CN212060937U

CN212060937U - 一种开关阵列仪

Info

Publication number: CN212060937U
Application number: CN202021232326.4U
Authority: CN
Inventors: 史亮; 陈昊; 左盼; 周兴龙; 胡蓉
Original assignee: Chengdu Seekcon Microwave Communication Co ltd
Current assignee: Chengdu Seekcon Microwave Communication Co ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2030-06-30

Abstract

本实用新型公开了一种开关阵列仪，包括控制电源板、开关阵列板、AC‑DC电源模块、控制板、输入插座、桥式开关、串口连接器、继电器、继电器驱动、第一66芯连接器、第二66芯连接器、XH型插座和显示器。本开关阵列仪重量轻，体积小，对调试工位要求小，使用交流220V供电，即插即用，可实现两台产品同时调试，线缆切换可一键切换，而调试仪器设备只需一套。使用本开关阵列仪，减少了生产操作人员的工作量，降低了劳动强度，同时避免了因人工线缆切换带来的大量问题，并实现了一套仪器设备应对多台产品的同时调试，有效的提高了生产效率。

Description

一种开关阵列仪

技术领域

本实用新型属于电子产品调试技术领域，具体涉及一种开关阵列仪。

背景技术

电子产品的调试过程就是借助测量仪表和一些固定的测量操作技术，对电子产品内部进行全面整合和综合分析。对于复杂产品的调试和测试，需要使用较多的仪器设备，如电缆、直流电源、导线线缆、示波器、信号源、计算机和控制盒等，仪器设备通过线缆与被测产品连接，完成向产品输入端发送模拟信号及数字控制信号，并从产品输出端接收相应的模拟信号和数字信号等。实际调试过程中，对于复杂电子产品，如分机和整机，所使用的线缆很多，特别是导线线缆，且需要根据测试要求进行切换，切换靠人工插拔，带来的问题是效率低、线缆易损坏和连接器易出故障，调试时因为线缆的故障而耽误大量的时间，这种情况通过设计一种自动线缆切换装置即可解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决自动切换线缆的问题，提出了一种开关阵列仪。

本实用新型的技术方案是：一种开关阵列仪包括控制电源板、开关阵列板、 AC-DC电源模块、控制板、输入插座、桥式开关、串口连接器、继电器、继电器驱动、第一66芯连接器、第二66芯连接器、XH型插座和显示器；

控制电源板和开关阵列板通信连接；控制板固定设置于控制电源板的上端；AC-DC电源模块固定设置于控制板的下方；输入插座、桥式开关和串口连接器依次固定设置于控制电源板的下端；第一66芯连接器和第二66芯连接器均固定设置于开关阵列板的下端；继电器、继电器驱动器和XH型插座均固定设置于开关阵列板的上端；XH型插座和显示器通信连接。

本实用新型的有益效果是：本开关阵列仪重量轻，体积小，对调试工位要求小，使用交流220V供电，即插即用，可实现两台产品同时调试，通过程序和触摸显示器进行控制，线缆切换可一键切换，而调试仪器设备只需一套。使用本开关阵列仪，减少了生产操作人员的工作量，降低了劳动强度，同时避免了因人工线缆切换带来的大量问题，并实现了一套仪器设备应对多台产品的同时调试，有效的提高了生产效率。

进一步地，控制板包括主控模块、串口电平转换模块、第一插座、第二插座、串口焊盘和电源焊盘；

串口电平转换模块、第一插座、第二插座、串口焊盘和电源焊盘均与主控模块通信连接；串口电平转换模块还和串口焊盘通信连接；第二插座还与开关阵列板通信连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，控制板以主控模块为核心，实现与开关阵列的动作控制。

进一步地，主控模块包括电阻R1-R6、接地电容C6-C7和型号为 STC15W4K56S4_LQFP6L的单片机芯片U2；

芯片U2的Vcc引脚分别与接地电容C6和接地电容C7连接，其连接点作为芯片U2的Vcc引脚；芯片U2的Gnd引脚接地；芯片U2的P1.2-P1.7引脚分别与电阻R1-R6的一端一一对应连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，主控模块用于控制其余模块，通过不同的编写程序实现不同的控制方案。

