中心議題：

• 探討優化測試係統中的矩陣開關使用方法

解決方案：

• 采用BRIC模塊的矩陣開關通
• 對BRIC模塊的應用，部分進行擴展

suizheceshixitongzhongjierudianyuelaiyuefuza，zaiceshixitongzhongruheduiceshidianjinxingshidangdepailieyijiangdiceshixitongzhongdekaiguanchengben。benwenjijieshaolezaiceshixitongzhongruheshiyongjuzhenkaiguancainengdadaozuijiadechengbenxiaoyi。原文作者為Pickering Interfaces公司的工程師David Owen，由與非網技術編輯王婷
、張國強翻譯整理，如需轉載請注明出處。

對於任何測試係統來說
，開關係統都是至關重要的一部分。它可以將待測單元（DUT）dejierudianhegezhongbutongdeziyuanjinxinglianjie
，bingqieduishebeijinxingceshi，congerheshishebeizhongdezhebufengongnengdexiaoyong。kaiguankeyigeihenduozhongxinhaotigongjiekoulianjie，danshiyixiekansijiandandeceshiyaoqiuxuyaohenduokaiguancainengmanzuyingyongxuqiu。zaiceshiyingyongzhong
，henshaohuiyaoqiuduidaliangdeshepinheweiboxinhao，huozhedagonglvxinhaojinxingceshide。zuifuzadekaiguanwentitongchangshejidao“簡單的”現xian場chang部bu件jian，電dian壓ya，電dian流liu，短duan路lu或huo開kai路lu，以yi及ji通tong過guo大da量liang輸shu入ru數shu據ju對dui正zheng在zai進jin行xing測ce試shi的de設she備bei進jin行xing控kong製zhi這zhe些xie方fang麵mian。測ce試shi本ben身shen並bing不bu複fu雜za，而er是shi測ce試shi和he接jie入ru點dian的de數shu量liang引yin起qi複fu雜za的de測ce試shi問wen題ti。

youhenduofangfakeyijiejuezhegewenti。shouxian
，zuijiandandefangfajiushirenweimeiyigejierudiandouxuyaojinxingqudonghuoceliang，ranhougeimeiyigejierudianlianjieyigekaiguan
，jiangshurudianxinhaochuandigeixitongzhongbutongdeceshishebei。raner，henkuaidejiuhuikanchulai，zhezhongchuandideyaoqiuxuyaohenduobutongdekaiguanlaimanzumeigejierudian。

為(wei)了(le)說(shuo)明(ming)問(wen)題(ti)

，我(wo)們(men)假(jia)設(she)待(dai)測(ce)器(qi)件(jian)是(shi)放(fang)大(da)器(qi)和(he)用(yong)來(lai)將(jiang)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)發(fa)送(song)給(gei)智(zhi)能(neng)天(tian)線(xian)係(xi)統(tong)的(de)開(kai)關(guan)係(xi)統(tong)。這(zhe)個(ge)待(dai)測(ce)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)包(bao)括(kuo)雙(shuang)穩(wen)態(tai)微(wei)波(bo)開(kai)關(guan)，放(fang)大(da)器(qi)，可(ke)控(kong)移(yi)相(xiang)器(qi)和(he)與(yu)係(xi)統(tong)其(qi)它(ta)部(bu)件(jian)進(jin)行(xing)通(tong)訊(xun)的(de)信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)設(she)備(bei)。而(er)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)包(bao)括(kuo)對(dui)測(ce)試(shi)目(mu)標(biao)提(ti)供(gong)額(e)外(wai)接(jie)入(ru)點(dian)的(de)探(tan)針(zhen)（飛針或a bed of nails）。

