单位什么是阶跃电压压信号可以用理想电压源与开关构造吗

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开关技术:电压开关中的常见问题及解决办法
中等大小电压应用(1V到200V)通常要把一个伏特计或电压源切换到多个器件,例如测试、电化电池、电路配件、等。切换多个电源和切换多个负载各自分别存在相应的问题。
  一个伏特计到多个串联电源的开关
  图1给出了切换伏特计到多个串联的30电压源(VS)的情形。为了避免其中一个或多个发生短路,必须在关闭一个通道之前打开另一个通道(操作前断开)。此外,要给每个电压源串联熔丝,避免超过卡的共模额定电压。在这个例子中,每个电源都是12V,整个串联电源的总电压为360V。最好采用至少500V的通道-通道额定电压和共模额定电压。
  图1. 一个伏特计到多个串联电源的开关
  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)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:
  开关膜污染
  随着时间的延长,继电器接触点的表面会形成一层污染膜,从而增大它的电阻,在低电压测量或供电情况下这会使得开关电压变得不稳定。&l00mV的电压通常不受这种污染的影响。采用固态开关式扫描卡可以防止这一问题。
  磁干扰
  磁通量的高速变化,例如或者高电流信号通断所产生的,会在相邻的低压电路中感应出几个微伏的电压,造成明显的误差。通过将噪声源与敏感电路尽可能分离开,进行磁场屏蔽,使用带屏蔽的双绞线,减少噪声源和信号导线的有限区域等措施,可以最大限度地减少磁干扰问题。
  接地环路
  如果两个接地点之间存在较小的电位差,那么系统的某些敏感部分可能会产生一定的地电流。这种情况只出现在某些开关闭合,进行复杂诊断的情况下。无论什么时候,尽量保持一个系统接地点。如果做不到这一点,可以采用基于合或平衡的隔离技术,增大两点之间的有效电阻,将公共地电流降低至可以忽略的水平。
  高压开关
  线缆和印制电路板的绝缘电阻测试或者耐压测试通常都涉及高电压的开关切换。为了避免损坏开关卡,在开关切换200V以上的电压时必须十分谨慎,要选择额定指标符合所需电压与功率大小的开关卡,例如用于3706型系统开关/(如图3所示)的吉时利3720型双1x30多路复用卡,以及额定指标合适的线缆。如果可行,采用冷开关的方式可以延长继电器的寿命,增大所容许的电流。
  图3. 吉时利3706型系统开关/万用表
  电抗性负载会引起过大的电流和电压跳变,因此为了防止损坏继电器和外部电路,容性负载需要采取电流浪涌限制措施,感性负载需要采用电压箝位措施。
  高阻抗电压开关
  高阻抗电压开关需要用在监测电化学电池、测量半导体电阻率之类的应用中。开关和测有高内部阻抗的电压源会遇到诸如偏移电流、杂散漏流和静电干扰之类的误差。采用并联技术可以延长稳定时间。
  当选择开关高阻抗电压的开关卡时,要确保该卡具有较低的偏移电流。流过高阻抗器件的任何偏移电流都会在器件上产生不需要的电压,加入电压测量中。
  高阻抗电路对静电干扰十分敏感,因此DUT和连接线都应该很好地屏蔽以防止噪声感应。
  测试仪器、开关卡、线缆和夹具中的漏电流都会因为降低测量电压而带来误差。因此要选择具有较高隔离电阻的开关卡,尽量在所有可能的地方使用保护电路,尽可能选择具有最高绝缘电阻的绝缘体。
