精准的功率电平精度测量降低无线接收机制造商的风险
案例研究
降低测试风险，提高产品良率，降低生产成本
精准的功率电平精度测量降低无线接收机制造商的风险
- 公司: 先进的无线接收机制造商
- 挑战
- 提高功率电平精度
- 确保每台设备的最佳接收机范围
- 提高产品良率、降低生产成本
- 解决方案
- 是德科技的风险计算器形式，测量不确定度越低，功率电平精度测量结果就越准确，而测试结果的风险也越低风险计算器结果
- 将虚假合格测试结果带来的风险降低 50 倍
- 预计每年降低报废成本约 150 万美元
- 将功率电平测量不确定度从 1.5 dB 降至 0.25 dB，可以提高产品良率，降低成本
公司
在设计可靠的军用接收机时，必须进行精密、准确的测量。在为航空航天和国防市场设计新型接收机时，领先的制造商需要确保其产品能够在拥塞的射频环境中捕获到想要的信号，即使以最远距离工作时也是如此。为确保实现如此卓越的性能，公司会在生产过程中对接收机进行测试，以验证接收机灵敏度是否符合设计参数。器件必须接收到信号并成功解调才算测试合格。
挑战
该公司使用信号发生器测量接收机灵敏度。信号发生器向被测无线接收机提供输入信号。测试工程师逐渐降低信号发生器的功率电平，直到无线接收机无法再解调信号。将结果记录为功率电平精度测量值。功率电平精度决定了接收机的灵敏度。
在功率电平精度测量期间，有四种可能的测试结果，如图 1 所示：真实合格、真实不合格、虚假不合格和虚假合格。真实合格和真实不合格是预期的结果。然而，考虑到测量不确定度，可能还会出现另外两种结果。虚假不合格 — 指一个优良产品未能通过测试；虚假合格 — 指有缺陷的产品通过测试。
解决方案
是德科技对该制造商的测试流程进行了评估，判定制造商的校准程序在测试过程中造成了不必要的测量不确定度（MU）。从客户的校准报告中可以看出，制造商使用的信号发生器非常先进，但他们的校准服务提供商却使用旧款便携式频谱分析仪来校准信号发生器。相比新款 Keysight E4440A PSA（3 Hz 至 26.5 GHz），旧款便携式频谱分析仪 Keysight 8563E（9 kHz 至 26.5 GHz）的测量不确定度更大、技术指标更粗略。这样的差异导致测量不确定度大大增加，加剧了出现虚假合格和虚假不合格测量结果的风险。
客户的服务提供商在校准过程中使用的旧设备，其测量不确定度明显高得多，达到<±1.5 dB，而新仪器的测量不确定度只有 <±0.25 dB。造成这一显著差异的原因是，旧款频谱分析仪内部使用模拟元器件，这些模拟元器件导致旧款仪器具有更高的测量不确定度，如图 2 所示。
校准的投资回报率
该客户知道校准存在额外的风险，但需要一个商业案例来帮助他们证明投资校准服务是正确的。国际计量学指南联合委员会（JCGM）提供了一个数学公式，根据 JCGM 106:2012 标准第 9.5 节“全局风险计算”的原理使用这些测试结果来计算风险。JCGM 是一个在全球享有盛誉的组织，由七个国际标准组织组成。1 是德科技通过建立行业场景模型来计算风险，该场景与 JCGM 106:2012 中的客户风险一致。无法达成产量目标这一最高风险主要来自虚假合格，其中最重要的代价是滤波器良品在测试过程中被错误地判定为不合格。
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