设计自动化测试系统电压开关中的常见挑战

一个电压源到多个负载的开关

　　图2给出了单个电压源连接多个负载的情形。如果两个或多个负载连接电源，那么由于流过公共阻抗（R）（例如测试引线和线路电阻）的电流影响，每个负载上的电压可能会小于期望值。随着额外负载的接入，总电流将会增大，从而提高了公共阻抗（R）上的电压降。

图2.一个电压源到多个负载的开关

开关电阻

　　当把一个电压源切换到多个器件时，可能必须对开关电阻产生的电压降进行补偿。特别地，如果器件具有较低的电阻，流过开关的电流可能会产生较大的电压降。在远程检测中，负载上跨接了外部检测电路，这种方式有助于校正开关和布线上的所有电压降。

低压开关

　　当开关控制的信号电平为毫伏甚至更低时，采用特殊的技术有助于防止电压误差。这些误差可能来自于卡上或者连接线中的热电偏移电压、开关膜污染、磁场干扰或接地环路。

热电偏移电压

　　低电压卡的一项关键指标是它的接触电位，即热电偏移电压。热电电压是不同金属构成的结点上的温度差产生的电压，例如镍铁笛簧继电器与它们连接的铜导体之间。这种温度梯度主要由激励线圈的功耗引起的。这一偏移电压直接叠加到信号电压上，可以建模为一个不需要的电压源与目标信号串联。偏移电压会给待测器件（DUT）所施加的激励或伏特计测量的结果造成误差。

　　多种因素都会影响热电电压导致的卡的漂移电平，包括所采用的继电器类型（笛簧式、固态式或机电式）、线圈驱动技术（闩锁或非闩锁）以及用于触点电镀的材料（例如，镍合金或金）。

　　在笛簧继电器通电之后，它线圈上的功耗将使其温度上升几分钟，因此在触点闭合之后的几秒钟内完成低压测量是非常重要的。如果在闭合之后的几分钟时间内进行了很多测量，那么读数中将会加入不断增大的热电电压。热时间常数的大小可以从几秒到几小时不等。即使固态继电器没有线圈损耗，内部IR压降产生的热量仍然会产生热电漂移。闩锁继电器采用电流脉冲进行激励，因此具有很低的热电漂移。

　　与开关卡的连接也是一个产生发热电压的来源。我们应该尽量采用没有镀锡的铜线连接开关卡，并且保持所有引线处于相同的温度。可以采用一个短路通道构建零基值的方式对偏移电压进行补偿。但是，这种补偿方式并不理想，因为由于自热和环境温度的变化，偏移电压会随着时间发生变化。

　　在切换低电压同时又进行低电阻测量时，可以采用偏移补偿的方式抵消热电偏移电压，这需要利用两个不同的电流值进行两次电压测量。用两次电压测量结果的差除以两次测试电流的差，即可计算机出电阻的值