測ce試shi係xi統tong的de主zhu要yao任ren務wu就jiu是shi保bao證zheng係xi統tong中zhong單dan獨du的de部bu件jian正zheng確que的de安an裝zhuang在zai一yi起qi。係xi統tong中zhong的de主zhu要yao構gou成cheng部bu件jian需xu要yao在zai製zhi造zao的de開kai始shi階jie段duan進jin行xing測ce試shi，這zhe種zhong測ce試shi在zai現xian場chang或huo供gong應ying商shang的de工gong廠chang進jin行xing。測ce試shi裝zhuang置zhi需xu要yao一yi個ge或huo多duo個ge數shu字zi萬wan用yong表biao（DMM），數字輸入輸出信號源

，可能還需要一些簡單的信號源和檢查通道連續性的測量裝置等。

為了減小測試係統的規模和成本，可以在PXI的機箱上進行測試。

采cai用yong多duo路lu複fu用yong器qi對dui雙shuang穩wen態tai微wei波bo開kai關guan進jin行xing測ce試shi，是shi一yi種zhong比bi較jiao簡jian單dan的de方fang法fa。利li用yong另ling一yi個ge多duo路lu複fu用yong器qi可ke以yi采cai用yong內nei置zhi讀du回hui線xian對dui每mei個ge開kai關guan的de狀zhuang態tai進jin行xing檢jian測ce，內nei置zhi讀du回hui線xian可ke能neng是shi一yi個ge以yi開kai關guan類lei型xing存cun在zai的de可ke變bian電dian阻zu器qi或huo數shu字zi輸shu出chu。和he開kai關guan相xiang聯lian係xi的de微wei波bo線xian圈quan可ke以yi通tong過guo在zai選xuan定ding的de通tong道dao上shang加jia入ru連lian續xu性xing或huo信xin號hao測ce試shi來lai進jin行xing檢jian測ce。測ce試shi說shuo明ming書shu中zhong可ke以yi提ti出chu這zhe樣yang的de要yao求qiu，就jiu是shi采cai用yongDMM上shang的de連lian續xu性xing功gong能neng進jin行xing一yi項xiang測ce試shi，這zhe項xiang測ce試shi的de作zuo用yong就jiu是shi用yong來lai保bao證zheng任ren何he一yi個ge微wei波bo線xian圈quan驅qu動dong器qi都dou沒mei有you和he其qi它ta部bu件jian發fa生sheng短duan路lu。接jie入ru通tong道dao可ke以yi有you一yi係xi列lie係xi統tong中zhong的dea bed of nails測試點或測試接入點來提供。

xuyaogengduodeduolufuyongqilaiqudongqitadeshurushuchugongneng
，duiyixiangqijinxinglianxukongzhi

，yijizaicijinxingceshiyibaozhengzhiyouxunzhiyixiangqidezhuangtaifashengbianhua。

當dang測ce試shi方fang案an中zhong需xu要yao解jie決jue的de問wen題ti越yue來lai越yue多duo的de時shi候hou，測ce試shi係xi統tong就jiu會hui變bian得de越yue來lai越yue複fu雜za了le，而er且qie可ke能neng會hui測ce試shi在zai結jie果guo出chu現xian一yi些xie不bu可ke預yu知zhi的de錯cuo誤wu。當dang需xu要yao處chu理li的de測ce試shi件jian的de數shu量liang較jiao小xiao的de時shi候hou，基ji於yu分fen離li式shi的de多duo路lu複fu用yong器qi的de開kai關guan解jie決jue方fang案an會hui是shi一yi個ge不bu錯cuo的de解jie決jue方fang案an。當dang測ce試shi需xu求qiu進jin一yi步bu擴kuo展zhan後hou，那na麼me這zhe種zhong方fang法fa就jiu會hui變bian得de不bu適shi用yong了le，因yin此ci隨sui著zhe多duo路lu複fu用yong器qi或huo開kai關guan模mo塊kuai數shu量liang的de增zeng加jia，新xin的de解jie決jue方fang案an則ze需xu要yao占zhan用yongPXI機箱上更多的空間。

