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ATE测试机电源板卡——分辨率与精度

时间:2025-10-23 19:44来源:为测试技术点赞 ATE硬件研 作者:ictest8_edit 点击:

 

前面的文章都是在浅谈ATE测试机行业入门,说实话ATE测试机行业涵盖的内容太过广泛了,从今天起,我们将逐步聚焦在具体的资源板卡上,首当其冲的是电源板卡。后续文章,将站在一个VI源板卡硬件从业者(初学者)的角度,深入学习电源板卡的基础知识!


 

图1电源板卡学习路径
第一步:看得明白这些性能参数(Specifications,后面简称Spec)代表的意思;
第二步:如果手上有一块设计好的电源板卡,你应该如何测试和验证这些Spec,是否满足客户需求;
第三步:这些Spec是如何实现,每一项具体的电路图是如何实现的;
第四步:这些Spec如何改善,有哪些地方可能影响这些Spec;
第五步:这些参数指标是如何进行校准校验的;
第六步:这些参数如何实现自检的;
第七步:单板与整机的通信链路是如何建立的,系统架构是怎样的……;

后续的文章,将以这个路径为主线,逐步开展下去!我现在也只有一个大的主线,每个主线下面的具体分支,希望能细化到具体电路框图,甚至电路图,更有可能能细化到元器件参数就更好,比如,ADC,DAC应该如何选型。实际我们这个内容,能否达到这个维度,还看实际落地情况。

无论对于ATE行业,还是我现在具体从事的VI源板卡硬件设计,我都是一个初学者(less than one year),并不是脑袋里已经有东西,现在慢慢整理,慢慢输出。而是,边学边输出,甚至以输出带动输入(Output is the best input)。

可能有朋友会提出一个疑问,作为一个一线工作者,平时工作已经很忙,有许多杂物事情要处理。哪有时间来规划学习路线,并主动学习呢?我表示赞同这个说法,硬件相对于软件确实有太多的杂物事要处理,除了正常的业务工作,还有许多非业务工作,比如还要和采购,生产,客户和供应商采打交道,甚至很多人都认为做硬件设计就是打杂的角色。

不得不说,我们确实每天被淹没在无尽的工作中,但正如《高效能人士的七个习惯》中说的,高效能人士应聚焦于第二象限(重要但不紧急),而非被紧急事务支配。如果回顾每天的工作,真正重要的事情并不多,在工作中需要甄别哪些事情重要,哪些事情不重要。比如,如果我们在一家流程,制度都很成熟,完善的公司,可能原本很简单的事情,都要走许多流程,填许多表格,这些事情都是管理者站在公司层面,去规范大家的行为,保证产品质量。但作为个体,我认为这些非业务的流程,制度或者要求,能少花一分钟,就绝不用30秒。

正如做电路设计一样,一定要想办法减少底噪,提高信噪比。但前提是你必须知道有用的信号在哪个频段。我们规划出这个目标,就是想明确有用信号频率,滤除杂波干扰,提高学习效率!当然,我们现在做的这个目标路径不一定是最优的,随着更深入了解,需要事实地调整目标路径。

下面开始我们第一步:看得懂Spec

以爱德万的V93000举例,电源板卡也就是DPS板卡(Device Power Suplly),
DPS128是Smart Scale测试头的主流DPS板卡。
DPS:代表电源板卡;
128:代表通道数,就是能够提供128个电源通道独立输出;
后缀HC:High Current,大电流;
后缀HV:High Voltage,高电压;
比如DPS128HC,就表示有128个独立通道的大电流电源板卡;

 

DPS64HC,就表示有64个独立通道的大电流电源板卡。这里的大电流,高电压具体是多大的电流,多高的电压就还要看具体的Spec。

如下图所示:大电流板卡最大单通道支持1A电流,但输出电压范围相对高电压板卡就窄一些,高电压板卡最大单通道仅支持0.2A,但电压输出范围更好。

 

 
图2-DPS128基础参数
客户可以根据自己的测试要求,来选择合适的板卡。下面以DPS128HV板卡Spec来介绍。


电压参数


 

图3-DPS128电压参数指标

电压参数分为2个大类,一是Force电压,二是Measure电压,一个作为电压源的参数,一个作为电压表的参数,也就是FVMV功能。
Range:输出范围为-6V—15V,这个很好理解;

Resolution:分辨率为500uV,是指该电压源可以输出电压最小可以按照500uV的步进来改变,比如设定输出为1.0325V是可以的,如果要设定为1.0321V是不可以的,因为分辨率达不到。可以设定的电压步进只能是1.0320V、1.0325V、1.0330V这样改变。

Accuracy:精度为±5mV,是指输出的电压精度,与真实值进行对比,偏差在±5mV以内。该真实值是通过第三方精度更高仪器来做判断的,比如8位半万用表。
 
这里有人可能有个疑惑?为啥分辨率有0.5mV,但精度却只有5mV。是的,这就是高分辨率,但精度低,它的优势时可以检测或者控制输出微小变化,但结果不一定可靠(如显示1.0325V,但实际可能是1.0332V)。

下面总结分辨率与精度的定义与区别

(1) 分辨率(Resolution)

● 定义:设备能够显示或输出的最小电压/电流变化量(即“步长”)。
例如:DPS128的分辨率为500uV,表示它可以以500uV 为步长调整输出电压。
● 特点:
由设备的ADC/DAC位数(如16位、24位)决定,属于硬件固有特性。
 分辨率高 ≠ 测量准确,仅代表“能分辨多小的变化”。

(2) 精度(Accuracy)

● 定义:设备输出或测量的电压/电流值与真实值之间的最大偏差,通常以百分比 ± 固定误差表示。
例如:精度为 ±0.1% + 2mV,表示:
若设定输出10V,实际值可能在 10V ± (0.1%×10V + 2mV) = 9.988V~10.012V 之间。
● 区别:
分辨率是理想值,精度是实际值:
● 分辨率仅代表设备“理论上”能分辨的最小变化,但实际输出/测量时,会受噪声、温漂、校准误差等因素影响,导致真实值偏离理想值。
● 精度由硬件设计(基准源、温漂、噪声等)和校准水平共同决定。精度是系统性误差的总和,直接影响测试结果的可靠性。



今天,就聊到这里,下次我们再聊电源板卡的其他参数!
 
 
 
 
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