用户板通用测试设备 本发明涉及电信设备检测技术，具体涉及数字信息交换、接入和传输装置零部件的测试，更具体地说，涉及一种可对程控交换、接入、传输设备用户板进行测试的通用测试设备。
用户板是交换、接入和传输设备的主要组成部分之一，也是交换、接入和传输设备中使用最多的部件。它们在各种设备中的功能基本一样，只是根据需要，可能采用不同的结构、路数等。在交换、接入和传输设备的生产和维护过程中，都需要对用户板进行功能和性能指标测试，并希望对有故障的用户板能进行准确的故障定位。
目前，大多数用户板测试设备由硬件和软件构成，测试方法是给用户板提供工作环境，向被测板提供激励信号，同时检测其响应信号，根据被测得的响应信号是否在规定范围内，来判定该用户板的被测功能是否正常，有些还可对相应的故障进行定位，但它们只能测试其中的一种或几种用户板。改变用户板，测试设备的硬件和软件就要重新做，不能模块化组合，而且各种用户板测试设备测试速度较慢。中国发明专利CN1132993A公开了一种程控交换机用户板的测试装置，由微机、电源开关及电源状态监视电路、数字信号源、数据接收电路、通讯电路、模拟信号源、话机状态模拟电路、用户电路选择电路和A/D转换器通道选择电路组成。这种用户板测试装置和目前所有的其他用户板测试设备一样，测试时间较长，工作效率偏低，最大的问题是通用性差，只能测试其规定的一种或几种用户板。
本发明地目的是提供一种用户板通用测试设备，这种用户板通用测试设备可以克服现有技术存在的缺点，可以对包括程控交换、接入、传输设备用户板在内的各种用户板进行测试，通用性好，同时具有测试速度快和故障定位准确的优点。
本发明的另一目的是提供一种用户板通用测试设备，这种测试设备只需要采用交流市电(220VAC)供电，安全可靠性高，仪器和用户板维修方便。
本发明的目的是这样实现的，构造一种用户板通用测试设备，其特征在于，包括总线单元以及与所述总线单元连接的主控板，所述主控板包括嵌入式微处理器单元，还接有监视器接口和输入键盘接口，还包括以下与所述总线单元连接的单元：
用于根据主控板指令提供各种信号并可对各种信号进行处理的信号源和信号处理单元；
多功能板，包括用于给本测试设备和被测用户板提供时钟信号的时钟单元和提供输入/出控制和通信接口的通讯单元；
用于向本测试设备和被测用户板提供电源的电源模块和控制电源供应的电源控制单元；
用于分别与所述信号源和信号处理单元连接并通过所述信号切换单元与所述被测用户板连接的多个用户板模拟测试单元；
信号切换单元，用于根据主控板的指令，从多个所述用户板模拟测试单元中选择出一个作为在所述信号源和信号处理单元与所述被测用户板之间的信号通路。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述被测用户板通过转接板连接到所述总线单元。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述用户板模拟测试单元包括多个铃流检测电路、极性检测电路、馈电检测电路、模拟话机电路、电位和A/D转换电路、A/D和D/A编码电路、时隙控制电路。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述主控板中的所述嵌入式微处理器单元通过总线驱动单元连接到所述总线单元，与所述嵌入式微处理器单元的输入出端口分别连接有总线切换和译码处理单元，所述总线切换和译码处理单元连接有液晶控制板接口、薄膜键盘接口、总线校验单元和扩展总线驱动单元，所述嵌入式微处理器单元的输入出端口还连接有键盘接口、监视器接口。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述电源单元包括：
软关断控制电路，用于接收控制关断交流市电供应；
用于将通过软关断控制电路输入的交流市电转换为向本测试设备提供的±5V、±12V直流电源的电源模块；
用于将通过软关断控制电路输入的交流市电转换为向被测板提供的48VDC电源模块；
电源提示和过滤电路；
将电源模块输出的48V电压转换为5V电源、铃流提供给被测用户板的铃流电源模块和并可控制被测板在测试时自动上电，测完后自动关电的切换单元；
