凌陽運用NI Video DAC開發自動量測系統

Author(s):
楊 昇穎 - 凌陽科技

Industry:
Electromechanics/ Electrotechnics

Products:
Development Systems, Modular Instruments, Software, LabVIEW, PXI-4110, Power Supplies, Switches

The Challenge:
以往測試Video DAC 需耗時十個工作天以上，此因受限於傳統硬體的量測速度導致量測所需花費的時間過久，致使無法在最短的時間內發現電路問題。這對於分秒必爭的IC產業來說，是個極需解決此問題，進而縮減測試時間來增進產品測試效率以便能提早發現問題。

The Solution:
以LabVIEW 8.2.1為開發環境，利用DMM搭配Switch取代原有的四台Digital Mulitimeter，並利用DMM快速擷取資料的性能縮減整體97%測試時間。而切換測試環境則交由 DIO控制，改善以往手動插拔的設定方式，藉以降低插拔次數頻繁所造成的錯誤機率，進而提高測試效率。

 

一、硬體與軟體介紹

本研究專案為建立一套適用於數位家電產品之影像輸出Video DAC自動化產品測試系統，以客觀標準化的自動化平台提升產品檢測效率，並降低人為反覆操作次數的頻率藉以避免不必要的錯誤。而整體的測試架構分為硬體與軟體，以下將就硬體與程式來做介紹:

 

 

 

 

2.1硬體介紹

   藉由 NI公司的測試模組卡取代以往的測試環境，藉由其高效能的硬體配備大幅降低測試時間。整體測試硬體架構如下圖1所示:

 

圖1 整體測試硬體實機圖

 

 

以下將分類介紹各模組以NI的產品取代舊有的測試環境:

 

(一)以NI PXI 4071 DMM取代傳統Digital Mulitimeter

以往測試一顆IC因GPIB與Digital Mulitimeter速度所限，測試每一歩階電壓所需時間花

費時間約為1秒，測試一Channel的完整項目來說大約需耗掉10.5小時左右。若改以

NI PXI 4071 DMM來量測，以其優異的性能將每一歩階電壓量測時間縮短為33ms，以測

試完整項目來說大約僅需0.3小時左右，大大縮減了量測時間。

 

(二)以NI PXI 6542 DIO取代手動設定參數值

    如圖2所示，原本需要測試人員手動切換測試模式改為利用PXI 6542 DIO來達成自動化

    的切換。

圖2 傳統與利用PXI切換測試模式示意圖

 

實機圖如圖3所示:

 

圖3  PXI 6542 DIO 實機圖

 

(三)以NI PXI 4110 Power Supply取代傳統的Power Supply

        利用NI PXI 4110 Power Supply可程式化控制電源的優點給予IC穩定的電壓源，並縮減

測試的空間。

 

(四)以NI PXI 2576 Switch 切換電阻加強測試效率

 (1)由於測試項目需更換每個Channel load電阻測試全電流(37.5Ω)、1/4(150Ω)電流兩種電流模式。傳統方式為手動焊接更換，以量測一顆IC有四個Channel來說切換一個電流模式需更換四個電阻，不僅耗時又易造成PCB板上Pad掉落，故改以Switch方式更換電流模式，其示意圖如圖4所示:

     

圖4  全電流、1/4電流切換示意圖

 

(2)另外，一顆IC有四個Channel，故需利用Switch切換Channel量測如圖5所示:

圖5  四個Channel切換示意圖

 

實機圖如圖6所示:

 

   

圖6 NI PXI 2576 Switch實機圖

 

2.2、程式介紹

    此研究以NI公司之圖控式程式語言LabVIEW 8.2.1為開發軟體，建立直覺化的人機介面視窗，可及時的顯示出測試狀況。程式畫面如圖7所示

 

圖7 程式主畫面

 

 

 

各區塊功能如下:

一、  顯示IC初始電壓與能隙參考電壓值，並顯示目前測量的階數。

二、  NI PXI 4071 DMM即時量測的電壓值。

三、  利用X-Y圖表顯示每一筆數位Code相對應之電壓值。

四、  自動更換測試模式，顯示NI PXI 6542 DIO目前各腳位的設定狀態。

五、  手動測試設定區塊。

六、  檔案存放路徑，並可以選擇文字檔(Text)或Excel 檔輸出。

七、  顯示測試一個狀態的時間。而即時報表可以顯示測試結果如LSB、DNL、INL等特性參數數值如圖8所示:

圖8 即時報表程式畫面

結論與建議

本研究專案成功開發出新的測試平台，其利用NI所提供的高效能PXI模組使整體的測試時間由傳統測試的4756秒縮減為138秒。

目前電子產業所著重的是研發到量產的時間能越短越好，而測試對整體產品開發的時間來說也是佔有相當的權重。利用NI的硬體搭配軟體產生的高效能自動化測試平台，大大的降低了本部門的測試時間，使本部門能在開發IC初期驗證階段，在最短的時間內提供最精確、快速的測試數據。

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楊 昇穎
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