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節省測試成本 量測儀器邁向多合一

2012-11-12
多合一量測儀器成大勢所趨。為提供更具成本效益且高效能的測試儀器產品,儀器廠商繼推出多合一的示波器後,進一步將整合多合一功能於單機儀器的概念擴展至其他包括SMU、波形產生器與EMI測試儀。
節省測試成本已成產品開發業者的全民運動。現今整合多元功能終端產品的測試,若透過單一功能的測試儀器進行量測,將須購入多台單機產品,並組合為一個龐大的測試系統,將相當耗費成本。因此儀器商為滿足市場需求,推出多款多合一功能的單機儀器,不但具備性價比較高的優勢,還擁有高效能的特性。

EMI測試儀邁向多功能整合

提升電磁干擾(EMI)測試可靠度所需功能越來越多。由於電氣產品時脈(Clock)速度持續提高,干擾源也更多,因此EMI的測試日益受到重視,藉以提升裝置整體效能。在提升EMI測試可靠度的同時,又要減少量測時間,多合一測試功能的單機儀器,將是較佳的解決之道。

圖1 羅德史瓦茲業務部專案業務經理陳飛宇表示,ESR 10Hz頻寬的設計,是為滿足包括軍用等EMI測試特殊應用領域需求。
羅德史瓦茲(R&S)業務部專案業務經理陳飛宇(圖1)表示,與電氣相關的產品皆須測試EMI,防止裝置因電磁輻射而產生問題,並有CISPR法規供業者依循。現今,電氣相關裝置功能漸趨強大,時脈處理速率大增,雜訊也將跟著增加,相對將產生更多干擾源,因此EMI測試工作變得相當重要。

過去,須透過EMI測試接收機量測EMI,然EMI接收機頻寬、訊號分析與採樣點效能的限制,導致須拉長量測時間,提高產品測試成本。若要做到即時訊號分析、呈現,則須外加頻譜分析儀與訊號產生器,各單機儀器間的連接也須花費時間成本,突顯多合一EMI測試儀器的重要性。

為解決上述問題,加快EMI測試速度,羅德史瓦茲推出新一代EMI測試接收機ESR,可滿足頻率範圍在10?7GHz的電磁相容(EMC)認證測試需求,並整合頻譜分析儀與訊號產生器。

陳飛宇指出,ESR不僅涵蓋所有EMI商用標準,由於加入快速傅立葉轉換(FFT)技術,更一舉將ESR測試速度提升六千倍,適用於汽車電子與照明產品等需要短時間內測試的應用。而內建的頻譜分析儀,也可讓使用者即時了解測試波形的狀況與隱藏其中的雜訊。

值得一提的是,羅德史瓦茲也在使用者介面(UI)與分析軟體,下了一番功夫。陳飛宇說明,ESR新增的時頻圖功能可無縫顯示隨時間推移的頻譜分析,並透過頻譜遮罩觸發回報頻譜的特定事件,以及進行稀有干擾檢測。餘暉模式(Persistence Mode)則可讓工程師區分脈衝和連續干擾。另外,新的ESR配備觸控螢幕,提供更直覺的操作方式。

憑藉ESR嶄新的功能與測試效能,未來羅德史瓦茲將戮力推廣新的ESR產品線,並計畫於2?3年的時間內逐漸以ESR替代既有ESCI產品。

量測精度再升級 五合一數位電表登場

另一方面為同時滿足研發端與產線端電源量測需求,吉時利(Keithley)也發布功能更強的電源量測設備(SMU)儀器產品。吉時利新款數位電表--2600B整合電源供應、六位半數位電表、任意波形產生器、脈衝產生器與電子負載等五大功能,進一步提升電源量測精度與效率。

圖2 吉時利市場行銷總監Mark Cejer表示,消費性電子對耗電量的嚴苛要求,推動SMU持續朝向高精度與高效率的發展。
吉時利市場行銷總監Mark Cejer(圖2)表示,隨著消費性電子產品功能越來越多、處理器效能日益提升,設計人員如何將裝置耗電量降至最低,已是產品決勝市場的關鍵因素;而電源量測儀器無論是在產品研發階段或量產階段,皆扮演著舉足輕重的角色,其市場需求亦隨著全球節能趨勢而持續增長。

