连续断开感测引线检测系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种连续断开感测引线检测系统（“CBSLDS”），用于与开尔文连接受测器件（“DUT”）、电源、和配置成提供周期性激发电压的检测系统激发器一起使用。该CBSLDS被配置成在与DUT信号通信的第一感测引线、第二感测引线或两者中检测不连通性。该CBSLDS包括第一变压器、第二变压器、第一DC阻断器、第二DC阻断器、第一检测模块、和第二检测模块。
【专利说明】连续断开感测引线检测系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型一般涉及电路测试系统，尤其涉及开尔文（Kelvin)感测系统。
【背景技术】
[0002] 开尔文连接(也称为"开尔文感测"、"四端子感测"、"四线感测"或"四点探针"）经 常被用在精密仪器应用中以消除电极阻抗对测量保真度的影响。一般说来，开尔文连接是 利用单独的载流和电压感测电极对来作出比传统双端子感测技术更精确的测量的电阻抗 测量技术。
[0003] 作为一个例子，如图1所示，如果用户希望测量与欧姆表100相差相当远距离的某 个部件的电阻，则这种情形会产生问题，因为欧姆表1〇〇测量电路环路102中的所有电阻， 包括将欧姆表100与正在测量的部件R Subjec;tl〇8 (也称为"受测器件"或"DUT"）连接的导线 (即，从欧姆表100到部件的电极)的电阻RWi, el〇4和106(也称为强制引线电阻、强制引线阻 抗、电极阻抗、或阻抗U。换句话说，欧姆表100测量的电阻等于电阻tW e104、RSubjeet108、 和RWi,e106的组合。
[0004] 在这个例子中，导线电阻可能很小(每数百英尺只有几欧姆，主要取决于导线的规 格(尺寸)），但如果连接导线(也称为电极或强制引线）110和112很长和/或要测量的部件 R Subjertl〇8具有很小电阻，则导线电阻RWiMl〇4和RWiM106引入的测量误差可能是相当大的。
[0005] 类似地，如果取代欧姆表106,用户利用电源(未示出)和电压表(未示出）来测量电 阻1^104、1^_108、和1^106的组合两端的电压（￥-114)，贝1]测量电压￥^_ (1114包 括导致测量电压VMeasured114的电压误差的强制引线阻抗RWiie104和R Wiie106两端的电压降。
[0006] 开尔文感测技术通过利用将四个端子与DUT连接的电流表和电压表消除了这些 问题。由于电阻等于电压除以电流，所以DUT的电阻可以通过测量流过它的电流和跨过它 的电压降来确定。转到图2,图中示出了典型的已知开尔文连接。在这个例子中，仪器200 被显示成包括电源202、电流表204、和测量DUT208两端的测量电压V Measmed206的电压表(未 示出）。仪器200经由一对强制引线210和212 (S卩，导线或电极)和感测引线（S卩，也是导线 或电极)214和216与DUT208连接。强制引线210和212包括显示成R FOTee218和220的强 制阻抗（即，导线电阻)。在这个例子中，信号路径210和212被称为强制引线，因为它们是 强制电流222从电源202流到DUT又流回到电源202的信号路径，其中强制电流222由电 源202产生。强制引线210和212也可以可交换地称为导线或电极。信号路径214和216 被称为感测引线，因为它们是电压表(未示出）用于感测（即，测量）DUT280两端的测量电压 的信号路径。与强制引线类似，感测引线214和216也可以可交换地称为导线或电极。
[0007] 在一个操作例子中，仪器200利用电源202产生引向DUT208的强制电流222。强 制电流222在电路中的所有点上都是相同的，因为这是串联环路。由于测量电压V Mea_d206 是DUT208两端的，所以这种做法省去了测量强制阻抗RFOTee218和220两端的任何电压降， 没有强制引线阻抗R F_e218和220引入的任何误差地得出测量电压VMeasured206。
[0008] 不幸的是，利用已知开尔文连接配置作出测量带来的问题是保证感测引线适当地 与DUT连接。这在复杂自动测试系统或利用带有易偶尔出现接触不良的连接器或弹簧针的 附件的系统中是特别令人担心的。由于DUT电压一般是未知的，所以不能可靠性地从感测 引线电压测量值中推断感测引线连通性。
