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鼎陽示波器Pass/Fail測試步驟詳解

閱讀:39發(fā)布時間:2023-2-25

 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(fù)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。

那么怎么用數(shù)字示波器來實現(xiàn)Pass/Fail測試呢?下面我們將給出詳細的測試步驟以供參考。

本例采用鼎陽科技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。(連接方式如圖所示)
鼎陽示波器
 
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,輸入到數(shù)字示波器,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;
示波器發(fā)出蜂鳴聲報警
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。接下來我們可以在數(shù)字示波器中看到下圖的輸出顯示:
數(shù)字示波器
     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(dǎo)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“失敗即停"選項關(guān)閉,然后采集一段時間的數(shù)據(jù)。可以看到得到的數(shù)據(jù)如下圖所示:

示波器數(shù)據(jù)
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(dǎo)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(dǎo)致測試失敗。

     則被判定為Fail的幀數(shù)等同于導(dǎo)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。排除數(shù)字示波器死區(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,鼎陽數(shù)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候,示波器都會輸出一個TTL脈沖信號。我們在重復(fù)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數(shù)字示波器后面板的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
△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數(shù)字示波器顯示界面
△SDS1000X-E數(shù)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(fù)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。

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