[工學(xué)]第13章自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-11-12 18:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 線開關(guān)都屬于這種開關(guān)。多路器用來將多個(gè)信號(hào)送給一個(gè)器件，多數(shù)情況下一次只有一個(gè)信號(hào)送到器件上，其主要優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)通道中開關(guān)元件最少，成本低。 二元梯（ Binary Ladder）是一種常用的開關(guān)組成形式，因?yàn)槊總€(gè)時(shí)刻只有一個(gè)元件被連接，它保證了安全傳輸，并隔離了電容及所有無用信號(hào)通道的反射，是高頻應(yīng)用時(shí)的良好選擇。 全矩陣開關(guān)允許任何兩點(diǎn)互連，是開關(guān)拓?fù)渲凶铎`活的一種。但是它也有一些較嚴(yán)重的缺點(diǎn)：首先是信號(hào)整體的損耗，隨著開關(guān)矩陣的增大，電容、串?dāng)_反射和阻抗不匹配會(huì)顯著增加，與多路系統(tǒng)相比，帶寬明顯降低；第二是它需要更多的繼電器，這不僅增大了成本也增加了出錯(cuò)率；第三是安全性，因?yàn)榫仃囍忻總€(gè)點(diǎn)可與任意其他點(diǎn)相連。 ② 開關(guān)元件技術(shù) 單個(gè)開關(guān)元件主要有電磁機(jī)械繼電器和固態(tài)繼電器兩種。電磁機(jī)械繼電器是靠電流通過電磁線圈產(chǎn)生引力讓兩片金屬接觸，從而在物理上實(shí)現(xiàn)開和關(guān)的；固態(tài)繼電器則是利用半導(dǎo)體器件，通過控制柵極和漏極間的電壓讓兩者間的電阻達(dá)到最小或最大，從而起到開關(guān)作用的模擬加法總線：為相加總線，任何模塊都能驅(qū)動(dòng)或接收它的信息，也可使各模塊輸出疊加，合成復(fù)雜的波形信號(hào)。 電磁機(jī)械開關(guān)在閉合時(shí)有電流流過金屬接點(diǎn)，而斷開的瞬間會(huì)有小火花，長期開閉會(huì)磨損金屬觸片。固態(tài)開關(guān)利用半導(dǎo)體原理讓電流在 PN結(jié)上流動(dòng)，它沒有物理接觸，因此壽命較長。 在熱漂移方面兩種開關(guān)元件也有較大的差別。電磁機(jī)械開關(guān)的兩片金屬一般很難具有完全相同的金屬特性，因此熱電勢(shì)較高。而固態(tài)開關(guān)的開閉不靠金屬接觸，除了沒有噪聲外，熱電勢(shì)也較小。對(duì)于測(cè)量溫度的開關(guān)，選擇固態(tài)開關(guān)較好，因?yàn)殚_關(guān)元件的熱電勢(shì)越低，溫度測(cè)量越準(zhǔn)確。 電磁機(jī)械開關(guān)由于開關(guān)和線圈是分開的，因此比較容易抗靜電泄放，而固態(tài)開關(guān)則相反，因此在設(shè)計(jì)固態(tài)開關(guān)時(shí)一定要加金屬氧化物電阻來保護(hù)其免受靜電破壞。 電磁機(jī)械開關(guān)在斷開時(shí)完全沒有電流通過，不會(huì)有滲漏電流，而固態(tài)開關(guān)無法做到完全和機(jī)械式斷開一樣，這是其主要缺點(diǎn)之一。但是先進(jìn)的固態(tài)開關(guān)可以做到只有數(shù)納安（ nA）滲漏電流。固態(tài)開關(guān)的柵、源極（ G、 S）之間會(huì)有一個(gè)較大的電容，電流大時(shí)會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_。在精確的高速自動(dòng)測(cè)試中，消除串?dāng)_是很關(guān)鍵的，固態(tài)開關(guān)在克服高頻串?dāng)_方面比電磁機(jī)械開關(guān)困難，尤其在 1MHz以上工作更是如此。 ③ 在開關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中降低電子噪聲 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)可能產(chǎn)生或放大噪聲。噪聲可能是因?yàn)殚_關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)間的溫度不平衡、或信號(hào)通道間的耦合而產(chǎn)生的，也可能是由外部網(wǎng)絡(luò)傳入或耦合進(jìn)來的。盡管所有的系統(tǒng)都存在噪聲，但對(duì)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)顯得特別嚴(yán)重，因?yàn)殚_關(guān)網(wǎng)絡(luò)中信號(hào)高度集中，出錯(cuò)的可能性更大。減小噪聲的方法和措施是多種多樣的，接地和屏蔽是最主要的方式之一。 對(duì)頻率低于 1MHz或低電平信號(hào)，一般采用單點(diǎn)接地。并行的單點(diǎn)接地結(jié)構(gòu)更好但也更復(fù)雜和更難布線；如采用串行的單點(diǎn)接地結(jié)構(gòu)，臨界點(diǎn)應(yīng)該放在主接地點(diǎn)附近。對(duì)頻率超過10MHz的信號(hào)采用多點(diǎn)接地系統(tǒng)，對(duì) 1~10MHz之間的信號(hào)，如果最長的地線返回路徑小于波長的 1/20，則也可以采用單點(diǎn)接地系統(tǒng)。在上述所有接地系統(tǒng)中，應(yīng)保證盡量小的返回路徑阻抗和電感。 多數(shù)系統(tǒng)至少應(yīng)該有三個(gè)獨(dú)立的地。第一是信號(hào)地，它又可進(jìn)一步細(xì)分成低電平信號(hào)地和數(shù)字信號(hào)地；第二是噪聲性硬件（諸如繼電器、馬達(dá)和大功率設(shè)備）的地；第三是機(jī)殼地，交流地通常也接到該地上。 噪聲屏蔽涉及電
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