CN205246774U - 一种多端口扩展测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种多端口扩展测试装置，包含并口端、开关矩阵控制电路、射频开关矩阵、电源模块、输入端口连接器、输出端口连接器、输入限幅器；所述并口端与开关矩阵控制电路的输入相连，开关矩阵控制电路的输出与射频开关矩阵的控制端相连，以控制射频开关矩阵对应的开关开启闭合；所述射频开关矩阵由若干单刀双掷的电子射频开关组成，射频开关矩阵的输入与输入限幅器的输出相连；所述输入限幅器的输入与输入端口连接器相连；所述的射频开关矩阵的输出与输出端口连接器相连。本实用新型的优点是：扩展了矢量网络分析仪的端口，提高了对多RF端口器件测试的效率；使用了输入限幅器，实现了对本实用新型装置本身及矢量网络分析仪的保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及测试领域，具体涉及高频测试装置领域。
背景技术
现有矢量网络分析仪或测试仪器一般为2端口，要测试多个RF端口器件的传输、反射特性，一次只能测试器件的2个端口的参数，其它不能与矢量网络分析仪端口相连接的多个RF端口的器件的端口只能加负载匹配，这样测试需要用户在被测器件的各个端口之间多次变换测试电缆和端接负载，直到完成对所有端口参数的测试，测试速度慢，效率低。同时，矢量网络分析仪接收机输入电平受输入放大器输入电平的限制，一般≤+20dbm，实际测试时，由于静电、接地不良或者瞬间尖峰信号使矢量网络分析仪接收机端口的末级放大管、射频开关损坏。
申请号为201020504581的专利申请公开了一种矢量网络分析仪时分复用扩展端口设备，其控制单元采用了MCU结合三极管驱动的方式，所需元器件较多，且受MCU晶振频率限制，控制速度慢，不能保证开关的同步切换，另外该实用新型对输入信号未作输入电平的限幅设计，且扩展端口数量较少。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决矢量网络分析仪测试端口少，且接收机端口的末级放大管、射频开关容易受静电或瞬间尖峰信号影响而损坏的问题。
本实用新型提出了一种多端口扩展测试装置，包含并口端、开关矩阵控制电路、射频开关矩阵、电源模块、输入端口连接器、输出端口连接器、输入限幅器；所述的并口端与开关矩阵控制电路的输入相连，开关矩阵控制电路的输出与射频开关矩阵的控制端相连，以控制射频开关矩阵对应的开关开启闭合；所述的射频开关矩阵由若干单刀双掷的电子射频开关组成；所述射频开关矩阵的输入与输入限幅器的输出相连，射频开关矩阵的输出与输出端口连接器相连；所述的输入限幅器的输入与输入端口连接器相连；所述输入限幅器的信号通路依次为：输入接头(RFIN)、输入电容、第一静电释放二极管组、第一等效电感、第二静电释放二极管组、第二等效电感、第三静电释放二极管组、输出电容、输出接头(RFOUT)；所述的第一等效电感和第二等效电感为PCB走线产生；所述的第一静电释放二极管组、第二静电释放二极管组及第三静电释放二极管组均由两组静电释放二极管子单元组成；所述的两组静电释放二极管子单元一端与信号通路的连线连接，另一端与信号地连接；所述的静电释放二极管子单元由四个静电释放二极管按负极接正极方式顺序连接而成，其中一个负极与正极的连接端引出接线为静电释放二极管子单元的一端，相隔两个静电释放二极管的连接端引出接线为静电释放二极管子单元的另一端；所述的电源模块提供开关矩阵控制电路及射频开关矩阵所需用电。
进一步的，所述的射频开关矩阵包含两组1分12路开关矩阵与十二组1分3路开关矩阵；所述的1分3路开关矩阵的3支路的其中一路与地相接，其余两支路分别与两组1分12路开关矩阵的十二支路的其中一路相接。
进一步的，所述的开关矩阵控制电路包含CPLD，所述的并口端与CPLD的输入相连，CPLD的输出与射频开关矩阵的控制端相连。
进一步的，还包含端口连接指示灯，所述的端口连接指示灯与CPLD的输出相连。
进一步的，还包含电源开关；所述的电源开关与电源模块的输入相连。
进一步的，所述的电源模块包含100～240V宽压开关电源模块。
进一步的，所述单刀双掷的电子射频开关包含HMC284。
