CN204790402U - 射频切换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种射频切换器，包括射频切换器，包括控制单元，射频切换及检测单元，射频切换及检测单元包括磁保持继电器部分、射频检测二个主要部分；磁保持继电器部分包括对应主路的第一磁保持继电器及对应备路的第二磁保持继电器；所述射频切换器还包括供电单元，由供电单元向微处理器供电。本实用新型能实现在小体积的空间实现同轴开关同样的性能，并且本实用新型可以集成，提高生产效率，节省成本，而且可以通过本实用新型实现小体积的多路切换，不影响设备性能，安全稳定，应用面广，造价低，可以通过监控软件实现无人值守的广播电视系统中。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频信号切换器。
背景技术
射频切换器也叫射频切换开关，也称RF切换器，广泛应用于各广播电视模拟/数字广播电视前端和分前端机房，移动通信，铁路通信交换系统，仪器仪表测量领域及网络交换设备中，使通信设备能不间断通信，提高发射机的运行的可靠性和安全性。
目前通信广播设备中通常采用自保持同轴开关构成，同轴开关由于体积比较大，重量比较重，价格昂贵，安装不能实现自动化安装，不能灵巧地应用在要求体积小同时又要求能实现多路切换的功能，通常只能用在大功率切换设备中，对于小功率及音频，网络切换领域出现了结构瓶颈，不能满足市场要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种体积小、工作稳定的射频切换器。为此，本实用新型采用以下技术方案：
射频切换器，包括控制单元，射频切换及检测单元，其特征在于：
所述控制单元包括：微处理器、逻辑电平选择芯片、运算放大器芯片；
微处理器通过产生一个低电平，控制所述逻辑电平选择芯片产生脉冲高电平，通过脉冲高电平来控制磁保持继电器状态的改变；
射频切换及检测单元包括磁保持继电器部分、射频检测二个主要部分；
磁保持继电器部分包括对应主路的第一磁保持继电器及对应备路的第二磁保持继电器；
所述射频检测部分包括主路激励信号的射频检测电路及备路激励信号的射频检测电路，主路激励信号的检测信号和备路激励信号的检测信号通过所述运算放大器芯片传输到所述微处理器；
第一磁保持继电器的第一输出端用于激励输出，第二输出端用于接假负载，输入端用于接主激励器；
第二磁保持继电器的第一输出端用于激励输出，第二输出端用于接假负载，输入端用于接备激励器；
所述射频切换器还包括供电单元，由供电单元向微处理器供电。
进一步地，所述控制单元包括第一逻辑电平选择芯片和第二逻辑电平选择芯片；
第一逻辑电平选择芯片通过驱动电路与第一磁保持继电器的第一线圈和第二磁保持继电器的第三线圈的一端相接；第二逻辑电平选择芯片通过驱动电路与第一磁保持继电器的第二线圈和第二磁保持继电器的第四线圈的一端相接；
在第一磁保持继电器中，由第一线圈和第二线圈的磁场变化控制输入端与第一输出端相接或者输入端与第二输出端相接；
在第二磁保持继电器中，由第三线圈和第四线圈的磁场变化控制输入端与第一输出端相接或者输入端与第二输出端相接。
进一步地，所述微处理器采用C8051控制芯片；逻辑电平选择芯片采用MM74HC02芯片；驱动电路采用三极管2SC1815；运算放大器芯片采用LM358运算放大器；所述磁保持继电器采用松下TQ-12-3V磁保持继电器。
本实用新型主要应用于广播设备小信号主备激励器的切换，同时也可以应用于音频及模拟信号的切换。通过松下TQ系列继电器手册可以看到，正常工作电流66.7mA(±10％)，线圈阻值45Ω(±10％)，启动电压最大2.25V，释放电压最小2.25V，正常工作功率200mW。100MHz以下插损小于0.1db，隔离度小于-50db，完全满足调频波段的要求。本实用新型还可以通过嵌入式自动监控系统，实现手动与自动切换主路与备路信号，确保系统的优异性能。
