如何从设计轻松过渡到制造

将验证测试代码复用于制造测试

尽管将验证测试代码复用于生产中似乎是一个显而易见的最佳做法，但这对软件架构有特殊要求。例如，想要在生产测试中利用设计验证测试中的代码，采用模块化、 分层式软件架构是至关重要的。在编程验证测试所需的软件时，工程师通常会为了尽快的写出代码而忽略代码架构或长期可支持性。但是，由于验证测试所需的测量 很多与工业测试是一样的，因而确保验证测试代码的灵活性是非常重要的。

编写测试软件代码中一个简单的最佳方法是采用硬件抽象层。该方法是将对特定设备的底层驱动调用封装在更高级的函数中。这种方法使得未来修改测试代码、添加额外设备的工作变得更为简单，而不需要大范围地重写。如图3所 示，使用硬件抽象层需要测试代码的架构能够让特定仪器的驱动程序调用包含于该仪器产品系列的函数调用框架之中。虽然这需要更周全的前期设计，但使用硬件抽 象层可提高测试代码的复用率，最终减少测试软件开发的时间。请注意，相比于其他本身具有层次性的编程语言，比如NILabVIEW系统设计软件或其他类似的语言，硬件抽象层的层次性相对更为直接。

图3. 传统方法与硬件抽象层方法比较。

请注意，图3 所示架构中重要的一点是将配置待测设备的代码和配置仪器的代码分开。虽然待测设备的配置和仪器的配置通常并行进行，但最好还是将这两个任务独立开来。在某 些情况下，尤其是测试速度成为最重要因素时，测试执行软件能够自动配置两个独立的函数调用，使其并行执行。

验证和制造物理环境的一致性

工程实验室的物理环境通常与制造工厂的物理环境大相径庭。尽管这似乎违背常理，但制造工厂的环境变化往往远多于实验室。此外，温度变化、电力质量问题甚至是 来自其他设备的虚假响应都可能会影响测试结果。因此，最后一项最佳实践就是确保验证测试过程中的物理环境与生产工厂的物理环境完全一致。

虽然生产环境中存在各种会影响测试结果的挑战，但温度变化可能是最显著的一个。在制造工厂中，高密度的电子设备会散发大量不断变化的热辐射。此外，其他的简 单因素也可能影响局部环境温度，比如测试设备位于空调出风口下方或者靠近门口。因此，虽然条件理想的制造工厂可能在大范围内可以很好地控制环境温度，但要 控制待测设备的局部温度还是非常困难的。这些温度变化不仅会影响设备的准确性，还会在很大程度上影响待测设备的性能。

在我多年的制造经验 中，我曾亲自观察过有的工厂将环境温度控制在1℃以内，但特定测试站的局部温度波动却高达10℃。这里举个例子说明温度对测量质量的影响，对于典型的高频 放大器，温度每变化1℃，功率的变化可达0.03 dB。仪器和复杂的设备通常在一个信号链中会用到多个放大器——因而温度变化导致的功率误差将迅速累加。如果要将输出功率调整至功率放大器所需的较小范围，如±0.5分贝（或更小），则如此大的温度变化将会导致严重的问题。

降低电磁设备造成的温度变化的一个最好方法是确保良好的空气流通。 此外，每次进行RF测量时（无论是验证阶段还是制造阶段）顺便进行温度测量是非常有好处的。尤其是在较大型的PCB设计中，板载温度传感器是监测温度的有 效方法之一。通过监测温度，工程师可以将每次的RF测量与环境条件相关联。因此，温度数据通常可以用于解释验证和生产测试结果之间的差异。

夹具

另一种在验证阶段中重现制造环境的方法是使用标准化的夹具。对于许多企业，夹具通常到了产品开发过程的生产阶段才会被重视。虽然夹具对测量性能可能会产生正 面或负面的影响，但开发周期的早期阶段使用符合制造要求的夹具是非常重要的。夹具的设计和制造应该与早期设计或初始设计同时进行。