Электронное испытательное оборудование используется для создания сигналов и захвата откликов от тестируемых электронных устройств (DUT). Таким образом можно проверить правильность работы тестируемого устройства или отследить неисправности устройства. Использование электронного испытательного оборудования необходимо для любой серьезной работы с электронными системами.
Практическая разработка и сборка электроники требует использования множества различных видов электронного испытательного оборудования, начиная от очень простого и недорогого (например, контрольная лампа, состоящая только из лампочки и испытательного провода) до чрезвычайно сложных и сложных, таких как автоматическое испытательное оборудование. (СЪЕЛ). ATE часто включает многие из этих инструментов в реальной и смоделированной формах.
Как правило, при разработке схем и систем требуется более совершенное испытательное оборудование, чем при проведении производственных испытаний или при поиске и устранении неисправностей существующих производственных единиц в полевых условиях. [ необходима цитата ]
Типы испытательного оборудования [ править ]
Базовое оборудование [ править ]
Следующие элементы используются для базового измерения напряжений, токов и компонентов в тестируемой цепи.
- Вольтметр (измеряет напряжение )
- Омметр (измеряет сопротивление )
- Амперметр , например гальванометр или миллиамперметр (измеряет ток )
- Мультиметр, например, VOM (вольт-ом-миллиамперметр) или DMM (цифровой мультиметр) (измеряет все вышеперечисленное)
- Измеритель LCR - измеритель индуктивности (L), емкости (C) и сопротивления (R) (измерение значений LCR)
В качестве стимула тестируемой цепи используются:
- Источники питания
- Генератор сигналов
- Генератор цифровых шаблонов
- Генератор импульсов
Ниже приводится анализ отклика тестируемой цепи:
- Осциллограф (отображает изменение напряжения во времени)
- Частотомер (измеряет частоту )
И соединяем все вместе:
- Тестовые щупы
Продвинутое или редко используемое оборудование [ править ]
Метры
- Электромагнитный вольтметр ( Wiggy )
- Токоизмерительные клещи (датчик тока)
- Мост Уитстона (точно измеряет сопротивление )
- Измеритель емкости (измеряет емкость )
- Измеритель LCR (измеряет индуктивность , емкость , сопротивление и их комбинации)
- Измеритель ЭДС (измеряет электрические и магнитные поля)
- Электрометр (измеряет напряжения, иногда даже крошечные, с помощью эффекта заряда )
Зонды [ править ]
- RF зонд
- Трассировщик сигналов
Анализаторы [ править ]
- Логический анализатор (Тестирует цифровые схемы )
- Анализатор спектра (SA) (Измеряет спектральную энергию сигналов)
- Анализатор протоколов (Проверяет функциональность, производительность и соответствие протоколов)
- Векторный анализатор сигналов (VSA) (как и SA, но он также может выполнять многие другие полезные функции цифровой демодуляции)
- Рефлектометр во временной области (проверяет целостность длинных кабелей)
- Индикатор кривой полупроводника
Устройства, генерирующие сигналы [ править ]
- Генератор сигналов обычно различается по частотному диапазону (например, звуковые или радиочастоты) или по типу формы волны (например, синусоидальный, квадратный, пилообразный, пилообразный, развертка, модулированный и т. Д.)
- Синтезатор частот
- Генератор функций
- Генератор цифровых шаблонов
- Генератор импульсов
- Форсунка сигнала [1]
Разные устройства [ править ]
- Усреднитель крытых вагонов
- Тестер непрерывности
- Кабельный тестер
- Тестер Hipot
- Сетевой анализатор (используется для характеристики электрической сети компонентов)
- Тестовый свет
- Тестер транзисторов
- Тестер трубок
Платформы [ править ]
Несколько модульных платформ электронного оборудования в настоящее время широко используются для конфигурирования автоматизированных электронных испытательных и измерительных систем. Эти системы широко используются для входного контроля, контроля качества и производственных испытаний электронных устройств и узлов. Стандартные в отрасли коммуникационные интерфейсы связывают источники сигналов с измерительными приборами в системах типа « стойка и стек » или шасси / мэйнфрейм, часто под управлением специального программного приложения, работающего на внешнем ПК.
GPIB / IEEE-488 [ править ]
Интерфейсная шина общего назначения ( GPIB ) - это IEEE-488 (стандарт, созданный Институтом инженеров по электротехнике и электронике.) стандартный параллельный интерфейс, используемый для подключения датчиков и программируемых приборов к компьютеру. GPIB - это цифровой 8-битный параллельный интерфейс связи, способный обеспечивать скорость передачи данных более 8 Мбайт / с. Он позволяет подключать до 14 приборов к системному контроллеру с помощью 24-контактного разъема. Это один из наиболее распространенных интерфейсов ввода / вывода, присутствующих в приборах, и он разработан специально для приложений управления приборами. Спецификации IEEE-488 стандартизировали эту шину и определили ее электрические, механические и функциональные характеристики, а также определили ее основные правила связи программного обеспечения. GPIB лучше всего подходит для приложений в промышленных условиях, где требуется надежное соединение для управления приборами.