通过以上技术方案，本实用新型能实现在小体积的空间实现同轴开关同样的性能，并且本实用新型可以集成，提高生产效率，节省成本，而且可以通过本实用新型实现小体积的多路切换，不影响设备性能，安全稳定，应用面广，造价低，可以通过监控软件实现无人值守的广播电视系统中。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型的原理图。
具体实施方式
参照附图。本实用新型所提供的射频切换器，包括控制单元，射频切换及检测单元、供电单元，
所述控制单元包括：微处理器、逻辑电平选择芯片、运算放大器芯片；所述微处理器采用C8051控制芯片；逻辑电平选择芯片采用MM74HC02芯片，运算放大器芯片采用LM358运算放大器，由供电单元向微处理器供电。微处理器通过产生一个低电平，控制所述逻辑电平选择芯片产生3V脉冲高电平，通过3V脉冲高电平来控制磁保持继电器状态的改变；射频切换的主备路的信号通过LM358运算放大器传输到C8051控制芯片，这样可以通过程序的控制来自动或者手动选择切换状态。
射频切换及检测单元包括磁保持继电器部分、射频检测二个主要部分。
磁保持继电器部分包括对应主路的第一磁保持继电器及对应备路的第二磁保持继电器。它们都采用松下TQ-12-3V磁保持继电器。
所述射频检测部分包括主路激励信号的射频检测电路及备路激励信号的射频检测电路，主路激励信号的检测信号和备路激励信号的检测信号通过所述运算放大器芯片传输到所述微处理器。
第一磁保持继电器的第一输出端用于激励输出，第二输出端用于接假负载，输入端用于接主激励器。
第二磁保持继电器的第一输出端用于激励输出，第二输出端用于接假负载，输入端用于接备激励器。
所述控制单元包括第一逻辑电平选择芯片（脚8、9、10）和第二逻辑电平选择芯片（脚1、2、3）。
第一逻辑电平选择芯片通过驱动电路与第一磁保持继电器的第一线圈（A6-A10）和第二磁保持继电器的第三线圈（B6-B10）的一端A6、B6相接；第二逻辑电平选择芯片通过驱动电路与第一磁保持继电器的第二线圈（A1-A5）和第二磁保持继电器的第四线圈（B1-B5）的一端A5、B5相接。驱动电路采用三极管2SC1815。
在第一磁保持继电器中，由第一线圈和第二线圈的磁场变化控制输入端（脚A3、A8）与第一输出端（脚A2和脚A9）相接或者输入端（脚A3、A8）与第二输出端（脚A4和脚A7）相接。
在第二磁保持继电器中，由第三线圈和第四线圈的磁场变化控制输入端（脚B3、B8）与第一输出端（脚B4和B7）相接或者输入端（脚B3、B8）与第二输出端（脚A2和脚A9）相接。
当磁保持继电器的一个线圈A1-A5，B1-B5间施加3V的电压，A2B2-A3B3接通、A8B8-A9B9接通；A3B3-A4B4断开，A7B7-A8B8断开，输入信号进入主线路，即使此时释放3V电压，磁保持继电器仍维持该状态。当磁保持继电器的另一个线圈A6-A10，B6-B10间施加3V的电压，A3B3-A4B4接通、A7B7-A8B8接通，而相应的A2B2-A3B3和A8B8-A9B9断开，信号进入主路，同样此时即使释放3V电压，磁保持继电器仍保持原来状态不变，通过C8051单片机控制二线圈的高低电平，从而完成自动掉电功能及切换功能。
本实用新型可设置显示及操作单元，其包括显示屏及按键部分，通过液晶屏的显示，可以手动或者自动情况下切换主备设备。手动情况下选择主设备时，A1B1-B5A5高电平，主路输出，选择备设备时，A6B6-A10B10高电平。当设备为自动情况下，系统会根据功率检测自动切换主备。也可以通过REMOTE远程控制射频继电器的状态。
