Equipo de prueba electrónico
El equipo de prueba electrónico se utiliza para crear señales y capturar respuestas de los dispositivos electrónicos sometidos a prueba (DUT). De esta forma, se puede comprobar el correcto funcionamiento del dispositivo bajo prueba o se pueden rastrear fallos en el dispositivo. El uso de equipos de prueba electrónicos es esencial para cualquier trabajo serio en sistemas electrónicos.
La ingeniería y el montaje electrónicos prácticos requieren el uso de muchos tipos diferentes de equipos de prueba electrónicos que van desde los muy simples y económicos (como una luz de prueba que consiste solo en una bombilla y un cable de prueba) hasta los extremadamente complejos y sofisticados, como los equipos de prueba automáticos. (COMIÓ). ATE a menudo incluye muchos de estos instrumentos en formas reales y simuladas.
Por lo general, cuando se desarrollan circuitos y sistemas se necesitan equipos de prueba más avanzados que los que se necesitan al realizar pruebas de producción o al solucionar problemas de unidades de producción existentes en el campo. [ cita requerida ]
Tipos de equipos de prueba
Equipamiento básico
Los siguientes elementos se utilizan para la medición básica de voltajes, corrientes y componentes en el circuito bajo prueba.
- Voltímetro (mide voltaje )
- Ohmímetro (mide la resistencia )
- Amperímetro , por ejemplo, galvanómetro o miliamperímetro (mide la corriente )
- Multímetro , por ejemplo, VOM (voltio-ohmio-miliamperímetro) o DMM (multímetro digital) (mide todo lo anterior)
- Medidor LCR: medidor de inductancia (L), capacitancia (C) y resistencia (R) (mida los valores LCR)
Los siguientes se utilizan para el estímulo del circuito bajo prueba:
- Fuentes de alimentación
- Generador de señales
- Generador de patrones digitales
- Generador de pulso
A continuación se analiza la respuesta del circuito bajo prueba:
- Osciloscopio (muestra el voltaje a medida que cambia con el tiempo)
- Contador de frecuencia (mide la frecuencia )
Y conectándolo todo junto:
- Sondas de prueba
Equipo avanzado o de uso menos común
Metros
- Voltímetro de solenoide ( Wiggy )
- Pinza amperimétrica (transductor de corriente)
- Puente de Wheatstone (mide con precisión la resistencia )
- Medidor de capacitancia (mide la capacitancia )
- Medidor LCR (mide inductancia , capacitancia , resistencia y combinaciones de las mismas)
- Medidor EMF (mide campos eléctricos y magnéticos)
- Electrómetro (mide voltajes, a veces incluso pequeños, a través de un efecto de carga )
Sondas
- Sonda de radiofrecuencia
- Trazador de señales
Analizadores
- Analizador lógico (prueba circuitos digitales )
- Analizador de espectro (SA) (mide la energía espectral de las señales)
- Analizador de protocolos (prueba la funcionalidad, el rendimiento y la conformidad de los protocolos)
- Analizador de señales vectoriales (VSA) (como el SA, pero también puede realizar muchas más funciones útiles de demodulación digital)
- Reflectómetro en el dominio del tiempo (prueba la integridad de cables largos)
- Trazador de curvas de semiconductores
Dispositivos generadores de señales
- Generador de señales que generalmente se distingue por rango de frecuencia (p. Ej., Frecuencias de audio o radio) o tipo de forma de onda (p. Ej., Sinusoidal, cuadrada, diente de sierra, rampa, barrido, modulada, ...)
- Sintetizador de frecuencia
- Generador de funciones
- Generador de patrones digitales
- Generador de pulso
- Inyector de señal [1]
Dispositivos varios
- Promedio de vagones
- Probador de continuidad
- Comprobador de cables
- Probador de hipot
- Analizador de redes (utilizado para caracterizar una red eléctrica de componentes)
- Prueba de luz
- Probador de transistores
- Probador de tubos
Plataformas
Varias plataformas de instrumentación electrónica modular son actualmente de uso común para configurar sistemas de medición y prueba electrónicos automatizados. Estos sistemas se emplean ampliamente para la inspección entrante, el aseguramiento de la calidad y las pruebas de producción de dispositivos y subconjuntos electrónicos. Las interfaces de comunicación estándar de la industria vinculan las fuentes de señal con los instrumentos de medición en sistemas basados en " rack-and-stack " o chasis / mainframe, a menudo bajo el control de una aplicación de software personalizada que se ejecuta en una PC externa.