低效的矩陣測試方法 圖中是一個12*8的矩陣開關。這個矩陣開關是由96個繼電器將8條Y向線路和12條X向線路連接在一起的。在每個交叉點上都有一個繼電器，這個繼電器是將橫向X軸和縱向Y軸連接在一起，或將兩者分開的。
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實現開關切換的一個比較通用的方法就是采用交叉點開關或矩陣排列來實現。在矩陣開關中
，一係列的橫向（X軸方向）和縱向（Y軸方向）線(xian)路(lu)在(zai)每(mei)個(ge)交(jiao)叉(cha)點(dian)上(shang)相(xiang)互(hu)連(lian)接(jie)著(zhe)。開(kai)關(guan)最(zui)簡(jian)單(dan)的(de)結(jie)構(gou)是(shi)，在(zai)通(tong)常(chang)的(de)狀(zhuang)態(tai)下(xia)是(shi)常(chang)開(kai)的(de)，而(er)在(zai)上(shang)電(dian)後(hou)則(ze)斷(duan)開(kai)連(lian)接(jie)

，形(xing)成(cheng)閉(bi)合(he)狀(zhuang)態(tai)，但(dan)是(shi)，也(ye)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)其(qi)他(ta)的(de)結(jie)構(gou)。開(kai)關(guan)允(yun)許(xu)矩(ju)陣(zhen)中(zhong)任(ren)何(he)橫(heng)向(xiang)線(xian)路(lu)與(yu)縱(zong)向(xiang)線(xian)路(lu)在(zai)任(ren)意(yi)點(dian)的(de)連(lian)接(jie)。

應用矩陣排列比較簡單的方法就是，將待測件的接入點安排在一個方向上（如X向）
，將測試裝置安排在另一個方向上（如Y向）
，這樣的話每個接入點都可以和測試裝置進行連接。在縱向Y向上的線路數量和橫向X向xiang上shang的de線xian路lu數shu量liang沒mei有you什shen麼me限xian製zhi，因yin此ci
，如ru果guo將jiang大da量liang開kai關guan閉bi合he的de話hua就jiu會hui使shi測ce試shi裝zhuang置zhi負fu載zai過guo重zhong。這zhe個ge方fang法fa也ye存cun在zai問wen題ti，這zhe個ge問wen題ti就jiu是shi如ru果guo測ce試shi中zhong需xu要yao的de連lian接jie數shu量liang太tai大da的de話hua，就jiu會hui需xu要yao一yi個ge很hen大da的de矩ju陣zhen來lai完wan成cheng測ce試shi任ren務wu。當dang然ran，如ru果guo每mei個ge測ce試shi都dou需xu要yao利li用yong到dao測ce試shi裝zhuang置zhi中zhong大da部bu分fen或huo者zhe是shi所suo有you的de配pei置zhi的de話hua，那na麼me矩ju陣zhen排pai列lie是shi一yi種zhong很hen理li想xiang的de技ji術shu。但dan是shi在zai很hen多duo情qing況kuang下xia，當dang一yi個ge測ce試shi項xiang目mu正zheng在zai進jin行xing的de時shi候hou
，這zhe個ge測ce試shi係xi統tong中zhong的de其qi他ta功gong能neng都dou是shi不bu起qi作zuo用yong的de

，換huan句ju話hua說shuo就jiu是shi，當dang一yi個ge測ce試shi進jin行xing的de時shi候hou
，矩ju陣zhen中zhong大da部bu分fen都dou是shi多duo餘yu的de。如ru果guo需xu要yao進jin行xing測ce試shi的de設she備bei有you30個接入點，而測試係統中有300個接入點的話，那麼這個矩陣就需要9000個繼電器。

更有效的利用矩陣

可以選擇另一種方式對矩陣進行配置，這種方式可以得到更為高效，並且Pickering公司的BRIC也非常適用在這種方式中。前麵提到的矩陣構成方式是
，將測試裝置和Y向進行連接，將待測設備的接入點和X向進行連接，下麵我們采用另一種方式重新對矩陣進行排列，將所有的測試裝置以及待測設備的接入點都和X軸向進行連接。而Y軸則是將X軸方向上的不同設備進行相互連接。盡管在許多應用中，如果PXI的前麵板上有需要的話，Y軸是可用的
，但是Y軸的輸出並沒有用到。

