CN218481777U - 多通道开关控制器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种多通道开关控制器，包括：时钟信号触发电路、时钟信号产生电路、时钟信号输出电路和单端转差分电路，其中，时钟信号触发电路与多任务控制器、时钟信号产生电路连接，时钟信号产生电路与时钟信号输出电路连接，时钟信号输出电路通过单端转差分电路与多通道开关连接，以控制N个开关的导通或关断的切换。通过在多通道开关控制器中设置单端转差分电路，实现将单端输出的时钟控制信号转换为可差分传输的差分时钟控制信号，将差分时钟控制信号发送给多通道开关的功能，这样，及时在传输过程中收到干扰，由于采用差分方式传输，可降低传输过程中干扰对差分时钟控制信号的影响，提高天线多通道测试的效果和效率。

Description

多通道开关控制器

技术领域

本申请涉及雷达天线自动化测试技术领域，尤其涉及一种多通道开关控制器。

背景技术

雷达具有定位的功能，不仅广泛应用于军事、航天等领域，也应用于例如汽车导航定位等与日常生活息息相关的领域中，其中，雷达的定位功能主要由天线实现，因此，天线性能对于雷达设备比对于其他电子设备(如通信设备等)更为重要。

为了解天线的性能以及对天线进行调试，需要对天线进行测试，其中，多通道测试是天线测试中重要的测试内容，多通道测试可以实现多个天线同时测试或多通路天线测试能力。

现有技术中，多通道开关控制器与多通道开关之间通过单脉冲传输电平信号，而单脉冲传输电平信号很容易受到外界干扰，并且，多通道开关控制器与多通道开关之间距离一般较远，使得信号传输距离较长，这样，单脉冲传输电平信号受到干扰的概率增加，使得信号传输不稳定，影响测试效果。

实用新型内容

本申请提供一种多通道开关控制器，解决现有技术中单脉冲传输电平信号容易受到外界干扰，使得信号传输不稳定，影响测试效果的问题。

本申请提供一种多通道开关控制器，所述多通道开关包括N个开关，每个所述开关分别对应一个通道，所述开关用于使对应的通道导通和关断，其中，N是大于1的自然数；

所述多通道开关控制器包括：时钟信号触发电路、时钟信号产生电路、时钟信号输出电路和单端转差分电路；

其中，所述时钟信号触发电路与多任务控制器、所述时钟信号产生电路连接，所述时钟信号产生电路与所述时钟信号输出电路连接，所述时钟信号输出电路通过所述单端转差分电路与所述多通道开关连接；

所述时钟信号触发电路，具有接收端以接收所述多任务控制器的第一控制指令，根据所述第一控制指令向所述时钟信号产生电路发送第二控制指令，所述第一控制指令用于触发所述时钟信号触发电路向所述时钟信号产生电路发送所述第二控制指令，所述第二控制指令用于指示所述时钟信号产生电路产生所述时钟信号；

所述时钟信号产生电路，具有接收端以接收所述时钟信号触发电路发送的所述第二控制指令，以及输出端以输出所述时钟信号；

所述时钟信号输出电路，包括N个时钟控制信号产生电路，每个所述时钟控制信号产生电路具有接收端以接收所述时钟信号，并产生所述时钟控制信号，以及具有输出端向所述单端转差分电路输出所述时钟控制信号；

所述单端转差分电路，用于将接收到的时钟控制信号转换为差分时钟控制信号，并以差分信号传输的方式向所述多通道开关输送差分时钟控制信号，以控制所述N个开关的导通或关断的切换。

可选的，所述单端转差分电路包括：AM26C311芯片。

可选的，所述多通道开关控制器还包括：可编程的配置解析模块，所述可编程的配置解析模块与所述时钟信号输出电路连接；

所述可编程的配置解析模块，用于控制所述时钟信号输出电路产生的所述时钟控制信号中脉冲的切换频率。

可选的，所述可编程的配置解析模块中包括：现场可编程逻辑门阵列。

可选的，所述可编程的配置解析模块还包括：开关检测电路，所述开关检测电路与所述N个开关连接；

所述开关检测电路，用于检测所述N个开关的导通和关断状态，并在所述N个开关中有开关存在超时无动作时，发出警报。

可选的，所述可编程的配置解析模块还包括：扩容电路，所述扩容电路用于增加输出所述差分时钟控制信号的端口数量。

可选的，所述时钟控制信号产生电路包括边沿触发器。

可选的，所述多任务控制器通过RS-422接口与所述时钟信号触发电路连接。

本申请的有益效果如下：

本申请提供的多通道开关控制器，多通道开关控制器包括：时钟信号触发电路、时钟信号产生电路、时钟信号输出电路和单端转差分电路，其中，时钟信号触发电路与多任务控制器、时钟信号产生电路连接，时钟信号产生电路与时钟信号输出电路连接，时钟信号输出电路通过单端转差分电路与多通道开关连接，以控制N个开关的导通或关断的切换。通过在多通道开关控制器中设置单端转差分电路，实现将单端输出的时钟控制信号转换为可差分传输的差分时钟控制信号，将差分时钟控制信号发送给多通道开关的功能，这样，及时在传输过程中收到干扰，由于采用差分方式传输，可降低传输过程中干扰对差分时钟控制信号的影响，提高天线多通道测试的效果和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的多通道天线测试场景示意图；