用于在电压异常时给出提示的电压异常报警电路；
放电电路，用于在每一块被测板测试完后释放静电，防止静电感应和干扰对其他被测板的测试；
所述电源保护和监控单元通过电源输出单元供电给包括电源线在内的所述总线单元。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述信号源和信号处理单元包括数字信号处理器(DSP)、直接与所述数字信号处理器连接的数据存储器、程序存储器、晶振电路、复位电路、双总线转换器和并/串转换电路，所述串/并转换电路通过交换模块连接到用户板模拟测试单元，所述双总线转换器连接在所述数字信号处理器与所述总线单元之间。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述用户板模拟测试单元包括N路切换单元以及与其连接的铃流检测电路、N路极性检测电路、N路馈电检测电路，还包括与N路极性检测电路连接的N路模拟话机电路，与N路馈电检测电路连接的N路电位和A/D转换电路，还包括N路时隙控制、A/D和D/A编码电路以及连接在该电路与N路模拟话机电路之间的N路运放电路，还包括与所述N路铃流检测电路的N路译码和控制电路以及与所述N路时隙控制、A/D和D/A编码电路连接的时钟及匹配电路。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述多功能板上的通讯单元包括分别与所述总线单元连接的I/O控制单元和通讯接口，还包括分别与所述通讯接口连接的HDLC通讯单元、RS485通讯单元、RS232通讯单元、双口通讯单元和直接控制单元。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述多功能板上的时钟单元包括频率发生器、与频率发生器连接的晶振电路，对频率发生器输出信号进行分频并提供分频后信号提供给同相位匹配和切换单元的分频电路。
在按照本发明提供的用户板通用测试设备中，所述切换单元包括板切换电路，通过板选和信号隔离电路及程序控制，可同时指定被测试板的1-N路，所述切换元件可以是继电器组也可以是模拟开关，信号切换单元包括通道控制单元、与通道控制单元连接的控制驱动单元，与所述控制驱动单元连接的选择矩阵以及连接在选择矩阵与被测板之间的信号线。
实施本发明提供的用户板通用测试设备，比传统用户板测试设备有诸多优点。首先，适用范围更广，本发明的测试设备可以测试交换、接入和传输设备的各种类型的所有型号的用户板。使用非常方便，由于本发明的测试设备采用硬件和软件模块化设计，采用芯片级模块，硬件模块可以任意位置插，所以本测试设备不但效率高，使用方便，而且体积小安全性好；其次，测试速度更快，在本发明中，由于采用多模块模拟测试单元(8个以上)，大大提高了测试速度。多模块模拟测试单元由多个芯片级模块组成，每个芯片级模块由铃流检测电路、极性检测电路、馈电检测电路、模拟话机电路、电位和A/D转换电路、A/D和D/A编码电路、时隙控制电路组成，用软件控制可同时指定被测板一到多路测试，工作效率大大提高。此外，本实用新型的测试设备只需要采用交流市电(220VAC)供电，安全可靠性高，仪器和用户板维修方便，而且，将向测试设备本身提供电源的电源模块的向被测板提供电源的电源模块分开，被测板在测试时自动上电，测完后自动关电，使操作更为方便、安全。为了防止静电干扰，在电源单元还加有放电电路。电源保护和监控电路、欠压报警电路可在电源不正常时给出提示。另外，把分立的逻辑器件集成在EPLD中，可提高可靠性、缩小体积。
下面结合附图和实施例，对本发明的特点进行进一步描述。附图中：
图1是本发明提供的用户板通用测试设备的组成框图。
图2是图1中主控板101的组成框图。
图3是图1中信号发生和处理单元102的组成框图。
图4是电源控制单元106的详细组成框图。
图5是图1中多功能板103中通讯部分详细组成框图。
图6是图1中多功能板103中时钟部分详细组成框图
图7是用户板测试模块104的详细组成框图。
图8是说明测试振铃信号、断铃、摘挂信号、内外线路的过程的原理图。
图9是测极性电路的原理图。