[0009] 已经有一些已知尝试想解决这个问题。一种做法是强制DC电流进入测量测试仪 器中的感测引线电压的差分放大器的求和结点中。根据出现在差分放大器的输出端上的所 得电压的测量值，可以推断开路感测引线(之一或两者)，其中术语"开路感测引线"或"开 路感测引线状况"一般指断开或不连续感测引线。但是，这种方案只在DUT上没有电压的 时候工作，因此在检测过程中必须禁用测试仪器中的电源。这意味着使用这种做法不能在 整个测试过程中连续地核实连通性，而只能在开始之前或在测试期间禁用电源的特定时间 上。美国加利福尼亚州圣克拉拉安捷伦科技公司（Agilent Technologies, Inc.，of Santa Clara, California)生产的66300系列电源利用了这种做法。
[0010] 在另一种做法中，系统通过每个感测和强制引线对发送变压器耦合方形电流脉冲 (由微处理器根据用户请求生成)，并将每个导线对两端的电压响应与阈值相比较。但是，与 上述的做法类似，这种做法不允许连续检测开路感测引导状况。此外，这种做法可能易于在 DUT电压，测量的感测电压(尤其当强制引线、感测引线、或两者都很长时)，或两者中产生可 观察的脉冲。另外，这种做法在一般由强制引线电流迅速变化引起的巧合大瞬时强制引线 电压的情况下，可能对假阳性和假阴性事件检测敏感。颁发给Fasnacht等人的发明名称为 "Test Contact Connection Checking Method and Circuit (测试触点连接检验方法及电 路)"的美国专利第5, 886, 530号利用了这种做法。
[0011] 在 申请人:为 Schwartz 的发明名称为 "High Current Kelvin Cnnection and Contact Resistance (大电流开尔文连接和接触电阻)"的美国专利申请第2011/0309847 中描述了另外一种做法。在这种做法中，系统利用通过方波电压源(在推挽安排中）激发的 中心抽头变压器强制电流通过一对连线以核实连通性。使用正在作出接触电阻测量时闭合 的开关将连线与变压器耦合。变压器的初级是中心抽头的，并测量通过这个共有的中心抽 头的电流，这使得可以推断接触电阻。与上述的做法一样，这种方案不允许在测试期间检测 开路感测状况，因为系统有可能中断测试激发、测量、或两者。
[0012] 这样，在技术上需要允许在开尔文连接仪器中作出连续断开感测引导检测的系 统。
【发明内容】
[0013] 本文公开了一种连续断开感测引线检测系统("085〇^")，用于与开尔文连接受测 器件("DUT")、电源、和配置成提供周期性激发电压的检测系统激发器一起使用。该CBSLDS 被配置成在与DUT信号通信的第一感测引线、第二感测引线、或两者中检测不连通性。
[0014] 该CBSLDS包括第一变压器、第二变压器、第一 DC阻断器、第二DC阻断器、第一检 测�？�、第二检测�？�。第一变压器与DUT和检测系统激发器信号通信，以及第二变压器与 DUT和检测系统激发器信号通信。第一 DC阻断器与第一变压器和DUT信号通信，以及第二 DC阻断器与第二变压器和DUT信号通信。第一检测�？橛氲谝槐溲蛊骱图觳庀低臣し⑵餍� 号通信，以及第二检测�？橛隓UT和检测系统激发器信号通信。
[0015] 第一检测�？楸慌渲贸陕瞬ɡ醋缘谝槐溲蛊鞯牡谝环瓷涞缪剐藕牛谝环瓷涞� 压信号与预定阈值电压信号相比较，以及响应第一反射电压信号与预定阈值电压信号的比 较确定第一感测引线中的不连通性。类似地，第二检测�？楸慌渲贸陕瞬ɡ醋缘诙溲蛊� 的第二反射电压信号，将第二反射电压信号与预定阈值电压信号相比较，以及响应第二反 射电压信号与预定阈值电压信号的比较确定第二感测引线中的不连通性。
[0016] 在一个操作例子中，该CBSLDS执行包括如下步骤的方法：将周期性激发电压信号 注入第一变压器和第二变压器两者中，其中该周期性激发电压信号具有激发周期；以及接 收来自第一变压器的第一反射电压信号和来自第二变压器的第二反射电压信号。该方法进 一步包括将第一反射电压信号和第二反射电压信号两者与预定阈值电压信号相比较。此 夕卜，该方法还包括响应第一反射电压信号与预定阈值电压信号的比较确定第一感测引线中 的不连通性，和响应第二反射电压信号与预定阈值电压信号的比较确定第二感测引线中的 不连通性。