  响应时间是开关高阻抗电压信号时比较关注的另外一个关键因素。开关和相关线缆中的并联电阻会引起额外的响应时间。在某些情况下,采用激励保护电路可以大大消除并联电容,使得线缆的屏蔽层与其中心导线(或者高阻抗引线)保持几乎相同的电位。图4a给出了一种通过开关连接静电伏特计的高阻抗电压情形。注意其对阶跃函数的缓慢相应。要保护这个信号,可以在静电计的保护输出端与卡的屏蔽端之间设置一个连接,如图4b所示。某些静电计,例如吉时利的6517B,可以通过开启内部保护连接功能从内部实现这一连接。开启这一保护功能有效减少了线缆和开关电容,从而改善了静电计的响应时间。
  如果保护电压超过30VDC,那么必须采用基于三轴连接的卡以确保安全性。适用于高阻抗电压开关的卡包括吉时利面向7000系列开关主机的7158型卡(如图5所示)和面向6517B静电计的6522型卡(如图6所示)。
  图5. 吉时利7001型开关主机
  图6. 用于吉时利6517B型静电计/高电阻计的开关卡您所在位置: &
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12电气30学时《电路实验》教材封面和正文内容汇总.doc 72页
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PAGE72电路实验河海大学电工电子实验中心2011.8 目录前言实验一、直流电路的测试与研究实验二、常用电子仪器的使用及典型信号的观测实验三、一阶动态电路时域响应的测试与研究实验四、稳态交流电路频域响应的测试与研究实验五、单相交流电路的测试与研究实验六、三相交流电路的测试与研究实验七、二端口网络的测试与研究实验八、受控电源的测试与研究实验九、移相器的设计与测试附选实验一二阶动态电路时域响应的测试与研究附选实验二R、L、C串联谐振电路的研究前言《电路实验》是根据电工电子综合实验教学大纲,为电工电子实践教学编写的系列教材中的第一册教学用书,主要介绍电工电子测试与实践基础知识和电工、电路实验,适用于工科电类各专业和非电专业的电工电子基础实践教学。实践的重要环节是实验,而实验离不开测试。为了今后能从容投入电工电子创新实践活动,在电工电子实践教学环节的第一阶段,同学首先要注重电工电子测试与实践基础知识的全面、系统学习,使自己牢固掌握电工电子基本测试原理与方法。本书将电工电子基本测试技术融汇在各实验中详细渐进地给予介绍,同学可通过事先预习和临场实践相结合加以掌握。为了达到预期的实践能力培养目标,参与实践教学活动的师生还应该明确:一、实验目的《电路实验》课程的目的就在于培养学生:1、正确做好科学实验前各项预备、预习工作,对开放性实验进行实验地点联系、实验时间协调、实验环境布置的能力;2、正确运用理论指导科学实验的能力;3、正确使用实验设备进行科学实验的能力;4、正确编制科学实验计划、方案,正确设计实验实施步骤和应急措施的能力;5、正确动手进行实验操作,实施科学实验的能力;6、正确综合分析实验数据、现象,找出实际规律,总结实验结论,编写科学实验报告的能力;7、正确分析和解决科学实验中遇到的实际问题,正确排查处理实验故障,改进科学实验计划、方案的能力;8、正确进行资料查询,课题设计,工艺制作,??验调试,成果鉴定等初步设计性实验的能力;9、互相交流、协作攻关的创新能力;二、实验须知1、参与实验的学生按学号顺序,固定在实验桌位上进行试验。2、每次实验前应予习实验指导书。复习有关理论。明确实验的目的、任务,了解实验的基本原理以及实验线路、方法、步骤。清楚实验中要观察哪些现象,记录哪些数据,注意哪些事项。3、实验开始前,了解本次实验的所有仪器,设备的使用方法。4、接好实验线路,经自查,互查无误后,再请指导教师复查,同意后才能合上电源。5、试验时,按要求操作,观察现象,记录读数,审查数据。全部实验项目完成后先自已核查实验数据,再经教师复查和批阅,在讨论完有关问题后,进行结尾工作。