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测试收发器时,为什么没人盯着会失败?

2021-05-21 Brian Fernandes  阅读:
测试收发器时,为什么没人盯着会失败?
在重新测试时,事实证明所有零件都表现出了正确的响应,而不是失败的响应。这有点令人困惑:为什么当我不观察它们时它们就失败,而当我观察它们时就通过呢?

许多年前,当我还是一名年轻的设计人员时,我在一家制造RF光收发器的半导体公司工作。我们已经完成了收发器的设计,同时牢记了规格和要求,然后着手完成了内测版的构建而进行设计验证。下面就是时候进行试制和表征了。Y0Jednc

一旦所有零件都进入后,制造团队就会指派一个小规模的试验小组,根据工艺工程师的规范制作我们的设备。利用现有的制造设置和技术以及现有的经验,这项任务在一周内就完成了。然后就是时候让我来进行表征了,这涉及到对这些零件的验证,从而确保我拥有的样品组能够在所有工作条件下针对数据手册规格内的所有电气和光学参数进行工作。Y0Jednc

对于收发器样品来说,这是一个费力的过程,需要花费很多天。为了节省时间和资源,这通常需要用到多个操作员和测试设备进行多次轮班操作。为了保持可重复性,多个测试设备受到严格的过程控制。因此,在选择了测试参数,完成了样本试制,对测试设备进行了正确量化,并对操作员进行了培训之后,我们进行了表征。Y0Jednc

数据收集

经过几天的测试,由于每个零件需要花大约2.5个小时来测试所有参数,并且我们必须做大约50个零件,因此我开始整理数据(有很多的数据)。显然,在数据整理过程的早期,某些参数并未按预期的方式动作。一些参数本来应该是指数的,但它们在温度范围内却表现出更多的线性响应。这导致某些零件在高温下失效。Y0Jednc

因此,我着手比较和整理了已测试设备更大的数据集,同时尝试识别了其他参数中的模式,它们本来应反映了这种趋势并可解释我所看到的现象。因此,当要了解这种失效中的形式时,我不得不重新测试了所有未能证实我结果的零件。由于制造团队老催着我要我把测试仪器还给他们,以便他们可以继续进行制造,我着手制定了行动计划。Y0Jednc

在重新测试时,事实证明所有零件都表现出了正确的响应,而不是失败的响应。这有点令人困惑:为什么当我不观察它们时它们就失败,而当我观察它们时就通过呢?这就归结为那句老话“心急吃不了热豆腐”,而尽管测试很繁琐,而且涉及的时间很长,但我还是进行了整个测试。Y0Jednc

在休息期间,操作员会使测试仪处于运行状态,因为要花很长时间才能停止它,这就会浪费时间。此外,让其保持运行可以提高利用率。但是有一个陷阱。测试程序是设计为连续运行的,并且在完成一个设备后,操作员要抬起恒温罩,解除对被测设备的锁定,然后重新装载要测试的新设备并开始测试。Y0Jednc

发现问题

当重复很多次单调的工作后,就出现下面这种情况。当操作员去休息时,这时测试可能已完成,设备可能坐在桌面上,浸泡在高温下,这是最后一个阶段。同时,测试软件中内置的超时机制会在默认时间后重新启动测试,而如果这不等一会儿可能就看不出来。由于设备已经受到高温浸泡,这就意味着在重新开始测试时,设备处于85℃的温度。Y0Jednc

通常,在测试之前,测试设备是保持在25℃,因此,在开启恒温罩时,温度保持在25℃,没有浸泡时间。这样可以缩短测试时间。但是在这一特例中,到25℃测试完成时,由于热惯性,设备仍然从85℃缓慢下降。而到-40℃测试浸泡时,距离达到测试温度还有很长一段时间。其他测试温度也都可以以此类推。Y0Jednc

在带有热电偶反馈的测试仪中,可以轻松地缓解这种情况,但是由于我的开发工作对来自制造侧的测试设备所有者而言并不那么优先,因此他们给了我一个“老”测试仪,其中没有热电偶反馈。 无论哪种方式,都可以通过删除重启超时软件配置,将测试仪的最终温度重置为25℃,将初始温度设置为在25℃浸泡较长时间而让发热设备浸泡到室温的方式,而实现轻松的补偿。Y0Jednc

当然,同时也建议操作人员继续进行良好的工作。Y0Jednc

Brian Fernandes大陆集团的无线通信和研发创新经理,已与世界各地的RF开发团队一起工作了20多年。Y0Jednc

(本文授权编译自EDN美国版,原文参考链接:Characterization woes for RF transceivers。由赵明灿编译)Y0Jednc

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