[0017] 对于考查了如下图形和详细描述的本领域普通技术人员来说，本实用新型的其他 系统、方法、特征和优点将是显而易见的或将变得显而易见。意图是让所有这样的附加系 统、方法、特征和优点都包括在本描述内，在本实用新型的范围之内，和受所附权利要求保 护。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 本实用新型可以参照如下图形得到更好理解。图形中的部件未必按比例画出，而 是强调例示本实用新型的原理。在图形中，相同标号在不同视图中表示相应部分。
[0019] 图1是利用欧姆表和两条感测引线测量串联电路的阻抗的已知做法的电路图；
[0020] 图2是已知开尔文感测电路的电路图；
[0021] 图3是依照本实用新型的与DUT、电源、和检测系统激发器信号通信的连续断开感 测引线检测系统("CBSLDS"）的一个实现例子的电路图；以及
[0022] 图4是依照本实用新型的与DUT、电源、和检测系统激发器信号通信的连续断开感 测引线检测系统("CBSLDS"）的另一个实现例子的电路图。
【具体实施方式】
[0023] 为了解决在现有技术中所述的问题，公开了连续监视与受测器件("DUT"）信号通 信的开尔文感测系统中的每条强制引线和相应感测引线之间的连通性的系统。公开的系统 不会对DUT电压选成任何干扰或引入测量误差地工作。公开的系统还是抗假阳性或假阴性 检测错误的。
[0024] 更具体地说，公开了与开尔文连接DUT、电源、和配置成提供周期性激发电压的检 测系统激发器一起使用的连续断开感测引线检测系统("CBSLDS")。该CBSLDS被配置成在 与DUT信号通信的第一感测引线、第二感测引线、或两者中检测不连通性。该CBSLD包括第 一变压器、第二变压器、第一 DC阻断器、第二DC阻断器、第一检测�？�、第二检测�？�。第 一变压器具有第一变压器初级绕组和第一变压器次级绕组，第二变压器具有第二变压器初 级绕组和第二变压器次级绕组。第一变压器次级绕组与DUT信号通信，第一变压器初级绕 组与检测系统激发器信号通信，第二变压器次级绕组与DUT信号通信，第二变压器初级绕 组与检测系统激发器信号通信。第一 DC阻断器与第一变压器次级绕组和DUT信号通信，第 二DC阻断器与第二变压器次级绕组和DUT信号通信。第一检测模块与第一变压器初级绕 组和检测系统激发器信号通信，第二检测�？橛隓UT和检测系统激发器信号通信。
[0025] 第一检测�？楸慌渲贸陕瞬ɡ醋缘谝槐溲蛊鞒跫度谱榈牡谝环瓷涞缪剐藕牛� 一反射电压信号与预定阈值电压信号相比较，以及响应第一反射电压信号与预定阈值电压 信号的比较确定第一感测引线中的不连通性。类似地，第二检测�？楸慌渲贸陕瞬ɡ醋缘� 二变压器初级绕组的第二反射电压信号，将第二反射电压信号与预定阈值电压信号相比 较，以及响应第二反射电压信号与预定阈值电压信号的比较确定第二感测引线中的不连通 性。
[0026] 本领域的普通技术人员应该懂得，CBSLDS的电路、部件、�？椤⒑�/或器件被描述 成相互信号通信，其中信号通信指的是使电路、部件、�？�、和/或器件可以传递和/或接收 来自另一个电路、部件、�？�、和/或器件的信号和/或信息的电路、部件、�？�、和/或器件 之间任何类型的通信和/或连接。通信和/或连接可以沿着使信号和/或信息从一个电路、 部件、�？椤⒑�/或器件传递到另一个电路、部件、模块、和/或器件的电路、部件、�？椤⒑�/ 或器件之间的任何信号路径，包括无线或有线信号路径。信号路径可以像，例如，导线、电磁 波导、附加和/或电磁或机械耦合端子、半导体或介电材料或器件、或其他类似物理连线或 耦合那样是有形的，另外，信号路径可以像自由空间（在电磁传播的情况下）或通过不通过 直接电磁连接地以变化数字形式将通信信息从一个电路、部件、�？椤⒑�/或器件传送给另 一个电路、部件、模块、和/或器件的数字部件的信息路径那样是无形的。
[0027] 在一个操作例子中，该CBSLDS执行包括如下步骤的方法：将周期性激发电压信号 注入第一变压器初级绕组和第二变压器初级绕组两者中，其中该周期性激发电压信号具有 激发周期；以及接收来自第一变压器初级绕组的第一反射电压信号和来自第二变压器初级 绕组的第二反射电压信号。该方法进一步包括将第一反射电压信号和第二反射电压信号两 者与预定阈值电压信号相比较。此外，该方法还包括响应第一反射电压信号与预定阈值电 压信号的比较确定第一感测引线中的不连通性，和响应第二反射电压信号与预定阈值电压 信号的比较确定第二感测引线中的不连通性。
