测试系统程控开关与控制介绍(一)

为了使测试系统准确和精确，就需选择适合的仪器，在设计测试方法方面需有创造性，同时要仔细地考虑技术指标和误差源。大多数测试系统设计十分复杂，设计者们最关心的是将不受控制的变量减少到最少。为了实现这个目的，此系统开关性能就显得非常重要。

对于接近仪器测量准确度、分辨率或灵敏度极限的那些测量，应该加以特别的考虑。通常这称为“临界点测试要求”，被选择的开关要支持这些测试要求。如果设计的系统在“临界点测试要求”下有预期的表现，那么一般条件下的测试要求也同样能满足。
一、如何为您的应用配制一个开关系统？

您自己设计开关系统，需要为您的测试系统定义一些参数，并且知道您想的每件事情是怎样相互关联的。

首先，定义出您需要的参数。这包括：

其次，画出系统框图（图1）。这样确定开关的数量和仪器的数量（源和测试），所需要的开关和配置的型号就逐渐的勾画出来。按这样步骤重复几次，您就能确定实际所需的开关系统。

一旦您完成了如下步骤，您就已经为您的测试系统配置好了开关。

• 确认所需的开关和开关卡的配置

• 选择适当的开关系统

• 选择源和测试设备

• 选择线缆和其它附件

• 确定适合的保险丝、限流电阻、二极管等

• 确定不确定度，并与被要求的准确度进行比较

二、开关结构

开关的种类繁多，开关系统设置也可大可小，这决定于最终开关系统设计的效率。另外还要考虑在系统集成时开关之间的连接与线缆等的要求。下面介绍几种基本的开关结构框图。

一个开关结构（如图2）可以被描述为开关的电特性机械结构，或它在测试系统里的功能。这些关于信号连通回路或电气连接的描述，对于描绘电路图或连接测试系统是必要的。

矩阵开关（图3）是开关系统中最常用到的类型。但首先，不要将矩阵开关与开关主机混淆——带矩阵开关的开关主机（通常称为开关主机）。用一块矩阵开关卡可以将任一输入连接到任一输出端上，卡可以单个用或内部相连使用。这样的结构就使复杂连接和相互连接的系统达到最小化，并能简化DUT的接口。

上图的例子中DUT上需要用4台不同的仪器去测试10个不同的测试点。假如每次您都必须要连接几台仪器同时测试一些测试点，那么您就需要一个矩阵开关卡。但是，如果每次仅需要连接一台仪器去测试一个测试点，那么您可结合一个1分4多路复用器和一个1分10多路复用器配置成这个结构。这个多路复用器使用了14个继电器，如果您选择矩阵开关卡，全部配置好需要40个继电器。而采用多路复用器您最终节省26个继电器。仔细的制定计划就能设计更合理的和更经济的开关系统。

多路复用开关（图4）在测试过程中用于连接一台仪器到多个待测体或者多台仪器测试一个待测体。为了扩展开关系统的能力，多路复用开关常与矩阵型或其它结构的开关组合使用，可提供额外的隔离度，减少通道间的串扰，或者组成特殊结构的开关系统。

（图5）扫描卡是一种特殊的多路复用器，这种开关卡可以顺序或连续地闭合，有时候还具有跳过一些通道闭合的能力。

独立开关是由互不关联的继电器开关组成，常有多个极，独立开关不连接到任何其它的电路，因此它能很容易地组合成灵活和独特的输入/输出结构，当然需要一些附加的外部连接。这种类型的开关通常用于增加电路之间的隔离，提供安全联锁，驱动其它的继电器或电路，或者组合成特殊的拓扑结构例如：二元阶梯或树型结构等。

三、电气指标

四、主机性能

五、开关密度

六、通道状态

七、扩展功能

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