进一步地，串口电平转换模块包括电容C1-C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5和型号为MAX232ESE的电平转换芯片U1；

芯片U1的C1+引脚和电容C2的一端连接；芯片U1的C1-引脚和电容 C2的另一端连接；芯片U1的C2+引脚和电容C4的一端连接；芯片U1的C2- 引脚和电容C4的另一端连接；芯片U1的VDD引脚和电容C1的一端连接；芯片U1的VCC引脚分别与电容C1的另一端和接地电容C3连接，其连接点还和芯片U2的Vcc引脚连接；芯片U1的VEE引脚和接地电容C5连接；芯片U1的T1IN引脚和GND引脚均接地；芯片U1的T2IN引脚和芯片U2的 P3.1引脚连接；芯片U1的R2OUT引脚和芯片U2的P3.0引脚连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，串口电平转换模块用于 RS232电平与TTL电平的转换，以实现计算机与主控模块的通信。

进一步地，第一插座包括端口P1；端口P1的第1引脚接地；端口P1的第2引脚和第3引脚分别与芯片U2的P1.1引脚和P1.0引脚一一对应连接；端口P1的第4引脚和芯片U2的Vcc引脚连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，第一插座用于连接控制电源板和显示器，实现与显示器的交互；通过触摸显示器的操作，以实现开关阵列的开关动作。

进一步地，第二插座包括端口P3和端口P5；端口P3的第1引脚和端口 P5的第1引脚均接地；端口P3的第2引脚和端口P5的第2引脚均与芯片U2 的Vcc引脚连接；端口P3的第4引脚和电阻R1的另一端连接；端口P3的第 5引脚和电阻R2的另一端连接；端口P3的第6引脚和电阻R3的另一端连接；端口P5的第4引脚和电阻R4的另一端连接；端口P5的第5引脚和电阻R5 的另一端连接；端口P5的第6引脚和电阻R6的另一端连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，第二插座为控制电源板连接开关阵列板的XH型插座，实现对开关阵列板的供电及控制，端口P3和端口P5可连接两块相同的开关阵列板，实现两套产品同时调试。

进一步地，串口焊盘包括端口P2；端口P2的第1引脚接地；端口的第2 引脚和芯片U1的R2IN引脚连接；端口P2的第3引脚和芯片U1的T2OUT 引脚连接；

电源焊盘包括端口P4；端口P4的第1引脚接地；端口P4的第2引脚和芯片U2的Vcc引脚连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，串口焊盘连接外部串口连接器，实现主控模块程序的更新，以实现不同的控制方案；电源焊盘连接内部AC-DC电源输出端，用于给控制电源板、开关阵列板和显示器的供电。

进一步地，继电器分别与第一66芯连接器和第二66芯连接器通信连接；继电器驱动器和XH型插座通信连接；

继电器的外围端口包括IN1-IN64端、OUT1-OUT64端和Vcc端；继电器驱动器采用型号为MAX4820的芯片作为主控芯片，其外围端口包括Vcc端、 CS端和SLCK端；第一66芯连接器的外围端口包括IN1-IN64端；第二66芯连接器的外围端口包括OUT1-OUT64端；XH型插座的外围端口包括Vcc端、 CS端和SLCK端。

进一步地，继电器的IN1-IN64端和第一66芯连接器的IN1-IN64端一一对应连接；继电器的OUT1-OUT64端和第二66芯连接器的OUT1-OUT64端一一对应连接，其Vcc端和芯片U2的Vcc引脚连接；继电器驱动器的CS端和SLCK端分别与XH型插座的CS端和SLCK端一一对应连接；继电器驱动器的Vcc端和XH型插座的Vcc端均与芯片U2的Vcc引脚连接；XH型插座的CS端和SLCK端还分别与第二插座中的端口P3或端口P5连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，使用8个8位的继电器驱动器MAX4820实现对64通道的继电器进行电流驱动，保证继电器的有效切换。选用继电器作为开关，可以获得比电子开关更大的隔离度和更大的电流，在进行通道切换时能更彻底，更可靠，同时实现高隔离度，使其具有更广泛的使用场合。

