設(shè)計(jì)自動(dòng)化測試系統(tǒng)電壓開關(guān)中的常見挑戰(zhàn)
高阻抗電壓開關(guān)
高阻抗電壓開關(guān)需要用在監(jiān)測電化學(xué)電池、測量半導(dǎo)體電阻率之類的應(yīng)用中。開關(guān)和測量具有高內(nèi)部阻抗的電壓源會(huì)遇到諸如偏移電流、雜散漏流和靜電干擾之類的誤差。采用并聯(lián)電容技術(shù)可以延長穩(wěn)定時(shí)間。
當(dāng)選擇開關(guān)高阻抗電壓的開關(guān)卡時(shí),要確保該卡具有較低的偏移電流。流過高阻抗器件的任何偏移電流都會(huì)在器件上產(chǎn)生不需要的電壓,加入電壓測量中。
高阻抗電路對靜電干擾十分敏感,因此DUT和連接線都應(yīng)該很好地屏蔽以防止噪聲感應(yīng)。
測試儀器、開關(guān)卡、線纜和夾具中的漏電流都會(huì)因?yàn)榻档蜏y量電壓而帶來誤差。因此要選擇具有較高隔離電阻的開關(guān)卡,盡量在所有可能的地方使用保護(hù)電路,盡可能選擇具有最高絕緣電阻的絕緣體。
響應(yīng)時(shí)間是開關(guān)高阻抗電壓信號(hào)時(shí)比較關(guān)注的另外一個(gè)關(guān)鍵因素。開關(guān)和相關(guān)線纜中的并聯(lián)電阻會(huì)引起額外的響應(yīng)時(shí)間。在某些情況下,采用激勵(lì)保護(hù)電路可以大大消除并聯(lián)電容,使得線纜的屏蔽層與其中心導(dǎo)線(或者高阻抗引線)保持幾乎相同的電位。圖4a給出了一種通過開關(guān)連接靜電伏特計(jì)的高阻抗電壓情形。注意其對階躍函數(shù)的緩慢相應(yīng)。要保護(hù)這個(gè)信號(hào),可以在靜電計(jì)的保護(hù)輸出端與卡的屏蔽端之間設(shè)置一個(gè)連接,如圖4b所示。某些靜電計(jì),例如吉時(shí)利的6517B,可以通過開啟內(nèi)部保護(hù)連接功能從內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這一連接。開啟這一保護(hù)功能有效減少了線纜和開關(guān)電容,從而改善了靜電計(jì)的響應(yīng)時(shí)間。
圖4a.高阻抗電壓源到靜電計(jì)的開關(guān)
圖4b.采用激勵(lì)保護(hù)電路抵消并聯(lián)電容
如果保護(hù)電壓超過30VDC,那么必須采用基于三軸連接的卡以確保安全性。適用于高阻抗電壓開關(guān)的卡包括吉時(shí)利面向7000系列開關(guān)主機(jī)的7158型卡(如圖5所示)和面向6517B靜電計(jì)的6522型卡(如圖6所示)。
圖5.吉時(shí)利7001型開關(guān)主機(jī)
圖6.用于吉時(shí)利6517B型靜電計(jì)/高電阻計(jì)的開關(guān)卡
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