6、结尾工作:拆线,放好仪器、设备,整理导线,桌面整洁完成后,经教师同意方可离去。7、报告要求:文理通顺,简明扼要,字迹端正,图表清晰,分析合理,讨论深入,结论正确。三、注意事项1、人身安全和设备安全切实遵守实验室的各项安全操作规程。不擅自接通电源,不触及带电部分,遵守“先接线后合电源,先断电源后拆线”的操作程序。发现异常现象(声响、发热、焦臭等)应立即断开电源,保持现场,报告指导教师。造成仪器设备损坏者。需如实填写事故报告单。注意仪器设备的量程和操作规程,不了解性能和用法时不得随意使用该设备,2、联接线路(1)选择设备注意设备容量,参数要适当,工作电压、电流不能超过额定值。仪表种类、量程、准确度等级要合适。尽可能要求测量仪表对被测电路工作状态影响最小。(2)合理布局原则是:安全、方便、整齐,防止相互间的电磁影响。(3)正确连线根据电路的结构特点,选择合理的接线步骤,一般是“先串后并”、“先分后合”、“先主后辅”。接线前先弄清电路图上的节点与实验电路中各元件的接点的对应关系。(4)仔细调整电路参数要调整到实验所需值,分压器,调压器等可调设备的起始位置放在最安全处,仪表指零要调好。3、操作时要注意:手合电源、眼观全局,先看现象,再读数据。读数前要弄清仪表量程及刻度,读数时要注意姿势正确,要求“眼、针、影”成一线。记录要求完整清晰。力求表格化,一目了然。4、绘制图表、曲线报告中的所有图表、曲线都要绘制清楚。波形、曲线—律画在坐标纸上,比例要适当,坐标轴上应注明物理量的符号和单位。标明比例和波形、曲线的名称。实验一直流电路的测试与研究一、实验目的1、学会测量电源内阻及开路电压的方法;2、验证叠加定理与戴维南定理;3、通过实验证明负载上获得最大功率的条件。二、原理说明1、叠加定理:在线性电路中,任一支路电流(或电压)都是电路中每一个独立源单独作用时,在该支路中产生的电流(或电压)的代数和。(图1-1)。图1—1当某一独立源单独作用时,其他独立源应为零值,独立电压源用短路线替换;独立电流源用开路替换。对实际电源的内阻(或内电导)必须保留在原电路中。在线性电路中,功率是电压或电流的
正在加载中,请稍后...教你应对电压开关中常见的挑战设计自动化的测试系统;它线圈上的功耗将使其温度上升几分钟,因此在触点闭;压跳变,因此为了防止损坏继电器和外部电路,容性负;
教你应对电压开关中常见的挑战设计自动化的测试系统开关需要搞清楚要开关信号和要执行测试的特点。例如,在测试应用中承受开关电压信号的最合适的开关卡和技术取决于其涉及电压的幅值和阻抗。  中等大小电压的开关  中等大小电压应用(1V到200V)通常要把一个伏特计或电压源切换到多个器件,例如测试电池、电化电池、电路配件、热电偶等。切换多个电源和切换多个负载各自分别存在相应的问题。  一个伏特计到多个串联电源的开关  图1给出了切换伏特计到多个串联的30电压源(VS)的情形。为了避免其中一个或多个发生短路,必须在关闭一个通道之前打开另一个通道(操作前断开)。此外,要给每个电压源串联熔丝,避免超过卡的共模额定电压。在这个例子中,每个电源都是12V,整个串联电源的总电压为360V。最好采用至少500V的信道-信道额定电压和共模额定电压。图1:一个伏特计到多个串联电源的开关。  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:  开关膜污染  随着时间的延长,继电器接触点的表面会形成一层污染膜,从而增大它的电阻,在低电压测量或供电情况下这会使得开关电压变得不稳定。&l00mV的电压通常不受这种污染的影响。采用固态开关式扫描卡可以防止这一问题。  磁干扰  磁通量的高速变化,例如开关电源或者高电流信号通断所产生的,会在相邻的低压电路中感应出几个微伏的电压,造成明显的误差。