自动化测试系统中电压开关的设计挑战与对策

"电压开关中的常见挑战及解决方案" 在设计自动化测试系统中，电压开关扮演着至关重要的角色。选择正确的开关卡和技术对于处理不同电压幅值和阻抗的信号至关重要。设计者需要考虑的主要挑战包括如何处理中等大小电压的应用、避免短路、补偿开关电阻的影响，以及解决在低压开关应用中遇到的热电偏移电压问题。 1. 中等大小电压的开关： 在1V到200V的电压应用中，开关设计需要确保在切换过程中不会发生短路。这通常通过操作前断开机制来实现，即在关闭一个通道之前先打开另一个。此外，每个电源应配备熔丝，以防止共模电压超过开关的额定值。在这种情况下，选择具有足够高通道-通道额定电压和共模额定电压的开关是必要的。 2. 一个电压源到多个负载的开关： 当一个电压源需要连接到多个负载时，公共阻抗（如测试引线和线路电阻）可能导致负载上的电压不均匀。随着负载数量增加，总电流上升，公共阻抗上的电压降也会增大。为了精确测量和控制，需要考虑这些影响并可能需要进行补偿。 3. 开关电阻： 在切换电压源到多个器件时，开关自身的电阻可能引起电压降，尤其是在连接低电阻器件时。为准确测量，可以使用远程检测电路来校正开关和布线上的电压降。 4. 低压开关和热电偏移电压： 在毫伏级别的信号电平控制中，热电偏移电压成为一个显著的问题。这是由不同金属接触点间的温度差异造成的，比如继电器的镍铁笛簧与铜导体之间的差异。这种偏移电压会直接影响到设备的激励或测量结果。继电器类型、线圈驱动方式以及触点电镀材料等因素都会影响热电电压导致的卡的漂移水平。 解决这些挑战需要深入理解电气特性，合理选择和设计开关组件，以及运用恰当的补偿策略。在选择开关卡时，除了考虑其额定电压和阻抗，还需要评估其在低电压下的性能，包括接触电位（热电偏移电压）和可能的漂移水平。此外，对于高电流或高精度应用，可能还需要采用特殊的开关材料和驱动技术来减少电压误差。理解和克服这些挑战对于构建高效、精确的自动化测试系统至关重要。