設計與構建完美的開(kāi)關(guān)測試系統

　　在高速開(kāi)關(guān)應用中使用固態(tài)開(kāi)關(guān)——標準的機電式繼電器能夠在幾個(gè)毫秒內從一個(gè)狀態(tài)轉換為另一個(gè)狀態(tài)，這一開(kāi)關(guān)速度對于某些應用是足夠的。在生產(chǎn)應用中，測試時(shí)間是一項重要的成本因素，毫秒級的開(kāi)關(guān)時(shí)間就顯得太長(cháng)了。固態(tài)繼電器（如晶體管、FET等）的開(kāi)關(guān)時(shí)間則短得多，通常小于1毫秒。開(kāi)關(guān)時(shí)間從幾個(gè)毫秒減少為幾百微秒可節省大量的測試時(shí)間，提高測試產(chǎn)能。

　　固態(tài)繼電器的另一個(gè)優(yōu)勢在于可靠性高。固態(tài)繼電器的開(kāi)關(guān)壽命是機電式繼電器壽命的100倍，達到100億次，而好的機電式繼電器的壽命只有約1千萬(wàn)次。固態(tài)繼電器的一個(gè)不足之處是具有較大的導通電阻，約為數十歐姆，這個(gè)高電阻將使雙線(xiàn)電阻測量產(chǎn)生測量錯誤。低電阻測量通常只測量幾個(gè)毫歐的電阻，如果用這種方法測量電路導通電阻，就會(huì )出現問(wèn)題。避免這一問(wèn)題發(fā)生的方法之一就是采用“黃金通道”或標準通道。這種通道在器件一側有一個(gè)短路裝置，當通道閉合時(shí)，進(jìn)行電阻測量，測量結果不包含所有其它通道的電阻。因此，“導通”電阻實(shí)際上被歸零了。問(wèn)題是，這種方法僅適用于黃金通道。使用這種方法取決于被測電阻的大小以及所需的精度。

　　另外一種能夠校正這一阻值的方法是四線(xiàn)測量技術(shù)，其中使用兩個(gè)通道而不是一個(gè)通道。一個(gè)通道連接電流源，另一個(gè)通道檢測電壓，這是測量低電阻的一種標準方法。機電式或簧片式繼電器只有幾十毫歐的接觸電阻，這更有利于實(shí)現基于雙線(xiàn)方法的低阻測量。

　　低阻應用的四線(xiàn)開(kāi)關(guān)——類(lèi)似于接觸電阻測量、線(xiàn)纜連通性測試等應用通常涉及低阻開(kāi)關(guān)操作。低阻開(kāi)關(guān)操作（100Ω）所需的技術(shù)一般不同于中高阻開(kāi)關(guān)操作所需的技術(shù)。如前所述，在低阻測量中使用四線(xiàn)技術(shù)是一種精確的方法。采用四線(xiàn)技術(shù)能夠消除導線(xiàn)和開(kāi)關(guān)的接觸電阻。這種測量技術(shù)需要兩個(gè)通道而不是一個(gè)通道，其中每個(gè)通道都是一個(gè)雙極通道。

　　這些雙極通道一般以四線(xiàn)模式成對出現，從而在測量結果中去掉所有的連線(xiàn)與測試導線(xiàn)電阻，這是測量低電阻的標準技術(shù)。低電阻開(kāi)關(guān)應用不需要采用矩陣結構，只是開(kāi)關(guān)部分需要一個(gè)多路復用器。該多路復用器可以同時(shí)使用一個(gè)四極開(kāi)關(guān)中的電流源和電壓檢測通道。矩陣能夠實(shí)現所有行單元與所有列單元的互連。盡管這種結構對于某些應用具有強大的功能，但是它不適用于低阻應用。如圖4所示。

　　信號的開(kāi)關(guān)控制本身會(huì )引起一定的測試系統信號衰減。通過(guò)使用本文介紹的一些技術(shù)，能夠消除或減少某些誤差和常見(jiàn)錯誤。測試工程師有必要掌握系統中使用的信號與開(kāi)關(guān)特性。