CN112798865A - 一种阻抗测试分析方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻抗测试分析方法，包括：获取多个样本的特征信息，并分别检测样本的阻抗值；根据样本的特征信息和每个样本的阻抗值，计算整体样本的稳定性参数，以及根据稳定性参数生成质量评价系数；建立特征信息和质量评价系数的关联数据模型；将待测样本的特征信息输入关联数据模型，得到待测样本的质量评价系数；其中，特征信息包括厂商、材料、尺寸数据和所述阻抗值的测试时间；稳定性参数包括不合格样品比例、样本总量、阻抗均值和阻抗方差；根据特征信息和稳定性参数生成质量评价系数。用户可有效直观的判断测试样本阻抗的稳定性。

Description

一种阻抗测试分析方法及装置
技术领域
本发明涉及阻抗测试技术领域，特别涉及一种阻抗测试分析方法及装置。
背景技术
特性阻抗是解决信号完整性问题的核心。PCB在电子产品中不仅起电流导通的作用，同时也起信号传送的作用。电子产品的高频、高速化，要求PCB提供的电路性能必须保证信号在传输过程中不发生反射，保持信号完整、不失真。信号在传输的过程中，如果传输路径上的特征阻抗发生变化，信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。
在PCB制造过程中，板卡质量会因生产厂商、生产工艺、板材材料等等因素而有差异，进而特性阻抗不能保持一致。因此，为得到精确的参数，以管控生产同时辅助电路设计分析，特性阻抗的测试是一项必不可少的工作。
一般的阻抗测试方法是：阻抗测试探头直接手动点测到待测coupon的测试点上。为全面评估PCB板卡的阻抗特性，所有重要信号层叠的阻抗都要测试，测试工作量十分巨大。传统测试方法测试、数据保存、报告整理等主要环节相互独立，每一项内容都比较耗时。不同产品批次原材料、加工工艺等有所差异，导致PCB板卡质量参差不齐，因此有必要开发一种阻抗测试分析的方法，可以直观的观测PCB板卡的质量。
发明内容
本发明提出了一种阻抗测试分析方法，通过现有样本的阻抗值和特征信息生成特征信息与质量评价系数的关联数据模型，进而待测样本能够通过将特征信息输入关联数据模型，得到所述待测样本的质量评价系数，作为直观的质量观测结果。
本发明的技术方案为：
一种阻抗测试分析方法，包括：
获取多个样本的特征信息，并分别检测样本的阻抗值；
根据样本的特征信息和每个样本的阻抗值，计算整体样本的稳定性参数，以及
根据稳定性参数生成质量评价系数；
建立特征信息和所述质量评价系数的关联数据模型；
将待测样本的特征信息输入关联数据模型，得到待测样本的质量评价系数；
其中，特征信息包括厂商、材料、尺寸数据和所述阻抗值的测试时间；稳定性参数包括不合格样品比例、样本总量、阻抗均值和阻抗方差。
优选的是，不合格样品比例通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000021
其中，f表示不合格样品比例，m表示超出标准阈值范围的样本数量，n表示样本总量，标准阈值范围为(Rz,Ry)，Rz为最小阻抗阈值，Ry为最大阻抗阈值，Rz＝μ-0.05|Rmax-Rmin|，Rmin为最小阻抗阈值，Rmax为最大阻抗阈值，Ry＝μ+0.05|Rmax-Rmin|，μ表示阻抗均值。
优选的是，阻抗均值通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000022
其中，μ表示阻抗均值，Rn表示第n个样本的阻抗值，n表示样本总量。
优选的是，阻抗方差通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000023
其中，σ2表示阻抗方差，μ表示阻抗均值，Ri表示第i个样本的阻抗值样本阻抗值，n表示样本总量，i表示常数。
优选的是，质量评价系数通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000024
