基于NuDAQ卡的電話撥號芯片測試系統 (2003.04.11)

目的
提供一個測試系統，對電話撥號芯片進行電氣、功能測試


解決方案
用PCI-7248配合外部電路對撥號芯片提供測試用電壓、電流信號，以及模擬按鍵信號；用PCI-9112對芯片的響應信號進行采樣，并加以評估


詳細介紹
本測試系統的目的是在于對某種電話撥號芯片進行引腳電信號檢測、雙音多頻撥號信號性能檢測，作為芯片出廠檢測用。目前國內尚無此類產品，而進口產品存在成本高、測試速度慢等缺點。

1. 測試系統簡介
測試系統主要分為兩個功能：芯片管腳完整性檢測和雙音多頻信號檢測。
我們知道，集成塊的管腳要么表現為阻性，要么是容性，或者是三極管。通過加給管腳加適當的電信號(電壓/電流)，測量該管腳對電信號的反應就可以知道管腳是否損壞。
該撥號芯片是采用1.2um CMOS工藝制作的集成電路，可向程控交換機發出雙音多頻或脈沖撥號信號。雙音多頻信號是指在音頻狀態按數字鍵時，該數字鍵對應的行和列分別發出兩組不同頻率的正弦信號，這兩組信號(行組和列組)疊加后組成雙音多頻信號在音頻端輸出。

2. 管腳完整性檢測
采用自搭外電路，構成電壓源和電流源，對于不同的管腳利用PCI-7248產DO信號，控制電子開關，實現對不同的管腳分別加以不同的源，用PCI-9112采集管腳的響應信號，加以判斷。

3. 雙音多頻信號的檢測
利用PCI-7248卡的DO信號進行模擬撥號，用PCI-9112對芯片音頻端輸出的信號進行采樣，并加以判斷。
對雙音多頻的功能判斷主要指標有：雙音頻的頻率、輸出電壓(RMS)、預加重、雙音多頻失真、直流輸出電平等。為快速、方便地得到各項參數，我們選用快速傅立葉變換(FFT)算法。鑒于行頻、列頻的最高頻率近1.5kHz，而且要計算諧波失真，我們把采樣頻率定為10kHz，限于雙音多頻的發送脈沖，只采樣1000點，采用1024點FFT (補零)。為了避免采樣截斷效應造成誤差，采用漢明窗進行時域加權。采樣的原始波形、FFT變換后的波形見下圖。

3.1 頻率測量
采樣頻率為10kHz，做1024點實FFT可以得到512根譜線，譜線間距約為20Hz。如果采用傳統的計算最高點譜線作為信號頻率的話顯然精度太低。經過計算和實驗發現，加窗后的最高譜線與次高譜線的高度關系與頻率有必然的聯系。于是用這種方法來進行頻率計算，誤差在2Hz以內。

3.2 輸出電壓(RMS)
由于信號是疊加在一個直流電平上的，這個輸出電壓的計算要去除直流分量。采用FFT得到的頻域信號，把行頻峰值內能量與列頻峰值內能量相加即為總能量，開方后即得到輸出電壓(RMS值)。

3.3 預加重
統計行頻峰值內的能量與列頻峰值內的能量，這兩個能量的比值的對數乘以10即為預加重的值。

3.4 雙音多頻失真
這個計算與預加重很象，只是改為用所有諧波能量除以(行頻能量+列頻能量)。

3.5 直流輸出電平
對原始信號進行平均即得到直流電平。

結論
該系統已正式投入使用，得到用戶的一致好評，認為該系統測試速度快，操作方便。且該系統稍作改動后形成的手機測試系統也已投入使用。

----凌華科技供稿