[0028] 本领域的普通技术人员应该懂得，提供周期性激发电压信号包括提供将电流驱动 到第一变压器初级绕组和第二变压器初级绕组中的第一变压器初级绕组和第二变压器初 级绕组两端的电压，或经由各自注入电阻将周期性激发电流信号注入第一变压器初级绕组 和第二变压器初级绕组中。
[0029] 在图3中，示出了与DUT302、电源304、和检测系统激发器306信号通信的 CBSLDS300的一个实现例子的电路图。在这个例子中，CBSLDS300包括第一变压器308、第 二变压器310、第一 DC阻断器312、第二DC阻断器314、第一感测引线316、和第二感测引线 318。第一变压器308包括第一变压器初级绕组309和第一变压器次级绕组311，第二变压 器310包括第二变压器初级绕组313和第二变压器次级绕组315。电源304经由信号路径 322和324分别与地320、第一变压器次级绕组311、第二变压器次级绕组315、和DUT302信 号通信。电源304可以是包括电池在内的任何DC电源。检测系统激发器306可以是可以 产生像，例如，周期性激发电压信号或周期性激发电流信号那样的周期性激发信号的任何 周期性激发信号源。周期性激发信号可以是正弦激发信号或其他类型的周期性激发信号。 在这个例子中，周期性激发信号源306是与地320和两个相关电流源信号连接的周期性激 发电压源306。第一 DC阻断器312和第二DC阻断器314可以是能够阻断来自第一变压器 次级绕组311和第二变压器次级绕组315的任何DC电流的任何DC阻断网络。第一 DC阻 断器312和第二DC阻断器314分别经由第一感测引线316和第二感测引线318与DUT302 信号通信。DC阻断器312和DC阻断器314的例子可以是电容器、电容器网络、包括电感器、 电容器、和电阻的RLC网络。电阻可以是正温度系数电阻("PTC"或"PTCR")。一旦选择了 DC阻断器网络的类型，第一 DC阻断器312和第二DC阻断器314两者必须是相同类型的。 第一变压器次级绕组311、第一 DC阻断器312、和DUT302定义第一电流环路326,第一电流 环路326具有从第一变压器次级绕组311流到DUT302和经由第一感测引线316和第一 DC 阻断器312流回到第一变压器308的次级绕组的正强制电流328。类似地，第二变压器次 级绕组315、第二DC阻断器314、和DUT302定义第二电流环路330,第二电流环路330具有 从第二变压器310的次级绕组流到DUT302和经由第二感测引线318和第二DC阻断器314 流回到第二变压器次级绕组315的负强制电流332。在这个例子中，第一变压器308和第 二变压器310的绕组被配置成产生大小相等但相位相差180° (即，极性相反）的正强制电 流328和负强制电流332。其结果是，没有出现在DUT302或感测端子两端上的所得激发电 压信号V MMSUMd334。在这个例子中，第一变压器308和第二变压器310每一个可以是1:1变 压器。还要注意到，在这个例子中，第一 DC阻断器312和第二DC阻断器314被显示成分别 连接在第一变压器次级绕组311和第二变压器次级绕组315与第一感测引线316和第二感 测引线318之间。可替代地，第一 DC阻断器312和第二DC阻断器314可以连接在第一变 压器次级绕组311和第二变压器次级绕组315与第一强制引线322和第二强制引线324之 间。
[0030] 在这个例子中，正感测引线（即，第一感测引线316)和负感测引线（S卩，第二感测引 线318)以及正强制引线336和负强制引线338 -般像实际情况那样具有相称阻抗。正强 制引线336具有正强制引线阻抗340,负强制引线338具有假设近似相等的负强制引线阻抗 342。