其中，λ表示质量评价系数，μ表示阻抗均值，f表示不合格样品比例，σ2表示阻抗方差。
优选的是，还包括：
建立特征信息的重构模型，建立重构模型与质量评价系数的关联分析模型；
将待测样本的任一项特征信息输入关联数据模型，得到所述待测样本的质量评价系数；其中，所述重构模型计算公式为：
Figure BDA0002876382180000031
其中，Gi为重构系数，K为材料相关系数，H为材料硬度系数，dT为时间偏差，dL为尺寸偏差。
一种阻抗测试分析装置，基于阻抗测试分析方法，包括：
阻抗测试模块，其用于获取获取多个样本的特征信息；
阻抗检测模块，其用于检测每个样本的阻抗值；
数据分析模块，其用于计算样本的稳定性参数，并根据稳定性参数生成质量评价系数；
数据库模块，其用于建立并保存特征信息和质量评价系数的关联数据模型；
结果输出模块，其用于生成待测样本的质量评价系数。
优选的是，数据分析模块包括：
第一分析单元，其用于计算样本的不合格样品比例；
第二分析单元，其用于计算样本的阻抗均值；
第三分析单元，其用于计算样本的阻抗方差。
一种电子设备，包括应用处理器和存储器，所述处理器用于实现所述存储器中存储的计算机管理程序式时实现阻抗测试分析方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现阻抗测试分析方法的步骤。
本发明的有益效果是：
本发明提出了一种阻抗测试分析方法，通过现有样本的阻抗值和特征信息生成特征信息与质量评价系数的关联数据模型，进而待测样本能够通过将特征信息输入关联数据模型，得到待测样本的质量评价系数，作为直观的质量观测结果。
本发明通过对稳定性参数进行分析生成质量评价系数，持续观察分析某一厂商生产质量及其稳定性，用户可有效直观判断测试片的阻抗稳定性，进而对不同厂商、不同阶段的生产能力进行比较，获得比较信息。
附图说明
图1为本发明提供的阻抗测试分析方法流程图。
图2为本发明提供的阻抗测试分析方法另一实施例流程图。
图3为本发明的一个实施例中生成的稳定参数趋势图。
图4为本发明提供的一种阻抗测试分析装置结构图。
图5为本发明提供的电子设备的示意图。
图6为本发明提供的可读存储介质的示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，基于背景技术提出的技术问题，本发明提供了一种阻抗测试分析方法、具体包括：
首先，建立数据库，生成关联数据模型，其具体过程包括如下步骤：
步骤S110、获取多个样本的特征信息，其中，特征信息包括厂商、材料、尺寸数据和阻抗值的测试时间；并分别检测样本的阻抗值，其中，样本的阻抗值包括所有重要信号层叠的阻抗值，样本可以为任意需要测量阻抗值的电子产品。
步骤S120、根据样本的特征信息和每个样本的阻抗值，计算整体样本的稳定性参数；其中，稳定性参数包括不合格样品比例、样本总量、阻抗均值和阻抗方差。
优选的是，不合格样品比例通过计算获得，其具体的计算过程为：
设定标准阈值范围为(Rz,Ry)，Rz为最小阻抗阈值，Ry为最大阻抗阈值，Rz＝μ-0.05|Rmax-Rmin|，Rmin为最小阻抗阈值，Rmax为最大阻抗阈值，Ry＝μ+0.05|Rmax-Rmin|，μ表示阻抗均值。
不合格样品比例通过计算获得：
Figure BDA0002876382180000051
其中，f表示不合格样品比例，m表示超出标准阈值范围的样本数量，n表示样本总量。
阻抗均值通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000052
其中，μ表示阻抗均值，Rn表示第n个样本的阻抗值，n表示样本总量。
阻抗方差通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000053
其中，σ2表示阻抗方差，μ表示阻抗均值，Ri表示第i个样本的阻抗值样本阻抗值，n表示样本总量，i表示常数。
