CN207148825U - 一种8输入8输出开关矩阵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种8输入8输出开关矩阵，包括PC上位机，所述PC上位机通过RS232接口与控制模块连接，所述控制模块通过控制线分别与开关模块和显示模块连接。所述开关模块包括8个输入开关模块和8个输出开关模块，所述8个输入开关模块的输入端口分别与控制模块输出端口通过控制线连接，所述8个输入开关模块的输出端口分别与8个输出开关模块的输入端口连接，所述输入开关模块和输出开关模块均包括开关芯片。本实用新型可用于把来自多台测量设备的信号路由至一个或多个待测件，用一套测试装置完成多种测试，而不需要频繁地断开和连接，实现测试过程的自动化，提高测试效率并且降低成本。

Description

一种8输入8输出开关矩阵

技术领域

本实用新型涉及微波电子测试领域，特别是涉及一种8输入8输出开关矩阵。

背景技术

随着微波通信行业的高速发展和产品的规模化生产，在产品的研发生产和检验过程中需要对不同种类的待测件进行大量的测试，这些待测件包括无源器件、有源器件(例如射频集成电路RFIC和单片微波集成电路MMIC)、各种射频微波前端组件(例如T/R组件)、终端设备和系统整机等，这些待测件的测试要求和测试步骤差别非常大，并且都在非常高的频率(通常为GHz级)下进行测试。

开关矩阵的建立将射频/微波信号和低频信号切换系统集成到此测试系统中，这样就可以把来自多台仪器的信号路由至一个或多个 DUT，用一套测试装置完成多种测试。国内外现有开关矩阵一般采用工分器原理，将一路输入扩展为几路输出，这样的弊端在于不能实现任意输入通道切换到任意输出通路，不能达到自动化测试中的自由切换；其次，国内外现有开关矩阵一般采用的是国外一些公司生产的同轴机械开关，比如安捷伦公司生产的87106R，SP6T同轴单刀六掷开关，使用该机械开关不仅切换时间很长，也不利于输出通道的扩展。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动化切换的8输入8输出开关矩阵。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种 8输入8输出开关矩阵，包括PC上位机，所述PC上位机通过RS232 接口与控制模块连接，所述控制模块通过控制线分别与开关模块和显示模块连接；

所述开关模块包括8个输入开关模块和8个输出开关模块，所述 8个输入开关模块的输入端口分别与控制模块输出端口通过控制线连接，所述8个输入开关模块的输出端口分别与8个输出开关模块的输入端口连接，所述输入开关模块和输出开关模块皆包括开关芯片。

优选地，所述输入开关模块和输出开关模块皆包括J1端口，所述J1端口输出端与开关芯片连接，所述J1端口输入端与控制模块输出端口连接，所述开关芯片还与RFC端口一端连接，所述RFC端口另一端与测量设备输出端连接，所述开关芯片还分别与RF1-RF8端口连接，所述输入开关模块的RF1-RF8端口与输出开关模块的RF1-RF8端口分别对应连接。

优选地，所述开关芯片采用hmc321lp4芯片，所述J1端口采用 DB9接头，所述RFC端口和RF1-RF8端口采用SMA射频接头。

优选地，所述控制模块包括PIC单片机，与PIC单片机I/O口连接的电源电路、复位电路、晶振电路、显示控制电路、RS232接口、 J1-J8接头，所述显示控制电路输出端与显示模块连接，所述J1-J8 接头分别与对应编码的单个开关模块的J1端口连接。

优选地，所述电源电路采用TLV1117-33稳压块，所述J1-J8接头采用DB9接头，所述显示控制电路采用74HC238译码芯片。

优选地，所述显示模块包括8组LED灯，每一组由8个LED灯组成。

本实用新型具有以下有益效果：在本实用新型的技术方案中，因为控制模块通过RS232端口接收PC上位机发送的开关切换命令，通过PIC单片机控制输出信号到控制线，从而控制开关模块上的开关芯片控制每个开关模块把输入信号切换到不同的输出通路。可以实现多输入信号通向多输出的功能，从而控制不同测量设备跟不同待测件之间的连接，以便实现测试自动化。由于采用hmc321lp4开关芯片控制射频信号通路切换，使得切换时间短，提高了测试效率且降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的总体框图；

