配件可能看起来不如主设备重要，但它们通常是用户与之交互的第一件事，也是第一个失败的东西。从充电器和适配器到耳机和加密狗，这些部件将设备连接到实际使用。如果他们失败了，整个品牌都会受到影响。附件测试系统 （ATS） 检查电气、机械和环境压力下的性能，确保安全、可靠和平稳生产。
电子配件
附件是连接、扩展或增强主机设备的支持组件，但不是设备本身。它们充当硬件和用户功能之间的桥梁、提供电源的电缆、实现兼容性的适配器或提供音频的耳机。虽然经常被忽视，但这些部件直接影响到整个产品的体验、安全性和长期可靠性。
如果配件出现故障，客户通常会责怪品牌，而不是小附加组件。这使得制造中需要进行附件测试，因为即使是有故障的电缆或连接器也可能导致过热、性能不佳或整个系统故障。
常见电子配件
• USB-C/PD 电缆和快速充电器
• 音频耳机和 TRRS 连接器
• HDMI 或 DisplayPort 加密狗
• RJ-45 分配器和网络适配器
• 在线传感器或转换器模块
比较：ATS 与 ATE
| **方面** | **附件测试系统 （ATS）** | **自动化测试设备 （ATE）** |
|---|---|---|
| 范围 | 验证完整的配件，例如 USB-C 充电器、音频耳机和适配器 | 测试集成电路、芯片组和裸 PCB |
| 主要关注点 | 确保即插即用行为、充电、信号传输和用户界面可靠性 | 测量时序精度、逻辑验证和半导体参数 |
| 夹具设计 | 使用快速交换套料、弹簧针和基于连接器的夹具进行高混合生产 | 使用快速交换套料、弹簧针和基于连接器的夹具进行高混合生产 |
| 测试速度 | 针对批量生产中的生产线速度、通过/失败决策进行了优化 | 较慢的实验室级测试周期，测量深度高 |
| 输出数据 | 提供结果：生产线的合格/失败、良率和趋势监控 | 生成详细的电气表征和诊断波形 |
| 最佳用例 | 大批量出货且必须经受住实际使用时使用的消费类和工业外围设备 | 半导体验证、研发表征和深度故障分析 |
附件测试系统框图
框图说明了附件测试系统 （ATS） 的结构，该系统集成了不同的硬件模块，以确保电缆、充电器和适配器等附件得到有效测试。中心是 ATS 核心硬件，它协调测量、控制和数据处理。
被测附件通过 DUT 插座和弹簧针夹具连接，这些夹具与 DAQ 模块和开关继电器连接，以自动执行测试序列。可编程电源提供精确的源和测量功能，而 USB-C/PD 和协议分析仪可验证充电和数据通信标准。为了进行耐久性检查，负载组应用应力条件，音频分析仪验证声音相关附件的信号质量。
所有结果都整合在操作员 UI 和日志记录系统中，使工程师能够清楚地了解通过/失败结果和详细的性能数据。这些组件形成了一个统一的设置，用于可靠、可重复的附件验证。
附件测试系统的自动化工作流程
该图突出显示了将单个仪器转变为完整的、可生产的附件测试系统 （ATS） 的四个主要层。顶部是 Sequencer，它运行自动测试脚本，强制执行测量限制，并确保每个测试单元的一致性。驱动程序提供了一个抽象层，将命令转换为硬件控制，允许不同的仪器在同一框架内无缝运行。
所有测试结果都存储在结果数据库 （DB） 中，提供阶梯级可追溯性，并能够对产量、工艺质量和制造数据进行深入分析。仪表板实时可视化这些结果，显示首次通过良率 （FPY）、逃逸和长期性能趋势等指标。这种自动化堆栈不仅确保快速和可重复的测试，而且还确保可作的见解，从而增强可靠性和生产效率。
USB-C 协议测试
• 电缆方向和翻转检测 - 确认两个插头方向的正确信号。
• Rp/Rd 电阻验证 - 确保源、灌和双角色设备之间的正确角色检测。
• E-marker芯片读取 - 验证电缆身份、电流容量和功能。
• 供电 （PD） 合同协商 - 跨电压电平（5 V、9 V、20 V）和充电曲线进行测试。
• 错误恢复和故障处理 - 确认过流、断开或接线错误期间的安全行为。
• 符合 USB-IF CTS 标准 - 保证充电器、电缆和主机之间的互作性。
配件电源安全可靠性测试
| 测试 | 宗旨 |
|---|---|
