基于NuDAQ卡的电话拨号芯片测试系统

基于NuDAQ卡的电话拨号芯片测试系统 (2003.04.11)

目的
提供一个测试系统，对电话拨号芯片进行电气、功能测试


解决方案
用PCI-7248配合外部电路对拨号芯片提供测试用电压、电流信号，以及模拟按键信号；用PCI-9112对芯片的响应信号进行采样，并加以评估


详细介绍
本测试系统的目的是在于对某种电话拨号芯片进行引脚电信号检测、双音多频拨号信号性能检测，作为芯片出厂检测用。目前国内尚无此类产品，而进口产品存在成本高、测试速度慢等缺点。

1. 测试系统简介
测试系统主要分为两个功能：芯片管脚完整性检测和双音多频信号检测。
我们知道，集成块的管脚要么表现为阻性，要么是容性，或者是三极管。通过加给管脚加适当的电信号(电压/电流)，测量该管脚对电信号的反应就可以知道管脚是否损坏。
该拨号芯片是采用1.2um CMOS工艺制作的集成电路，可向程控交换机发出双音多频或脉冲拨号信号。双音多频信号是指在音频状态按数字键时，该数字键对应的行和列分别发出两组不同频率的正弦信号，这两组信号(行组和列组)叠加后组成双音多频信号在音频端输出。

2. 管脚完整性检测
采用自搭外电路，构成电压源和电流源，对于不同的管脚利用PCI-7248产DO信号，控制电子开关，实现对不同的管脚分别加以不同的源，用PCI-9112采集管脚的响应信号，加以判断。

3. 双音多频信号的检测
利用PCI-7248卡的DO信号进行模拟拨号，用PCI-9112对芯片音频端输出的信号进行采样，并加以判断。
对双音多频的功能判断主要指标有：双音频的频率、输出电压(RMS)、预加重、双音多频失真、直流输出电平等。为快速、方便地得到各项参数，我们选用快速傅立叶变换(FFT)算法。鉴于行频、列频的最高频率近1.5kHz，而且要计算谐波失真，我们把采样频率定为10kHz，限于双音多频的发送脉冲，只采样1000点，采用1024点FFT (补零)。为了避免采样截断效应造成误差，采用汉明窗进行时域加权。采样的原始波形、FFT变换后的波形见下图。

3.1 频率测量
采样频率为10kHz，做1024点实FFT可以得到512根谱线，谱线间距约为20Hz。如果采用传统的计算最高点谱线作为信号频率的话显然精度太低。经过计算和实验发现，加窗后的最高谱线与次高谱线的高度关系与频率有必然的联系。于是用这种方法来进行频率计算，误差在2Hz以内。

3.2 输出电压(RMS)
由于信号是叠加在一个直流电平上的，这个输出电压的计算要去除直流分量。采用FFT得到的频域信号，把行频峰值内能量与列频峰值内能量相加即为总能量，开方后即得到输出电压(RMS值)。

3.3 预加重
统计行频峰值内的能量与列频峰值内的能量，这两个能量的比值的对数乘以10即为预加重的值。

3.4 双音多频失真
这个计算与预加重很象，只是改为用所有谐波能量除以(行频能量+列频能量)。

3.5 直流输出电平
对原始信号进行平均即得到直流电平。

结论
该系统已正式投入使用，得到用户的一致好评，认为该系统测试速度快，操作方便。且该系统稍作改动后形成的手机测试系统也已投入使用。

----凌华科技供稿