設(shè)計(jì)與構(gòu)建完美的開關(guān)測試系統(tǒng)

　　在高速開關(guān)應(yīng)用中使用固態(tài)開關(guān)——標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)電式繼電器能夠在幾個(gè)毫秒內(nèi)從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)狀態(tài)，這一開關(guān)速度對于某些應(yīng)用是足夠的。在生產(chǎn)應(yīng)用中，測試時(shí)間是一項(xiàng)重要的成本因素，毫秒級的開關(guān)時(shí)間就顯得太長了。固態(tài)繼電器（如晶體管、FET等）的開關(guān)時(shí)間則短得多，通常小于1毫秒。開關(guān)時(shí)間從幾個(gè)毫秒減少為幾百微秒可節(jié)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)繼電器的開關(guān)壽命是機(jī)電式繼電器壽命的100倍，達(dá)到100億次，而好的機(jī)電式繼電器的壽命只有約1千萬次。固態(tài)繼電器的一個(gè)不足之處是具有較大的導(dǎo)通電阻，約為數(shù)十歐姆，這個(gè)高電阻將使雙線電阻測量產(chǎn)生測量錯(cuò)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(dǎo)通電阻，就會(huì)出現(xiàn)問題。避免這一問題發(fā)生的方法之一就是采用“黃金通道”或標(biāo)準(zhǔn)通道。這種通道在器件一側(cè)有一個(gè)短路裝置，當(dāng)通道閉合時(shí)，進(jìn)行電阻測量，測量結(jié)果不包含所有其它通道的電阻。因此，“導(dǎo)通”電阻實(shí)際上被歸零了。問題是，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(biāo)準(zhǔn)方法。機(jī)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(xiàn)基于雙線方法的低阻測量。

　　低阻應(yīng)用的四線開關(guān)——類似于接觸電阻測量、線纜連通性測試等應(yīng)用通常涉及低阻開關(guān)操作。低阻開關(guān)操作（100Ω）所需的技術(shù)一般不同于中高阻開關(guān)操作所需的技術(shù)。如前所述，在低阻測量中使用四線技術(shù)是一種精確的方法。采用四線技術(shù)能夠消除導(dǎo)線和開關(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模式成對出現(xiàn)，從而在測量結(jié)果中去掉所有的連線與測試導(dǎo)線電阻，這是測量低電阻的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。低電阻開關(guān)應(yīng)用不需要采用矩陣結(jié)構(gòu)，只是開關(guān)部分需要一個(gè)多路復(fù)用器。該多路復(fù)用器可以同時(shí)使用一個(gè)四極開關(guān)中的電流源和電壓檢測通道。矩陣能夠?qū)崿F(xiàn)所有行單元與所有列單元的互連。盡管這種結(jié)構(gòu)對于某些應(yīng)用具有強(qiáng)大的功能，但是它不適用于低阻應(yīng)用。如圖4所示。

　　信號(hào)的開關(guān)控制本身會(huì)引起一定的測試系統(tǒng)信號(hào)衰減。通過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錯(cuò)誤。測試工程師有必要掌握系統(tǒng)中使用的信號(hào)與開關(guān)特性。