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設計內含微控制器的測試站時(shí)，經(jīng)常會(huì )碰到測試電壓超過(guò)微控制器允許最高輸入電平的情況。例如，如果某個(gè)微控制器使用5V電源，則最大輸入信號也應是5V。測試超過(guò)5V的電壓時(shí)，你可能會(huì )考慮用分壓器降低電壓。但是，分壓器可能會(huì )影響DUT （被檢設備）。因此，信號調理器需要有高輸入阻抗。另外，盡管測到的信號會(huì )有一些波動(dòng)，信號調理器輸出信號應與微控制器邏輯電平匹配。 通過(guò)調理器，還可以使用常規的微控制器輸入引腳，而不是ADC引腳。 工程師們經(jīng)常使用非反相運放來(lái)將信號電壓引入線(xiàn)路。但是，多數運放差分輸入電壓范圍是與其電源電壓匹配的，因此，需要另一個(gè)電壓較高的電源，還需要幾個(gè)額外的電阻來(lái)將運放輸出降壓到微控制器電平。此外，輸出要隨測得的輸入信號變化，所以，需要在微控制器進(jìn)行模數轉換。 一個(gè)更好的方法是采用電壓中繼器配置（圖1）中的小信號MOSFET。這里可以選用On Semiconductor公司的BS107A。MOSFET的柵極到源極部分可以認為是一個(gè)約60 pF 的電容。為了在沒(méi)有接DUT時(shí)將其放電，在柵極和接地間連接一只約1 MΩ電阻。另外，輸入電壓應高于3V 的MOSFET柵極閾值直流電壓VTHR，但應低于20V的最高額定柵-源直流電壓VGS。在該圖中，輸出電壓從來(lái)不會(huì )超過(guò)電源電壓，而且只要是在飽和區，輸入電壓的變化就對輸出沒(méi)有影響。這種方法有一個(gè)缺點(diǎn)，就是所用晶體管數目必須與DUT中測試點(diǎn)數目一樣多。 另一個(gè)很好的選項是使用任何二電壓或四電壓比較器�？梢允褂肗ational Semiconductor的LM393，因為它便宜且容易購到。圖2 顯示了一個(gè)有幾個(gè)元件的簡(jiǎn)單配置。5V 電源電壓充當正閾值電壓。對于低于5V的輸入信號，輸出為5V。如果輸入信號超過(guò)5V，輸出電壓降到0V。電阻 R1 將LM393開(kāi)放集電極與電源電壓聯(lián)通。 有時(shí)，不希望有零輸出信號。電壓中斷、焊點(diǎn)有缺陷或者測試裝置里有斷線(xiàn)都會(huì )產(chǎn)生零輸出信號。有被測信號時(shí)使用邏輯高電平，無(wú)信號時(shí)則使用邏輯低電平。粗看起來(lái)，這樣只是將比較器輸入引腳切換了一下，用閾值電壓就可以實(shí)現可用的方法。但是，這種想法并不正確，因為只要其他電壓保持在共模范圍內，正輸入電壓就可能超過(guò)電源電壓。LM393共模輸入電壓上限比3.5V電源電壓低1.5V。因此，應該使用R2和R3構成的分壓電路來(lái)獲得閾值電壓（圖3）。 |
