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設計自動化測試系統電壓開關中的常見挑戰

作者: 時間:2010-08-02 來源:網絡 收藏

  一個電壓源到多個負載的開關

  圖2給出了單個電壓源連接多個負載的情形。如果兩個或多個負載連接電源,那么由于流過公共阻抗(R)(例如引線和線路電阻)的電流影響,每個負載上的電壓可能會小于期望值。隨著額外負載的接入,總電流將會增大,從而提高了公共阻抗(R)上的電壓降。

圖2.一個電壓源到多個負載的開關

  開關電阻

  當把一個電壓源切換到多個器件時,可能必須對開關電阻產生的電壓降進行補償。特別地,如果器件具有較低的電阻,流過開關的電流可能會產生較大的電壓降。在遠程檢測中,負載上跨接了外部檢測電路,這種方式有助于校正開關和布線上的所有電壓降。

  低壓開關

  當開關控制的信號電平為毫伏甚至更低時,采用特殊的技術有助于防止電壓誤差。這些誤差可能來自于卡上或者連接線中的熱電偏移電壓、開關膜污染、磁場干擾或接地環路。

  熱電偏移電壓

  低電壓卡的一項關鍵指標是它的接觸電位,即熱電偏移電壓。熱電電壓是不同金屬構成的結點上的溫度差產生的電壓,例如鎳鐵笛簧繼電器與它們連接的銅導體之間。這種溫度梯度主要由激勵線圈的功耗引起的。這一偏移電壓直接疊加到信號電壓上,可以建模為一個不需要的電壓源與目標信號串聯。偏移電壓會給待測器件(DUT)所施加的激勵或伏特計測量的結果造成誤差。

  多種因素都會影響熱電電壓導致的卡的漂移電平,包括所采用的繼電器類型(笛簧式、固態式或機電式)、線圈驅動技術(閂鎖或非閂鎖)以及用于觸點電鍍的材料(例如,鎳合金或金)。

  在笛簧繼電器通電之后,它線圈上的功耗將使其溫度上升幾分鐘,因此在觸點閉合之后的幾秒鐘內完成低壓測量是非常重要的。如果在閉合之后的幾分鐘時間內進行了很多測量,那么讀數中將會加入不斷增大的熱電電壓。熱時間常數的大小可以從幾秒到幾小時不等。即使固態繼電器沒有線圈損耗,內部IR壓降產生的熱量仍然會產生熱電漂移。閂鎖繼電器采用電流脈沖進行激勵,因此具有很低的熱電漂移。

  與開關卡的連接也是一個產生發熱電壓的來源。我們應該盡量采用沒有鍍錫的銅線連接開關卡,并且保持所有引線處于相同的溫度。可以采用一個短路通道構建零基值的方式對偏移電壓進行補償。但是,這種補償方式并不理想,因為由于自熱和環境溫度的變化,偏移電壓會隨著時間發生變化。

  在切換低電壓同時又進行低電阻測量時,可以采用偏移補償的方式抵消熱電偏移電壓,這需要利用兩個不同的電流值進行兩次電壓測量。用兩次電壓測量結果的差除以兩次電流的差,即可計算機出電阻的值



關鍵詞: 測試 電壓開關

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