激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路。
步驟S1004在時(shí)刻t1和t2分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值uc1和uc2。
步驟S1006通過u0＝R×I計(jì)算RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0。
需要說明的是，為了通過u0＝R×I計(jì)算u0，需要預(yù)先得到電阻的準(zhǔn)確值R，比如激勵(lì)較小電壓uM到RC并聯(lián)電路，測(cè)量穩(wěn)態(tài)通過電阻上的電流IM，并計(jì)算出電阻的阻值R＝uM/IM。本步驟可以預(yù)先進(jìn)行，而不限于在本測(cè)試過程中進(jìn)行。
步驟S1008通過

使用uc1、uc2、RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0、t1和t2計(jì)算C。
因此，聯(lián)立方程

和

可以計(jì)算得出

(即，上述步驟

中的公式)。
本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，采用一次激勵(lì)電流值i恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，先后采集每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn并計(jì)算穩(wěn)態(tài)電壓值u0，并在采集每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn的同時(shí)記錄其采集時(shí)刻tn。同時(shí)，本實(shí)施例僅僅采集兩個(gè)暫態(tài)電壓值uc1和uc2并計(jì)算。本實(shí)施例可以不降低很多精確性并有效提高采集電壓的效率，從而提高電容測(cè)試的效率。
實(shí)施例5 本實(shí)施例基于一次激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，并在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n取1，2，...，j，j大于2。
由于通過上述步驟

中的公式，采用j個(gè)采集點(diǎn)中任意兩個(gè)點(diǎn)ucp和ucq組合計(jì)算出的Cpq精確性較低，因此，考慮通過每?jī)蓚€(gè)采集點(diǎn)計(jì)算出Cpq，并計(jì)算其平均值。
步驟S1102激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路。
步驟S1104在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n取1，2，...，j，j大于2。
步驟S1106通過u0＝R×I計(jì)算RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0。
需要說明的是，為了通過u0＝R×I計(jì)算u0，需要預(yù)先得到電阻的準(zhǔn)確值R，比如激勵(lì)較小電壓uM到RC并聯(lián)電路，測(cè)量穩(wěn)態(tài)通過電阻上的電流IM，并計(jì)算出電阻的阻值R＝uM/IM。本步驟可以預(yù)先進(jìn)行，而不限于在本測(cè)試過程中進(jìn)行。
步驟S1108根據(jù)

(即，上述步驟

中的公式)，使用uc1、uc2、RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0、t1和t2計(jì)算C。
因此， 因此，C為Cpq的平均值

(即，上述步驟⑥中的公式) 本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，采用一次激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路，先后采集每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn并計(jì)算穩(wěn)態(tài)電壓值u0，并在采集每個(gè)暫態(tài)電壓值ucn的同時(shí)記錄其采集時(shí)刻tn。同時(shí)，本實(shí)施例通過每?jī)蓚€(gè)采集點(diǎn)計(jì)算出Cpq，并計(jì)算其平均值，提高了電容測(cè)試的效率和精確性。
需要說明的是，上述實(shí)施例排除了電容初始條件b對(duì)測(cè)試電容C的影響，即，測(cè)試前不需要大電容中剩余電荷為零，不必等待電容C的放電結(jié)束，從而提高電容測(cè)試的效率。
上述實(shí)施例通過線性化一元非線性回歸的算法對(duì)RC電路中電容進(jìn)行精確測(cè)試。該電容測(cè)試方法對(duì)電容采用在線測(cè)試，由于RC并聯(lián)電路中的電容C兩端的暫態(tài)電壓值ucn與采集該暫態(tài)電壓值ucn的采集時(shí)刻tn不能構(gòu)成線性關(guān)系，因此僅僅通過測(cè)試出這些采樣點(diǎn)的電容充電斜率，而不通過變量替換和線性擬合，是不能精確計(jì)算得到該電容的電容值的。
從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果 (1)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電容測(cè)試方法，避免了在DUT單板測(cè)試電容時(shí)，不能準(zhǔn)確測(cè)試RC并聯(lián)電路中的電容，從而提高RC并聯(lián)電路中的電容測(cè)試的精確性、一致性和可靠性。
(2)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電容測(cè)試方法，只是采樣充電某一時(shí)刻的電壓值，因而RC端電壓比較低，這樣提高測(cè)試效率并不會(huì)損害單板其它器件。
(3)通過使用線性回歸算法求出采樣值的斜率，使整體采樣點(diǎn)對(duì)斜率的偏差最小。
(4)線性化非線性RC并聯(lián)端電壓隨充電時(shí)間變化的方程，可以解決目前RC并聯(lián)電路中電容的在線測(cè)試測(cè)不準(zhǔn)的難題。
(5)本測(cè)試前不需要大電容中剩余電荷為零，可以縮短放電時(shí)間。
需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，提供了一種電容測(cè)試方法及系統(tǒng)。采用激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路；在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n取1，2，...，j，j大于1；使用i、ucn、tn以及RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C，可以提高RC并聯(lián)電路中的電容測(cè)試效率。同時(shí)，還可以解決DUT單板測(cè)試電容時(shí)，不能準(zhǔn)確測(cè)試RC并聯(lián)電路中的電容的問題，并提高RC并聯(lián)電路中的電容測(cè)試的精確性、一致性和可靠性。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各裝置或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電容測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟
激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路；
在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集所述RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n＝1，2，...，j，j＞1；以及
使用I、ucn、tn和所述RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到所述RC并聯(lián)電路中的電容C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容測(cè)試方法，其特征在于，通過以下之一得到所述穩(wěn)態(tài)電壓值u0
采集所述RC并聯(lián)電路的所述穩(wěn)態(tài)電壓值u0；
u0＝R×I，其中，R為所述RC并聯(lián)電路的電阻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容測(cè)試方法，其特征在于，采用下式計(jì)算所述電容C
其中j＞2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容測(cè)試方法，其特征在于
以及
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容測(cè)試方法，其特征在于
其中，tp和tq是從tn中任意選擇的兩個(gè)時(shí)刻，p不等于q，j大于2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容測(cè)試方法，其特征在于
聯(lián)立計(jì)算以下方程up＝kpqtp+b，uq＝kpqtq+b得到kpq，其中，b為常數(shù)；
通過計(jì)算
得到Cpq；以及
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電容測(cè)試方法，其特征在于，tn為等時(shí)間間隔的時(shí)刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容測(cè)試方法，其特征在于，在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集所述RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn的步驟包括在時(shí)刻t1和t2分別采集所述RC并聯(lián)電路的所述暫態(tài)電壓值uc1和uc2；以及
9.一種電容測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括
激勵(lì)裝置，用于激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路；
第一采集裝置，用于在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集所述RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n＝1，2，...，j，j＞1；以及計(jì)算裝置，用于使用I、ucn、tn和所述RC并聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到所述RC并聯(lián)電路中的電容C。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算裝置根據(jù)下式計(jì)算所述電容C
其中j＞2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電容測(cè)試方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟激勵(lì)電流值I恒定的直流電流通過RC并聯(lián)電路；在j個(gè)時(shí)刻tn分別采集RC并聯(lián)電路的暫態(tài)電壓值ucn，n＝1，2，…，j，j＞1；以及使用I、ucn、tn和RC并聯(lián)電路中的穩(wěn)態(tài)電壓值u0計(jì)算得到RC并聯(lián)電路中的電容C。本發(fā)明提高了電容測(cè)試的精確性、可靠性和一致性。
文檔編號(hào)G01R31/00GK101776722SQ20101012920
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月20日
發(fā)明者祝朝強(qiáng), 高雪平, 陳志坤 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司