[0031] 另外，在这个例子中，配置成将周期性激发电流信号提供给第一变压器初级绕组 309和第二变压器初级绕组313的检测系统激发器306,被显示成包括含有第一相关电流 源348和第二相关电流源350的两个诺顿（Norton)等效电路344和346。第一相关电流源 348和第二相关电流源350相位相差180°，并且与地320信号通信。诺顿等效电路344和 346还分别包括诺顿等效阻抗352和354。在这个例子中，检测系统激发器306经由周期性 激发电压信号356控制第一相关电流源348和第二相关电流源350两者。
[0032] 在操作时，第一变压器308在第一变压器308的初级绕组上产生第一反射电压 358,第二变压器310在第二变压器310的初级绕组上产生第二反射电压360。所得反射电 压358和360的幅度分别与检测系统激发器306的激发频率上的相应感测引线和强制引线 环路326和330的阻抗的幅度直接有关。
[0033] 然后与激发同步信号（S卩，周期性激发电压信号356)-起，将第一反射电压358和 第二反射电压360传递给包括第一检测�？�(未不出）和第二检测�？�(未不出）的检测系 统。第一检测�？楹偷诙觳饽？榉直鹑范ǖ谝桓胁庖�316和第二感测引线318是否处 在开路状况下（即，不连通、断开、有故障感测引线或连接)。
[0034] 一般说来，检测系统可以由任意多种方案组成，用于确定观察到的第一反射电压 358和第二反射电压360的振幅对于第一感测引线316,第二感测引线318,或两者是否暗 示着"开路"状况。如果需要的话，检测系统可以另外或可替代地提供连接电阻的定量估 计。可能检测方案包括，但不限于，与取决于系统的健壮性的所希望水平，可以与触发器一 样简单或更复杂的检测算法耦合的基于比较器设计；使用波峰检测电路测量检测信号（即， 第一反射电压358和第二反射电压360)的波峰，然后将其与预定阈值相比较，如果超过该 阈值长于预定持续时间，则认为是开路感测状况的基于波峰测量做法；或直接将检测信号 (即，第一反射电压358和第二反射电压360)数字化并利用检测算法处理它们的基于模数 ("ADC"）设计。
[0035] 转到图4，所示的是与DUT402、电源404、和检测系统激发器406信号通信的 CBSLDS的另一个实现例子的电路图。在这个例子中，CBSLDS400包括第一变压器408、第二 变压器410、第一 DC阻断器412、第二DC阻断器414、第一感测引线416、和第二感测引线 418。电源404经由信号路径422和424分别与地420、第一变压器408、第二变压器410、 和DUT402信号通信。电源404可以是包括电池在内的任何DC电源。检测系统激发器406 可以是可以产生正弦激发电压信号或其他类型的周期性激发电压信号的任何周期性激发 信号源。第一 DC阻断器412和第二DC阻断器414可以是能够阻断来自第一变压器408和 第二变压器410的任何DC电流的任何DC阻断网络。第一 DC阻断器412和第二DC阻断器 414分别经由第一感测引线416和第二感测引线418与DUT402信号通信。与图3中的描述 类似，第一 DC阻断器412和第二DC阻断器314的例子可以是电容器、电容器网络、包括电 感器、电容器、和电阻的RLC网络。电阻可以是正温度系数电阻。一旦选择了 DC阻断器网 络的类型，第一 DC阻断器412和第二DC阻断器414两者必须是相同类型的。第一变压器 408的次级绕组、第一 DC阻断器412、和DUT402定义第一电流环路426,第一电流环路426 具有从第一变压器408的次级绕组流到DUT402和经由第一感测引线416和第一 DC阻断器 412流回到第一变压器408的次级绕组的正强制电流428。类似地，第二变压器410的次级 绕组、第二DC阻断器414、和DUT402定义第二电流环路430,第二电流环路430具有从第二 变压器410的次级绕组流到DUT402和经由第二感测引线418和第二DC阻断器414流回到 第二变压器410的次级绕组的负强制电流432。在这个例子中，第一变压器408和第二变压 器410两者的绕组被配置成产生大小相等但相位相差180°的正强制电流428和负强制电 流432。其结果是，没有出现在DUT402或感测端子434两端上的所得激发电压信号。在这 个例子中，第一变压器408和第二变压器410每一个可以是1:1变压器。
[0036] 在这个例子中，正感测引线（S卩，第一感测引线416 )和负感测引线（S卩，第二感测引 线418)以及正强制引线436和负强制引线438 -般像实际情况那样具有相称阻抗。正强 制引线436具有正强制引线阻抗440,负强制引线438具有假设近似相等的负强制引线阻抗 442。
