CN206135878U - 紧凑型开关矩阵电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种紧凑型开关矩阵电路，它包括多个功分模块和多个开关模块，所述的开关模块与功分模块通过模块立体交叉对插，实现无线缆交换；开关模块的输入端口数与功分模块数量相等，同一开关模块的输入端口分别与不同功分模块的输出端口连接，同一功分模块的输出端口分别与不同的开关模块连接，开关模块实现输出信号的选择，所述的开关为PIN二极管开关。矩阵电路开关采用PIN二极管设计，利用PIN二极管在直流正、反偏压时呈现近似导通或断开的阻抗特性，实现控制微波信号通道的切换作用，有效减小开关模块的尺寸，重量也随之大大降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动测试领域，特别是一种紧凑型开关矩阵电路。
背景技术
开关矩阵是自动测试系统的重要组成部分，但负责控制信号流向的任务，是实现自动测试的接口设计的关键，开关矩阵主要实现信号的切换，灵活分配系统的测试资源。开关矩阵实现信号输入到输出的无阻赛交换功能，在同一系统内要实现多个信号输入和多个信号输出间的任意连接，传统上采用电缆交叉交换的方式实现。在实现信道转换时电缆数量较多，因此交换单元体积庞大，维护性差，可靠性低。特别是在更大规模的信道交换时，需要的交换电缆将成倍数增加，因而交换单元将变得异常复杂，几乎不能实现。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种紧凑型开关矩阵电路，矩阵电路开关采用PIN二极管设计，利用PIN二极管在直流正、反偏压时呈现近似导通或断开的阻抗特性，实现控制微波信号通道的切换作用，有效减小开关模块的尺寸。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：紧凑型开关矩阵电路，它包括多个功分模块和多个开关模块，所述的开关模块与功分模块通过模块立体交叉对插，实现无线缆交换；开关模块的输入端口数与功分模块数量相等，同一开关模块的输入端口分别与不同功分模块的输出端口连接，同一功分模块的输出端口分别与不同的开关模块连接，开关模块实现输出信号的选择，所述的开关为PIN二极管开关。
所述的PIN二极管开关包括多组单通道PIN管电路，每组单通道PIN管电路包括不超过4路单通道PIN管电路。
所述的单通道PIN管电路包括二极管、电感、电容和电阻，电流源的输出端与第二电容、第二电感和第三电感连接，第二电容的另一端与地连接，第三电感的另一端分别与第一电容和第六二极管的正极连接，第一电容的另一端与第一电阻连接，第一电阻的另一端接地；射频信号输入端分别与第一电感、第六二极管的负极以及第一二极管的正极连接，第一电感的另一端接地，第一二极管的负极分别与第二二极管的正极、第三二极管的正极、第四二极管的正极、第二电感的第二端以及第五二极管的负极连接，第二二极管的负极、第三二极管的负极、第四二极管的负极均接地，第五二极管的正极分别与第四电感以及射频信号输出端连接，第四电感的另一端接地。
所述的开关模块的输入端口与功分模块的输出端口均为SBMA类小型化接头。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种紧凑型开关矩阵电路，矩阵电路开关采用PIN二极管设计，利用PIN二极管在直流正、反偏压时呈现近似导通或断开的阻抗特性，实现控制微波信号通道的切换作用，有效减小开关模块的尺寸，采用SBMA类小型化接头设计，进一步减小开关模块和功分模块体积，重量也随之大大降低。
附图说明
图1为紧凑型开关矩阵交换原理图；
图2为PIN二极管开关原理框图；
图3为单通道PIN管电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，紧凑型开关矩阵电路，它包括多个功分模块和多个开关模块，所述的开关模块与功分模块通过模块立体交叉对插，实现无线缆交换；开关模块的输入端口数与功分模块数量相等，同一开关模块的输入端口分别与不同功分模块的输出端口连接，同一功分模块的输出端口分别与不同的开关模块连接，开关模块实现输出信号的选择，所述的开关为PIN二极管开关。
PIN二极管开关包括多组单通道PIN管电路，每组单通道PIN管电路包括不超过4路单通道PIN管电路。以16选1开关模块举例：由5组4路的单通道PIN管电路组成，其原理图如图2所示。