图10是测馈电的原理图。
图11是测上行话路、上行衰耗、上行噪声的原理图。
图12是测下行话路、下行衰耗、下行噪声的原理图。
图13是切换单元的详细组成图。
本发明的用户板通用检测设备，是一种基于类ISA平台的用户板通用测试设备，主要包括嵌入式微处理单元及其外设、通过总线接口与微处理单元连接的信号源和信号处理单元、与信号源和信号处理单元连接并通过切换单元与被测用户板连接的多模块模拟测试单元、给本测试设备和给被测用户板提供时钟信号的时钟单元、给与微处理单元中的CPU总线连接的各芯片分配地址并读写出测试结果的译码和控制电路、连接于信号源和信号处理单元和被测用户板之间的数字交换电路。
在本发明的通用用户板测试设备中，还包括向本测试设备及被测用户板提供电源的电源单元、通过总线接口与微处理单元连接的信号源和信号处理单元、与信号源和信号处理单元连接并通过切换单元与被测用户板连接的多模块模拟测试单元、给本测试设备和给被测用户板提供时钟信号的时钟单元、给与微处理单元中的CPU总线连接的各芯片分配地址并读写出测试结果的译码和控制电路、连接于信号源和信号处理单元和被测用户板之间的数字交换电路组成、连接于微处理器和被测用户板之间的通讯电路、连接于多模块模拟测试单元和被测用户板之间的切换单元、连接于被测板和总线板的转接板组成。
在图1描述的本发明的通用用户板测试设备中，包括通过总线板111与各个模块连接的主控板101及其围设设备监视器接口107、键盘接口108，向测试设备自身及被测用户板提供电源的电源模块110和电源控制板106、通过通讯接口与微处理单元连接的数字交换电路、信号源和信号处理单元102、与信号源和信号处理单元102连接并通过信号切换单元105与被测用户板连接的用户板测试模块103、给本测试设备和给被测用户板提供时钟信号、I/O控制和通讯的多功能板102、用来测试被测板的用户板测试模块104，在切换单元106中还有板切换电路，通过板选和信号隔离电路，用软件控制可同时指定测试被测用户板的1-N路。图中的风扇109直接由电源模块110驱动，用于测试设备的散热。总线板111通过转接板112连接到被测试用户板113。
从图2中可以看出，图1中的主控板101有一个嵌入式微处理器201及其外围电路，具体有与嵌入式微处理器201连接的总线驱动203、总线切换和译码处理电路205，此外，监视器接口106和键盘接口107也连接到嵌入式微处理器210上，还包括与总线切换和译码处理电路205连接的液晶控制板接口202、薄膜键盘接口206、总线校验204、扩展总线驱动207。在具体实施例中，所述嵌入式微处理器201可采用工业控制的型号为PC104的微处理器，总线板可采用类ISA的总线，复位电路采用型号为MAX706的集成电路芯片。
从图3可以看出，信号源和信号处理单元102(图1)由一个DSP(数字信号处理器)301及其外围电路组成，其中，有直接连接到DSP301端口的数据存储器305、程序存储器307、晶振电路302、复位电路303、双总线转换器306以及并/串转换电路304。还有连接在并/串转换电路304与用户板测试模块104(图1)之间的交换模块312。图中，还示出通过时钟处理电路310给给交换模块312提供交换时序信号的信号线或时钟电路311，该电路还直接提供时序信号给被测用户板113。在实施例中，DSP 301可以采用TMS320C50芯片，数据存储器305可采用RAM，程序存储器307可采用EPRAM，双总线转换器306既能够与DPS总线配合，由能够与总线单元111配合，并能在其间进行协调与转换，可采用DRAM(动态随机存储器)实现。