[0037] 另外，在这个例子中，配置成将周期性激发电压信号提供给第一变压器408和第 二变压器410两者的初级绕组的检测系统激发器406被显示成含有每一个可以，例如，等于 1K欧姆的第一限流电阻444和第二限流电阻446。在这个例子中，检测系统激发器406以 与馈送第一变压器408的方式相反的方式馈送第二变压器410,以产生大小相等相位相差 180°的正强制电流428和负强制电流432。
[0038] 在操作时，第一变压器408在第一变压器308的初级绕组上产生第一反射电压 458,第二变压器410在第二变压器410的初级绕组上产生第二反射电压460。并且，与图3 中的描述相似，所得反射电压458和460的幅度分别与检测系统激发器406的激发频率上 的相应感测引线和强制引线环路426和430的阻抗的幅度直接有关。
[0039] 然后与激发同步信号466 -起，将第一反射电压458和第二反射电压460传递给 包括第一检测模块462和第二检测�？�464的检测系统。第一检测模块460和第二检测模 块462分别确定第一感测引线416和第二感测引线418是否处在开路状况下（S卩，断开或有 故障感测引线或连接)。在这个例子中，第一反射电压458和第二反射电压460是频率可以 是，例如，200kHz、与检测系统激发器406的频率相对应的周期性信号。
[0040] 如果第一反射电压458和第二反射电压460的幅度超过预定阈值电压467,则可 以作出感测引线416和418之一或两者未与DUT402连接的推断。一般说来，预定阈值电压 467可以是如适合预定应用、感测引线416或418开路（S卩，断开)时观察到的波峰检测电压 (即，第一反射电压458或第二反射电压460)和感测引线416或418连接在最坏情况引线 配置（即，在感测引线强制引线环路426或430中具有最高阻抗）中时观察到的波峰检测电 压的平均值。
[0041] 在这个例子中，第一检测�？�462可以包括第一带通滤波器468、第一比较器470、 和第一数据处理器472。类似地，第二检测�？�464可以包括第二带通滤波器474、第二比 较器476、和第二数据处理器478。
[0042] 在一个操作例子中，第一检测�？�462接收第一反射电压458,并利用第一带通滤 波器468窄带通滤波（中心在，例如，200kHz的激发频率）第一反射电压458,以丢弃除了激 发频率之外的所有其他频率。然后在第一比较器470中将所得滤波第一反射电压信号与预 定阈值电压467相比较。如果该滤波第一反射电压信号大于预定阈值电压467,则比较器 470改变状态。然后将第一比较器470的输出传递给第一数字处理器472。
[0043] 类似地，第二检测�？�464接收第二反射电压460,并利用第二带通滤波器474窄 带通滤波（中心在，例如，200kHz的激发频率）第二反射电压460,以丢弃除了激发频率之外 的所有其他频率。然后在第二比较器476中将所得滤波第二反射电压信号与预定阈值电压 467相比较。如果该滤波第二反射电压信号大于预定阈值电压467,则比较器476改变状态。 然后将第二比较器476的输出传递给第二数字处理器478。
[0044] 第一数字处理器472和第二数字处理器478两者接收来自检测系统激发器406 的激发同步信号466。第一数字处理器472和第二数字处理器478两者是能够进行检测 算法的部件。第一数字处理器472可以实现成现场可编程门阵列（"--6八")、专用集成电路 (151(：")、数字信号处理器("03?")、和微处理器。类似地，第二数字处理器478也可以实现 成FPGA、ASIC、DSP、和微处理器。
[0045] 第一数字处理器472可以实现检查所得比较器470的脉冲的检测算法，在指示第 一感测引线416的开路感测连接之前在最小N个周期内检验每个激发周期是否恰好一个 脉冲(如激发同步信号466所描绘)。在这个例子中，可以将N选择成使假检测（N的值越小 越有可能）与响应速度（N的值越大越慢）之间的折衷最佳。作为一个例子，N可以等于10。 类似地，第二数字处理器478可以实现检查所得比较器476的脉冲的检测算法，在指示第二 感测引线418的开路感测连接之前在最小N个周期内检验每个激发周期是否恰好一个脉冲 (如激发同步信号466所描绘)。
