RF收發器測試——沒人盯就出包?

作者 : Brian Fernandes,Continental無線通訊和研發創新經理

當我重新測試這些RF收發器時,所有的參數都顯示正確的響應而非失效。為什麼當我沒盯著它們時就會出包,而只要我觀察時就通過呢?就像是那句老話——「心急水不沸」...

許多年前,當我還是個年輕的設計人員時,曾經在一家製造射頻(RF)光收發器的半導體公司工作。我們完成了收發器的設計,同時牢記了規格和要求,然後著手完​​成內測板的建構並進行設計驗證。接下來就是進行試製和特性化的時候了。

一旦組裝了所有的零件後,製造團隊就會指派一支小規模的試驗小組,根據製程工程師的規格要求來製作這款設備。利用現有的製造設置和技術以及現有的經驗,該項任務在一週內就完成了。然後就是交由我為其進行特性化的時候了,這項任務包括對這些零件的驗證,以確保所擁有的樣本組能在所有條件下,因應數據手冊規格內的所有電氣和光學參數進行工作。

對於收發器樣本來說,這是一個極其費力的過程,需要花費很多天的時間。為了節省時間和資源,這通常需要投入多位操作人員和測試平台並進行多次輪班。為了保持可重複性,多個測試設備受到嚴格的過程控制。因此,在選擇測試參數後,完成樣本試製,對測試設備進行正確量化,並加以培訓操作人員,接著,我們就可以開始進行表徵了。

數據採集

經過幾天的測試,由於每個零件需要大約2.5個小時來測試所有參數,而我們必須做大約50個零件,所以我開始整理數據(因為有太多的數據)。顯然地,在數據整理過程的初期,某些參數並未以預期的方式移動。有些參數本來應該是指數的,但卻隨著溫度變化表現出更多線性響應。這導致某些零件在高溫下失效。

因此,我著手比較並整理已測設備的較大數據集,同時嘗試找出其他參數中的模式,這些模式應該能夠反映這一趨勢並解釋我所看到的現象。因此,為了了解這種失敗的模式,我必須重新測試所有未能證實預期結果的零件。由於製造團隊老是催促著要將測試儀器還給他們,使其得以繼續進行製造,我便著手製定了一項可行的計劃。

在重新測試時,事實證明所有都顯示了正確的響應,而不是失敗的響應。這有點令人不解。為什麼當我沒觀察它們時會失敗,而當我觀察它們時就通過呢?這就像是那句老話——「心急水不沸」(A watched pot never boils.),儘管測試很繁瑣,而且涉及的時間很長,但我還是必須進行完整的測試。

到了休息時間,操作人員通常讓測試儀持續處於運作狀態,因為它得花很長時間才能停下來,這樣可能反而浪費時間。此外,使其保持運轉也能提高利用率。但是在此出現了一個陷阱。其測試程式被設計為連續運轉,而且在完成一台設備後,操作人員將會抬起恆溫罩,解除對待測設備的鎖定,然後重新裝載要測試的新設備並開始測試。

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