从图4中可以看出，电源单元分为向本测试设备提供电源的电源模块403、向被测板113提供电源的电源模块402、向切换单元提供电源的电源模块和铃流电源模块409、电源提示和过滤电路404，向本测试设备供电的电源模块403和向被测板供电的电源模块402分开，被测板113在测试时自动上电，测试完后自动断电。在电源单元中还可以增加电源保护和监控电路407、欠压报警电路405、电源切换电路409、放电电路406。如图4所示，电源单元包括向测试设备自身提供电源的±5V、±12V电源模块403、-48V电源模块402、电源保护和监控电路407、铃流电源模块409，电源指示和过滤电路404、电压异常报警电路405、电源输出408、放电电路406。向测试设备自身和被测板分开供电。电源切换电路409控制被测板在测试时自动上电，测完后自动关电。放电电路406在每一块被测板测试完后释放静电，防止静电感应和干扰对其他被测板的测试。电源保护和监控电路407和电压异常报警电路405，在电压异常时给出提示。软开关关断控制电路401用于切断220V交流市电对电源单元的供给。在具体实施例中，±5V、±12V电源模块403可采用NFS110-7601P，-48V电源模块402可采用NLP40-761AC/DC(220V-48V)，铃流电源模块409中可采用型号为RDG4875F25的集成电路。
多功能板包括通讯单元和时钟单元。
从图5中可以看出，通讯单元包括与总线单元111连接的I/O控制电路507和通讯接口501，以及与通讯接口501连接的HDLC通讯电路502、RS485通讯电路503、RS232通讯电路504、双口通讯电路505、直接控制电路506。在具体实施例中，HDLC通讯电路502可采用型号为SAB82525NHSCXV2.1的电路，RS485通讯电路503可采用型号为MAX487的集成电路，RS232通讯电路504可采用型号为ICL232CPE的集成电路。
从图6中可以看出，时钟单元包括晶振电路601、频率发生器602、分频电路603、对时钟进行同相位匹配和切换电路604。在实施中，频率发生器602采用MT9041芯片，分频电路603和对时钟进行同相位匹配和切换的电路604，可采用EPLD(可编程器件)实现。对时钟进行同相位匹配和切换的电路604可提供信号给HDLC通讯电路605、总线单元111和被测用户板113。
从图7可以看出，多模块模拟测试单元103(图1)包括铃流检测电路701、极性检测电路702、馈电检测电路706、模拟话机电路703、电位和A/D转换电路708、时隙控制、A/D和D/A编码电路705。在实施中时隙控制、A/D和D/A编码电路705采用79Q021或PEB2466。所述译码和控制电路由译码电路、片选电路、控制电路组成，在模拟测试单元中还有运放电路，用于在信号过强或过弱时调整信号幅度。还可以用一个驱动电路来增强信号强度和把信号进行隔离的。在程序量较大时，在CPU和DSP的外围电路中增加数据存储器和程序存储器。
图1中的切换单元104可以是继电器组也可以是模拟开关，信号源和信号处理单元由DSP(数字信号处理器)及其外围电路电路组成，它还有一个板选和信号隔离电路，通过板选和信号隔离电路，用软件控制可同时指定被测用户板多路测试。从图13可以看出，信号切换单元包括通道控制1002、控制驱动单元1003、选择矩阵单元1005、信号线1004组成。
下面结合图8-12详细说明测试原理。
图8是说明利用本发明的设备测试振铃信号、断铃、摘挂信号、内外线路过程的原理框图。如图所示，被测板113通过N路切换单元707、N路铃流检测电路701、N路译码和控制电路710、总线单元111和通讯接口501形成测试信号回路。
1、测N路内外线路功能(N＝8～32)：
接通测试回路，向被测板发复位命令，应答后，向被测板发测内、外线路命令，被测板复位，接通测内\外继电器，给应答信号，得到信息1，再发测铃流命令，给应答信号，得到信息2，比较信息1和信息2，显示测试结果。
2、测N路振铃、断铃功能(N＝8～32)：
接通测试回路，向被测板发测铃流、断铃命令，被测板复位，接通测内继电器、振铃继电器，给应答信号，关铃流源，测试设备复位，显示测试结果。
3、测N路摘挂机功能(N＝8～32)：
接通测试回路，向被测板发测摘挂机命令，被测板复位，测摘挂机，给应答信号，测试设备复位，显示测试结果。
图9是利用本发明设备对用户板测N路极性电路进行测试的原理图。如图所示，被测板113通过N路切换单元707、N路极性检测电路702、N路译码和控制电路710、总线单元111和通讯接口501形成测试信号回路。
4.测N路极性功能(N＝8～32)：