图2是本实用新型输入开关模块电路图；

附图中各部件的标记如下：1、PC上位机，2、控制模块，3、开关模块，4、显示模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，一种8输入8输出开关矩阵，包括PC上位机1，所述PC上位机1通过RS232接口与控制模块2连接，所述控制模块 2通过控制线分别与开关模块3和显示模块4连接。

所述控制模块2包括PIC单片机，所述PIC单片机电源I/O口与电源电路连接，所述PIC单片机复位I/O口与复位电路连接，所述 PIC单片机时钟I/O口与晶振电路连接，所述PIC单片机I/O口与显示控制电路连接，所述PIC单片机数据接收发送I/O口与RS232接口连接，所述PIC单片机I/O口与J1-J8接头连接。所述显示控制电路输出端与显示模块4连接，所述RS232接口与PC上位机1连接，所述J1-J8接头输出端通过控制线与开关模块3连接。

所述控制模块2与PC上位机1之间使用网口TCP/IP协议进行通信，所述PIC单片机通过RS232接口接收并解释PC上位机1发送的控制命令，然后PIC单片机根据PC上位机1发送的控制命令控制显示控制电路和J1-J8接头的输出信号，实现显示模块4和开关模块3 的控制。所述电源电路采用TLV1117-33稳压块，并为PIC单片机提供稳定直流电压。所述晶振电路为晶振XTAL，并为PIC单片机提供时钟信号。所述J1-J8接头采用DB9接头。所述显示控制电路采用 74HC238译码芯片，按照三位二进制输入码和赋能输入条件，从8个输出端中译出一个高电平输出，其中，引脚1-3为74HC238译码芯片的三个输入端，引脚7和引脚9-15为74HC238译码芯片的8个输出端。

所述开关模块3包括8个输入开关模块和8个输出开关模块，如图2所示，单个输入开关模块包括hmc321lp4开关芯片，以及与开关芯片9引脚、10引脚、11引脚连接的J1端口，与开关芯片22引脚连接的RFC端口，分别与开关芯片24引脚、2引脚、4引脚、6引脚、 13引脚、15引脚、17引脚、19引脚连接的RF1-RF8端口。所述开关芯片22引脚与RFC端口之间还串联着隔直流滤波的电容C9，所述开关芯片24引脚、2引脚、4引脚、6引脚、13引脚、15引脚、17引脚、19引脚与RF1-RF8端口之间分别串联着隔直流滤波的电容C1-C8。所述J1端口与控制模块2的J1接头连接。RFC端口与测量设备的信号输出端连接，RF1-RF8端口分别与8个输出开关模块的输入端口连接。单个输出开关模块与单个输入开关模块采用一样的原理图，只是单个输出开关模块的RFC端口与信号输入端待测件连接，RF1-RF8端口分别与8个输入开关模块的输出端口连接。本实用新型单个输入开关模块和单个输出开关模块的J1端口分别对应控制模块2的J1-J8 接头连接，所述对应是指根据输入开关模块和输出开关模块的标号分别连接控制模块2的J1-J8接头。例如，第一输入开关模块和第一输出开关模块与控制模块2的J1接头连接，第二输入开关模块和第二输出开关模块与控制模块2的J2接头连接，以此类推，则第八输入开关模块和第八输出开关模块与控制模块2的J8接头连接。第一输入开关模块的RF1-RF8端口分别与第一输出开关模块至第八输出开关模块的RF1端口连接，以此类推，第八输入开关模块的RF1-RF8端口分别与第一输出开关模块至第八输出开关模块的RF8端口连接。

