自動測試設備是用于測試分立器件、集成電路、混合信號電路直流參數、交流參數和功能的測試設備。主要通過測試系統軟件控制測試設備各單元對被測器件進行測試，以判定被測器件是否符合器件的規范要求。

　　1 自動測試設備的組成

　　自動測試設備主要由精密測量單元(PMU)、器件電壓源(DPS)、電壓電流源(VIS)、參考電壓源(VS)、音頻電壓源(AS)、音頻電壓表(AVM)、時間測量單元(TIMER)、繼電器矩陣、系統總線控制板(BUS)、計算機接口卡(IFC)等幾部分組成。系統框圖如圖1所示。

　　本文主要介紹其中的電壓電流源部分的設計原理及實現。

　　2 電壓電流源的基本原理

　　電壓電流源是自動測試系統必不可少的一部分，其可為被測試器件施加精確的恒定電壓或恒定電流，并能回測其相對的電流值或電壓值。因此，電壓電流源主要有以下兩種工作方式：

　　(1)加壓測流(FVMI)方式。在FVMI方式中，驅動電壓值通過數模轉換器(ADC)提供給輸出驅動器；驅動電流由采樣電阻采樣，通過差分放大器轉換成電壓值，再由ADC讀回電流值。筘位值可根據負載設值，箝位電路在這里起到限流保護作用，當負載電流超過箝位值時，VIS輸出變為恒流源，輸出電流為箝位電流。測試系統根據箝位值自動選擇測流量程。

　　(2)加流測壓(FIMV)方式。在FIMV方式中，驅動電流值通過數模轉換器(DAC)提供給輸出驅動器；電壓由ADC讀回。箝位值可根據負載設值，箝位電路在這里起到限壓保護作用，當負載電壓超過箝位值時，VIS輸出變為恒壓源，輸出電壓為箝位電壓。測試系統根據箝位值自動選擇測壓量程。

　　圖2是電壓電流源的邏輯框圖。

　　3 電壓電流源的設計細節

　　電壓電流源的基本電路如圖3所示，左半部分是電壓電流源的加壓加流電路，右半部分是測試電路。

　　該電路由主運放、電流擴展電路、量程電阻、反饋回路和差分運算放大器組成。電路簡單實用，用一只繼電器K1完成加壓和加流的切換，當K1打開時，用于施加電壓，當K1閉合時，用于施加電流。K8是測流和測壓的切換開關，當 K8打開時，用于施加電壓的同時測量電流，當K8閉合時，用于施加電流時測量電壓。運放U3接成減法電路，用于對箝位電壓進行控制。主運放U1后接的是電流擴展電路，采用推挽形式組成，以加大電路的可輸出電流。量程網絡由多個不同級數的電阻構成，通過K2至K7的繼電器，可切換測試量程。反饋回路由運放組成的跟隨器構成。測試電路采用差分電路形式以提高測試精度，減少電路的共模增益。

　　該電路的優點是將加壓測流電路和加流測壓電路很好地融合在一起，只需要切換一個繼電器，便可實現加壓和加流的切換，節省了加壓測流和加流測壓各需一套電路的煩瑣，同時也節省了大省的元件。

　　4 工作原理

　　4．1 測試原理

　　以下以FIMV(加流測壓)為例說明電路的原理，在FIMV模式下電路簡化如圖4。

　　由于電路引入了負反饋，U1構成同相求和運算電路，U2構成電壓跟隨器。令R1=R2=R3=R4=R。

　　由于UN1=UP1，由式(1)(3)可得：VIN=UO1-URO。即加在量程電阻兩端上的電壓值等于輸入的電壓值。由于U2的P2端虛斷，故流過RO的電流絕大部分流入RL中，故電路可提供一穩定的電流，只要測試URO端的電壓，即可測試在所加電流下負載的電壓，從而實現加流測壓。

　　加壓測流與加流測壓基本類似，在此不再贅述。