附图说明

图1为开关阵列仪的结构图；

图2为开关阵列板和控制板的结构图；

图3为主控模块的电路图；

图4为串口电平转换模块的电路图；

图5为第一插座的电路图；

图6为第二插座的电路图；

图7为串口焊盘的电路图；

图8为继电器的部分电路图；

图9为继电器的部分电路图；

图10为继电器的电路图；

图11为第一66芯连接器和第二66芯连接器的电路图；

图12为XH型插座的电路图；

图中，1、控制电源板；2、开关阵列板；3、AC-DC电源模块；4、控制板；5、输入插座；6、桥式开关；7、串口连接器；8、继电器；9、继电器驱动器；10、第一66芯连接器；11、第二66芯连接器；12、XH型插座；13、主控模块；14、串口电平转换模块；15、第一插座；16、第二插座；17、串口焊盘；18电源焊盘；19、显示器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种开关阵列仪，包括控制电源板1、开关阵列板2、AC-DC电源模块3、控制板4、输入插座5、桥式开关6、串口连接器7、继电器8、继电器驱动器9、第一66芯连接器10、第二66芯连接器 11、XH型插座12和显示器19；

控制电源板1和开关阵列板2通信连接；控制板4固定设置于控制电源板1 的上端；AC-DC电源模块3固定设置于控制板4的下方；输入插座5、桥式开关6和串口连接器7依次固定设置于控制电源板1的下端；第一66芯连接器10 和第二66芯连接器11均固定设置于开关阵列板2的下端；继电器8、继电器驱动器9和XH型插座12均固定设置于开关阵列板2的上端；XH型插座12和显示器19通信连接。

在本实用新型实施例中，如图2所示，控制板4包括主控模块13、串口电平转换模块14、第一插座15、第二插座16、串口焊盘17和电源焊盘18；

串口电平转换模块14、第一插座15、第二插座16、串口焊盘17和电源焊盘18均与主控模块13通信连接；串口电平转换模块14还和串口焊盘17通信连接；第二插座16还与开关阵列板2通信连接。在本实用新型中，控制板以主控模块为核心，实现与开关阵列的动作控制。

在本实用新型实施例中，如图3所示，主控模块13包括电阻R1-R6、接地电容C6-C7和型号为STC15W4K56S4_LQFP6L的单片机芯片U2；

芯片U2的Vcc引脚分别与接地电容C6和接地电容C7连接，其连接点作为芯片U2的Vcc引脚；芯片U2的Gnd引脚接地；芯片U2的P1.2-P1.7引脚分别与电阻R1-R6的一端一一对应连接。在本实用新型中，主控模块用于控制其余模块，通过不同的编写程序实现不同的控制方案。

在本实用新型实施例中，如图4所示，串口电平转换模块14包括电容 C1-C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5和型号为MAX232ESE的电平转换芯片U1；

芯片U1的C1+引脚和电容C2的一端连接；芯片U1的C1-引脚和电容C2 的另一端连接；芯片U1的C2+引脚和电容C4的一端连接；芯片U1的C2-引脚和电容C4的另一端连接；芯片U1的VDD引脚和电容C1的一端连接；芯片 U1的VCC引脚分别与电容C1的另一端和接地电容C3连接，其连接点还和芯片U2的Vcc引脚连接；芯片U1的VEE引脚和接地电容C5连接；芯片U1的 T1IN引脚和GND引脚均接地；芯片U1的T2IN引脚和芯片U2的P3.1引脚连接；芯片U1的R2OUT引脚和芯片U2的P3.0引脚连接。在本实用新型中，串口电平转换模块用于RS232电平与TTL电平的转换，以实现计算机与主控模块的通信。