| 空载电源 | 测量待机效率和浪费的消耗 |
| 纹波和噪声 | 确保清洁、稳定的电压输出 |
| 动态载荷 | 在突然需求下验证稳定性 |
| 浪涌电流 | 防止断路器跳闸或设备损坏 |
| 短路 | 确认从故障中安全恢复 |
附件可靠性的 ESD 测试
• 接触放电 - IEC 61000-4-2 标准，在导电表面上测试高达 8 kV 或更高。
• 空气放电 - 模拟对裸露塑料或外壳材料的静电冲击。
• 系统响应监控 - 检查复位、闩锁、性能故障或永久性损坏。
• 故障记录和反馈 - 记录测试结果以指导修正性设计改进。
配件机械可靠性测试
| 测试 | 标准 | 为什么重要？ |
|---|---|---|
| 折弯循环 | IEC 60512-11-4 标准 | 确认电缆的长期耐用性 |
| 扭转/应力消除 | 基于夹具 | 防止应力消除装置附近缩颈或破损 |
| 插入/拔出 | IEC 60512-9-1 标准 | 验证连接器插接寿命和可靠性 |
| 冲击和振动 | IEC 60512-6 / 7 标准 | 确保运输和日常使用过程中的弹性 |
配件环境应力测试
湿热测试
检查触点和金属部件在高湿度下的耐腐蚀性。防止氧化、生锈和导电膜堆积，这些积聚可能导致潮湿或沿海条件下的故障。
干热暴露
在高温下测试塑料、绝缘材料和粘合剂。确保外壳在炎热环境中不会破裂、变形或失去绝缘强度。
热循环
在极端热和冷之间循环部件，以对焊点、引脚和焊点施加应力。检测反复膨胀和收缩引起的疲劳、开裂或分层。
漂移监测
测量接触电阻、漏电流或材料蠕变的长期变化。识别随着时间的推移影响附件可靠性的逐渐退化。
夹具特点和优点
• 快速更换嵌套 - 允许操作员为不同的 SKU 快速交换设置，从而减少在产品变体之间移动时的停机时间。
• 可更换易损件 - 探针或插座等组件可以轻松更换，从而延长夹具寿命并降低维护成本。
• ESD 安全夹具材料 - 防止在测试过程中可能损坏敏感电子设备的静电放电，确保结果可重复。
• 条形码/二维码扫描 - 自动为被测设备加载正确的测试序列，防止操作员出错并确保可追溯性。
• 安全防护装置 - 防护罩和联锁装置可保护操作员免受运动部件或暴露接触的伤害，符合安全合规标准。
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步进并行化
并行运行测试步骤可减少序列之间的空闲时间。独立步骤重叠，而不是等待一个测量完成再开始另一个测量。这无需添加新硬件即可提高效率。
多层巢
专为多重测试而设计的夹具允许多个被测设备 （DUT） 在同一周期内运行。这种并行性是吞吐量的直接乘数，显着缩短了总测试时间。
热启动排序
通过恢复部分执行的测试流，尤其是对于重新测试，热启动可以避免重复较早的通过步骤。它减少了浪费的时间并加快了边缘单位的恢复速度。
黄金单位支票
使用已知良好的参考设备（黄金单元）可确保整个运行的校准精度。这种保护措施可以防止细微的漂移，否则可能会导致错误故障或逃逸。
GR&R 审核
仪表重复性和再现性 （GR&R） 审核可验证测量可靠性。定期检查确认操作员、固定装置和设备的结果保持稳定，这是对产量数据信任的基础。
结论
即使是最小的零件也会影响产品质量。电缆和适配器等附件必须可靠工作多年，没有安全风险。ATS 结合了自动化、压力测试和智能夹具，以确认实际耐用性。与传统的 ATE 不同，ATS 为大规模生产提供更快的结果，减少退货并保护用户和品牌声誉。
常见问题解答
第一季度。哪些配件最常出现故障？
电缆、连接器和耳机最容易因弯曲、扭曲和反复插入而失效。
第二季度。ATS 与简单的质量检查有何不同？
ATS 应用电气、机械和环境压力测试，而基本检查仅确认外观或简单功能。
第三季度。为什么在 ATS 中使用自动化？
自动化消除了人为错误，加快了测试速度，并确保所有单元的结果一致。
第四季度。夹具如何影响测试结果？
好的夹具可以防止静电、错位和错误读数。差的会降低准确性。
第五季度。环境压力测试是否仅适用于恶劣条件？
不。即使是正常的热量、湿度和老化也会削弱塑料、金属和焊点。