随着电子产业的迅猛发展,PCB电性能指标要求日益提高。传统的PCB针床测试方式需要较长时间和较高成本制作测试夹具,难以满足小批量、多种类样品板和产品频繁更新换代的检测需求。基于这些问题,本论文中设计的飞针测试机,根据PCB的Gerber文件快速生成测试资料,由飞针测试机运动控制系统快速移动测试探针,与机器电测系统互动快速进行PCB电性能测试,有效弥补了针床测试方式的不足。电测系统是飞针测试机的重要组成部分,其性能直接决定了整机的测试效率和精度,在软硬件设计时必须兼顾这两个关键指标。电测系统检测PCB缺陷的方法有电容测试法、导通测试法、绝缘测试法、微阻测试法,在研究这些测试方法基础上整合四种方法,对提高机器整体性能具有重要意义。本文首先论述了飞针测试机的整体架构,分析了制约飞针测试机检测效率的几点因素,提出了能改进效率的一套系统架构。然后针对系统架构中的电测系统部分进行了方案制定和具体软硬件设计。在电测系统设计理论部分,首先分析了飞针的组合方式,确定了微阻测试四线制接线方式,对微阻测量的信号噪声问题进行了分析,其次对硬件系统进行了选型和设计,主要包括恒流源与高压测试源电路、AD/DA转化电路、电容测试电路、信号采集电路、电源电路等部分。在软件设计部分,主要以STM32F303为控制核心,由它管理测量和通信流程,该部分根据实际需求制定了通信协议,给出了硬件初始化、硬件自检子程序、数据采集和中位值滤波等程序的实现流程,并进行了软件设计。在实验室对电测系统各个功能进行了测试,验证了本系统硬软件设计的可行性,实现了飞针测试机四种电测方法及其整合,达到了电测系统的测量精度和效率的初步要求。此外,在飞针测试机现场进行了联调测试,并且在工控机上分别导出了四种测试方法的测试数据,对数据进行了分析,除去机器本身的脉冲干扰,测试数据具有良好的线性度和重复度。测试结果证明,飞针测试机电测系统具有较好的测量精度,并能配合机器运动控制系统进行快速测量。具有良好的应用前景。