在本实用新型实施例中，如图5所示，第一插座15包括端口P1；端口P1 的第1引脚接地；端口P1的第2引脚和第3引脚分别与芯片U2的P1.1引脚和 P1.0引脚一一对应连接；端口P1的第4引脚和芯片U2的Vcc引脚连接。在本实用新型中，第一插座用于连接控制电源板和显示器，实现与显示器的交互；通过触摸显示器的操作，以实现开关阵列的开关动作。

在本实用新型实施例中，如图6所示，第二插座16包括端口P3和端口P5；端口P3的第1引脚和端口P5的第1引脚均接地；端口P3的第2引脚和端口 P5的第2引脚均与芯片U2的Vcc引脚连接；端口P3的第4引脚和电阻R1的另一端连接；端口P3的第5引脚和电阻R2的另一端连接；端口P3的第6引脚和电阻R3的另一端连接；端口P5的第4引脚和电阻R4的另一端连接；端口 P5的第5引脚和电阻R5的另一端连接；端口P5的第6引脚和电阻R6的另一端连接。在本实用新型中，第二插座为控制电源板连接开关阵列板的XH型插座，实现对开关阵列板的供电及控制，端口P3和端口P5可连接两块相同的开关阵列板，实现两套产品同时调试。

在本实用新型实施例中，如图7所示，串口焊盘17包括端口P2；端口P2 的第1引脚接地；端口的第2引脚和芯片U1的R2IN引脚连接；端口P2的第 3引脚和芯片U1的T2OUT引脚连接；

电源焊盘18包括端口P4；端口P4的第1引脚接地；端口P4的第2引脚和芯片U2的Vcc引脚连接。在本实用新型中，串口焊盘连接外部串口连接器，实现主控模块程序的更新，以实现不同的控制方案；电源焊盘连接内部AC-DC 电源输出端，用于给控制电源板、开关阵列板和显示器的供电。

在本实用新型实施例中，如图8-图12所示，继电器8分别与第一66芯连接器10和第二66芯连接器11通信连接；继电器驱动器9和XH型插座12通信连接；

如图8和图9所示，继电器8的外围端口包括IN1-IN64端、OUT1-OUT64 端和Vcc端；如图10所示，继电器驱动器9采用型号为MAX4820的芯片作为主控芯片，其外围端口包括Vcc端、CS端和SLCK端；如图11所示，第一66 芯连接器10的外围端口包括IN1-IN64端；第二66芯连接器11的外围端口包括 OUT1-OUT64端；如图12所示，XH型插座12的外围端口包括Vcc端、CS端和SLCK端。

在本实用新型实施例中，如图8-图12所示，继电器8的IN1-IN64端和第一66芯连接器10的IN1-IN64端一一对应连接；继电器8的OUT1-OUT64端和第二66芯连接器11的OUT1-OUT64端一一对应连接，其Vcc端和芯片U2的 Vcc引脚连接；继电器驱动器9的CS端和SLCK端分别与XH型插座12的CS 端和SLCK端一一对应连接；继电器驱动器9的Vcc端和XH型插座12的Vcc 端均与芯片U2的Vcc引脚连接；XH型插座12的CS端和SLCK端还分别与第二插座16中的端口P3或端口P5连接。在本实用新型中，使用8个8位的继电器驱动器MAX4820实现对64通道的继电器进行电流驱动，保证继电器的有效切换。选用继电器作为开关，可以获得比电子开关更大的隔离度和更大的电流，在进行通道切换时能更彻底，更可靠，同时实现高隔离度，使其具有更广泛的使用场合。

本实用新型的工作原理及过程为：本实用新型要解决的技术问题是提供一种一键式切换导线线缆且兼顾电平切换的装置。导线线缆在电子产品中，主要用于数据信息、控制信息和电源馈电的传输，特点是电流较小和频率低，在切换过程中对测试结果影响极小。所以可利用电子开关或继电器组成开关阵列来实现线缆切换及电平切换。整机结构采用抽屉式，这两块板子可以像抽屉一样抽出，方便维修。