GPIB / IEEE-488
El bus de interfaz de propósito general ( GPIB ) es un IEEE-488 (un estándar creado por el Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos) interfaz paralela estándar utilizada para conectar sensores e instrumentos programables a una computadora. GPIB es una interfaz de comunicaciones paralelas digital de 8 bits capaz de lograr transferencias de datos de más de 8 Mbytes / s. Permite conectar en cadena hasta 14 instrumentos a un controlador de sistema mediante un conector de 24 pines. Es una de las interfaces de E / S más comunes presentes en los instrumentos y está diseñada específicamente para aplicaciones de control de instrumentos. Las especificaciones IEEE-488 estandarizaron este bus y definieron sus especificaciones eléctricas, mecánicas y funcionales, al mismo tiempo que definieron sus reglas básicas de comunicación de software. GPIB funciona mejor para aplicaciones en entornos industriales que requieren una conexión resistente para el control de instrumentos.
El estándar GPIB original fue desarrollado a finales de la década de 1960 por Hewlett-Packard para conectar y controlar los instrumentos programables que fabricaba la empresa. La introducción de controladores digitales y equipos de prueba programables creó la necesidad de una interfaz estándar de alta velocidad para la comunicación entre instrumentos y controladores de varios proveedores. En 1975, IEEE publicó la Norma ANSI / IEEE 488-1975, Interfaz digital estándar IEEE para instrumentación programable, que contenía las especificaciones eléctricas, mecánicas y funcionales de un sistema de interfaz. Este estándar fue posteriormente revisado en 1978 (IEEE-488.1) y 1990 (IEEE-488.2). La especificación IEEE 488.2 incluye los comandos estándar para instrumentación programable (SCPI), que definen comandos específicos que cada clase de instrumento debe obedecer.SCPI asegura compatibilidad y configurabilidad entre estos instrumentos.
El bus IEEE-488 ha sido popular durante mucho tiempo porque es fácil de usar y aprovecha una gran selección de instrumentos y estímulos programables. Sin embargo, los sistemas grandes tienen las siguientes limitaciones:
- La capacidad de distribución del controlador limita el sistema a 14 dispositivos más un controlador.
- La longitud del cable limita la distancia entre el controlador y el dispositivo a dos metros por dispositivo o 20 metros en total, lo que sea menor. Esto impone problemas de transmisión en sistemas distribuidos en una habitación o en sistemas que requieren mediciones remotas.
- Las direcciones primarias limitan el sistema a 30 dispositivos con direcciones primarias. Los instrumentos modernos rara vez usan direcciones secundarias, por lo que esto pone un límite de 30 dispositivos en el tamaño del sistema. [2]
Extensiones LAN para instrumentación
El LXI(LXI) El estándar define los protocolos de comunicación para los sistemas de adquisición de datos e instrumentación que utilizan Ethernet. Estos sistemas se basan en instrumentos pequeños y modulares que utilizan LAN (Ethernet) de estándar abierto y de bajo costo. Los instrumentos compatibles con LXI ofrecen las ventajas de tamaño e integración de los instrumentos modulares sin las limitaciones de costo y factor de forma de las arquitecturas de jaula de tarjetas. Mediante el uso de comunicaciones Ethernet, el estándar LXI permite empaquetado flexible, E / S de alta velocidad y uso estandarizado de conectividad LAN en una amplia gama de aplicaciones comerciales, industriales, aeroespaciales y militares. Cada instrumento compatible con LXI incluye un controlador de instrumento virtual intercambiable (IVI) para simplificar la comunicación con instrumentos que no son LXI, por lo que los dispositivos compatibles con LXI pueden comunicarse con dispositivos que no cumplen con LXI (es decir,instrumentos que emplean GPIB, VXI, PXI, etc.). Esto simplifica la construcción y operación de configuraciones híbridas de instrumentos.
