設(shè)計自動化的測試系統(tǒng)開關(guān)需要搞清楚要開關(guān)信號和要執(zhí)行測試的特點(diǎn)。例如，在測試應(yīng)用中承受開關(guān)電壓信號的最合適的開關(guān)卡和技術(shù)取決于其涉及電壓的幅值和阻抗。

中等大小電壓的開關(guān)

中等大小電壓應(yīng)用（1V到200V）通常要把一個伏特計或電壓源切換到多個器件，例如測試電池、電化電池、電路配件、熱電偶等。切換多個電源和切換多個負(fù)載各自分別存在相應(yīng)的問題。

一個伏特計到多個串聯(lián)電源的開關(guān)

圖1給出了切換伏特計到多個串聯(lián)的30電壓源（VS）的情形。為了避免其中一個或多個發(fā)生短路，必須在關(guān)閉一個通道之前打開另一個通道（操作前斷開）。此外，要給每個電壓源串聯(lián)熔絲，避免超過卡的共模額定電壓。在這個例子中，每個電源都是12V，整個串聯(lián)電源的總電壓為360V。最好采用至少500V的通道-通道額定電壓和共模額定電壓。

圖1.一個伏特計到多個串聯(lián)電源的開關(guān)

一個電壓源到多個負(fù)載的開關(guān)

圖2給出了單個電壓源連接多個負(fù)載的情形。如果兩個或多個負(fù)載連接電源，那么由于流過公共阻抗（R）（例如測試引線和線路電阻）的電流影響，每個負(fù)載上的電壓可能會小于期望值。隨著額外負(fù)載的接入，總電流將會增大，從而提高了公共阻抗（R）上的電壓降。

圖2.一個電壓源到多個負(fù)載的開關(guān)

開關(guān)電阻

當(dāng)把一個電壓源切換到多個器件時，可能必須對開關(guān)電阻產(chǎn)生的電壓降進(jìn)行補(bǔ)償。特別地，如果器件具有較低的電阻，流過開關(guān)的電流可能會產(chǎn)生較大的電壓降。在遠(yuǎn)程檢測中，負(fù)載上跨接了外部檢測電路，這種方式有助于校正開關(guān)和布線上的所有電壓降。

低壓開關(guān)

當(dāng)開關(guān)控制的信號電平為毫伏甚至更低時，采用特殊的技術(shù)有助于防止電壓誤差。這些誤差可能來自于卡上或者連接線中的熱電偏移電壓、開關(guān)膜污染、磁場干擾或接地環(huán)路。

熱電偏移電壓

低電壓卡的一項關(guān)鍵指標(biāo)是它的接觸電位，即熱電偏移電壓。熱電電壓是不同金屬構(gòu)成的結(jié)點(diǎn)上的溫度差產(chǎn)生的電壓，例如鎳鐵笛簧繼電器與它們連接的銅導(dǎo)體之間。這種溫度梯度主要由激勵線圈的功耗引起的。這一偏移電壓直接疊加到信號電壓上，可以建模為一個不需要的電壓源與目標(biāo)信號串聯(lián)。偏移電壓會給待測器件（DUT）所施加的激勵或伏特計測量的結(jié)果造成誤差。

多種因素都會影響熱電電壓導(dǎo)致的卡的漂移電平，包括所采用的繼電器類型（笛簧式、固態(tài)式或機(jī)電式）、線圈驅(qū)動技術(shù)（閂鎖或非閂鎖）以及用于觸點(diǎn)電鍍的材料（例如，鎳合金或金）。

在笛簧繼電器通電之后，它線圈上的功耗將使其溫度上升幾分鐘，因此在觸點(diǎn)閉合之后的幾秒鐘內(nèi)完成低壓測量是非常重要的。如果在閉合之后的幾分鐘時間內(nèi)進(jìn)行了很多測量，那么讀數(shù)中將會加入不斷增大的熱電電壓。熱時間常數(shù)的大小可以從幾秒到幾小時不等。即使固態(tài)繼電器沒有線圈損耗，內(nèi)部IR壓降產(chǎn)生的熱量仍然會產(chǎn)生熱電漂移。閂鎖繼電器采用電流脈沖進(jìn)行激勵，因此具有很低的熱電漂移。

與開關(guān)卡的連接也是一個產(chǎn)生發(fā)熱電壓的來源。我們應(yīng)該盡量采用沒有鍍錫的銅線連接開關(guān)卡，并且保持所有引線處于相同的溫度。可以采用一個短路通道構(gòu)建零基值的方式對偏移電壓進(jìn)行補(bǔ)償。但是，這種補(bǔ)償方式并不理想，因為由于自熱和環(huán)境溫度的變化，偏移電壓會隨著時間發(fā)生變化。

在切換低電壓同時又進(jìn)行低電阻測量時，可以采用偏移補(bǔ)償?shù)姆绞降窒麩犭娖齐妷?，這需要利用兩個不同的電流值進(jìn)行兩次電壓測量。用兩次電壓測量結(jié)果的差除以兩次測試電流的差，即可計算機(jī)出電阻的值：

開關(guān)膜污染

隨著時間的延長，繼電器接觸點(diǎn)的表面會形成一層污染膜，從而增大它的電阻，在低電壓測量或供電情況下這會使得開關(guān)電壓變得不穩(wěn)定。>l00mV的電壓通常不受這種污染的影響。采用固態(tài)開關(guān)式掃描卡可以防止這一問題。

磁干擾

磁通量的高速變化，例如開關(guān)電源或者高電流信號通斷所產(chǎn)生的，會在相鄰的低壓電路中感應(yīng)出幾個微伏的電壓，造成明顯的誤差。通過將噪聲源與敏感電路盡可能分離開，進(jìn)行磁場屏蔽，使用帶屏蔽的雙絞線，減少噪聲源和信號導(dǎo)線的有限區(qū)域等措施，可以最大限度地減少磁干擾問題。

接地環(huán)路

如果兩個接地點(diǎn)之間存在較小的電位差，那么系統(tǒng)的某些敏感部分可能會產(chǎn)生一定的地電流。這種情況只出現(xiàn)在某些開關(guān)閉合，進(jìn)行復(fù)雜診斷的情況下。無論什么時候，盡量保持一個系統(tǒng)接地點(diǎn)。如果做不到這一點(diǎn)，可以采用基于光耦合或平衡變壓器的隔離技術(shù)，增大兩點(diǎn)之間的有效電阻，將公共地電流降低至可以忽略的水平。