在控制电源板1中，以主控模块13为核心，串口电平转换模块14实现主控模块13与外部计算机的连接，实现程序更新以及主控模块13与显示器的通信；主控模块13为核心控制器，实现与显示器的交互以及对开关阵列板2的控制；第一插座15实现与显示器的交互；串口焊盘18连接外部串口连接器，实现主控模块 13程序的更新；电源焊盘18连接内部AC-DC电源输出端，实现给控制电源板1、开关阵列板2和显示器的供电；第二插座16为控制电源板1连接开关阵列板2的 XH型插座，实现对开关阵列板2的供电及控制。

在开关阵列2中，继电器驱动器9使用8个8位的继电器驱动器MAX4820 实现对64通道的继电器8进行电流驱动，保证继电器8的有效切换。继电器驱动器9采用SPI连接，SPI信号来自主控模块13。采用串行通信，有效减少线路数量。其中继电器8使用64个欧姆龙G5V-1继电器RELAY1-RELAY64，实现单刀单掷功能，控制信号来自继电器驱动器9输出。选用继电器8作为开关，可以获得比电子开关更大的隔离度，更大的电流通过能力，在进行通道切换时能更彻底，更可靠。第一66芯连接器10和第二66芯连接器11用于与64通道开关两端的设备连接，实现电源供给及控制信号输入。实际使用时就是通过第一66芯连接器10和第二66芯连接器11使电缆与相关设备和产品连接，以实现线缆切换或电平切换功能。

本实用新型的有益效果为：本开关阵列仪重量轻，体积小，对调试工位要求小，使用交流220V供电，即插即用，可实现两台产品同时调试，通过程序和触摸显示器进行控制，线缆切换可一键切换，而调试仪器设备只需一套。使用本开关阵列仪，减少了生产操作人员的工作量，降低了劳动强度，同时避免了因人工线缆切换带来的大量问题，并实现了一套仪器设备应对多台产品的同时调试，有效的提高了生产效率。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种开关阵列仪，其特征在于，包括控制电源板(1)、开关阵列板(2)、AC-DC电源模块(3)、控制板(4)、输入插座(5)、桥式开关(6)、串口连接器(7)、继电器(8)、继电器驱动器(9)、第一66芯连接器(10)、第二66芯连接器(11)、XH型插座(12)和显示器(19)；

所述控制电源板(1)和开关阵列板(2)通信连接；所述控制板(4)固定设置于控制电源板(1)的上端；所述AC-DC电源模块(3)固定设置于控制板(4)的下方；所述输入插座(5)、桥式开关(6)和串口连接器(7)依次固定设置于控制电源板(1)的下端；所述第一66芯连接器(10)和第二66芯连接器(11)均固定设置于开关阵列板(2)的下端；所述继电器(8)、继电器驱动器(9)和XH型插座(12)均固定设置于开关阵列板(2)的上端；所述XH型插座(12)和显示器(19)通信连接。

2.根据权利要求1所述的开关阵列仪，其特征在于，所述控制板(4)包括主控模块(13)、串口电平转换模块(14)、第一插座(15)、第二插座(16)、串口焊盘(17)和电源焊盘(18)；

所述串口电平转换模块(14)、第一插座(15)、第二插座(16)、串口焊盘(17)和电源焊盘(18)均与主控模块(13)通信连接；所述串口电平转换模块(14)还和串口焊盘(17)通信连接；所述第二插座(16)还与开关阵列板(2)通信连接。

3.根据权利要求2所述的开关阵列仪，其特征在于，所述主控模块(13)包括电阻R1-R6、接地电容C6-C7和型号为STC15W4K56S4_LQFP6L的单片机芯片U2；

所述芯片U2的Vcc引脚分别与接地电容C6和接地电容C7连接，其连接点作为芯片U2的Vcc引脚；所述芯片U2的Gnd引脚接地；所述芯片U2的P1.2-P1.7引脚分别与电阻R1-R6的一端一一对应连接。

