可在以太网上应用的AC检测器测试系统

要正确进行测试需要两个步骤,首先是设备的调校,第二步才是被测器件(DUT)的测量。为了能迅速测量DUT,测试台必须装备所使用的所有仪器,但是调校设备仅在开始阶段才会用得到,而在随后的整个测试阶段都不需要。为了尽量节约成本,可以利用通信技术实现用一台调校设备同时服务于多个测试台。

我们组装了一台带GPIB和PCI测试功能的PC测试工作台,并通过以太网(也可用无线以太网)与用于系统调校的移动通讯设备进行通信,这样在预算、测试速度、开发时间和开发程序简易性等方面都可以取得满意的效果。

系统说明

市面上大多数数据通讯检测器都内嵌了互阻抗放大器(TIA),可将光电二极管电流转化为差分输出电压。这类检测器有四个引脚,分别是Vout_Q(反向)、Vout(正向)、电源和地线,对于我们这里的被测器件来说,由于TIA的截止频率较低,所以测试要在足够高的频率下进行。

测试台装有一个LabVIEW运行引擎,并配备了NI-DAQ、NI-VISA和NI-488,硬件部分则装备了NI的PCI-5401任意波形发生器、用于基准设备通信的PCI-GPIB和测量检测器RMS输出端等效直流电压的PCI-6034E数据采集板。如图1所示,GPIB控制器与激光源和DUT电源进行通信,激光源和调幅(PCI-5401)则根据调校设备(以太网)的读数不断进行改变。

当找到合适电平后,测试台的LabVIEW程序将释放调校设备,以便其它测试台使用,目前计划让四个测试台共享“循环”设置。调校一个测试台仅需数秒钟,在这段时间内该设备被“预订”。在工作地点有多个以太网接入点,使这种方法更加方便可行,现正在计划转向无线以太网以便充分利用“漫游设备”的能力。

主要测试项目包括:

?Icc:DUT电流,通过GPIB测试；

?Vout_Q和Vout:光电二极管上没有光照时的单端电压,用PCI-6034E测；

?V_DIFF:光电二极管上没有光照时的差分电压,用PCI-6034E测；

?有光时的TIA反应灵敏度,用PCI-6034E测。

一旦通过所有测试,部件就可以装箱,每个部件的数据都将保留下来,可通过生产的不同批号进行追溯。

测试参数和数据存储

为了创建一个经济有效的方法存储测试参数并将其有效导入测试程序中,我们创建了一个数据库。利用数据库连接工具VIs,测试程序可从网络中将所有的参数读取到LabVIEW的全局变量中,这样它们可用于程序的任何地方,这也使程序员在将来需要添加新测试内容时易于修改。

选择数据存储方法由一个限定制表符的数据表格文件决定,每一批需要测试数千个部件,每个部件的数据都能够通过它相应的工序编号进行查询,LabVIEW程序可完成以上所有任务。同样,我们也可以很容易将所有数据导入到数据表格程序并执行任何必要的数学处理。

人机界面

为了满足生产需要,需要一个易于使用的人机界面(HMI)。它必须具备安全特性,如用户身份认证,并且有一个易于使用的选择面板,上面包含测试各批产品所需的不同变量,如位置、部件号和工作订单的细节等。

测试面板必须简单,这样用户经过很少培训就可以操作,但同时又要显示所有的测试信息以便用户了解被测器件运行情况细节。

验证测试设置的典型调校系统一般要15,000美元,由于我们可能需要4到5台这样的设备,这样总共就可以节约至少45,000到60,000美元的成本。由此可见,通过应用这种便于使用的LabVIEW编程语言、以太网和基于PCI的测试设备,可大大实现成本节约。

由于PCI-5401、PCI-GPIB、PCI-6034E及LabVIEW均是一家公司的产品,所以它们的集成非常方便。使用PCI总线和信号源及DAQ设备进行通信,比标准基准测试设备更易于减少测试时间。利用NI-VISA和它的硬件通信灵活性,我们可以很方便地将标准GPIB命令用到能连接到以太网的设备上,这样可以增加测试设备的功能而不会和线缆协定和有限的地址资源发生冲突。

本文结论

可用于以太网的AC检测器测试系统能够在PC测试工作站之间共享移动测试系统,大大节省设备投资成本。同时,利用LabVIEW和基于PCI的测试设备,我们还能够融入编程灵活性,在标准基准类型的测试设备上迅速改进。此外使用重新包装的软件工具如数据库连接,还可使程序员缩短发布测试设备所需的开发时间。

作者:Andre Lalonde

高级测试工程师

Honeywell International Inc.

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