示波器Pass/Fail測試步驟詳解

ID:267551 · 發(fā)表于 2018-1-25 14:51

在現(xiàn)代經(jīng)濟高速發(fā)展的社會中，我們使用的電子產(chǎn)品越來越精細，各類參數(shù)指標也越來越嚴格。在進行小批量設(shè)備或工業(yè)自動化測試時（例如，產(chǎn)品在出廠前需要做某些性能檢測），往往意味著對大量重復性指標的測試。市面上大多數(shù)臺式數(shù)字示波器都擁有的Pass/Fail功能可以很輕易地完成這項工作，它可以自動捕捉到不符合設(shè)定要求的異常信號，把工程師從觀察大量信號的過程中解放出來，令工程師更高效地完成測試工作。

那么怎么用示波器來實現(xiàn)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SDG2000X信號發(fā)生器和SDS1000X-E/SDS2000X數(shù)字示波器來模擬Pass/Fail功能的實際運用

首先，我們用信號源模擬實際的規(guī)律性輸出（此處模擬產(chǎn)品為良品的指標），輸出一個2V，1KHz的方波，輸入到示波器，然后在示波器操作界面進入Pass/Fail功能。示波器的詳細操作步驟為：

1. 在配置設(shè)置“Utility”中選擇“通過測試”—“允許測試”；

2. 選擇“規(guī)則設(shè)置”，選擇X軸和Y軸的水平調(diào)節(jié)和垂直調(diào)節(jié)范圍（調(diào)節(jié)范圍是當前檔位的系數(shù)），通過‘規(guī)則設(shè)置’設(shè)定符合標準的條件，本例采用的設(shè)置：

時基檔位為500μs，幅度檔位為500mV；

X軸系數(shù)為0.12div，即允許0.12個當前時基檔位的通過范圍（500us*0.12=6μs）；

Y軸系數(shù)為0.20div，即允許有0.20個當前幅度檔位的通過范圍（500mV*0.2=100mV）；

3. 選擇是否開啟顯示信息（開啟顯示信息則會在屏幕右上角看到信號通過和失敗的幀數(shù)及總幀數(shù)）、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(shè)置添加一個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），每當這個脈沖出現(xiàn)，都會使信號超出之前設(shè)置的容限模板，系統(tǒng)會捕捉到異常波形，通過停止采集并發(fā)出蜂鳴聲通知到測試人員。

點擊返回和打開操作軟鍵，此時通過測試功能開始運行。接下來我們可以在示波器中看到下圖的輸出顯示：

如上圖所示，黑色區(qū)域為我們設(shè)定的通過標準范圍，當脈沖信號出現(xiàn)在藍色背景區(qū)域時，即超出容差模板，波形測試失敗。反之，信號只要在黑色通道，則會被系統(tǒng)自動判定為通過。

因此，當信號的頻率或幅度波動過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候，系統(tǒng)會認為這一幀信號測試失敗。

上例設(shè)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的波形，在第29幀出現(xiàn)了測試失敗的波形，示波器停止采集并且發(fā)出蜂鳴聲。

接下來我們通過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�！边x項關(guān)閉，然后采集一段時間的數(shù)據(jù)�？梢钥吹降玫降臄�(shù)據(jù)如下圖所示：

由前文可知圖中信號是由兩個信號合并而成，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脈沖，一幀信號有七個方波，其中有一個脈沖會導致測試失敗。則被判定為Fail的幀數(shù)等同于導致測試失敗的脈沖數(shù)量，為272個。在3839幀波形中，每幀波形有7個周期的方波。所以，失敗率為272/（7*3839）=0.010121…而10Hz/1000Hz=0.01。排除示波器死區(qū)時間和開始采集時間不確定等因素的影響，這個數(shù)據(jù)基本上和理論數(shù)據(jù)一致。

此外，鼎陽示波器的后面板有Pass/Fail Out通道，每當檢測到失敗波形的時候，示波器都會輸出一個TTL脈沖信號。我們在重復性測試或者工業(yè)自動化測試時可以使用BNC線連接此接口，利用該TTL脈沖信號來做一些針對不良品的措施（例如最簡單的加一個蜂鳴器或者其他更系統(tǒng)詳細的方式）。我們可以通過下面的例子來了解這個功能。

在上面實驗的基礎(chǔ)上用BNC線把SDS2000X示波器后面板的Pass/FailOut接口連接到另外一個示波器SDS1000X-E的通道1。然后在SDS2000X示波器進行如下設(shè)置：“Utility”—“Aux輸出”—“Pass/Fail”。當檢測到測試失敗的信號時，示波器后面板的Pass/Fail接口會輸出一個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(xiàn)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脈沖信號，這個跟上述兩幀超出容差模板的波形的數(shù)量是一致的。在實際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)失敗波形給出的TTL信號來做一些應(yīng)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)自動化方面都有很優(yōu)秀的表現(xiàn)，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TTL脈沖信號。我們可以利用此脈沖作為激勵信號來推動其他設(shè)備，從而對不合格的產(chǎn)品采取相應(yīng)的措施，使得產(chǎn)品出廠的質(zhì)量得到保證。

ID:267208 · 發(fā)表于 2018-1-26 08:56

這個功能應(yīng)該對小批量的測試很有用吧

ID:267551 · 發(fā)表于 2018-1-27 09:34

楊定國發(fā)表于 2018-1-26 08:56
這個功能應(yīng)該對小批量的測試很有用吧

是的，算是小批量測試的利器了

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