通过触发输出缩短 ATE 测试时间

自动化测试设备 (ATE) 是生产设施中的基础设备。被测设备 (DUT) 必须根据各种限值标准进行测量,为用户保证操作安全可靠。生产设施中必须正确执行这些测试,并涵盖所有必要的测试用例。同时,也要保证足够的测试速度。示波器(例如罗德与施瓦茨的 MXO 系列示波器)是常见的 ATE 组件,可以生成专用的“等待触发”信号来改进工作流程。

您的任务

生产线上的 ATE 设计和操作是个难题,需要控制和维护不同供应商制造的仪器。缩短测试时间虽不是第一要务,但也十分重要。

确定测试仪器是否准备就绪,通常需要轮询状态消息或者等待仪器。示波器同样如此。示波器能够触发采集、捕获波形、执行测量和其他任务。有时候需要确定示波器何时准备就绪,能够开始采集,这可以加快测试。

罗德与施瓦茨解决方案

确定示波器是否准备就绪,有以下三种方式。示波器可以生成专用的“等待触发”信号来改进工作流程(见下页)。

1. 等待
最简单直接的方法是在脚本中添加一个等待命令。这种工作流程高度异步(使用自动化测试设备时,测试仪器和控制软件会同步),需要先启动示波器触发后等待一段时间,然后启动其他测试设备,之后再次等待一段时间,(理想情况下)此时示波器会执行采集和测量,最后查询数据(见图 1 左侧的方框图)。很显然,如果等待时间过短,结果可能不准确,需要重复进行测试;如果等待时间过长,控制软件需要采取超时应急操作。这种方法非常简单,在开发过程中能够快速修复问题。

自动化测试设备的实现方法
图 1:自动化测试设备的实现方法,左:等待;中:软件轮询;右:触发输出同步
打开灯箱

2. 轮询
这种方法比较复杂,但是通常可以保证操作稳定。状态字节 (STB) 会包含示波器的重要状态条件,具体取决于制造商。STB 的使用流程较为复杂,用户通常需要熟悉仪器手册(见图 1 中间的方框图)。
这种方法包括以下几个重要步骤:

  • 启动仪器 (RUNSingle, *OPC?)
  • 针对“等待触发”信号轮询 STB
  • 启动其他 ATE
  • 采集是否完成?(轮询 STB 以获取 OPC 位)

用户需要花时间了解和实施轮询。但是,如果没有硬接线信号,轮询 STB 是唯一有效的实现方法(在多线程架构中,还可以通过 VISA WaitOnEvent 进行同步)。> 有关“测量同步”的更多信息,请访问罗德与施瓦茨主页。

MXO 系列示波器的触发输出配置对话框
图 2:MXO 系列示波器的触发输出配置对话框
打开灯箱

3. 触发输出同步
上述工作流程还可以稍作变化,在一开始可以使用可编程仪器标准命令 (SCPI)“RUNSingle; *OPC?”。第一个命令启动仪器,第二个命令在示波器完成采集后返回“True”。

这种方法无法通过“等待触发”轮询序列来同步其他测试仪器,因为在返回“True”之前,程序会中止执行。如果等待回复的时间过长,可能出现虚拟仪器软件架构 (VISA) 超时错误。在等待回复的过程中,也无法通过控制软件启动其他测试设备。使用专用的(物理)触发输出信号可以解决这种问题。

MXO 系列示波器可以配置“等待触发”状态位(此状态位之前仅在 STB 中可用),并将其路由到触发输出端口(见图 2)。

通过示波器的触发输出同步其他 ATE
图 3:通过示波器的触发输出同步其他 ATE
打开灯箱

触发输出端口连接到其他仪器,为仪器输出启动操作的信号(见图 3)。

编程工作流程参见图 1 右侧的方框图。常用命令“RUNSingle; *OPC?”启动示波器,通过硬件发送准备就绪状态的信号。示波器完成采集后,*OPC? 返回“True”,脚本继续执行。

总结

可以使用不同的方法将示波器的准备就绪状态同步到其他 ATE。为了避免产生状态字节和事件状态寄存器 (ESR) 的相关问题,可以使用“等待触发”物理信号来同步仪器。这样整个装置的编程操作更加简单,执行速度也更快。在这一方面,MXO 系列示波器使用起来非常简单。