步骤S130、根据稳定性参数生成质量评价系数；质量评价系数通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000061
其中，λ表示质量评价系数，μ表示阻抗均值，f表示不合格样品比例，σ2表示阻抗方差。
步骤S140、建立特征信息和质量评价系数的关联数据模型；
步骤S150、将待测样本的特征信息输入关联数据模型，得到待测样本的质量评价系数；
本发明通过现有样本的阻抗值和特征信息生成特征信息与质量评价系数的关联数据模型，进而待测样本能够通过将特征信息输入关联数据模型，得到待测样本的质量评价系数，作为直观的质量观测结果。
如图2所示，在另一实施例中，本发明提供的阻抗测试分析方法包括如下步骤：
步骤S210、获取多个样本的特征信息，其中，特征信息包括厂商、材料、尺寸数据和所述阻抗值的测试时间；并分别检测样本的阻抗值，其中，样本的阻抗值包括所有重要信号层叠的阻抗值，样本可以为任意需要测量阻抗值的电子产品。
步骤S220、根据样本的特征信息和每个样本的阻抗值，计算整体样本的稳定性参数；其中，稳定性参数包括不合格样品比例、样本总量、阻抗均值和阻抗方差。
优选的是，不合格样品比例通过计算获得，其具体的计算过程为：
设定标准阈值范围为(Rz,Ry)，Rz为最小阻抗阈值，Ry为最大阻抗阈值，Rz＝μ-0.05|Rmax-Rmin|，Rmin为最小阻抗阈值，Rmax为最大阻抗阈值，
Ry＝μ+0.05|Rmax-Rmin|，μ表示阻抗均值；
不合格样品比例通过计算获得：
Figure BDA0002876382180000062
其中，f表示不合格样品比例，m表示超出标准阈值范围的样本数量，n表示样本总量。
阻抗均值通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000063
其中，μ表示阻抗均值，Rn表示第n个样本的阻抗值，n表示样本总量。
阻抗方差通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000071
其中，σ2表示阻抗方差，μ表示阻抗均值，Ri表示第i个样本的阻抗值样本阻抗值，n表示样本总量，i表示常数。
步骤S230、根据稳定性参数生成质量评价系数；质量评价系数通过计算获得，其计算公式为：
Figure BDA0002876382180000072
其中，λ表示质量评价系数，μ表示阻抗均值，f表示不合格样品比例，σ2表示阻抗方差。
步骤S240、建立特征信息的重构模型，并建立所述重构模型与所述质量评价系数的关联分析模型；
步骤S250、将待测样本的任一项特征信息输入所述关联数据模型，得到所述待测样本的质量评价系数；其中，重构模型计算公式为：
Figure BDA0002876382180000073
其中，Gi为重构系数，K为材料相关系数，H为材料硬度系数，dT为时间偏差，dL为尺寸偏差。本实施例通过建立特征信息的重构模型，并建立重构模型与质量评价系数的关联分析模型；将待测样本的任一项特征信息输入关联数据模型，得到待测样本的质量评价系数进，作为直观的质量观测结果。
根据质量评价系数判断测试样品随厂商、材料、时间等因素引起的变化，从而确定产品性能及其质量以及后续改善计划。
如图3所示，在一个具体实施例中，测试样品的特征信息为厂商1、板材1、阻抗50欧姆，其测试时间为1月1日至1月8日。
设定测试片样本的阻抗值标准阈值范围为50欧姆上下波动10％，即标准阈值范围为45-55欧姆，将阻抗值低于45欧姆或者大于55欧姆的测试片认定为不合格。
启动测试仪器，获取测试片样品的阻抗值，并根据根据预定的算法，计算测试片样本的不合格样品比例、阻抗均值、阻抗方差等稳定性参数，以自然日为单位时间进行自动概况汇总，如表1所示。
表1厂商1-板材1-阻抗50ohm筛选条件下样本统计
Figure BDA0002876382180000081
