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(lái)越精細(xì)，各類參數(shù)指標(biāo)也越來(lái)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(lái)，令工程師更高效地完成測(cè)試工作。
那么怎么用示波器來(lái)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(yáng)科技SDG2000X信號(hào)發(fā)生器和SDS1000X-E/SDS2000X數(shù)字示波器來(lái)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(lái)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(lái)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?！边x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(yáng)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)自動(dòng)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(lái)做一些針對(duì)不良品的措施（例如最簡(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(lái)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。
SDS2000X示波器顯示界面
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)。
SDS1000X-E示波器顯示界面
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(lái)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)化方面都有很優(yōu)秀的表現(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(lái)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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關(guān)于鼎陽(yáng)
鼎陽(yáng)科技（SIGLENT）是一家專注于通用電子測(cè)試測(cè)量?jī)x器及相關(guān)解決方案的公司。
從2005推出第一款數(shù)字示波器產(chǎn)品至今，10余年來(lái)鼎陽(yáng)科技一直是全球發(fā)展速度最快的數(shù)字示波器制造商。歷經(jīng)多年發(fā)展，鼎陽(yáng)產(chǎn)品已擴(kuò)展到數(shù)字示波器、手持示波表、函數(shù)/任意波形發(fā)生器、頻譜分析儀、臺(tái)式萬(wàn)用表、直流電源等通用測(cè)試測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品。2007年，鼎陽(yáng)與高端示波器領(lǐng)導(dǎo)者美國(guó)力科建立了全球戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。2011年，鼎陽(yáng)發(fā)展成為中國(guó)銷量領(lǐng)先的數(shù)字示波器制造商。2014年，鼎陽(yáng)發(fā)布了中國(guó)首款智能示波器SDS3000系列，引領(lǐng)“人手一臺(tái)”型實(shí)驗(yàn)室使用示波器由功能示波器向智能示波器過渡的趨勢(shì)。2017年，鼎陽(yáng)發(fā)布打破行業(yè)壟斷，多項(xiàng)參數(shù)突破國(guó)內(nèi)技術(shù)瓶頸的SDG6000X系列脈沖/任意波形發(fā)生器和SDG6000X-E系列函數(shù)/任意波形發(fā)生器，其輸出帶寬高達(dá)500MHz。目前，鼎陽(yáng)已經(jīng)在美國(guó)克利夫蘭和德國(guó)漢堡成立分公司，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷全球70多個(gè)國(guó)家，SIGLENT正逐步成為全球知名的測(cè)試測(cè)量?jī)x器品牌。