本实用新型的工作原理是：由并口端通信输入的指令发送给开关矩阵控制电路，如CPLD的输入端，再由开关矩阵控制电路(如CPLD)的输出端发出信号到射频开关矩阵的控制端，控制对应电子射频开关开启与关闭，从而达到通过并口通信控制端口连接切换的目的；另一方面，由于输入信号通过了输入限幅器，当输入功率增大到超过门限电平时，因静电释放二极管组的限幅作用而使衰减迅速增大，当输入功率超过门限电平后输出功率不再增加，从而达到对后级的末级放大管、射频开关进行保护的目的。
本实用新型的有益效果是：
⑴扩展了矢量网络分析仪的端口，提高了对多RF端口器件测试的效率；
⑵采用的输入限幅器对超过门限电平的大功率输入信号有效限幅，保护了装置本身及矢量网络分析仪的后级电路；
⑶使用CPLD做电子射频开关的控制，速度快，全并行输出，可实现所有控制信号同步输出，保证开关的同步切换；
⑷每个测试端口有独立的端口控制输出，可以用来控制外部扩展模块，实现对外部扩展模块的同步控制。
附图说明
附图1为本实用新型的硬件框图。
附图2为射频开关矩阵连接示意图。
附图3为输入限幅器原理图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
一种多端口扩展测试装置，如附图1所示具有并口端、开关矩阵控制电路、射频开关矩阵、电源模块、电源开关、端口连接指示灯、输入端口连接器、输出端口连接器、输入限幅器；所述的并口端与开关矩阵控制电路的输入相连，开关矩阵控制电路的输出与射频开关矩阵的控制端相连，以控制射频开关矩阵对应的开关开启闭合；所述的射频开关矩阵由若干单刀双掷的电子射频开关组成；所述射频开关矩阵的输入与输入限幅器的输出相连，射频开关矩阵的输出与输出端口连接器相连；所述的输入限幅器的输入与输入端口连接器相连；所述的端口连接指示灯与开关矩阵控制电路的输出相连；所述的电源开关与电源模块输入相连，所述的电源模块具有100～240V宽压开关电源，以提供开关矩阵控制电路及射频开关矩阵所需用电，且满足不同国家和地区用户的使用。
如附图2所示，射频开关矩阵包含两组1分12路开关矩阵与十二组1分3路开关矩阵；所述的1分3路开关矩阵的3支路的其中一路与地相接，其余两支路分别与两组1分12路开关矩阵的十二支路的其中一路相接。
如附图3所示，输入限幅器的信号通路依次为：输入接头(RFIN)、输入电容、第一静电释放二极管组、第一等效电感、第二静电释放二极管组、第二等效电感、第三静电释放二极管组、输出电容、输出接头(RFOUT)；所述的第一等效电感和第二等效电感为PCB走线产生；所述的第一静电释放二极管组、第二静电释放二极管组及第三静电释放二极管组均由两组静电释放二极管子单元组成；所述的两组静电释放二极管子单元一端与信号通路的连线连接，另一端与信号地连接；所述的静电释放二极管子单元由四个静电释放二极管按负极接正极方式顺序连接而成，其中一个负极与正极的连接端引出接线为静电释放二极管子单元的一端，相隔两个静电释放二极管的连接端引出接线为静电释放二极管子单元的另一端。
优选的，输入限幅器具有一个金属屏蔽腔体，以屏蔽外界的电磁干扰。
优选的，开关矩阵控制电路包含CPLD，所述的并口端与CPLD的输入相连，CPLD的输出与射频开关矩阵的控制端相连，由CPLD的全并行输出，可实现所有控制信号同步输出，保证开关的同步切换。
优选的，所述单刀双掷的电子射频开关为HMC284。
优选的，所述静电释放二极管为ESD0P4RFL。
优选的，所述输入限幅器还包含微带可调试电路，所述的微带可调试电路为PCB块状或带状走线，微带可调试电路的一端与输出电容相连，另一端与输出接头相连，以方便批量生产的参数调试及校准。
本实施例的工作原理是：由并口端通信输入的指令发送给开关矩阵控制电路，如CPLD的输入端，再由开关矩阵控制电路(如CPLD)的输出端发出信号到射频开关矩阵的控制端，控制对应电子射频开关开启与关闭，从而达到通过并口通信控制端口连接切换的目的；另一方面，由于输入信号通过了输入限幅器，当输入功率增大到超过门限电平时，因静电释放二极管组的限幅作用而使衰减迅速增大，当输入功率超过门限电平后输出功率不再增加，从而达到对后级的末级放大管、射频开关进行保护的目的。
本实施例的有益效果是：
⑴扩展了矢量网络分析仪的端口，提高了对多RF端口器件测试的效率；