接通测试回路，向被测板发测正极性命令，复位，接通测内继电器，返回信息，测试，向被测板发反极性命令，被测板复位，接通测内继电器，接通极性继电器，返回信息，显示测试结果。
图10是利用本发明设备对用户板测N路馈电的原理框图。如图所示，被测板113通过N路切换单元707、N路馈电检测电路706、N路电位、A/D转换电路708、N路译码和控制电路710、总线单元111和通讯接口501形成测试信号回路。
5.测N路馈电功能(N＝8～32)：
接通回路，发被测板测馈电命令，被测板复位，接通测内继电器，返回信息，进行测试，得测试结果并显示。
图11是利用本发明设备对用户板测上行话路、上行衰耗、上行噪声的原理框图。如图所示，被测板113通过N路切换单元707、N路模拟话机电路703、N路运放电路704、时隙控制、A/D和D/A编码电路705、总线单元111、通讯接口501形成测试信号回路，译码和控制电路801提供译码信号给N路切换单元707、N路模拟话机电路703和时隙控制、A/D和D/A编码电路705，时钟和匹配电路709与总线单元111连接，提供信号给时隙控制、A/D和D/A编码电路705和交换模块306。
6.测N路上行话路功能(N＝8～32)：
设置继电器，接通回路，向被测板发测上行话路命令，被测板复位，接通测内继电器通，返回信息，向DSP发测下行话路命令，DSP发音频信号，通过并串转换转换成2M PCM码，再通过数据交换得8MPCM码，发送给被测板，模拟音频信号从被测单板的A、B线出来，通过模拟话机电路、运放电路等，到A/D、D/A编码电路得到2M(8M)PCM码，通过串并转换到DSP，DSP通过比较发送和接收的信号判断正确与否，显示测试结果。
7.测N路上行衰耗、噪声功能(N＝8～32)：
设置继电器，接通回路，向被测板发测上行衰耗、噪声命令，被测板复位，接通测内继电器，返回信息，向DSP发测下行衰耗、噪声命令，DSP发1024HZ正弦信号，通过并串转换转换成2M PCM码，在通过数据交换得8M(2M)PCM码，发送给被测板，模拟音频信号从被测单板的A、B线出来，通过模拟话机电路、运放电路等，到A/D、D/A编码电路得到2M PCM码，通过串并转换到DSP，DSP通过比较发送和接收的信号判断信号的衰减情况、用频谱分析噪声，返回信息，显示测试结果。
图12是利用本发明设备对用户板测N路下行话路、下行衰耗、下行噪声的原理框图。如图所示，被测板113通过N路切换单元707、N路模拟话机电路703、N路运放电路704、时隙控制、A/D和D/A编码电路705、总线单元111、通讯接口501和交换模块306形成测试信号回路，译码和控制电路801提供译码信号给N路切换单元707、N路模拟话机电路703和时隙控制、A/D和D/A编码电路705，时钟和匹配电路709与总线单元111连接，提供信号给N路时隙控制、A/D和D/A编码电路705和交换模块306。
8.测N路下行话路功能(N＝8～32)：
设置继电器，接通回路，向被测板发测下行话路命令，被测板复位，接通测内继电器，返回信息，向DSP发测下行话路命令，DSP发音频信号，通过并串转换转换成2M PCM码，通过D/A编码电路得模拟音频信号，通过运放电路、模拟话机电路送到被测单板的A、B线，再通过被测单板得8M(2M)PCM码，通过数据交换电路得到2M PCM码，通过串并转换到DSP，DSP通过比较发送和接收的信号判断正确与否，返回信息，显示结果。
9.测N路下行衰耗、噪声功能(N＝8～32)：
设置继电器，接通回路，向被测板发测下衰耗、噪声路命令，被测板复位，打测内继电器通，返回信息，向DSP发测下行话路命令，DSP发1024HZ正弦信号，通过并串转换转换成2M PCM码，通过D/A编码电路得模拟音频信号，通过运放电路、模拟话机电路送到被测单板的A、B线，再通过被测单板得8M(2M)PCM码，通过数据交换电路得到2M PCM码，通过串并转换到DSP，DSP通过发送和接收的信号的衰减情况，用频谱分析噪声，返回信息，显示结果。
本发明的用户板通用测试设备的保护范围，不局限于本说明书的描述，在本发明中的测试设备的基础上，增加自检电路和增加簿膜按钮等外设设备构成的系统，也属于本发明的范围。