Los instrumentos LXI a veces emplean secuencias de comandos que utilizan procesadores de secuencias de comandos de prueba integrados para configurar aplicaciones de prueba y medición. Los instrumentos basados en scripts brindan flexibilidad arquitectónica, rendimiento mejorado y menor costo para muchas aplicaciones. La creación de scripts mejora los beneficios de los instrumentos LXI, y LXI ofrece funciones que permiten y mejoran la creación de scripts. Aunque los estándares LXI actuales para instrumentación no requieren que los instrumentos sean programables o que implementen secuencias de comandos, varias características de la especificación LXI anticipan los instrumentos programables y proporcionan una funcionalidad útil que mejora las capacidades de secuencias de comandos en instrumentos compatibles con LXI. [3]
Extensiones VME para instrumentación
VME eXtensions for Instrumentation (VXI) es un estándar eléctrico y mecánico que se utiliza principalmente con equipos de prueba automáticos (ATE). VXI permite que los equipos de diferentes proveedores trabajen juntos en un entorno común de control y empaquetado. VPX (también conocido como VITA 46) es un estándar ANSI basado en VMEbus con soporte para tejido conmutado usando un conector de alta velocidad. VXI combina las especificaciones de VMEbus con características del bus de interfaz de propósito general (GPIB) para satisfacer las necesidades de las aplicaciones de instrumentación. También pueden estar disponibles otras tecnologías para controladores y procesadores VME, VPX y VXI.
La selección de adaptadores e interfaces de bus VME, VPX y VXI requiere un análisis de las tecnologías disponibles. El bus VME original (VMEbus) utiliza Eurocards, placas de circuito resistentes que proporcionan un enchufe de 96 pines en lugar de un conector de borde para mayor durabilidad. VME64 es una versión ampliada de VMEbus que proporciona transferencias de datos de 64 bits y direccionamiento. Las características de VME64 incluyen transferencias de datos asíncronas, un rango de direccionamiento entre 16 y 40 bits, anchos de ruta de datos entre 8 y 64 bits y un ancho de banda de 80 Mbps. VME64 extendido (VME64x) es una versión mejorada del VMEbus original que cuenta con una familia de conectores de 160 pines, pines de fuente de alimentación de 3.3 V, anchos de banda de hasta 160 Mbps, manijas de bloqueo de inyector / eyector y capacidad de intercambio en caliente. VME160 transfiere datos a 160 Mbps. VME320 transfiere datos a una velocidad de 320 Mbps.VXI combina las especificaciones de VMEbus con características del bus de interfaz de propósito general (GPIB) para satisfacer las necesidades de las aplicaciones de instrumentación. También se encuentran disponibles adaptadores y interfaces de bus VME, VPX y VXI para aplicaciones VPX.[4]
Extensiones PCI para instrumentación
PCI eXtensions for Instrumentation, ( PXI ), es un bus periférico especializado para la adquisición de datos y sistemas de control en tiempo real. Introducido en 1997, PXI usa los factores de forma CompactPCI 3U y 6U y agrega líneas de disparo, un bus local y otras funciones adecuadas para aplicaciones de medición. Las especificaciones de hardware y software de PXI son desarrolladas y mantenidas por PXI Systems Alliance. [5] Más de 50 fabricantes de todo el mundo producen hardware PXI. [6]
Bus serie universal
El bus serie universal ( USB ) conecta dispositivos periféricos, como teclados y ratones, a las PC. El USB es un Plug and Playbus que puede manejar hasta 127 dispositivos en un puerto y tiene un rendimiento máximo teórico de 480 Mbit / s (USB de alta velocidad definido por la especificación USB 2.0). Debido a que los puertos USB son características estándar de las PC, son una evolución natural de la tecnología de puerto serie convencional. Sin embargo, no se usa ampliamente en la construcción de sistemas de prueba y medición industriales por varias razones (por ejemplo, los cables USB rara vez son de grado industrial, son sensibles al ruido, no están conectados positivamente y, por lo tanto, son bastante fáciles de desmontar, y la distancia máxima entre el controlador y dispositivo está limitado a unos pocos metros). Al igual que algunas otras conexiones, el USB se utiliza principalmente para aplicaciones en un entorno de laboratorio que no requieren una conexión de bus resistente.