Cejer進一步表示,由於所有的產品從研究、設計、開發到量產等階段都會使用電源量測供應器,因此過往在此一部分的儀器投資金額須不斷擴大,間接使生產成本提升。而新型電源量測儀器為提升產品性價比,除須搭載多通道規格,以提升測試效率外,亦須整合更多量測功能,以節省使用者採購多樣儀器的成本。

有鑑於此,吉時利將旗下2600A系列產品進行全面升級,全新2600B系列數位電表包括單通道與雙通道兩種類型,並在單一機台內整合電源供應、六位半數位電表、任意波形產生器、脈衝產生器與電子負載等五大功能,且與該公司2400系列數位電表測試碼完全相容,讓過往採用2400型的使用者可更輕鬆升級為2600B系列。

相較於前一代產品,2600B最大的差異在於對小電流的量測精度大幅提升。Cejer補充,過去2600A只能提供五位半數位顯示,而現今2600B已可呈現六位半數位顯示,即代表著電流量測的精度已大幅提升,這對於量測半導體晶圓、發光二極體(LED)粒晶等小電流元件有較大助益。

除此之外,2600B系列儀器內建測試腳本處理器(TSP),可於儀器內非揮發性記憶體中嵌入完整的測試程式,提供同級產品中最高的測試吞吐量,使過往依賴外部PC控制器的GPIB流量過大等問題得以改善,讓電源測試更有效率。

至於測試數據傳輸部分,2600B系列亦新增通用序列匯流排(USB)-TMC 2.0介面,可提供使用者更多不同選擇的傳輸方式。USB-TMC是建立在USB之上的一種通訊協定,通過USB-TMC,使用者可像控制GPIB介面儀器一樣控制USB介面儀器,進而增進測試效率。

安捷倫打造多合一波形產生器

有鑑於波形產生器為電機電子工程師常用的基礎測試儀器,市場商機龐大,因此安捷倫(Agilent)打造可透過軟體擴增任意波形產生功能與頻譜分析功能的新一代多合一波形產生器。

圖3 左起為安捷倫電子量測儀器事業群行銷副總經理羅大鈞、系統產品部亞洲市場開發經理吳世基、經銷業務經理林宜德、市場專案經理韋廣蓉
安捷倫系統產品部亞洲市場開發經理吳世基(圖3左2)表示,波形產生器為電機電子工程師不可或缺的基礎儀器之一,若能滿足目前工程師更加節省測試成本的需求,將可掌握市場商機,因此安捷倫推出高性價比的多合一波形產生器,以因應市場所需。

新的波形產生器納入安捷倫Trueform訊號產生技術,可產生30MHz頻寬的波形,因此擁有較佳的訊號完整度,可協助工程師設計電子裝置時,產生各種不同的訊號,因應最嚴苛量測的要求。

除了產生完整的波形之外,33500B系列提供8.4奈秒(ns)的上升和下降時間,以及較低的抖動,可協助工程師更準確地配置觸發點,其16位元解析度讓工程師能將輸出調低到1μV,以便測試當今的低電壓電路與設計。

值得注意的是,33500B系列是目前業界唯一可透過軟體升級的波形產生器。吳世基指出,新的波形產生器延續安捷倫可升級示波器的概念,透過IQ Player軟體,新的波形產生器系列將可搖身變為頻譜分析儀,亦即尚未購入頻譜分析儀的業者,可先用此波形產生器進行頻譜分析。

吳世基強調,進行軟體升級不但可確保業者的投資,安捷倫亦不收取任何軟體升級的費用,且升級的方式亦相當簡易,透過網路取得儀器本身的軟體並開啟密碼即可自動升級,毋須送回原廠。

由上述可知,為減少廠商測試成本的支出,單機儀器廠商皆使出渾身解數。甚至耕耘PXI模組化儀器的美商國家儀器(NI)也推出整合向量訊號產生(VSG)與向量訊號分析(VSA)的向量訊號收發器(VST),期可更節省空間,並降低測試成本。

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