[0046] 尽管前面的描述只例示了各种实现的特定例子，但本实用新型不局限于前面例示 的例子。本领域的普通技术人员知道，如所附权利要求所限定的本实用新型可以应用在各 种进一步实现和修改中。尤其，只要这些特征不相互冲突，可以组合所述实现的各种特征。 于是，前面对实现的描述是为了例示和描述的目的而展示的。它不是穷尽的，不会将要求保 护的发明限制在所公开的确切形式上。可以根据上面的描述获得或可以从本实用新型的实 践中获得各种修改例和变体。本实用新型的范围由权利要求书及其等效物限定。
【权利要求】
1. 一种连续断开感测引线检测系统CBSLDS，用于与开尔文连接受测器件DUT、电源、和 配置成提供周期性激发信号的检测系统激发器一起使用，该CBSLDS被配置成在与DUT信号 通信的第一感测引线、第二感测引线或两者中检测不连通性，该CBSLDS包含： 含有第一变压器初级绕组和第一变压器次级绕组的第一变压器，该第一变压器经由第 一变压器次级绕组与DUT信号通信和经由第一变压器初级绕组与检测系统激发器信号通 ?目； 第一 DC阻断器，该第一 DC阻断器与第一变压器次级绕组和DUT信号通信； 第一检测�？椋玫谝患觳饽？橛氲谝槐溲蛊鞒跫度谱楹图觳庀低臣し⑵餍藕磐ㄐ牛� 和该第一检测�？楸慌渲贸陕瞬ɡ醋缘谝槐溲蛊鞒跫度谱榈牡谝环瓷涞缪剐藕牛谝环� 射电压信号与预定阈值电压信号相比较，以及响应第一反射电压信号与预定阈值电压信号 的比较确定第一感测引线中的不连通性； 含有第二变压器初级绕组和第二变压器次级绕组的第二变压器，该第二变压器经由第 二变压器次级绕组与DUT信号通信和经由第二变压器初级绕组与检测系统激发器信号通 ?目； 第二DC阻断器，该第二DC阻断器与第二变压器次级绕组和DUT信号通信；以及 第二检测�？椋玫诙觳饽？橛氲诙溲蛊鞒跫度谱楹图觳庀低臣し⑵餍藕磐ㄐ牛� 和该第二检测�？楸慌渲贸陕瞬ɡ醋缘诙溲蛊鞒跫度谱榈牡诙瓷涞缪剐藕牛诙� 射电压信号与预定阈值电压信号相比较，以及响应第二反射电压信号与预定阈值电压信号 的比较确定第二感测引线中的不连通性。
2. 如权利要求1所述的CBSLDS，其特征在于该第一 DC阻断器被配置成阻断从第一变 压器次级绕组到DUT的直流电流，以及该第二DC阻断器被配置成阻断从第二变压器次级绕 组到DUT的直流电流。
3. 如权利要求2所述的CBSLDS，其特征在于该第一 DC阻断器包含第一电容元件，以及 该第二DC阻断器包含第二电容元件。
4. 如权利要求3所述的CBSLDS，其特征在于 该第一 DC阻断器电连接在第一变压器次级绕组与第一感测引线之间，以及 该第二DC阻断器电连接在第二变压器次级绕组与第二感测引线之间。
5. 如权利要求3所述的CBSLDS，其特征在于 该第一变压器次级绕组经由第一强制引线与DUT信号通信， 该第一 DC阻断器电连接在第一变压器次级绕组与第一强制引线之间， 该第二变压器次级绕组经由第二强制引线与DUT信号通信，以及 该第二DC阻断器电连接在第二变压器次级绕组与第二强制引线之间。
6. 如权利要求3所述的CBSLDS，其特征在于 该第一 DC阻断器进一步包含第一电感元件和第一电抗元件，以及 该第二DC阻断器进一步包含第二电感元件和第二电抗元件。
7. 如权利要求2所述的CBSLDS，其特征在于 该第一检测模块包括第一带通滤波器、第一比较器和第一数字处理器， 该第一带通滤波器与第一变压器初级绕组信号通信，该第一带通滤波器被配置成滤波 来自第一变压器初级绕组的第一反射电压，和产生第一滤波反射信号， 该第一比较器与第一带通滤波器信号通信，该第一比较器被配置成接收第一滤波反射 信号，接收预定阈值电压信号，将第一滤波反射信号与预定阈值电压信号相比较，和产生第 一比较器信号， 该第一数字处理器被配置成接收第一比较器信号，和确定第一感测引线中的不连通 性， 该第二检测�？榘ǖ诙瞬ㄆ�、第二比较器和第二数字处理器， 该第二带通滤波器与第二变压器初级绕组信号通信，该第二带通滤波器被配置成滤波 来自第二变压器初级绕组的第二反射信号，和产生第二滤波反射信号， 该第二比较器与第二带通滤波器信号通信，该第二比较器被配置成接收第二滤波反射 信号，接收预定阈值电压信号，将第二滤波反射信号与预定阈值电压信号相比较，和产生第 二比较器信号，以及 该第二数字处理器被配置成接收第二比较器信号，和确定第二感测引线中的不连通 性。
