自動(dòng)化在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的社會(huì)中,我們使用的電子產(chǎn)品越來越精細(xì),各類參數(shù) 指標(biāo)也越來越嚴(yán)格。在進(jìn)行小批量設(shè)備或工業(yè)自動(dòng)化測(cè)試時(shí)(例如,產(chǎn)品在出廠 前需要做某些性能檢測(cè)),往往意味著對(duì)大量重復(fù)性指標(biāo)的測(cè)試。市面上大多數(shù) 臺(tái)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(xiàng)工作,它可以自 動(dòng)捕捉到不符合設(shè)定要求的異常信號(hào),把工程師從觀察大量信號(hào)的過程中解放出 來,令工程師更地完成測(cè)試工作。 那么怎么用示波器來實(shí)現(xiàn)Pass/Fail測(cè)試呢?下面我們將給出詳細(xì)的測(cè)試步 驟以供參考。 本例采用鼎陽科技SDG2000X 信號(hào)發(fā)生器和SDS1000X -E/SDS2000X 數(shù)字 示波器來模擬Pass/Fail功能的實(shí)際運(yùn)用。(連接方式如圖所示)
首先,我們用信號(hào)源模擬實(shí)際的規(guī)律性輸出(此處模擬產(chǎn)品為良品的指標(biāo)), 輸出一個(gè) 2V,1KHz 的方波,輸入到示波器,然后在示波器操作界面進(jìn)入 Pass/Fail 功能。示波器的詳細(xì)操作步驟為: 1. 在配置設(shè)置“Utility”中選擇“通過測(cè)試”— “允許測(cè)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(dāng)前檔位的系數(shù)),通過‘規(guī)則設(shè)置’設(shè)定符合標(biāo)準(zhǔn)的條件,本例采用的 設(shè)置: 時(shí)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(gè)當(dāng)前時(shí)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(gè)當(dāng)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(huì)在屏幕右上角看到信號(hào)通過 和失敗的幀數(shù)及總幀數(shù))、失敗即停(檢測(cè)到失敗信號(hào)后停止采集)和檢測(cè)到失 敗信號(hào)是否發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警提示;
4. 在信號(hào)源中選擇通道合并功能,人為設(shè)置添加一個(gè) 10Hz,200mV 的脈 沖信號(hào)作為異常信號(hào)(此處模擬產(chǎn)品為不良品的指標(biāo)),每當(dāng)這個(gè)脈沖出現(xiàn),都 會(huì)使信號(hào)超出之前設(shè)置的容限模板,系統(tǒng)會(huì)捕捉到異常波形,通過停止采集并發(fā) 出蜂鳴聲通知到測(cè)試人員。 點(diǎn)擊返回和打開操作軟鍵,此時(shí)通過測(cè)試功能開始運(yùn)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?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)定的通過標(biāo)準(zhǔn)范圍,當(dāng)脈沖信號(hào)出現(xiàn)在藍(lán)色 背景區(qū)域時(shí),即超出容差模板,波形測(cè)試失敗。反之,信號(hào)只要在黑色通道,則 會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)判定為通過。 因此,當(dāng)信號(hào)的頻率或幅度波動(dòng)過大或者有其他干擾信號(hào),從而導(dǎo)致輸 入信號(hào)超出容差模板的時(shí)候,系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為這一幀信號(hào)測(cè)試失敗。 上例設(shè)置了失敗即停并且輸出蜂鳴聲報(bào)警,在總共29幀的輸入信號(hào)中,前 28幀都是屬于測(cè)試通過的波形,在第29幀出現(xiàn)了測(cè)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(hào)失敗率。把“失 敗即停”選項(xiàng)關(guān)閉,然后采集一段時(shí)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(hào)是由兩個(gè)信號(hào)合并而成,分別為2V,1KHz 的方波和 200mV ,10Hz 的脈沖信號(hào)。我們從顯示的信息可以得知測(cè)試失敗的波形有272 幀,測(cè)試通過的波形有3567幀,信號(hào)總共3839幀。我們可以從這些信息做出下 列的分析: 導(dǎo)致測(cè)試失敗的信號(hào)是我們使用信號(hào)源輸出的一個(gè)頻率只有10Hz 的脈 沖信號(hào),可認(rèn)為每一幀失敗的波形中只有一個(gè)脈沖,一幀信號(hào)有七個(gè)方波,其中 有一個(gè)脈沖會(huì)導(dǎo)致測(cè)試失敗。則被判定為Fail的幀數(shù)等同于導(dǎo)致測(cè)試失敗的脈沖 數(shù)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 。排除示波器死區(qū)時(shí)間 和開始采集時(shí)間不確定等因素的影響,這個(gè)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(dāng)檢測(cè)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(hào)。我們?cè)谥貜?fù)性測(cè)試或者工業(yè)化測(cè)試時(shí)可以使用BNC線連接此接口,利用該TTL脈沖信號(hào)來做一些針對(duì)不良品的 措施(例如簡(jiǎn)單的加一個(gè)蜂鳴器或者其他更系統(tǒng)詳細(xì)的方式)。我們可以通過 下面的例子來了解這個(gè)功能。 在上面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上用BNC線把SDS2000X 示波器后面板的Pass/Fail Out 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(shè)置:“Utility”—“Aux輸出”—“Pass/Fail”。當(dāng)檢測(cè)到測(cè)試失敗的 信號(hào)時(shí),示波器后面板的Pass/Fail接口會(huì)輸出一個(gè)TTL脈沖。如圖,我們可以看到在輸入了43幀方波信號(hào)之后,出現(xiàn)了兩幀超出容差模板 的信號(hào),這兩幀信號(hào)都是測(cè)試失敗的信號(hào)。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(hào),這個(gè)跟上述兩幀超出容差模板的波形的數(shù)量是一致的。在實(shí)際應(yīng)用中,我們 可以根據(jù)失敗波形給出的TTL信號(hào)來做一些應(yīng)對(duì)不良品的措施。 Pass/Fail功能在確保批量產(chǎn)品的重復(fù)性測(cè)試和工業(yè)自動(dòng)化方面都有很 的表現(xiàn),可以確保批量產(chǎn)品的指標(biāo)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(hào)。我們可以利用此脈沖作 為激勵(lì)信號(hào)來推動(dòng)其他設(shè)備,從而對(duì)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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