⑵采用的输入限幅器对超过门限电平的大功率输入信号有效限幅，保护了装置本身及矢量网络分析仪的后级电路；
⑶使用CPLD做电子射频开关的控制，速度快，全并行输出，可实现所有控制信号同步输出，保证开关的同步切换；
⑷每个测试端口有独立的端口控制输出，可以用来控制外部扩展模块，实现对外部扩展模块的同步控制。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多端口扩展测试装置，其特征在于：包含并口端、开关矩阵控制电路、射频开关矩阵、电源模块、输入端口连接器、输出端口连接器、输入限幅器；所述的并口端与开关矩阵控制电路的输入相连，开关矩阵控制电路的输出与射频开关矩阵的控制端相连，以控制射频开关矩阵对应的开关开启闭合；所述的射频开关矩阵由若干单刀双掷的电子射频开关组成；所述射频开关矩阵的输入与输入限幅器的输出相连，射频开关矩阵的输出与输出端口连接器相连；所述的输入限幅器的输入与输入端口连接器相连；所述输入限幅器的信号通路依次为：输入接头、输入电容、第一静电释放二极管组、第一等效电感、第二静电释放二极管组、第二等效电感、第三静电释放二极管组、输出电容、输出接头；所述的第一等效电感和第二等效电感为PCB走线产生；所述的第一静电释放二极管组、第二静电释放二极管组及第三静电释放二极管组均由两组静电释放二极管子单元组成；所述的两组静电释放二极管子单元一端与信号通路的连线连接，另一端与信号地连接；所述的静电释放二极管子单元由四个静电释放二极管按负极接正极方式顺序连接而成，其中一个负极与正极的连接端引出接线为静电释放二极管子单元的一端，相隔两个静电释放二极管的连接端引出接线为静电释放二极管子单元的另一端；所述的电源模块提供开关矩阵控制电路及射频开关矩阵所需用电。
2.根据权利要求1所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于：所述的射频开关矩阵包含两组1分12路开关矩阵与十二组1分3路开关矩阵；所述的1分3路开关矩阵的3支路的其中一路与地相接，其余两支路分别与两组1分12路开关矩阵的十二支路的其中一路相接。
3.根据权利要求1所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于：输入限幅器还包含有微带可调试电路；所述的微带可调试电路为PCB块状或带状走线，微带可调试电路的一端与输出电容相连，另一端与输出接头相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于：所述的开关矩阵控制电路包含CPLD，所述的并口端与CPLD的输入相连，CPLD的输出与射频开关矩阵的控制端相连。
5.根据权利要求1或2所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于：还包含端口连接指示灯，所述的端口连接指示灯与开关矩阵控制电路的输出相连。
6.根据权利要求1或2所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于：还包含电源开关；所述的电源开关与电源模块的输入相连。
7.根据权利要求1或2所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于：所述的电源模块包含100～240V宽压开关电源模块。
8.根据权利要求1或2所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于:所述单刀双掷的电子射频开关包含HMC284。
9.根据权利要求1或2所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于:所述的静电释放二极管包含ESD0P4RFL。
10.根据权利要求4所述的一种多端口扩展测试装置，其特征在于:还包含电源开关；所述的电源开关与电源模块的输入相连。
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2015
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