如何为自动测试体系选择适宜的信号开关

自动测验体系中，信号开关是十分常见的模块，没有任何一款信号开关体系能够适用于任何运用，因而关于恰当的体系元件的挑选就变得十分重要。那该怎么为测验体系挑选适宜的开关呢？本文或许能给你答案。
自动测验体系，或许ATE（Automated test systems）具有许多不同的单元，这取决于特定的运用场合，可是在简直一切的比如中，信号开关都是很常见的模块。没有任何一款信号开关体系能够适用于任何运用，因而关于恰当的体系元件的挑选就变得十分重要。

关于恰当的信号开关的挑选要比大多数测验工程师对它的信任要重要的多。信号开关担任测验单元与激起和呼应仪器之间的衔接作业（如图1所示）。恰当的衔接保证了体系的可重复性以及精度。由于任何丈量的精度都只能与其中最单薄部分的才能适当，因而较差的开关只能带来较差的丈量精度。
首要要考虑的问题

在规划具有信号开关的测验仪时，做出慎重的挑选是十分重要的。首要，要从相对较高的水平上对测验方案以及待测器材的规划进行评价。然后再视清单中关于测验渠道挑选的可获取性和资源的可获取性，从而确认哪些是有必要从认可的供货商那里进行收购的。在挑选过程中要害的要素是丈量精度的可重复性以及测验体系的牢靠性。

当进行到测验体系的开关体系时，这里有许多问题。在开端挑选开关体系时，要从这一根本方面下手：即继电器类型。能够运用于多种运用类型的继电器关于测验体系的精度和长时刻的运用寿数都是十分重要的。假如或人都创造作业在26GHz的直流电流、而且能够重复性地处理10A到50mA的电流的话，那么这个人应当十分赋有。可是在实践中，有许多挑选是由运用所决议的。

如图2所示的簧片继电器供给了更长的开关寿数，而且在严格的环境条件下具有杰出的安全性，例如在具有可燃性气体的环境中。簧片具有环绕的卷盘，以保证磁性开关的精度。 测验方案

在简略介绍继电器的类型之后，是需求进入到实践测验方案的时刻了。这里有一些问题需求答复：

你需求测验的标准是什么？当对某个信号源进行开关或丈量的时分，需求处理的最大电压是多大？需求重视的最大电流是多少？频率怎么？

对上述问题具有答案之后，咱们能够考虑是否需求热开关或许冷开关（而且别离涉及到开关或许负载电流）。根本上，这就意味着继电器是经过施加的功率进行开关（热开关），亦或是先坚持断开、然后再施加功率（冷开关）。大部分的继电器关于热开关和冷开关是有不同的。

下一步举动

一旦继电器的类型得到确认之后，开关的装备就有必要确认。一般会挑选单刀单掷开关继电器、多路继电器或许交叉点继电器矩阵。然后，需求操控的测验点数目有必要进行考虑。

在较高的频率下，你会参加一些额外的需求，比如能够接受的最大反射功率，最坏状况下的插入损耗是多少，比如此类。最终，需求考虑测验体系所在的运用环境。是否会有爆炸性气体？例如，你是否在为运用于机场跑道或许军事基地树立测验仪器？

或许电缆是相同重要的元件，由于你所运用的继电器能够具有十分低的插入损耗和重复性，以及你所需求的运用寿数，可是电缆的体积十分的小，这便是一种过错，或许是质量低下的衔接器。那么登时你就失去了开关模块所具有的优势。在这种状况下，电缆就成为你的测验体系中最单薄的一环，影响整个丈量精度。

怎么防止失效

即使你决议了继电器的类型、所需装备的模块，为了防止产生问题，你依然需求重视或许产生的失效。

首要要考虑的问题是热开关。热开关会下降一切机械继电器的特性，乃至簧片继电器和电磁继电器。继电器的数据表会给你关于你所希望的运用寿数的一些数据——关于初级、中级以及全功率，而且你会看到各种继电器在每个阶段运用寿数的不同。此外，假如体系的运转条件十分挨近继电器的极限，你有或许会损坏继电器，乃至有或许会使其着火！

接下来要关怀的问题是，假如电路自身是大电容负载的状况。有一些你或许会需求开释功率的运用，例如当你改动开关极性的时分。这会产生很大的浪涌电流，而且它们的确会影响你所运用开关的寿数。明显地，你不能总是防止这种状况，所以你或许会在这个项目中将更高才能的继电器包含进去。

在开发过程中产生的其他状况主要是代码过错，这或许会使得继电器封闭较长的时刻，或许你偶尔性地将本来需求进行冷开关的电路设定为热开关。人难免会犯错，所以全面地验证和查验你的代码是十分重要的。

继电器标准或许会被忽视的另一个当地是额外功率。继电器的额外功率并不总是能到达你所想像的那样满足的高。许多测验和丈量开关体系都假定了较低的占空比，因而并没有考虑连续性的功率。

你或许会想，运用最小的电压并不是问题。再想想，尤其是高电压运用，大部分的高电压继电器有必要具有牢靠的最小电压开关特性。假如你企图对较低的电压进行开关，你会得到较高的电阻，由于继电器的触摸并没有充沛“光滑”。光滑在电磁继电器中是十分重要的，由于继电器的触摸是暴露在环境中的，而且会氧化。（请见下文“光滑”）

另一项需求特别注意的标准是继电器的希望寿数。假如你的运用会进行数月乃至数年的测验，那么你需求选用具有最大额外寿数的继电器。不然，在你的测验周期中参加封闭时刻和保护周期，以使得在开关模块到达它们的额外寿数的时分进行置换（如图4所示）。

关于“光滑”

关于咱们中那些现已测验了很长时刻的办法而言，“光滑”这种办法开始是指继电器的触摸是浸没在水银中的运用，或许说是经过水银进行“光滑”。这种继电器经过运用水银减小触摸电阻和压降的办法运用在许多范畴。关于低电流信号而言，水银能够阻挠外表沾污，外表沾污会使得继电器的触摸变差；关于高速运用而言，水银能够消除继电器的触摸反弹。

当然，由于水银的剧毒特性，咱们很少再见到运用水银进行光滑的继电器。所以咱们会运用其他技能。

当今，光滑涉及到流经继电器触摸的最小电流。维基百科对光滑电流供给了杰出的界说：“机械开关运转过程中需求打破淀积在触摸上的氧化膜，光滑电流是需流经机械开关的最小电流。氧化膜一般产生在具有较高湿度或化学气体的环境中。一定量的光滑电流在体系规划中是十分必要的，运用具有较小的触摸压力的精密开关能够作为传感器输入。假如不能到达这种作用，或许会导致开关坚持电气“断开”状况，或许由于触摸氧化的原因会引进比所答应的更高的电阻”。

这就意味着假如你树立的测验展现了较低阻值的随机性电阻或许一向坚持断开，请细心检查你所运用的继电器的标准。很有或许你的电路并没有满足大的电流来穿通触摸面的氧化层。这就意味着你需求在测验中改动继电器的类型，更好的操控自动测验设备所在的环境，或许对继电器参加“光滑”，以使得其愈加适用于测验。 是什么损坏了？

假定咱们有一个具有损坏继电器的多点矩阵，它总是坚持断开或许封闭状况。你会见到许多多点的失效，由于矩阵作业原理的原因（如图5所示）。问题在于，要在8000个继电器中找到失效的那个。