CN108206121A - 多选1开关系统 - Google Patents

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Abstract

多选1开关系统，涉及测试控制领域，为了解决现有继电器开关模块的安全性差的问题。FPGA的通道控制信号输出端连接达林顿驱动芯片的通道控制信号输入端，达林顿驱动芯片用于根据通道控制信号控制继电器阵列中继电器的开合，实现信号接口的多路输入信号择一输出，继电器阵列包括两组多选1通道，每组多选1通道的结构相同，每组多选1通道包括主通道和子通道，主通道同时与多个子通道相连，主通道设有一个继电器，子通道上设有至少两个第一继电器。本发明适用于测试信号的切换。

Description

多选1开关系统
技术领域
本发明涉及测试控制领域。
背景技术
在航天产品测试中，测试设备需要对不同型号和功能的被测设备输出的多路信号进行采集，如电压信号、电流信号等等。继电器开关模块用于测试信号的切换，是测试系统中最常见的模块，国内外的仪器厂商都有相关的产品，这些产品都存在一定的不足，主要表现在产品的安全方面，即如果有继电器失效，一直处于吸合状态，会引起被测设备短路，安全性差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有继电器开关模块的安全性差的问题，从而提供多选1开关系统。
本发明所述的多选1开关系统，包括FPGA1、达林顿驱动芯片2、继电器阵列3和信号接口4；
FPGA1的通道控制信号输出端连接达林顿驱动芯片2的通道控制信号输入端，达林顿驱动芯片2用于根据通道控制信号控制继电器阵列3中继电器的开合，实现信号接口4的多路输入信号择一输出，继电器阵列3包括两组多选1通道，每组多选1通道的结构相同，每组多选1通道包括主通道和子通道，主通道同时与多个子通道相连，主通道设有一个继电器，子通道上设有至少两个第一继电器。
优选的是，每个子通道上设有两个第一继电器，每两个子通道再通过一个第二继电器与主通道相连。
优选的是，主通道上的继电器的常开点与测试设备相连，主通道上的继电器的公共端与第二继电器的公共端相连，第二继电器的常开点同时与两个子通道上的一个第一继电器的常开点相连，该第一继电器的公共端与相同通道上另一个第一继电器的公共端相连，所述另一个第一继电器的常开点与被测设备相连。
本发明适用于不同测试领域中，能够实现测试信号的切换，安全性高，即使继电器阵列中有继电器失效，一直处于吸合状态，也不会对被测设备造成短路等影响。
附图说明
图1是多选1开关系统的结构示意图；
图2是本发明的继电器阵列的电路图；
图3是现有技术的继电器阵列的电路图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
多选1开关系统，包括FPGA1、达林顿驱动芯片2、继电器阵列3和信号接口4；
FPGA1的通道控制信号输出端连接达林顿驱动芯片2的通道控制信号输入端，达林顿驱动芯片2用于根据通道控制信号控制继电器阵列3中继电器的开合，实现信号接口4的多路输入信号择一输出，继电器阵列3包括两组多选1通道，每组多选1通道的结构相同，每组多选1通道包括主通道和子通道。主通道上的继电器的常开点与测试设备相连，主通道上的继电器的公共端与第二继电器的公共端相连，第二继电器的常开点同时与两个子通道上的一个第一继电器的常开点相连，该第一继电器的公共端与相同通道上另一个第一继电器的公共端相连，所述另一个第一继电器的常开点与被测设备相连。本实施为16路选1开关系统。
本系统采用FPGA作为主控制器，采用Verilog语言进行编程，适用于不同的总线接口。硬件原理如图1所示。
FPGA1采用Cyclone系列FPGA，型号为EP1C12Q240I7，该器件拥有逻辑单元12060个，RAM为239616bits，两个锁相环，最大用户可配置I/O173个。这些资源不但可以满足本发明的设计需要，而且还可多次开发和重复编程。
达林顿驱动阵列2采用SG2803J/883B型号，最大输出电压50V，500mA的承载能力。
继电器阵列3采用的继电器为电磁继电器，型号为JRW-221MD，该继电器最大切换电压28VDC、最大切换电流1A，触点导通电阻小于125mΩ，动作时间小于2ms，触点断开电阻大于1000MΩ。
信号接口4采用J30J系列电连接器，型号为J30J-66ZK。
16路选1开关系统由FPGA1进行逻辑控制，在进行逻辑初始化后，FPGA1逻辑控制的具体过程为：
判断上位机控制信号的电平状态，若为高电平“1”，输出信号置高电平“1”，此时继电器吸合，若为低电平“0”，输出信号置低电平“0”，此时继电器断开。
本发明最大优点考虑是安全性，图2继电器阵列的接线方式则体现了这一点。具体分析如下：
信号1至信号32是被测设备16种测试信号，信号1至信号32与继电器连接关系见图2所示。
继电器阵列的目的是通过吸合不同的继电器，将信号1至信号16中的任意一种信号与A组信号接通，将信号17至信号32中的任意一种信号与B组信号接通，实现多选一的功能。举例说明：信号1和信号17一个为高电势端，一个为低电势端，为了测量电压信号，需要接通信号1和信号17，将信号1与A组信号接通，吸合继电器K1、K2、K3和K41即可实现；将信号17与B组信号接通，吸合继电器K42、K43、K44和K82即可实现。
以往的16路选1开关阵列接线方法如图3所示，如果需要信号1和信号17参与测试，吸合继电器K1、K17、K18和K34，当需要信号2和信号18参与测试，首先断开继电器K1、K17、K18和K34，然后再吸合继电器K2、K17、K19和K34。假设吸合继电器K2、K17、K19和K34之前，继电器K1失效，一直处于吸合状态，那么信号1和信号2未断开，导致测试失败，甚至会对被测设备造成短路等影响。
然而不会对本发明的16路选1开关系统产生任何影响。假设需要信号1、信号17参与测试，相应的吸合继电器K1、K2、K3、K41、K42、K43、K44和K82，当需要信号4、信号21参与测试，首先应该断开继电器K1、K2、K3、K41、K42、K43、K44和K82，然后再吸合继电器K6、K9、K10、K41、K52、K53、K54和K82。假设吸合继电器K6、K9、K10、K41、K52、K53、K54和K82之前，继电器K3失效，一直处于吸合状态，由于K2继电器处于断开状态，那么信号1和信号4不会有任何连接，不会对被测设备造成短路等影响，这是本发明最大的优点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (3)

1.多选1开关系统，其特征在于，包括FPGA(1)、达林顿驱动芯片(2)、继电器阵列(3)和信号接口(4)；
FPGA(1)的通道控制信号输出端连接达林顿驱动芯片(2)的通道控制信号输入端，达林顿驱动芯片(2)用于根据通道控制信号控制继电器阵列(3)中继电器的开合，实现信号接口(4)的多路输入信号择一输出，继电器阵列(3)包括两组多选1通道，每组多选1通道的结构相同，每组多选1通道包括主通道和子通道，主通道同时与多个子通道相连，主通道设有一个继电器，子通道上设有至少两个第一继电器。
2.根据权利要求1所述的多选1开关系统，其特征在于，每个子通道上设有两个第一继电器，每两个子通道再通过一个第二继电器与主通道相连。
3.根据权利要求2所述的多选1开关系统，其特征在于，主通道上的继电器的常开点与测试设备相连，主通道上的继电器的公共端与第二继电器的公共端相连，第二继电器的常开点同时与两个子通道上的一个第一继电器的常开点相连，该第一继电器的公共端与相同通道上另一个第一继电器的公共端相连，所述另一个第一继电器的常开点与被测设备相连。
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