通过将噪声源与敏感电路尽可能分离开,进行磁场屏蔽,使用带屏蔽的双绞线,减少噪声源和信号导线的有限区域等措施,可以最大限度地减少磁干扰问题。  接地环路  如果两个接地点之间存在较小的电位差,那么系统的某些敏感部分可能会产生一定的地电流。这种情况只出现在某些开关闭合,进行复杂诊断的情况下。无论什么时候,尽量保持一个系统接地点。如果做不到这一点,可以采用基于光耦合或平衡变压器的隔离技术,增大两点之间的有效电阻,将公共地电流降低至可以忽略的水平。  高压开关  线缆和印制电路板的绝缘电阻测试或者耐压测试通常都涉及高电压的开关切换。为了避免损坏开关卡,在开关切换200V以上的电压时必须十分谨慎,要选择额定指标符合所需电压与功率大小的开关卡,例如用于3706型系统开关/万用表()的吉时利3720型双1x30多路复用卡,以及额定指标合适的线缆。如果可行,采用冷开关的方式可以延长继电器的寿命,增大所容许的电流。图3:吉时利3706型系统开关/万用表。  电抗性负载会引起过大的电流和电
压跳变,因此为了防止损坏继电器和外部电路,容性负载需要采取电流浪涌限制措施,感性负载需要采用电压箝位措施。  高阻抗电压开关  高阻抗电压开关需要用在监测电化学电池、测量半导体电阻率之类的应用中。开关和测量具有高内部阻抗的电压源会遇到诸如偏移电流、杂散漏流和静电干扰之类的误差。采用并联电容技术可以延长稳定时间。  当选择开关高阻抗电压的开关卡时,要确保该卡具有较低的偏移电流。流过高阻抗器件的任何偏移电流都会在器件上产生不需要的电压,加入电压测量中。  高阻抗电路对静电干扰十分敏感,因此DUT和连接线都应该很好地屏蔽以防止噪声感应。  测试仪器、开关卡、线缆和夹具中的漏电流都会因为降低测量电压而带来误差。因此要选择具有较高隔离电阻的开关卡,尽量在所有可能的地方使用保护电路,尽可能选择具有最高绝缘电阻的绝缘体。  响应时间是开关高阻抗电压信号时比较关注的另外一个关键因素。开关和相关线缆中的并联电阻会引起额外的响应时间。在某些情况下,采用激励保护电路可以大大消除并联电容,使得线缆的屏蔽层与其中心导线(或者高阻抗引线)保持几乎相同的电位。图4a给出了一种通过开关连接静电伏特计的高阻抗电压情形。注意其对阶跃函数的缓慢相应。要保护这个信号,可以在静电计的保护输出端与卡的屏蔽端之间设置一个连接,。某些静电计,例如吉时利的6517B,可以通过开启内部保护连接功能从内部实现这一连接。开启这一保护功能有效减少了线缆和开关电容,从而改善了静电计的响应时间。图4a:高阻抗电压源到静电计的开关。图4b:采用激励保护电路抵消并联电容。  如果保护电压超过30VDC,那么必须采用基于三轴连接的卡以确保安全性。适用于高阻抗电压开关的卡包括吉时利面向7000系列开关主机的7158型卡()和面向6517B静电计的6522型卡()。图5图6
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设计自动化的测试系统开关需要搞清楚要开关信号和要执行测试的特点。例如,在测试应用中承受开关电压信号的最合适的开关卡和技术取决于其涉及电压的幅值和阻抗。
中等大小电压的开关
中等大小电压应用(1V到200V)通常要把一个伏特计或电压源切换到多个器件,例如测试电池、电化电池、电路配件、热电偶等。切换多个电源和切换多个负载各自分别存在相应的问题。
一个伏特计到多个串联电源的开关