Y軸上需要連接的數量不再取決於測試裝置需要的連接，而是取決於進行一項測試所需要的最大的連接數量。這樣的話，矩陣的Y向的需求量就會比較小了。這樣就能是矩陣的利用更為有效並且降低它的成本。在大多數係統中，對於任何一項測試僅需要8條Y向線路就可以完成所有的測量及相應的驅動。 圖中的矩陣將測試裝置和待測設備接入點都放在了X軸方向上。這個簡單的例子包含了19個測試軸向點，但是，測試裝置接入點和待測設備接入點的分界能夠很容易地改變。

就拿前麵提到的那個例子來說，采用這種矩陣排列方式隻需要330個測試點（300個待測設備接入點和30個測試裝置接入點）以及8條Y向連接線即可，一共需要2640個繼電器
，僅為上麵提到的那種排列方法需要300乘30個點的繼電器數量的30%。這樣就可以在開關係統中節省了很大的開支。
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此外，如何由於待測設備接入點的增加而需要對測試係統進行擴展的話
，隻需要增加X軸zhou上shang的de點dian數shu即ji可ke，這zhe樣yang繼ji電dian器qi數shu量liang的de增zeng加jia就jiu是shi比bi例li的de增zeng加jia而er不bu是shi幾ji何he的de增zeng加jia。同tong樣yang的de，如ru果guo測ce試shi裝zhuang置zhi接jie入ru點dian的de數shu量liang增zeng加jia的de話hua
，同tong樣yang可ke以yi通tong過guo增zeng加jia測ce試shi裝zhuang置zhi在zaiX軸上的數量即可。整個矩陣尺寸的增加隻表現在一個方向上的增加，這就避免了繼電器數量的幾何方式的增加。

Pickering Interfaces公司的BRIC在上麵提到的這些情況下都是可以應用的。假如BRIC在zai購gou買mai的de時shi候hou並bing沒mei有you配pei置zhi子zi板ban卡ka的de最zui大da數shu量liang
，如ru果guo需xu要yao對dui這zhe個ge模mo塊kuai進jin一yi步bu擴kuo展zhan的de話hua，隻zhi需xu要yao購gou買mai並bing安an裝zhuang更geng多duo的de板ban卡ka即ji可ke。假jia如ru新xin的de測ce試shi要yao求qiu所suo需xu要yaoY向連接的數量（測試時需要同時作用的連接）並不需要繼續擴展，那麼BRIC模(mo)塊(kuai)隻(zhi)需(xu)進(jin)行(xing)相(xiang)應(ying)的(de)改(gai)變(bian)就(jiu)可(ke)以(yi)適(shi)應(ying)新(xin)的(de)測(ce)試(shi)要(yao)求(qiu)
，而(er)不(bu)需(xu)要(yao)替(ti)換(huan)整(zheng)個(ge)模(mo)塊(kuai)。這(zhe)種(zhong)靈(ling)活(huo)性(xing)也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)相(xiang)同(tong)的(de)模(mo)塊(kuai)在(zai)以(yi)後(hou)的(de)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)機(ji)會(hui)，這(zhe)對(dui)於(yu)產(chan)品(pin)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)相(xiang)對(dui)較(jiao)短(duan)的(de)工(gong)廠(chang)或(huo)工(gong)程(cheng)領(ling)域(yu)有(you)著(zhe)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)現(xian)實(shi)意(yi)義(yi)。

總結

采用BRIC模塊的矩陣開關通過以下方式得到更為有效的應用：

    將X軸上的一部分分配給測試裝置接入點
    減少係統需要的繼電器數量
    減少成本
    BRIC模塊的應用，使測試係統複雜的擴展不需要重新設計係統
，購買新的模塊就可以實現
    可以在購買後對BRIC模塊部分進行擴展
    提高模塊的重複利用性
    避免昂貴的模塊更新費用