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      電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測技術(shù)研究

      2022-03-17 08:33:18劉娟袁詠歆
      電子測試 2022年4期
      關(guān)鍵詞:電子元件時鐘老化

      劉娟,袁詠歆

      (陜西省電子技術(shù)研究所,陜西西安,712000)

      1 電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測技術(shù)

      本文針對電子元件設(shè)計(jì)的老化篩選設(shè)備在線檢測技術(shù)中,充分的考慮到了外界環(huán)境的影響因素,并通過在線時鐘配置的方式,保證其檢測的可靠性。本文設(shè)計(jì)的技術(shù)任務(wù)流程,如圖1所示。

      結(jié)合圖1所示,為本文設(shè)計(jì)檢測技術(shù)的整體任務(wù)流程。圖1中的時間采集任務(wù)主要通過在線時鐘配置的方式加以實(shí)現(xiàn),進(jìn)而滿足技術(shù)在線檢測的功能。下述將針對圖中5步主要流程的詳細(xì)內(nèi)容加以闡述,具體內(nèi)容如下。

      圖1 設(shè)計(jì)檢測技術(shù)任務(wù)流程

      1.1 數(shù)據(jù)采集

      在電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測前,必須通過切換老化篩選設(shè)備電路模擬信號的方式,采集在線檢測相關(guān)數(shù)據(jù)[1]??梢詫⒋诉^程稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換的過程中,在AD接收模式中,執(zhí)行該數(shù)據(jù)采集任務(wù),計(jì)算起始位電壓,設(shè)其計(jì)算表達(dá)式為V,則有公式(1)。

      公式(1)中,R4指的是電路中的電阻值;R1指的是電路中濾除高頻干擾信號的電阻值;C為反饋通道的電容。通過公式(1),發(fā)送起始位電壓,并發(fā)送從機(jī)地址,利用配置寄存器,開始轉(zhuǎn)換老化篩選設(shè)備電路模擬信號,發(fā)送結(jié)束位。在此基礎(chǔ)上,在AD發(fā)送模式中,發(fā)送起始位電壓,并發(fā)送從機(jī)地址,通過讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的形式,采集老化篩選設(shè)備在線檢測相關(guān)數(shù)據(jù),發(fā)送結(jié)束位,完成電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測中的數(shù)據(jù)采集部分工作。

      1.2 在線時鐘配置

      以上述采集到的老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)為依據(jù),為實(shí)現(xiàn)技術(shù)的在線檢測功能,采用在線時鐘配置的方式,設(shè)置濾波器的截止頻率[2]。在此過程中,首先,使能電源與備份區(qū)時鐘,取消備份區(qū)寫保護(hù),開啟外部低速時鐘晶振,配置寄存器,計(jì)算濾波器的截止頻率,設(shè)其目標(biāo)函數(shù)為,則有公式(2)。

      通過公式(2),可計(jì)算得出濾波器的截止頻率,以此為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),編寫服務(wù)中斷函數(shù),實(shí)現(xiàn)電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測中的時鐘配置。

      1.3 計(jì)算老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)誤差

      在完成在線時鐘配置的基礎(chǔ)上,發(fā)送電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù),將其以載波信號的方式加以顯示,載波信號經(jīng)過與非門后,得到已調(diào)信號,基于PWM調(diào)制接收數(shù)據(jù)??紤]到實(shí)際電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測環(huán)境為高溫差強(qiáng)磁場環(huán)境,因此,接收到的數(shù)據(jù)必然會存在誤差[3]。本文通過溫度控制的方式,計(jì)算老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)誤差,將溫度維持在一個穩(wěn)定范圍內(nèi),設(shè)定檢測環(huán)境溫度變化的范圍在40℃之間,得出老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)閉環(huán)增益誤差的推導(dǎo)公式γ,如公式(3)所示。

      公式(3)中,Kf指的是電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測閉環(huán)增益;K0指的是電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測開環(huán)增益。通過公式(3)計(jì)算,得出老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)誤差,結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,必須將γ控制在0.04%之間[4]。通過設(shè)定此標(biāo)準(zhǔn),才能夠滿足電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測對于精度的要求,進(jìn)而執(zhí)行下一步的檢測任務(wù)。

      1.4 SD卡存儲

      將滿足電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測精度要求的數(shù)據(jù)存儲在SD卡中,通過初始化的方式,發(fā)送ACMD41,HCS位為0的48位數(shù)據(jù)[5]。其中,SD卡存儲命令,如表1所示。

      結(jié)合表1所示,為設(shè)計(jì)檢測技術(shù)中的SD卡存儲命令。通過此種方式,表示電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)在SD卡中的存儲格式。

      表1 SD卡存儲命令

      1.5 顯示檢測結(jié)果

      建立SD卡與STM32的通信機(jī)制,實(shí)現(xiàn)電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)的讀取與寫入,并利用FATES文件系統(tǒng)移植的方式,顯示檢測結(jié)果[6]。在此步流程中,首先配置工程環(huán)境,添加底層驅(qū)動;而后,配置系統(tǒng)文件參數(shù),注冊工作區(qū),并創(chuàng)建電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)文件,讀取與寫入相關(guān)數(shù)據(jù);最后,將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入上位機(jī)進(jìn)行分析,顯示檢測結(jié)果,數(shù)據(jù)存檔。

      2 實(shí)驗(yàn)

      2.1 前期準(zhǔn)備

      設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),本次實(shí)驗(yàn)對象為某電子元件,整個實(shí)驗(yàn)均在室內(nèi)進(jìn)行,老化篩選設(shè)備工作室內(nèi)的溫度設(shè)置為-50℃,設(shè)定電子元件電壓測試范圍為10-100V;電流測試范圍為0.1-6.0A。將本文設(shè)計(jì)檢測技術(shù)應(yīng)用在其中。為證明本文設(shè)計(jì)技術(shù)檢測精度,第一步使用本文設(shè)計(jì)技術(shù)在線檢測電子元件老化篩選設(shè)備,通過matalb軟件記錄檢測誤差,設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組;第二步使用傳統(tǒng)技術(shù)在線檢測電子元件老化篩選設(shè)備,同樣通過matalb軟件記錄檢測誤差,設(shè)置為對照組。由此可見,本文實(shí)驗(yàn)對比指標(biāo)為兩種檢測技術(shù)下測得的檢測誤差,檢測誤差越小,證明該檢測技術(shù)針對電子元件老化篩選設(shè)備檢測精度越高。本次實(shí)驗(yàn)共設(shè)置檢測點(diǎn)位為10個。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

      2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

      具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果,如表2所示。

      表2 檢測結(jié)果對比表

      結(jié)合表2所示可知,本文設(shè)計(jì)技術(shù)檢測誤差明顯小于對照組,能夠證明設(shè)計(jì)檢測技術(shù)的精準(zhǔn)性。因此,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的檢測技術(shù)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中具有的適用性,值得被廣泛推廣。

      3 結(jié)束語

      本文對電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究,在完成對本文設(shè)計(jì)成果的分析后可知,在線檢測技術(shù)是確保電子元件質(zhì)量可靠性的有效途徑,因此,本文研究是具有現(xiàn)實(shí)意義的,能夠?yàn)殡娮釉|(zhì)量優(yōu)化提供幫助。并且在檢測過程中,應(yīng)注意外部檢測環(huán)境對檢測結(jié)果造成的影響,避免出現(xiàn)檢測失效或誤差過大的現(xiàn)象。在未來的研究中可以加大對電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測溫度控制方面的詳細(xì)研究,進(jìn)一步擴(kuò)充此方面研究的全面性。

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