正常工作时，磁保持射频切换器通过逻辑控制手动或则自动选择MAIN或者RESERVE激励输入时，第一逻辑电平选择芯片的脚8、9输入为低电平，脚10输出为高电平，A6-A10、B6-B10为高电平，磁保持继电器A2B2-A3B3，A8B8-A9B9导通，作为激励输出的射频信号从OUTPUT口输出，即使备射频信号输入，B2-B3，B8-B9导通，备射频输入进入假负载LOAD，不影响主路信号输出。若磁保持继电器采用自保持式，则系统供电故障，磁保持继电器仍能一直保持当前状态，不会因为掉电而复位，输出信号仍是MIAN激励器信号。当切换到PESERVE激励状态，或者MAIN激励器损坏的情况下切换到PESERVE激励状态，第二逻辑电平选择芯片的脚2、3低电平，脚1高电平，A1-A5,B1-B5为高电平，A4B4-A7B7导通，PESERVEEXCITER射频输入进入OUTPUT口输出，同理，若备激励打开，MAINEXCITER射频信号通过A3A4，A7A8进入LOAD。MAINEXCITER或者PESERVEEXCITER自动切换主要是通过检测MAINEXCITER或者PESERVEEXCITER的功率大小来控制MAINEXCITER或者PESERVEEXCITER设备之间的切换，若MAINEXCITER设备损坏或者检测部分无法检测，磁保持射频切换器可自动切换PESERVEEXCITER，以使广播通信设备能不间断工作，提高了系统的可靠性和稳定性，优化了即满足系统指标的要求也满足小体积的结构要求，并可以进行自动化生产，提高生产效率，降低生产成本，在一定程度上弥补了同轴开关的切换。
以上实施例描述的是用二个磁继电器实现二选一的功能，但是本实用型可以推广到多路以上的选择，并且可以应用到1GHz以下的频段，同时可以推广到应用于模拟/数字音频，小电源电路的切换，通信交换设备的切换，为系统提供了可靠的前端，提高了系统的稳定性，同时也便于集成和自动工业化生产。
Claims (3)
1.射频切换器，包括控制单元，射频切换及检测单元，其特征在于：
所述控制单元包括：微处理器、逻辑电平选择芯片、运算放大器芯片；
微处理器通过产生一个低电平，控制所述逻辑电平选择芯片产生脉冲高电平，通过脉冲高电平来控制磁保持继电器状态的改变；
射频切换及检测单元包括磁保持继电器部分、射频检测二个部分；
磁保持继电器部分包括对应主路的第一磁保持继电器及对应备路的第二磁保持继电器；
所述射频检测部分包括主路激励信号的射频检测电路及备路激励信号的射频检测电路，主路激励信号的检测信号和备路激励信号的检测信号通过所述运算放大器芯片传输到所述微处理器；
第一磁保持继电器的第一输出端用于激励输出，第二输出端用于接假负载，输入端用于接主激励器；
第二磁保持继电器的第一输出端用于激励输出，第二输出端用于接假负载，输入端用于接备激励器；
所述射频切换器还包括供电单元，由供电单元向微处理器供电。
2.如权利要求1所述的射频切换器，其特征在于，所述控制单元包括第一逻辑电平选择芯片和第二逻辑电平选择芯片；
第一逻辑电平选择芯片通过驱动电路与第一磁保持继电器的第一线圈和第二磁保持继电器的第三线圈的一端相接；第二逻辑电平选择芯片通过驱动电路与第一磁保持继电器的第二线圈和第二磁保持继电器的第四线圈的一端相接；
在第一磁保持继电器中，由第一线圈和第二线圈的磁场变化控制输入端与第一输出端相接或者输入端与第二输出端相接；
在第二磁保持继电器中，由第三线圈和第四线圈的磁场变化控制输入端与第一输出端相接或者输入端与第二输出端相接。
3.如权利要求1或2所述的射频切换器，其特征在于，所述微处理器采用C8051控制芯片；逻辑电平选择芯片采用MM74HC02芯片；驱动电路采用三极管2SC1815；运算放大器芯片采用LM358运算放大器；所述磁保持继电器采用松下TQ-12-3V磁保持继电器。
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|---|---|---|---|---|
| CN109274383A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-01-25 | 深圳市菲菱科思通信技术股份有限公司 | 一种射频切换设备 |
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