Первоначальный стандарт GPIB был разработан в конце 1960-х годов компанией Hewlett-Packard для подключения и управления программируемыми приборами, производимыми компанией. С появлением цифровых контроллеров и программируемого испытательного оборудования возникла потребность в стандартном высокоскоростном интерфейсе для связи между приборами и контроллерами различных производителей. В 1975 году IEEE опубликовал стандарт ANSI / IEEE 488–1975, стандартный цифровой интерфейс IEEE для программируемых приборов, который содержал электрические, механические и функциональные характеристики системы сопряжения. Впоследствии этот стандарт был пересмотрен в 1978 г. (IEEE-488.1) и 1990 г. (IEEE-488.2). Спецификация IEEE 488.2 включает Стандартные команды для программируемого инструментария (SCPI), которые определяют конкретные команды, которым должен подчиняться каждый класс инструментов.SCPI обеспечивает совместимость и настраиваемость этих инструментов.
Шина IEEE-488 уже давно пользуется популярностью, потому что она проста в использовании и использует большой выбор программируемых инструментов и стимулов. Однако большие системы имеют следующие ограничения:
- Емкость разветвления драйвера ограничивает систему до 14 устройств плюс контроллер.
- Длина кабеля ограничивает расстояние между контроллером и устройством до двух метров на устройство или до 20 метров, в зависимости от того, что меньше. Это создает проблемы с передачей в системах, расположенных в помещении, или в системах, требующих удаленных измерений.
- Первичные адреса ограничивают систему до 30 устройств с первичными адресами. Современные инструменты редко используют вторичные адреса, поэтому это ограничивает размер системы 30 устройствами. [2]
Расширения LAN для инструментовки [ править ]
LXI(LXI) Стандарт определяет протоколы связи для систем КИПиА и сбора данных, использующих Ethernet. Эти системы основаны на небольших модульных приборах, использующих недорогую локальную сеть открытого стандарта (Ethernet). LXI-совместимые инструменты предлагают размер и преимущества модульной интеграции без ограничений по стоимости и форм-фактору, характерным для архитектур каркасных плат. Благодаря использованию связи Ethernet стандарт LXI обеспечивает гибкую компоновку, высокоскоростной ввод-вывод и стандартизированное использование подключения к локальной сети в широком спектре коммерческих, промышленных, аэрокосмических и военных приложений. Каждый LXI-совместимый инструмент включает драйвер взаимозаменяемого виртуального инструмента (IVI) для упрощения связи с инструментами, отличными от LXI, поэтому LXI-совместимые устройства могут обмениваться данными с устройствами, которые сами не LXI-совместимы (т. Е.инструменты, использующие GPIB, VXI, PXI и т. д.). Это упрощает создание и эксплуатацию гибридных конфигураций приборов.
В инструментах LXI иногда используются сценарии с использованием встроенных процессоров сценариев тестирования для настройки приложений тестирования и измерения. Инструменты на основе сценариев обеспечивают архитектурную гибкость, улучшенную производительность и меньшую стоимость для многих приложений. Создание сценариев расширяет преимущества инструментов LXI, а LXI предлагает функции, которые позволяют создавать сценарии и улучшать их. Хотя текущие стандарты LXI для инструментовки не требуют, чтобы инструменты были программируемыми или реализовывали сценарии, некоторые функции в спецификации LXI предполагают наличие программируемых инструментов и предоставляют полезные функции, которые расширяют возможности создания сценариев на LXI-совместимых инструментах. [3]
VME eXtensions for Instrumentation [ править ]
Архитектура шины VME eXtensions for Instrumentation ( VXI ) - это открытая стандартная платформа для автоматизированного тестирования, основанная на VMEbus . Представленный в 1987 году, VXI использует все форм-факторы Eurocard и добавляет линии запуска, локальную шину и другие функции, подходящие для измерительных приложений. Системы VXI основаны на мэйнфрейме или шасси с 13 слотами, в которые могут быть установлены различные инструментальные модули VXI. Шасси также обеспечивает все требования к источнику питания и охлаждению для шасси и инструментов, которые оно содержит. Модули шины VXI обычно имеют высоту 6U . [4]Современная технология VXI родилась из потребности в компактном и интегрированном формате для тестовых решений. Его гениальность заключается в простоте использования и совместимости компонентов от различных производителей. [5]
Расширения PCI для инструментовки [ править ]
PCI eXtensions for Instrumentation ( PXI ) - это периферийная шина, предназначенная для сбора данных и систем управления в реальном времени. Представленный в 1997 году, PXI использует форм-факторы CompactPCI 3U и 6U и добавляет линии запуска, локальную шину и другие функции, подходящие для измерительных приложений. Спецификации аппаратного и программного обеспечения PXI разрабатываются и поддерживаются PXI Systems Alliance. [6] Более 50 производителей по всему миру производят оборудование PXI. [7]
Универсальная последовательная шина [ править ]
Универсальная последовательная шина ( USB ) соединяет периферийные устройства, такие как клавиатуры и мыши, с ПК. USB - это Plug and Playшина, которая может обрабатывать до 127 устройств на одном порту и имеет теоретическую максимальную пропускную способность 480 Мбит / с (высокоскоростной USB, определенный спецификацией USB 2.0). Поскольку порты USB являются стандартными функциями ПК, они являются естественным развитием традиционной технологии последовательных портов. Тем не менее, он не получил широкого распространения при создании промышленных испытательных и измерительных систем по нескольким причинам (например, USB-кабели редко бывают промышленного класса, чувствительны к шуму, не имеют надежного крепления и поэтому довольно легко отсоединяются, а максимальное расстояние между контроллером и устройство ограничено несколькими метрами). Как и некоторые другие соединения, USB в основном используется для приложений в лабораторных условиях, которые не требуют надежного подключения к шине.