4.根据权利要求3所述的开关阵列仪，其特征在于，所述串口电平转换模块(14)包括电容C1-C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5和型号为MAX232ESE的电平转换芯片U1；

所述芯片U1的C1+引脚和电容C2的一端连接；所述芯片U1的C1-引脚和电容C2的另一端连接；所述芯片U1的C2+引脚和电容C4的一端连接；所述芯片U1的C2-引脚和电容C4的另一端连接；所述芯片U1的VDD引脚和电容C1的一端连接；所述芯片U1的VCC引脚分别与电容C1的另一端和接地电容C3连接，其连接点还和芯片U2的Vcc引脚连接；所述芯片U1的VEE引脚和接地电容C5连接；所述芯片U1的T1IN引脚和GND引脚均接地；所述芯片U1的T2IN引脚和芯片U2的P3.1引脚连接；所述芯片U1的R2OUT引脚和芯片U2的P3.0引脚连接。

5.根据权利要求3所述的开关阵列仪，其特征在于，所述第一插座(15)包括端口P1；所述端口P1的第1引脚接地；所述端口P1的第2引脚和第3引脚分别与芯片U2的P1.1引脚和P1.0引脚一一对应连接；所述端口P1的第4引脚和芯片U2的Vcc引脚连接。

6.根据权利要求3所述的开关阵列仪，其特征在于，所述第二插座(16)包括端口P3和端口P5；所述端口P3的第1引脚和端口P5的第1引脚均接地；所述端口P3的第2引脚和端口P5的第2引脚均与芯片U2的Vcc引脚连接；所述端口P3的第4引脚和电阻R1的另一端连接；所述端口P3的第5引脚和电阻R2的另一端连接；所述端口P3的第6引脚和电阻R3的另一端连接；所述端口P5的第4引脚和电阻R4的另一端连接；所述端口P5的第5引脚和电阻R5的另一端连接；所述端口P5的第6引脚和电阻R6的另一端连接。

7.根据权利要求4所述的开关阵列仪，其特征在于，所述串口焊盘(17)包括端口P2；所述端口P2的第1引脚接地；所述端口的第2引脚和芯片U1的R2IN引脚连接；所述端口P2的第3引脚和芯片U1的T2OUT引脚连接；

所述电源焊盘(18)包括端口P4；所述端口P4的第1引脚接地；所述端口P4的第2引脚和芯片U2的Vcc引脚连接。

8.根据权利要求1所述的开关阵列仪，其特征在于，所述继电器(8)分别与第一66芯连接器(10)和第二66芯连接器(11)通信连接；所述继电器驱动器(9)和XH型插座(12)通信连接；

所述继电器(8)的外围端口包括IN1-IN64端、OUT1-OUT64端和Vcc端；所述继电器驱动器(9)采用型号为MAX4820的芯片作为主控芯片，其外围端口包括Vcc端、CS端和SLCK端；所述第一66芯连接器(10)的外围端口包括IN1-IN64端；所述第二66芯连接器(11)的外围端口包括OUT1-OUT64端；所述XH型插座(12)的外围端口包括Vcc端、CS端和SLCK端。

9.根据权利要求8所述的开关阵列仪，其特征在于，所述继电器(8)的IN1-IN64端和第一66芯连接器(10)的IN1-IN64端一一对应连接；所述继电器(8)的OUT1-OUT64端和第二66芯连接器(11)的OUT1-OUT64端一一对应连接，其Vcc端和芯片U2的Vcc引脚连接；所述继电器驱动器(9)的CS端和SLCK端分别与XH型插座(12)的CS端和SLCK端一一对应连接；所述继电器驱动器(9)的Vcc端和XH型插座(12)的Vcc端均与芯片U2的Vcc引脚连接；所述XH型插座(12)的CS端和SLCK端还分别与第二插座(16)中的端口P3或端口P5连接。