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測試系統(tǒng)往往用少量的儀器測量大量信號。這種設(shè)計方法制約成本，而且限制測試吞吐量。相反，如果系統(tǒng)具有測試的所有信號和足夠的儀器，雖然能較快地提高吞吐量，但通常是成本高而不合算。
低成本測試系統(tǒng)的傳統(tǒng)辦法是在幾個信號間開關(guān)轉(zhuǎn)換一個數(shù)字電壓表(DVM)。若只包含兩個信號，則連接DVM用一個單刀雙擲開關(guān)(SPDT)，單刀連接其兩個信號之一。若必須開關(guān)轉(zhuǎn)換信號的高和低端，則雙刀雙擲(DPDT)配置是適合的。對于4個信號，可用雙刀4擲(DP4T)開關(guān)。
應(yīng)用也存在超過2刀以上的情況。例如，4PDT(4刀雙擲)開關(guān)可支持對兩個元件的4線或kelvin連接歐姆測量。一個6PDT開關(guān)可提供驅(qū)動保護(hù)和4線歐姆測量。當(dāng)然，這類開關(guān)術(shù)語可以無限地擴(kuò)展。
從類似的刀和擲概念描述多路復(fù)用器，表示為n×m，其中n為刀數(shù)、m為擲數(shù)。某些供應(yīng)商把單刀8路多路復(fù)用器表示為1×8，而另一些供應(yīng)商稱之為8×1。 多路復(fù)用器中，所有刀通常都接通在一起。例如，一個2×8多路復(fù)用器可用來接通8個差分信號中的一個到一個差分電壓表。
同樣的n×m表示用來描述開關(guān)矩陣，但在實際的矩陣中，n行中的任一行可以連接到m列中的任一列。例如，一個2×8矩陣可以同時連接到的任一行或兩行到列的任一列。若希望此矩陣可做為差分多路復(fù)用器，因包含大量的開關(guān)使其性能變壞、成本較高。
通常開關(guān)矩陣用于接通多輸入通道中的多個儀器。圖1示出列基矩陣開關(guān)儀器、源和DUT(通道1),DMM測量電壓。同時，不用的輸入都接地。在這種配置中，矩陣行的作用如同總線連接在一起的列組。
在行基的配置中，測試儀器和源是配置在不同的行中，列專門配置DUT。可以選擇任何的行和列組合。重要的是正確地編程開關(guān)以防短路。
有些情況用閉鎖矩陣可以避免矩陣增加成本。這些矩陣只允許一行連接到一個特定的列。根據(jù)所需的開關(guān)靈活性，可以組合少數(shù)多路復(fù)用器構(gòu)成稀疏矩陣，它只支持所有可能行一列組合的一個子集。
行和列接通順序也是重要的。通常，用先開后合開關(guān)來確保瞬時短路不會發(fā)生在不兼容信號間。在開發(fā)測試程序時，開關(guān)配置軟件可以監(jiān)控編程的儀器，在連接損壞時禁止開關(guān)變化。測試編程人員的責(zé)任是矩陣的應(yīng)用，使測試系統(tǒng)和DUT安全。
RF測試實例
RF無線電 IF(中頻)抑制測量的簡化測試系統(tǒng)示于圖2。FM信號功率和載波頻率都受控制。測量跨接在4歐姆負(fù)載(模擬揚聲器)上的無線電音頻輸出。測量儀器(圖中未示出)直接連接到無線電輸入和輸出。
RF信號和無線電都調(diào)諧到90.1MHz。在測試的第一部分，-3dB限制靈敏度測量，RF功率從參考電平減少到音頻輸出降到3dB為止。后面用該RF功率電平計算無線電IF抑制。
其次，信號載波頻率降到10.7MHz，但無線電保持調(diào)諧到90.1MHz。監(jiān)控?zé)o線電輸出電平隨RF信號功率電平增加的情況。
多路復(fù)用器
NI公司的PXI-2593開關(guān)模塊，可用于無端接的配置，如四3×1,雙8×1或單16或17×1多路復(fù)用器。增加外部50歐姆終端可支持500MHz以上高頻信號用的雙4×1或單8×1端接多路復(fù)用器。這種配置的詳圖示于圖3。
一般，完整的開關(guān)模塊表征參量是隔離、返回?fù)p耗和插入損耗。實際中，用向量網(wǎng)絡(luò)分析儀來測量模塊或個別繼電器的性能，能很快地提供完整的S參量信息�？蓮腟參量推導(dǎo)出隔離和損耗量。
往往要做一定的簡化。例如，一個繼電器從輸入或輸出看，物理上是相同的，則從輸出到輸入傳輸S12和從輸入到輸出傳輸S21將是相等的或非常接近于相等。