RS-232 [ править ]
RS-232 - это спецификация для последовательной связи, которая популярна в аналитических и научных приборах, а также для управления периферийными устройствами, такими как принтеры. В отличие от GPIB, с интерфейсом RS-232 можно одновременно подключать и управлять только одним устройством. RS-232 также является относительно медленным интерфейсом с типичной скоростью передачи данных менее 20 кбайт / с. RS-232 лучше всего подходит для лабораторных приложений, совместимых с более медленным и менее надежным соединением.
Процессоры тестовых сценариев и шина расширения каналов [ править ]
Одна из самых последних разработанных платформ тестовых систем использует контрольно-измерительные приборы, оснащенные встроенными процессорами сценариев тестирования, объединенными с высокоскоростной шиной. При таком подходе один «главный» прибор запускает тестовый сценарий (небольшую программу), который управляет работой различных «подчиненных» инструментов в тестовой системе, с которой он связан через высокоскоростную синхронизацию запуска по локальной сети и межблочная коммуникационная шина. Сценарии - это написание программ на языке сценариев для координации последовательности действий.
Этот подход оптимизирован для передачи небольших сообщений, характерных для приложений тестирования и измерения. Благодаря очень небольшим накладным расходам сети и скорости передачи данных 100 Мбит / с он значительно быстрее, чем GPIB и 100BaseT Ethernet в реальных приложениях.
Преимущество этой платформы заключается в том, что все подключенные приборы работают как одна тесно интегрированная многоканальная система, поэтому пользователи могут масштабировать свою испытательную систему в соответствии с требуемым количеством каналов с минимальными затратами. Система, сконфигурированная на платформе этого типа, может быть автономной как законченное решение для измерения и автоматизации, при этом главный блок управляет поиском источников, измерениями, принятием решений о прохождении / отказе, управлением потоком последовательности испытаний, биннингом и обработчиком или испытателем компонентов. Поддержка выделенных линий запуска означает, что синхронные операции между несколькими приборами, оснащенными встроенными процессорами сценариев тестирования, которые связаны этой высокоскоростной шиной, могут быть достигнуты без необходимости в дополнительных подключениях запуска. [8]
Переключение тестового оборудования [ править ]
Добавление высокоскоростной коммутационной системы к конфигурации тестовой системы позволяет проводить более быстрое и экономичное тестирование нескольких устройств и предназначено для уменьшения как ошибок тестирования, так и затрат. Проектирование конфигурации коммутации тестовой системы требует понимания коммутируемых сигналов и выполняемых тестов, а также доступных форм-факторов коммутационного оборудования.
См. Также [ править ]
- Список электрического и электронного измерительного оборудования
- Тяговое усилие , разговорный термин, применяемый к процессу систематического изменения импеданса, предъявляемого к тестируемому устройству.
Ссылки [ править ]
- ^ "Цепь форсунки сигнала" . Проверено 3 июня 2018 .
- ^ ICS Electronics. Расширение шины GPIB Проверено 29 декабря 2009 г.
- ^ Франклин, Пол и Тодд А. Хейз. LXI соединение. Преимущества LXI и сценариев. Июль 2008 г. Проверено 5 января 2010 г.
- ^ Аппаратные и механические компоненты Производители корпусов и корпусов VXI . Проверено 30 декабря 2009 года.
- ^ «National Instruments - ведущий производитель продуктов VXI - апекс-волны» . Проверено 19 февраля 2020 .
- ^ Альянс систем PXI. Технические характеристики Заархивированы 02.09.2010 на Wayback Machine . Проверено 30 декабря 2009 года.
- ^ Альянс систем PXI. Технические характеристики, заархивированные 5 сентября 2010 г.на Wayback Machine, получены 30 декабря 2009 г.
- ^ Cigoy, Дейл. Журнал R&D. Smart Instruments идут в ногу с изменяющимися потребностями RD, получено 4 января 2009 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Консорциум LXI
- Стандарт NIST 1588
- ICS Electronics. «Учебное пособие по GPIB 101A по шине GPIB». [ постоянная мертвая ссылка ] , последнее посещение - 29 декабря 2009 г.
- [1]
- United Testing Systems Inc.