如图3所示，单通道PIN管电路包括二极管、电感、电容和电阻，电压源VS的输出端与第二电容C2、第二电感L2和第三电感L3连接，第二电容C2的另一端与地连接，第三电感L3的另一端分别与第一电容C1和第六二极管D6的正极连接，第一电容C1的另一端与第一电阻R1连接，第一电阻R1的另一端接地；射频信号输入端分别与第一电感L1、第六二极管D6的负极以及第一二极管D1的正极连接，第一电感L1的另一端接地，第一二极管D1的负极分别与第二二极管D2的正极、第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极、第二电感L2的第二端以及第五二极管D5的负极连接，第二二极管D2的负极、第三二极管D3的负极、第四二极管D4的负极均接地，第五二极管D5的正极分别与第四电感L4以及射频信号输出端连接，第四电感L4的另一端接地。通过整个电路可以看出，当VS为+5V时，二极管D6导通与电感L1形成回路，二极管D1、D5不通，射频信号经过二极管D6、电容C1、电阻R1吸收到地；二极管D2、D3、D4与电感L2形成回路导通，增加隔离度。当VS为-5V时，二极管D1、D5导通与电感L1、L4形成回路，二极管D2、D3、D4、D6不通，射频信号经二极管D1、D5到射频信号输出。
所述的开关模块的输入端口与功分模块的输出端口均为SBMA类小型化接头。
本实用新型的紧凑型开关矩阵电路实现输入输出信号无阻塞交换，射频信号经功分模块进行输入信号分配、然后开关模块实现通道选择输出。功分模块输出射频插座使用BMA-50K，将常规的1分16功分模块尺寸：235mm*60mm*9.5mm，缩小为：162mm*60mm*7.5mm。开关采用PIN二极管设计，利用PIN二极管在直流正、反偏压时呈现近似导通或断开的阻抗特性，实现控制微波信号通道的切换作用，将常规的16选1开关模块尺寸：187mm*65mm*12.5mm，缩小为：162mm*80mm*7.5mm。射频部分和控制部分分开设计，中间通过线缆连接，这样大大减小了路间射频接头。例如：功分输出接头由原来的13mm变成了8mm。根据开关功分立体交叉对接技术原理，开关模块的厚度由原来的13mm变成了8mm。由此可以看出，凑型开关矩阵在原来的基础上又大大减小，随之重量大大降低。
目前凑型开关矩阵可实现单台8U机箱，64×64全交换矩阵，相比以前64×64矩阵需要至少4台设备才能组合完成，大大减少了大规模开关矩阵在系统中所占体积。
Claims (4)
1.紧凑型开关矩阵电路，它包括多个功分模块和多个开关模块，所述的开关模块与功分模块通过模块立体交叉对插，实现无线缆交换；开关模块的输入端口数与功分模块数量相等，同一开关模块的输入端口分别与不同功分模块的输出端口连接，同一功分模块的输出端口分别与不同的开关模块连接，开关模块实现输出信号的选择，其特征在于：所述的开关为PIN二极管开关。
2.根据权利要求1所述的紧凑型开关矩阵电路，其特征在于：所述的PIN二极管开关包括多组单通道PIN管电路，每组单通道PIN管电路包括不超过4路单通道PIN管电路。
3.根据权利要求2所述的紧凑型开关矩阵电路，其特征在于：所述的单通道PIN管电路包括二极管、电感、电容和电阻，电流源的输出端与第二电容、第二电感和第三电感连接，第二电容的另一端与地连接，第三电感的另一端分别与第一电容和第六二极管的正极连接，第一电容的另一端与第一电阻连接，第一电阻的另一端接地；射频信号输入端分别与第一电感、第六二极管的负极以及第一二极管的正极连接，第一电感的另一端接地，第一二极管的负极分别与第二二极管的正极、第三二极管的正极、第四二极管的正极、第二电感的第二端以及第五二极管的负极连接，第二二极管的负极、第三二极管的负极、第四二极管的负极均接地，第五二极管的正极分别与第四电感以及射频信号输出端连接，第四电感的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的紧凑型开关矩阵电路，其特征在于：所述的开关模块的输入端口与功分模块的输出端口均为SBMA类小型化接头。
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|---|---|---|---|---|
| CN107994315A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-04 | 上海互惠信息技术有限公司 | 一种通用rfid读写器天线阵列及其配套产品 |
| CN111352884A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-30 | 中国西安卫星测控中心 | 一种传输路径电长度一致的大型开关矩阵扩展方法 |
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2016
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| CN107994315B (zh) * | 2017-12-28 | 2024-05-31 | 上海互惠信息技术有限公司 | 一种通用rfid读写器天线阵列及其配套产品 |
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| CN111352884B (zh) * | 2020-03-10 | 2023-04-07 | 中国西安卫星测控中心 | 一种传输路径电长度一致的大型开关矩阵扩展方法 |
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