所述hmc321lp4开关芯片通过控制引脚9-11的输出电平，实现 RFC端口信号选择从RF1-RF8端口中的任意一路输出。所述RFC端口与RF1-RF8端口采用SMA射频接头，实现与8个输出开关模块通信，所述J1端口采用DB9接头，实现与控制模块2的通信。

所述显示模块4包括8组LED灯，每一组由8个LED灯组成。通过显示控制电路分时选择需要点亮的LED灯，起到指示作用。8组LED 灯对应8个输入开关模块，而每一组中的8个LED灯对应该输入开关模块的8路输出端口。比如，IN1输出到OUT8时，当前74HC238译码芯片的8个输出端信号为10000000，此时再控制译码芯片选择第一个输出端使能，则第一组LED就会接收到第一个输出端的数据，因为控制线只有第一位是高电平，所以第一组LED的第8个灯就会点亮，表示第1个输入开关当前是输出到第8个输出开关的。

所述一种8输入8输出开关矩阵工作原理为：首先由PC上位机 1发送命令参数，该命令参数通过RS232端口被控制模块2的PIC单片机接收并解析得到输出逻辑信号，该输出逻辑信号通过显示控制单元控制显示模块4的LED灯显示，同时该输出逻辑信号还通过J1-J8 接头控制相应的输入开关模块把测量设备的信号切换到相应的输出开关模块输出到待测件。例如测量设备由IN1端口输入OUT1端口输出，第一个输入开关模块的开关切到第一个输出端口，第一个输出开关模块的开关也切到第一个输入端口，信号从IN1输入即可通向OUT1。以此类推，同时可以实现多输入信号通向多输出的功能，从而实现不同测量设备跟不同待测件之间的连接，以便实现测试自动化。

本实用新型的8输入8输出开关矩阵不仅实现测试的自动化，由于采用hmc321lp4开关芯片控制射频信号通路切换，使得切换时间短，提高了测试效率。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种8输入8输出开关矩阵，包括PC上位机(1)，其特征在于，所述PC上位机(1)通过RS232接口与控制模块(2)连接，所述控制模块(2)通过控制线分别与开关模块(3)和显示模块(4)连接；

所述开关模块(3)包括8个输入开关模块和8个输出开关模块，所述8个输入开关模块的输入端口分别与控制模块(2)输出端口通过控制线连接，所述8个输入开关模块的输出端口分别与8个输出开关模块的输入端口连接，所述输入开关模块和输出开关模块皆包括开关芯片。

2.根据权利要求1所述的一种8输入8输出开关矩阵，其特征在于，所述输入开关模块和输出开关模块皆包括J1端口，所述J1端口输出端与开关芯片连接，所述J1端口输入端与控制模块(2)输出端口连接，所述开关芯片还与RFC端口一端连接，所述RFC端口另一端与测量设备输出端连接，所述开关芯片还分别与RF1-RF8端口连接，所述输入开关模块的RF1-RF8端口与输出开关模块的RF1-RF8端口分别对应连接。

3.根据权利要求2所述的一种8输入8输出开关矩阵，其特征在于，所述开关芯片采用hmc321lp4芯片，所述J1端口采用DB9接头，所述RFC端口和RF1-RF8端口采用SMA射频接头。

4.根据权利要求1所述的一种8输入8输出开关矩阵，其特征在于，所述控制模块(2)包括PIC单片机，以及与PIC单片机I/O口连接的电源电路、复位电路、晶振电路、显示控制电路、RS232接口、J1-J8接头，所述显示控制电路输出端与显示模块(4)连接，所述J1-J8接头分别与对应编码的单个开关模块的J1端口连接。

5.根据权利要求4所述的一种8输入8输出开关矩阵，其特征在于，所述电源电路采用TLV1117-33稳压块，所述J1-J8接头采用DB9接头，所述显示控制电路采用74HC238译码芯片。

6.根据权利要求1所述的一种8输入8输出开关矩阵，其特征在于，所述显示模块(4)包括8组LED灯，每一组由8个LED灯组成。