測試系統開(kāi)關(guān)技術(shù)(05-100)

　　設計完善的開(kāi)關(guān)系統至少應具備3個(gè)子系統：計算機控制與處理、測量?jì)x表和開(kāi)關(guān)。只要再增加DUTC(被測設備)電源和DUT負載就構成完整的功能測試設備。無(wú)可爭辯的是,開(kāi)關(guān)子系統是測試系統的心臟,因為所有其它子系統是測試系統的心臟,因為所有其它子系統都要與它接口。因此,對它有一個(gè)全面的、正確的了解是十分必要的。

　　開(kāi)關(guān)子系統的技術(shù)要求是十分廣泛的。就測試信號而言,工作頻率覆蓋了DC直至超過(guò)25GHz,幅度從毫伏級至數千伏,電流從幾個(gè)毫安至數安培。導線(xiàn)和繼電器帶來(lái)的電容會(huì )產(chǎn)生定時(shí)和串擾問(wèn)題,而電感會(huì )形成電流環(huán)和電壓火花。再者,連接儀表和DUT的接點(diǎn)數量范圍在幾個(gè)至數千個(gè)之間。當信號的變化幅度超過(guò)二個(gè)數量級時(shí),開(kāi)關(guān)速度取決于使用的繼電器種類(lèi),從而極大地影響系統的總吞吐率。鑒于開(kāi)關(guān)系統如此廣泛的性能要求,出現眾多的、可供選擇的繼電器種類(lèi)也就不足為奇了。

　　繼電器種類(lèi)

　　所有COTS(商品化)開(kāi)關(guān)解決方案都采用插卡式機箱,涵蓋了VXI、PXI以及供應商開(kāi)發(fā)的低價(jià)專(zhuān)用機箱。在上述所有場(chǎng)合,有多種開(kāi)關(guān)結構,可選用5 種繼電器：銜鐵式繼電器、簧片式繼電器、MOS繼電器、RF繼電器和微波繼電器。

 

　　圖1 典型的2線(xiàn)繼電器多路開(kāi)關(guān)

　　銜鐵式繼電器和簧片式繼電器都屬機電型電磁繼電器,所不同的是,前者的電磁線(xiàn)圈使銜鐵片運動(dòng),繼而使接觸片閉合;而后者的干簧片本身是磁體,磁性線(xiàn)圈直接讓簧片吸合。銜鐵式繼電器有鎖定的非鎖定的兩種形式。自鎖式繼電器的熱殘留偏移電壓極小,這對測量低壓是至關(guān)重要的。這種繼電器也是高電壓(>100V)或大電流(>500mA)的最佳選擇?；善嚼^電器的開(kāi)關(guān)速度比銜鐵式繼電器快,電壓和電流的承受能力比MOS繼電器高,但它固有的熱殘留偏移電壓較大,且隨溫度變化,限制了它的應用。雖然可以采取一些措施使這個(gè)效應降至最小,但這樣做又會(huì )增加繼電器的成本。

　　MOS繼電器由幾個(gè)FET組成。外加電壓至控制電路,使FET的漏極和源極導通。如果想要較快的開(kāi)關(guān)速度,且不計較有較高的通導電阻,MOS繼電器是不錯的選擇。這類(lèi)開(kāi)關(guān)的壽命幾乎是無(wú)限的,但與機械式繼電器相比,易發(fā)生靜態(tài)損壞,也不能承受高電壓和大電流。