如何從設(shè)計輕松過渡到制造

將驗證測試代碼復(fù)用于制造測試

盡管將驗證測試代碼復(fù)用于生產(chǎn)中似乎是一個顯而易見的最佳做法，但這對軟件架構(gòu)有特殊要求。例如，想要在生產(chǎn)測試中利用設(shè)計驗證測試中的代碼，采用模塊化、 分層式軟件架構(gòu)是至關(guān)重要的。在編程驗證測試所需的軟件時，工程師通常會為了盡快的寫出代碼而忽略代碼架構(gòu)或長期可支持性。但是，由于驗證測試所需的測量 很多與工業(yè)測試是一樣的，因而確保驗證測試代碼的靈活性是非常重要的。

編寫測試軟件代碼中一個簡單的最佳方法是采用硬件抽象層。該方法是將對特定設(shè)備的底層驅(qū)動調(diào)用封裝在更高級的函數(shù)中。這種方法使得未來修改測試代碼、添加額外設(shè)備的工作變得更為簡單，而不需要大范圍地重寫。如圖3所 示，使用硬件抽象層需要測試代碼的架構(gòu)能夠讓特定儀器的驅(qū)動程序調(diào)用包含于該儀器產(chǎn)品系列的函數(shù)調(diào)用框架之中。雖然這需要更周全的前期設(shè)計，但使用硬件抽 象層可提高測試代碼的復(fù)用率，最終減少測試軟件開發(fā)的時間。請注意，相比于其他本身具有層次性的編程語言，比如NI LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計軟件或其他類似的語言，硬件抽象層的層次性相對更為直接。

圖3. 傳統(tǒng)方法與硬件抽象層方法比較。

請注意，圖3 所示架構(gòu)中重要的一點是將配置待測設(shè)備的代碼和配置儀器的代碼分開。雖然待測設(shè)備的配置和儀器的配置通常并行進行，但最好還是將這兩個任務(wù)獨立開來。在某 些情況下，尤其是測試速度成為最重要因素時，測試執(zhí)行軟件能夠自動配置兩個獨立的函數(shù)調(diào)用，使其并行執(zhí)行。

驗證和制造物理環(huán)境的一致性

工程實驗室的物理環(huán)境通常與制造工廠的物理環(huán)境大相徑庭。盡管這似乎違背常理，但制造工廠的環(huán)境變化往往遠(yuǎn)多于實驗室。此外，溫度變化、電力質(zhì)量問題甚至是 來自其他設(shè)備的虛假響應(yīng)都可能會影響測試結(jié)果。因此，最后一項最佳實踐就是確保驗證測試過程中的物理環(huán)境與生產(chǎn)工廠的物理環(huán)境完全一致。

雖然生產(chǎn)環(huán)境中存在各種會影響測試結(jié)果的挑戰(zhàn)，但溫度變化可能是最顯著的一個。在制造工廠中，高密度的電子設(shè)備會散發(fā)大量不斷變化的熱輻射。此外，其他的簡 單因素也可能影響局部環(huán)境溫度，比如測試設(shè)備位于空調(diào)出風(fēng)口下方或者靠近門口。因此，雖然條件理想的制造工廠可能在大范圍內(nèi)可以很好地控制環(huán)境溫度，但要 控制待測設(shè)備的局部溫度還是非常困難的。這些溫度變化不僅會影響設(shè)備的準(zhǔn)確性，還會在很大程度上影響待測設(shè)備的性能。

在我多年的制造經(jīng)驗 中，我曾親自觀察過有的工廠將環(huán)境溫度控制在1℃以內(nèi)，但特定測試站的局部溫度波動卻高達(dá)10℃。這里舉個例子說明溫度對測量質(zhì)量的影響，對于典型的高頻 放大器，溫度每變化1℃，功率的變化可達(dá)0.03 dB。儀器和復(fù)雜的設(shè)備通常在一個信號鏈中會用到多個放大器——因而溫度變化導(dǎo)致的功率誤差將迅速累加。如果要將輸出功率調(diào)整至功率放大器所需的較小范圍，如±0.5分貝（或更小），則如此大的溫度變化將會導(dǎo)致嚴(yán)重的問題。

降低電磁設(shè)備造成的溫度變化的一個最好方法是確保良好的空氣流通。 此外，每次進行RF測量時（無論是驗證階段還是制造階段）順便進行溫度測量是非常有好處的。尤其是在較大型的PCB設(shè)計中，板載溫度傳感器是監(jiān)測溫度的有 效方法之一。通過監(jiān)測溫度，工程師可以將每次的RF測量與環(huán)境條件相關(guān)聯(lián)。因此，溫度數(shù)據(jù)通?？梢杂糜诮忉岒炞C和生產(chǎn)測試結(jié)果之間的差異。

夾具

另一種在驗證階段中重現(xiàn)制造環(huán)境的方法是使用標(biāo)準(zhǔn)化的夾具。對于許多企業(yè)，夾具通常到了產(chǎn)品開發(fā)過程的生產(chǎn)階段才會被重視。雖然夾具對測量性能可能會產(chǎn)生正 面或負(fù)面的影響，但開發(fā)周期的早期階段使用符合制造要求的夾具是非常重要的。夾具的設(shè)計和制造應(yīng)該與早期設(shè)計或初始設(shè)計同時進行。