图1给出了切换伏特计到多个串联的30电压源(VS)的情形。为了避免其中一个或多个发生短路,必须在关闭一个通道之前打开另一个通道(操作前断开)。此外,要给每个电压源串联熔丝,避免超过卡的共模额定电压。在这个例子中,每个电源都是12V,整个串联电源的总电压为360V。最好采用至少500V的通道-通道额定电压和共模额定电压。 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。 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。
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: 开关膜污染
随着时间的延长,继电器接触点的表面会形成一层污染膜,从而增大它的电阻,在低电压测量或供电情况下这会使得开关电压变得不稳定。&l00mV的电压通常不受这种污染的影响。采用固态开关式扫描卡可以防止这一问题。
磁通量的高速变化,例如开关电源或者高电流信号通断所产生的,会在相邻的低压电路中感应出几个微伏的电压,造成明显的误差。通过将噪声源与敏感电路尽可能分离开,进行磁场屏蔽,使用带屏蔽的双绞线,减少噪声源和信号导线的有限区域等措施,可以最大限度地减少磁干扰问题。
如果两个接地点之间存在较小的电位差,那么系统的某些敏感部分可能会产生一定的地电流。这种情况只出现在某些开关闭合,进行复杂诊断的情况下。无论什么时候,尽量保持一个系统接地点。如果做不到这一点,可以采用基于光耦合或平衡变压器的隔离技术,增大两点之间的有效电阻,将公共地电流降低至可以忽略的水平。
线缆和印制电路板的绝缘电阻测试或者耐压测试通常都涉及高电压的开关切换。为了避免损坏开关卡,在开关切换200V以上的电压时必须十分谨慎,要选择额定指标符合所需电压与功率大小的开关卡,例如用于3706型系统开关/万用表(如图3所示)的吉时利3720型双1x30多路复用卡,以及额定指标合适的线缆。如果可行,采用冷开关的方式可以延长继电器的寿命,增大所容许的电流。 电抗性负载会引起过大的电流和电压跳变,因此为了防止损坏继电器和外部电路,容性负载需要采取电流浪涌限制措施,感性负载需要采用电压箝位措施。 高阻抗电压开关
高阻抗电压开关需要用在监测电化学电池、测量半导体电阻率之类的应用中。开关和测量具有高内部阻抗的电压源会遇到诸如偏移电流、杂散漏流和静电干扰之类的误差。采用并联电容技术可以延长稳定时间。
当选择开关高阻抗电压的开关卡时,要确保该卡具有较低的偏移电流。流过高阻抗器件的任何偏移电流都会在器件上产生不需要的电压,加入电压测量中。
高阻抗电路对静电干扰十分敏感,因此DUT和连接线都应该很好地屏蔽以防止噪声感应。
测试仪器、开关卡、线缆和夹具中的漏电流都会因为降低测量电压而带来误差。因此要选择具有较高隔离电阻的开关卡,尽量在所有可能的地方使用保护电路,尽可能选择具有最高绝缘电阻的绝缘体。
响应时间是开关高阻抗电压信号时比较关注的另外一个关键因素。开关和相关线缆中的并联电阻会引起额外的响应时间。在某些情况下,采用激励保护电路可以大大消除并联电容,使得线缆的屏蔽层与其中心导线(或者高阻抗引线)保持几乎相同的电位。图4a给出了一种通过开关连接静电伏特计的高阻抗电压情形。注意其对阶跃函数的缓慢相应。要保护这个信号,可以在静电计的保护输出端与卡的屏蔽端之间设置一个连接,如图4b所示。某些静电计,例如吉时利的6517B,可以通过开启内部保护连接功能从内部实现这一连接。开启这一保护功能有效减少了线缆和开关电容,从而改善了静电计的响应时间。 如果保护电压超过30VDC,那么必须采用基于三轴连接的卡以确保安全性。适用于高阻抗电压开关的卡包括吉时利面向7000系列开关主机的7158型卡和面向6517B静电计的6522型卡。
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