8. 如权利要求7所述的CBSLDS，其特征在于 该周期性激发信号具有激发周期， 该第一比较器信号是具有多个脉冲的脉冲信号， 该第一数字处理器被配置成确定在一个激发周期内存在第一比较器信号的一个脉冲 的时间， 该第二比较器信号是具有多个脉冲的脉冲信号，以及 该第二数字处理器被配置成确定在一个激发周期内存在第二比较器信号的一个脉冲 的时间。
9. 如权利要求8所述的CBSLDS，其特征在于 该第一数字处理器被配置成当该第一数字处理器确定在一个激发周期内存在第一比 较器信号的一个脉冲达预定数量的激发周期时，确定第一感测引线中的不连通性，以及 该第二数字处理器被配置成当该第二数字处理器确定在一个激发周期内存在第二比 较器信号的一个脉冲达预定数量的激发周期时，确定第二感测引线中的不连通性。
10. 如权利要求9所述的CBSLDS，其特征在于 该第一数字处理器是如下中的一种：现场可编程门阵列FPGA、专用集成电路ASIC、数 字信号处理器DSP、和微处理器，以及 该第二数字处理器是如下中的一种：FPGA、ASIC、DSP、和微处理器。
11. 如权利要求8所述的CBSLDS，其特征在于该周期性激发信号能够是周期性激发电 压信号或周期性激发电流信号。
12. 如权利要求11所述的CBSLDS，其特征在于该周期性激发信号由依赖于检测系统激 发器的两个独立电流源产生。
13. -种连续断开感测引线检测系统CBSLDS，用于与开尔文连接受测器件DUT、电源、 和配置成提供周期性激发信号的检测系统激发器一起使用，该CBSLDS被配置成在与DUT信 号通信的第一感测引线、第二感测引线或两者中检测不连通性，该CBSLDS包含： 含有第一变压器初级绕组和第一变压器次级绕组的第一变压器，该第一变压器次级绕 组与DUT信号通信和该第一变压器初级绕组与检测系统激发器信号通信； DC阻断第一变压器次级绕组的装置，该DC阻断第一变压器次级绕组的装置与第一变 压器次级绕组和DUT信号通信； 第一检测�？椋玫谝患觳饽？橛氲谝槐溲蛊鞒跫度谱楹图觳庀低臣し⑵餍藕磐ㄐ牛� 和该第一检测�？榘瞬ɡ醋缘谝槐溲蛊鞒跫度谱榈牡谝环瓷涞缪剐藕诺淖爸�、将第一 反射电压信号与预定阈值电压信号相比较的装置、以及响应第一反射电压信号与预定阈值 电压信号的比较确定第一感测引线中的不连通性的装置； 含有第二变压器初级绕组和第二变压器次级绕组的第二变压器，该第二变压器次级绕 组与DUT信号通信和该第二变压器初级绕组与检测系统激发器信号通信； DC阻断第二变压器次级绕组的装置，该DC阻断第二变压器次级绕组的装置与第二变 压器次级绕组和DUT信号通信；以及 第二检测�？椋玫诙觳饽？橛氲诙溲蛊鞒跫度谱楹图觳庀低臣し⑵餍藕磐ㄐ牛� 和该第二检测模块包括滤波来自第二变压器初级绕组的第二反射电压信号的装置、将第二 反射电压信号与预定阈值电压信号相比较的装置、以及响应第二反射电压信号与预定阈值 电压信号的比较确定第二感测引线中的不连通性的装置。
14. 如权利要求13所述的CBSLDS，其特征在于 该DC阻断第一变压器次级绕组的装置包括阻断从第一变压器次级绕组到DUT的直流 电流，以及 该DC阻断第二变压器次级绕组的装置包括阻断从第二变压器次级绕组到DUT的直流 电流。
15. 如权利要求14所述的CBSLDS，其特征在于 该DC阻断第一变压器次级绕组的装置电连接在第一变压器次级绕组与第一感测引线 之间，以及 该DC阻断第二变压器次级绕组的装置电连接在第二变压器次级绕组与第二感测引线 之间。
16. 如权利要求13所述的CBSLDS，其特征在于 该第一变压器经由第一强制引线与DUT信号通信， 该DC阻断第一变压器次级绕组的装置电连接在第一变压器次级绕组与第一强制引线 之间， 该第二变压器次级绕组经由第二强制引线与DUT信号通信，以及 该DC阻断第二变压器次级绕组的装置电连接在第二变压器次级绕组与第二强制引线 之间。
【文档编号】G01R31/02GK203870185SQ201320685639
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2012年12月1日
【发明者】M.沃罗维克 申请人:安捷伦科技有限公司
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