測試系統程控開關與控制介紹(一)

為了使測試系統準確和精確，就需選擇適合的儀器，在設計測試方法方面需有創造性，同時要仔細地考慮技術指標和誤差源。大多數測試系統設計十分復雜，設計者們最關心的是將不受控制的變量減少到最少。為了實現這個目的，此系統開關性能就顯得非常重要。

對于接近儀器測量準確度、分辨率或靈敏度極限的那些測量，應該加以特別的考慮。通常這稱為“臨界點測試要求”，被選擇的開關要支持這些測試要求。如果設計的系統在“臨界點測試要求”下有預期的表現，那么一般條件下的測試要求也同樣能滿足。
一、如何為您的應用配制一個開關系統？

您自己設計開關系統，需要為您的測試系統定義一些參數，并且知道您想的每件事情是怎樣相互關聯的。

首先，定義出您需要的參數。這包括：

其次，畫出系統框圖（圖1）。這樣確定開關的數量和儀器的數量（源和測試），所需要的開關和配置的型號就逐漸的勾畫出來。按這樣步驟重復幾次，您就能確定實際所需的開關系統。

一旦您完成了如下步驟，您就已經為您的測試系統配置好了開關。

? 確認所需的開關和開關卡的配置

? 選擇適當的開關系統

? 選擇源和測試設備

? 選擇線纜和其它附件

? 確定適合的保險絲、限流電阻、二極管等

? 確定不確定度，并與被要求的準確度進行比較

二、開關結構

開關的種類繁多，開關系統設置也可大可小，這決定于最終開關系統設計的效率。另外還要考慮在系統集成時開關之間的連接與線纜等的要求。下面介紹幾種基本的開關結構框圖。

一個開關結構（如圖2）可以被描述為開關的電特性機械結構，或它在測試系統里的功能。這些關于信號連通回路或電氣連接的描述，對于描繪電路圖或連接測試系統是必要的。

矩陣開關（圖3）是開關系統中最常用到的類型。但首先，不要將矩陣開關與開關主機混淆——帶矩陣開關的開關主機（通常稱為開關主機）。用一塊矩陣開關卡可以將任一輸入連接到任一輸出端上，卡可以單個用或內部相連使用。這樣的結構就使復雜連接和相互連接的系統達到最小化，并能簡化DUT的接口。

上圖的例子中DUT上需要用4臺不同的儀器去測試10個不同的測試點。假如每次您都必須要連接幾臺儀器同時測試一些測試點，那么您就需要一個矩陣開關卡。但是，如果每次僅需要連接一臺儀器去測試一個測試點，那么您可結合一個1分4多路復用器和一個1分10多路復用器配置成這個結構。這個多路復用器使用了14個繼電器，如果您選擇矩陣開關卡，全部配置好需要40個繼電器。而采用多路復用器您最終節省26個繼電器。仔細的制定計劃就能設計更合理的和更經濟的開關系統。

多路復用開關（圖4）在測試過程中用于連接一臺儀器到多個待測體或者多臺儀器測試一個待測體。為了擴展開關系統的能力，多路復用開關常與矩陣型或其它結構的開關組合使用，可提供額外的隔離度，減少通道間的串擾，或者組成特殊結構的開關系統。

（圖5）掃描卡是一種特殊的多路復用器，這種開關卡可以順序或連續地閉合，有時候還具有跳過一些通道閉合的能力。

獨立開關是由互不關聯的繼電器開關組成，常有多個極，獨立開關不連接到任何其它的電路，因此它能很容易地組合成靈活和獨特的輸入/輸出結構，當然需要一些附加的外部連接。這種類型的開關通常用于增加電路之間的隔離，提供安全聯鎖，驅動其它的繼電器或電路，或者組合成特殊的拓撲結構例如：二元階梯或樹型結構等。

三、電氣指標

四、主機性能

五、開關密度

六、通道狀態

七、擴展功能

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