RS-232
RS-232 es una especificación para comunicación en serie que es popular en instrumentos analíticos y científicos, así como para controlar periféricos como impresoras. A diferencia de GPIB, con la interfaz RS-232, es posible conectar y controlar solo un dispositivo a la vez. RS-232 también es una interfaz relativamente lenta con velocidades de datos típicas de menos de 20 kbytes / s. RS-232 es más adecuado para aplicaciones de laboratorio compatibles con una conexión más lenta y menos resistente.
Probar procesadores de scripts y un bus de expansión de canal
Una de las plataformas de sistemas de prueba desarrolladas más recientemente emplea instrumentación equipada con procesadores de secuencias de comandos de prueba integrados combinados con un bus de alta velocidad. En este enfoque, un instrumento "maestro" ejecuta un script de prueba (un pequeño programa) que controla el funcionamiento de los diversos instrumentos "esclavos" en el sistema de prueba, al que está vinculado a través de una sincronización de disparo basada en LAN de alta velocidad y bus de comunicación entre unidades. Scripting es escribir programas en un lenguaje de scripting para coordinar una secuencia de acciones.
Este enfoque está optimizado para pequeñas transferencias de mensajes que son características de las aplicaciones de prueba y medición. Con muy poca sobrecarga de red y una velocidad de datos de 100 Mbit / s, es significativamente más rápido que GPIB y Ethernet 100BaseT en aplicaciones reales.
La ventaja de esta plataforma es que todos los instrumentos conectados se comportan como un sistema multicanal estrechamente integrado, por lo que los usuarios pueden escalar su sistema de prueba para que se ajuste a los recuentos de canales requeridos de manera rentable. Un sistema configurado en este tipo de plataforma puede ser independiente como una solución completa de medición y automatización, con la unidad maestra controlando el abastecimiento, la medición, las decisiones de aprobación / falla, el control de flujo de la secuencia de prueba, el agrupamiento y el controlador o sonda de componentes. El soporte para líneas de disparo dedicadas significa que las operaciones síncronas entre varios instrumentos equipados con procesadores de scripts de prueba integrados que están vinculados por este bus de alta velocidad se pueden lograr sin la necesidad de conexiones de disparo adicionales. [7]
Cambio de equipo de prueba
La adición de un sistema de conmutación de alta velocidad a la configuración de un sistema de prueba permite realizar pruebas más rápidas y rentables de varios dispositivos, y está diseñado para reducir tanto los errores de prueba como los costos. El diseño de la configuración de conmutación de un sistema de prueba requiere una comprensión de las señales que se conmutarán y las pruebas que se realizarán, así como los factores de forma del hardware de conmutación disponibles.
Ver también
- Lista de equipos de medición eléctricos y electrónicos
- Load pull , un término coloquial aplicado al proceso de variar sistemáticamente la impedancia presentada a un dispositivo bajo prueba
Referencias
- ^ "Circuito del inyector de señal" . Consultado el 3 de junio de 2018 .
- ^ Electrónica ICS. Extending the GPIB Bus Consultado el 29 de diciembre de 2009.
- ^ Franklin, Paul y Todd A. Hayes. Conexión LXI. Beneficios de LXI y Scripting. Julio de 2008. Consultado el 5 de enero de 2010.
- ^ "Información de adaptadores e interfaces de bus VME, VPX y VXI" . Consultado el 3 de junio de 2021 .
- ^ Alianza de sistemas PXI. Especificaciones Archivadas el 2 de septiembre de 2010 en la Wayback Machine . Consultado el 30 de diciembre de 2009.
- ^ Alianza de sistemas PXI. Especificaciones Archivado el 5 deseptiembre de 2010en la Wayback Machine. Consultado el 30 de diciembre de 2009.
- ^ Cigoy, Dale. Revista de I + D. Los instrumentos inteligentes se mantienen al día con las necesidades cambiantes de RD. Consultado el 4 de enero de 2009.
enlaces externos
- Consorcio LXI
- Estándar 1588 de NIST
- Electrónica ICS. "Tutorial de GPIB 101A sobre el bus GPIB". [ enlace muerto permanente ] , obtenido el 29 de diciembre de 2009.
- [1]
- United Testing Systems Inc.
- Equipo de prueba electrónico