将表1所示的稳定性参数及测试片样本的特征信息上传至数据库保存。
在此实施例中，用户可以根据特征信息筛选出测试片样品的稳定性参数，并生成趋势图，如图2所示。
由表1和图3可以看出，测试样品在不合格率在实际生产的可接受范围内，且样品的阻抗阻抗均值在厂商阻抗报告参考的阻抗值50欧姆上下波动较小，阻抗方差在1.25-3.75范围内波动。
根据表1中数据计算测试片样品的质量评价系数，通过计算可以得到质量评价系数范围约11～16.78，可以得知测试时间内，样品的阻抗稳定性表现优异。
如图4所示，阻抗测试分析装置包括：阻抗测试模块310、阻抗检测模块320、数据分析模块330、数据库模块340和结果输出模块350。
阻抗测试模块310用于获取获取多个样本的特征信息；阻抗检测模块320其用于检测每个样本的阻抗值；数据分析模块330用于计算样本的稳定性参数，并根据稳定性参数生成质量评价系数；数据库模块340用于建立并保存特征信息和所述质量评价系数的关联数据模型；结果输出模块350用于生成所述待测样本的质量评价系数.
进一步的，阻抗测试分析装置的工作模式基于阻抗测试分析方法，设置样本特征信息完成后，阻抗测试模块310启动仪器测试，阻抗测试探头直接手动点测到样本的测试点上。为全面评估PCB板卡的阻抗特性，所有重要信号层叠的阻抗都要测试，进行样本的阻抗值测试，并将样本的特征信息和得到的样本阻抗值上传至数据分析模块。
数据分析模块330调用阻抗值标准阈值范围，第一分析单元计算得到样本的不合格比例，第二分析单元计算得到样本阻抗值的阻抗均值，第二分析单元计算得到样本阻抗值阻抗方差，并将获得的样本的不合格比例、阻抗均值和阻抗方差，以及样本的特征信息上传至数据并保存。
以样本的特征信息作为筛选匹配条件对稳定参数按需求进行分析，根据样本的稳定性参数生成质量评价系数，直观的观测测试片样品的阻抗信息和稳定性数据。
通过本发明提出的阻抗测试分析方法，一方面可以判断测试片是否符合基本测试标准，另一方面，可以为后续质量管控提供数据参考，提出建设性意见。还可以对不同厂商，不同阶段的生产能力进行比较，择优选择。
如图5所示，在另一实施例中，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器410、处理器420及存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序411，处理器420执行计算机程序411时实现阻抗测试分析方法的以下步骤。
获取多个样本的特征信息，并分别检测样本的阻抗值；
根据样本的特征信息和每个样本的阻抗值，计算整体样本的稳定性参数，以及；
根据稳定性参数生成质量评价系数；
建立特征信息和质量评价系数的关联数据模型；
将待测样本的特征信息输入所述关联数据模型，得到所述待测样本的质量评价系数；
其中，特征信息包括厂商、材料、尺寸数据和阻抗值的测试时间；稳定性参数包括不合格样品比例、样本总量、阻抗均值和阻抗方差。
在具体实施过程中，处理器420执行计算机程序411时，可以实现图1对应的实施例中任一实施方式。
作为一种优选，本发明提供的计算机程序411存储在可读存储介质上。
如图6所示，本实施例提供了可读存储介质，其上存储有计算机程序411，该计算机程序411被处理器执行时实现如下步骤：
获取多个样本的特征信息，并分别检测样本的阻抗值；
根据样本的特征信息和每个样本的阻抗值，计算整体样本的稳定性参数，以及；
根据稳定性参数生成质量评价系数；
建立特征信息和质量评价系数的关联数据模型；
将待测样本的特征信息输入关联数据模型，得到待测样本的质量评价系数；
其中，特征信息包括厂商、材料、尺寸数据和所述阻抗值的测试时间；稳定性参数包括不合格样品比例、样本总量、阻抗均值和阻抗方差。
在具体实施过程中，该计算机程序411被处理器执行时可以实现图1-2对应的实施例中任一实施方式。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上内容仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种阻抗测试分析方法，其特征在于，包括：
