什幺是低电平


低电平

低电平指的是保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认为输入电平为低电平。
输入


低电平:保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认为输入电平为低电平。
输出


低电平:保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值,逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。

要求


对测量电缆的要求
虽然数字多用表常常使用无遮罩的测试引线,但是这种连接方式在使用皮安计、静电计和SMU等进行低电平测量时一般是不合适的。这些仪器通常使用同轴电缆[1]或三同轴电缆[2]。
同轴电缆由遮罩包围的单芯导体组成,而三同轴电缆在第一层遮罩之外又加入了第二层遮罩。使用三同轴电缆时,为了减少电缆洩漏并儘量降低电路的上升时间,可以将内层遮罩驱动到保护电位。外层遮罩通常连到主机壳地,有的时候连到公共端。在这两种情况下,考虑到安全因素,外层遮罩的电位不得比主机壳地高出30V有效值。一定要使用编织紧密的遮罩以避免静电干扰。同轴电缆和三同轴电缆都有低杂讯的产品型号,在低电平测量中应当使用这种电缆。低杂讯电缆的内部有石墨涂敷层,以儘量降低由摩擦电效应产生的电流。虽然普通同轴电缆的洩漏和杂讯电流比低杂讯电缆要高,但是在某些情况下,普通的同轴电缆,如RG-58可能还是适用的。
在测量高电阻时,电缆的绝缘电阻是很重要的。品质良好的三同轴电缆使用聚乙烯绝缘材料,其导体到遮罩的典型绝缘电阻值大约为1TΩ/英尺。
当电缆的长度增加时,其电缆电阻、电容和洩漏电流[3]等参数也会变化。所以重要之点是使所有的连接电缆尽可能地短。例如,电阻参数为1TΩ/英尺、电容参数为100pF/英尺的电缆,当其长度为10英尺时,绝缘电阻为100GΩ、电容为1000pF。
连接类型


测量常用连接器类型
静电计、皮安计和SMU[4]的测量工作中使用两种通用类型的连接器。图2-55所示的BNC连接器[5]是一种同轴连接器。它包括中心导体和外壳或遮罩连接,而图2-56所示的三同轴连接器则包括中心导体、内遮罩和外遮罩。
BNC连接器的中心导体连到输入HI端,而外壳连到输入LO端。注意,外壳可以直接在仪器上连到主机壳地。
三同轴连接器[6]的中心导体连到HI端。内层遮罩连到LO端或保护端,而外层遮罩通常连到主机壳地。然而,对某些SMU来说,外层遮罩连到LO端,并允许对地浮空。关于三同轴电缆和保护技术的更多的资讯请见下面的讨论。
为了保持高绝缘电阻,在所有连接器的各个导体之间要使用合适的绝缘材料。为此,大多数高品质的BNC和三同轴连接器在导体之间都使用聚四氟乙烯来绝缘。
三同轴连接器有两槽和三槽两种结构。三槽连接器[7]的设计是近年来出现的,其目的是避免在试图使BNC连接器和三同轴连接器配接时,引起连接器损坏。大多数新的设备都使用三槽连接器设计。此外还有在这两种连接器之间进行变换的适配器。
保护连接


测量电缆和保护连接
如前所述,当我们把保护电压连到同轴电缆[8]的遮罩时,如果该保护电压大于30V有效值,就可能出现安全风险。三同轴电缆用连至大地或LO端的外层遮罩将保护遮罩包围起来,从而避免了这种危险。
当静电计按无保护方式工作时,三同轴电缆的连接方法一般如下:
* 中心导体:高阻抗引线[9]
* 内层遮罩:低阻抗引线[10]
* 外层遮罩:地
这种电缆提供了安全载荷两个信号的能力,两个信号都不在地电位。将两个引线遮罩起来,并在每个导体与地之间都保持高电阻,从而保持了高阻抗的完整性。
当静电计工作在保护模式之下或者使用SMU时,三同轴电缆按下述方法连接:
* 中心导体:高端
* 内层遮罩:保护
* 外层遮罩:地或者LO端
对静电计来说,当测量高电阻或测量高阻源的电压时,保护连接是有用的。在测量弱电流时,由于静电计的回馈安培计电路中的保护端总是LO端,所以不需要连接保护端。比较新的静电计[11]具有一个内部开关,能够在保护连接和无保护连接之间转换。
在使用SMU测量弱电流时,保护端用来降低电缆和测试夹具的洩漏电流。
夹具要求


对测试夹具的要求
对用于低电平测量的测试夹具有几个重要的要求:
*绝缘电阻[12]:所有连接器、内部连线、端子和插座等的绝缘电阻都应当尽可能地高。一般地说,在高品质的测试夹具中,所有的连接器和插座都使用聚四氟乙烯绝缘材料。
*遮罩[13]和保护:测试夹具应当对敏感的电路进行适当的遮罩。在高阻抗测量时,应当採取措施将保护在离DUT尽可能近的地方连到测试夹具。
* 光:在测量光敏元件时,需要使用闭光的测试夹具。
* 特殊的测试夹具要求:一些特殊的应用工作,如高电阻[14]或极低电流[15]的测量,常常需要使用绝缘特性极好的测试夹具。只有使用特殊的材料,如蓝宝石才可能达到这种要求。

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