設(shè)計用于測試電子或機電裝置的開關(guān)系統(tǒng)-wenkub
2023-04-09 12:01:18 本頁面
【正文】 解 噪聲源，耦合方法和噪聲接收器，以在它們之間作出適 當?shù)臋?quán)衡。因此，測試工程師將處于同時增加 元件密度和通道距離的兩難境地。 由于噪聲耦合是面積和接近程度的函數(shù)，減少耦合的 簡單方法就是隔離開關(guān)和相互間的導(dǎo)體。 來自相鄰?fù)ǖ赖脑肼暠获詈现翜y量通道，構(gòu)成對 信號完整性的嚴重威脅。開關(guān)系統(tǒng)中的噪聲 開關(guān)系統(tǒng)中的噪聲源包括內(nèi)部開關(guān)驅(qū)動電路、開 關(guān)上的熱不平衡、系統(tǒng)其它導(dǎo)體的噪聲耦合，以及系統(tǒng) 外部產(chǎn)生的噪聲。開關(guān)系統(tǒng)電路對電臺、電視和其它無線廣播 的電磁輻射也很敏感?！ ‘旊娏鲝膬蓚€不同電路通過公共阻抗時，就會產(chǎn) 生公共阻抗耦合。除 了這些噪聲源外，一些系統(tǒng)還對來自電流效應(yīng)、熱偶噪 聲、電解效應(yīng)、靜電效應(yīng)和導(dǎo)體運動的噪聲感應(yīng)。如果沒有其它參照，不 推薦把這些解決方案外推到更高幅度或更高頻率?！ ∵@是為需要構(gòu)建測試系統(tǒng)的工程師編寫的應(yīng)用指 南。 圖 1 示出通用的測試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。正確設(shè)計 的系統(tǒng)應(yīng)有經(jīng)定義的信號路徑和返回路徑，需要用這 兩者建立工作系統(tǒng)。為解決噪 聲問題，首先要確定噪聲源，然后要確定噪聲接收點， 最后是確定噪聲的耦合方法?，F(xiàn)代測試系 統(tǒng)有許多用于激勵或測量 DUT 的信號線和電源線，以 及用于自動連接的各種開關(guān)。因此在一個多點開關(guān)系 統(tǒng)中，激勵、電源和其它信號的交互作用可能會產(chǎn)生對 測量的噪聲和干擾。這并非神秘莫測的過程， 而是有需可靠遵循的物理規(guī)則。如果在設(shè)計中忽略返回路徑，跟蹤 噪聲問題的任務(wù)將是極為困難的。開關(guān)是整個 系統(tǒng)的中心，它把許多測試點接到測量儀器，提供信號 路由和為 DUT 加電。著重講解在把商業(yè)化的開關(guān)產(chǎn)品和儀器集成至測 試系統(tǒng)時，如何降低噪聲耦合問題。測試系統(tǒng)中的噪聲源 對測試工程師來說，了解系統(tǒng)中有害噪聲的來源 是極為重要的?！ ≡肼曌钊菀遵詈线M電路的一種途徑是進入電路的 導(dǎo)體，它會產(chǎn)生傳導(dǎo)性耦合噪聲。一個電路的地電壓受另一電路的影 響。因此，有必要把敏感電路與這些 電磁場屏蔽?？赏ㄟ^機械設(shè)計把繼電器所有觸點 置于相同的溫度梯度，或使用鎖存繼電器，以把熱不平 衡減到最小。正確的屏蔽和接地技術(shù)可消 除硬線系統(tǒng)的大量此類問題，但當信號必須有選擇地 切換至示波器、計數(shù)器或某些其它測量儀器時，問題就 變得十分尖銳。但增加開關(guān) 密度也是想要實現(xiàn)的目標。 降低噪聲 屏蔽和接地是降低有害噪聲的兩項主要方法。屏蔽 測試系統(tǒng)的噪聲屏蔽包括對電容性（電）和電感性（磁）耦合的屏蔽。 這一公式表明噪聲電壓與噪聲源的頻率和幅度、 電阻R及電容C12 成正比。再加大距離的效 果就不明顯了。但在 高頻時，導(dǎo)體不得超出屏蔽范圍。圖 5示出中心導(dǎo)線暴露于屏蔽定義范圍外時的同樣 電路（它有有限的接地電阻）。事實上，上面例子中的良好電場屏蔽對電感性耦合噪聲毫無影響。中心導(dǎo)體的噪聲電壓在直 流時為零，在 5 倍截止頻率時增加到約 VShield。另一方面， 如果通過屏蔽的電流與中心導(dǎo)體中的電流大小相等而 方向相反，那么所產(chǎn)生的磁場將會被抵消（圖 7c）。 如果電路僅在一端接地，那么屏蔽也應(yīng)在同一端 接地。對磁接收的屏蔽 由于電感性噪聲正比于切割噪聲磁通的環(huán)路面積， 減小接收器環(huán)路面積就能最有效地保護電路，避免接 收磁場噪聲。第7頁中的圖 8a示出沒有屏蔽，但有大環(huán)路面積， 因此對磁接收非常敏感的接收器。在屏蔽的截止頻率以下，大部分返回電流將通過 接地平面，而不是通過屏蔽，即使是在
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