获取多个样本的特征信息，并分别检测样本的阻抗值；
根据所述样本的特征信息和每个样本的阻抗值，计算整体样本的稳定性参数，以及；
根据所述稳定性参数生成质量评价系数；
建立所述特征信息和所述质量评价系数的关联数据模型；
将待测样本的特征信息输入所述关联数据模型，得到所述待测样本的质量评价系数；
其中，所述特征信息包括厂商、材料、尺寸数据和所述阻抗值的测试时间；所述稳定性参数包括不合格样品比例、样本总量、阻抗均值和阻抗方差。
2.根据权利要求1所述的阻抗测试分析方法，其特征在于，所述不合格样品比例通过计算获得，其计算公式为：
Figure FDA0002876382170000011
其中，f表示不合格样品比例，m表示超出标准阈值范围的样本数量，n表示样本总量，所述标准阈值范围为(Rz,Ry)，Rz为最小阻抗阈值，Ry为最大阻抗阈值，Rz＝μ-0.05|Rmax-Rmin|，Rmin为最小阻抗阈值，Rmax为最大阻抗阈值，Ry＝μ+0.05|Rmax-Rmin|，μ表示阻抗均值。
3.如权利要求1所述的阻抗测试分析方法，其特征在于，所述阻抗均值通过计算获得，其计算公式为：
Figure FDA0002876382170000012
其中，μ表示阻抗均值，Rn表示第n个样本的阻抗值，n表示样本总量。
4.如权利要求1所述的阻抗测试分析方法，其特征在于，所述阻抗方差通过计算获得，其计算公式为：
Figure FDA0002876382170000013
其中，σ2表示阻抗方差，μ表示阻抗均值，Ri表示第i个样本的阻抗值样本阻抗值，n表示样本总量，i表示常数。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的阻抗测试分析方法，其特征在于，所述质量评价系数通过计算获得，其计算公式为：
Figure FDA0002876382170000021
其中，λ表示质量评价系数，μ表示阻抗均值，f表示不合格样品比例，σ2表示阻抗方差。
6.根据权利要求5所述的阻抗测试分析方法，其特征在于，还包括：
建立所述特征信息的重构模型，建立所述重构模型与所述质量评价系数的关联分析模型；
将待测样本的任一项特征信息输入所述关联数据模型，得到所述待测样本的质量评价系数；其中，所述重构模型计算公式为：
Figure FDA0002876382170000022
其中，Gi为重构系数，K为材料相关系数，H为材料硬度系数，dT为时间偏差，dL为尺寸偏差。
7.一种阻抗测试分析装置，基于权利要求1-6所述的阻抗测试分析方法，其特征在于，包括：
阻抗测试模块，其用于获取多个样本的特征信息；
阻抗检测模块，其用于检测每个样本的阻抗值；
数据分析模块，其用于计算所述样本的稳定性参数，并根据所述稳定性参数生成质量评价系数；
数据库模块，其用于建立并保存特征信息和所述质量评价系数的关联数据模型；
结果输出模块，其用于生成所述待测样本的质量评价系数。
8.如权利要求7所述的阻抗测试分析装置，其特征在于，所述数据分析模块包括：
第一分析单元，其用于计算所述样本的不合格样品比例；
第二分析单元，其用于计算所述样本的阻抗均值；
第三分析单元，其用于计算所述样本的阻抗方差。
9.一种电子设备，包括应用处理器和存储器，其特征在于，所述处理器用于实现所述存储器中存储的计算机管理程序式时实现如权利要求1-6中任一项所述的阻抗测试分析方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，其特征在于，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任意一项所述的阻抗测试分析方法的步骤。
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