在現代經(jīng)濟高速發(fā)展的社會(huì )中,我們使用的電子產(chǎn)品越來(lái)越精細,各類(lèi)參數指標也越來(lái)越嚴格。在進(jìn)行小批量設備或工業(yè)自動(dòng)化測試時(shí)(例如,產(chǎn)品在出廠(chǎng)前需要做某些性能檢測),往往意味著(zhù)對大量重復性指標的測試。市面上大多數臺式數字示波器都擁有的Pass/Fail功能可以很輕易地完成這項工作,它可以自動(dòng)捕捉到不符合設定要求的異常信號,把工程師從觀(guān)察大量信號的過(guò)程中解放出來(lái),令工程師更高效地完成測試工作。
那么怎么用數字示波器來(lái)實(shí)現Pass/Fail測試呢?下面我們將給出詳細的測試步驟以供參考。
本例采用鼎陽(yáng)科技SDG2000X信號發(fā)生器和SDS1000X-E/SDS2000X數字示波器來(lái)模擬Pass/Fail功能的實(shí)際運用。(連接方式如圖所示)
首先,我們用信號源模擬實(shí)際的規律性輸出 (此處模擬產(chǎn)品為良品的指標),輸出一個(gè)2V,1KHz的方波,輸入到數字示波器,然后在示波器操作界面進(jìn)入Pass/Fail功能。示波器的詳細操作步驟為:
1. 在配置設置“Utility”中選擇“通過(guò)測試”—“允許測試”;
2. 選擇“規則設置”,選擇X軸和Y軸的水平調節和垂直調節范圍(調節范圍是當前檔位的系數),通過(guò)‘規則設置’設定符合標準的條件,本例采用的設置:
時(shí)基檔位為500μs,幅度檔位為500mV;
X軸系數為0.12div,即允許0.12個(gè)當前時(shí)基檔位的通過(guò)范圍(500us*0.12=6μs);
Y軸系數為0.20div,即允許有0.20個(gè)當前幅度檔位的通過(guò)范圍(500mV*0.2=100mV);
3. 選擇是否開(kāi)啟顯示信息(開(kāi)啟顯示信息則會(huì )在屏幕右上角看到信號通過(guò)和失敗的幀數及總幀數)、失敗即停(檢測到失敗信號后停止采集)和檢測到失敗信號是否發(fā)出蜂鳴聲報警提示;
4. 在信號源中選擇通道合并功能,人為設置添加一個(gè)10Hz,200mV的脈沖信號作為異常信號(此處模擬產(chǎn)品為不良品的指標),每當這個(gè)脈沖出現,都會(huì )使信號超出之前設置的容限模板,系統會(huì )捕捉到異常波形,通過(guò)停止采集并發(fā)出蜂鳴聲通知到測試人員。
點(diǎn)擊返回和打開(kāi)操作軟鍵,此時(shí)通過(guò)測試功能開(kāi)始運行。接下來(lái)我們可以在數字示波器中看到下圖的輸出顯示:
如上圖所示,黑色區域為我們設定的通過(guò)標準范圍,當脈沖信號出現在藍色背景區域時(shí),即超出容差模板,波形測試失敗。反之,信號只要在黑色通道,則會(huì )被系統自動(dòng)判定為通過(guò)。
因此,當信號的頻率或幅度波動(dòng)過(guò)大或者有其他干擾信號,從而導致輸入信號超出容差模板的時(shí)候,系統會(huì )認為這一幀信號測試失敗。
上例設置了失敗即停并且輸出蜂鳴聲報警,在總共29幀的輸入信號中,前28幀都是屬于測試通過(guò)的波形,在第29幀出現了測試失敗的波形,示波器停止采集并且發(fā)出蜂鳴聲。
接下來(lái)我們通過(guò)屏幕右上角顯示的信息可以粗略地分析信號失敗率。把“失敗即停”選項關(guān)閉,然后采集一段時(shí)間的數據??梢钥吹降玫降臄祿缦聢D所示:
由前文可知圖中信號是由兩個(gè)信號合并而成,分別為2V,1KHz 的方波和200mV,10Hz 的脈沖信號。
我們從顯示的信息可以得知測試失敗的波形有272幀,測試通過(guò)的波形有3567幀,信號總共3839幀。我們可以從這些信息做出下列的分析:
導致測試失敗的信號是我們使用信號源輸出的一個(gè)頻率只有10Hz 的脈沖信號,可認為每一幀失敗的波形中只有一個(gè)脈沖,一幀信號有七個(gè)方波,其中有一個(gè)脈沖會(huì )導致測試失敗。
則被判定為Fail的幀數等同于導致測試失敗的脈沖數量,為272個(gè)。在3839幀波形中,每幀波形有7個(gè)周期的方波。所以,失敗率為272/(7*3839)=0.010121…而10Hz/1000Hz=0.01。排除數字示波器死區時(shí)間和開(kāi)始采集時(shí)間不確定等因素的影響,這個(gè)數據基本上和理論數據一致。
此外,鼎陽(yáng)數字示波器的后面板有Pass/Fail Out通道,每當檢測到失敗波形的時(shí)候,示波器都會(huì )輸出一個(gè)TTL脈沖信號。我們在重復性測試或者工業(yè)自動(dòng)化測試時(shí)可以使用BNC線(xiàn)連接此接口,利用該TTL脈沖信號來(lái)做一些針對不良品的措施(例如最簡(jiǎn)單的加一個(gè)蜂鳴器或者其他更系統詳細的方式)。我們可以通過(guò)下面的例子來(lái)了解這個(gè)功能。
在上面實(shí)驗的基礎上用BNC線(xiàn)把SDS2000X數字示波器后面板的Pass/FailOut接口連接到另外一個(gè)示波器SDS1000X-E的通道1。然后在SDS2000X示波器進(jìn)行如下設置:“Utility”—“Aux輸出”—“Pass/Fail”。當檢測到測試失敗的信號時(shí),示波器后面板的Pass/Fail接口會(huì )輸出一個(gè)TTL脈沖。
△SDS2000X示波器顯示界面
如圖,我們可以看到在輸入了43幀方波信號之后,出現了兩幀超出容差模板的信號,這兩幀信號都是測試失敗的信號。
△SDS1000X-E數字示波器顯示界面
在上圖中我們可以看到,在SDS1000X-E示波器中我們捕捉到了兩個(gè)脈沖信號,這個(gè)跟上述兩幀超出容差模板的波形的數量是一致的。在實(shí)際應用中,我們可以根據失敗波形給出的TTL信號來(lái)做一些應對不良品的措施。
Pass/Fail功能在確保批量產(chǎn)品的重復性測試和工業(yè)自動(dòng)化方面都有很優(yōu)秀的表現,可以確保批量產(chǎn)品的指標一致符合要求,并成功篩選出不良品,且可以從示波器后面板的Pass/Fail接口獲得一個(gè)TTL脈沖信號。我們可以利用此脈沖作為激勵信號來(lái)推動(dòng)其他設備,從而對不合格的產(chǎn)品采取相應的措施,使得產(chǎn)品出廠(chǎng)的質(zhì)量得到保證。
來(lái)源:鼎陽(yáng)科技