图2为本申请一实施例提供的多通道开关控制器的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的开关检测电路与多通道开关的连接示意图；

图4为本申请另一实施例提供的开关检测电路与多通道开关的连接示意图。

附图标记说明：

10-时钟信号触发电路；

20-时钟信号产生电路；

30-时钟信号输出电路；

40-单端转差分电路；

50-多通道开关；

60-开关检测电路；

61-子开关检测电路；

62-开关；

70-多通道开关控制器；

80-被测天线。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。其中，雷达发射电磁波和接收其回波都是依靠天线完成的因此，天线性能直接影响雷达定位的速度和准确性，而雷达定位的速度和准确性对于军事、航天等具有重要影响，对于日常生活，例如汽车定位、搜救等也起到关键影响。因此，在雷达投入使用前，需要对天线进行测试和调试，确保天线能正常工作。

目前，对天线进行测试采用自动化测试的方式，天线的多通道测试是天线测试中重要的测试内容，图1为本申请一实施例提供的多通道天线测试场景示意图，如图1所示，对天线进行多通道测试时，由多通道开关控制器控制多通道开关的导通时间和导通时长，从而控制通道的导通时间和导通时长。其中，在对天线进行多通道测试时，多通道开关控制器通过单脉冲向多通道开关传输电平信号，而单脉冲传输电平信号很容易受到外界干扰，因此，为了减少电平信号受到干扰的概率，就需要多通道开关控制器与多通道开关之间距离不要太远，但是，在实际中，多通道开关控制器与多通道开关之间距离一般都较远，电平信号传输距离较长，从而容易受到干扰的影响，使得信号传输不稳定，影响测试效果。

因此，为了解决上述技术问题，本申请提出一种多通道开关控制器，其中，多通道开关控制器包括：时钟信号触发电路、时钟信号产生电路、时钟信号输出电路和单端转差分电路，其中，时钟信号触发电路与多任务控制器、时钟信号产生电路连接，时钟信号产生电路与时钟信号输出电路连接，时钟信号输出电路通过单端转差分电路与多通道开关连接，以控制N个开关的导通或关断的切换，从而降低干扰对时钟控制信号(也就是电平信号)的影响，提高天线多通道测试的效果和效率。

图2为本申请一实施例提供的多通道开关控制器的结构示意图。如图2所示，多通道开关控制器70包括：时钟信号触发电路10、时钟信号产生电路20、时钟信号输出电路30和单端转差分电路40。

其中，时钟信号触发电路10与多任务控制器、时钟信号产生电路20连接，时钟信号产生电路20与时钟信号输出电路30连接，时钟信号输出电路30通过所述单端转差分电路40与多通道开关50连接。

时钟信号触发电路10，具有接收端以接收多任务控制器的第一控制指令，根据第一控制指令向时钟信号产生电路20发送第二控制指令，第一控制指令用于触发时钟信号触发电路10向时钟信号产生电路20发送第二控制指令，第二控制指令用于指示时钟信号产生电路20产生时钟信号。

时钟信号产生电路20，具有接收端以接收时钟信号触发电路10发送的第二控制指令，以及输出端以输出时钟信号。

时钟信号输出电路30，包括N个时钟控制信号产生电路，每个时钟控制信号产生电路具有接收端以接收时钟信号，并产生时钟控制信号，以及具有输出端向单端转差分电路40输出时钟控制信号。

单端转差分电路40，用于将接收到的时钟控制信号转换为差分时钟控制信号，并以差分信号传输的方式向多通道开关50输送差分时钟控制信号，以控制N个开关的导通或关断的切换。

本实施例中，多任务控制器分别连接矢量网络分析仪、多通道开关控制器70和扫描架驱动器等设备，多任务控制器接收扫描架驱动器的告知信号后，向矢量网络分析仪下达采集指令，多任务控制器还控制多通道开关控制器70控制多通道开关50中N个开关的开启或关闭状态的高速切换，以实现射频信号的发射的选通，从而实现对被测天线80的测试。

具体的，多任务控制器与本实施例提供的多通道开关控制器70的时钟信号触发电路10连接，通过向时钟信号触发电路10发送第一控制指令触发多通道开关控制器100控制N各开关的导通和关断的控制。可选的，多任务控制器通过RS-422接口与时钟信号触发电路10连接，这样，第一控制指令在传输时采用RS-422协议传输。

时钟信号触发电路10的接收端接收到第一控制指令后，其输出端向时钟信号产生电路20发送第二控制指令。

时钟信号产生电路20接收到第二控制指令后，产生时钟信号，并将时钟信号发送给时钟信号输出电路30。其中，时钟信号的频率为开关频率的(M×N)倍，M为大于或等于1的自然数。

时钟信号输出电路30包括N个时钟控制信号产生电路，其中，每个时钟控制信号产生电路都设置有输入端和输出端输入端用于接收时钟信号，从而使该时钟控制信号产生电路产生时钟控制信号，并通过输出端将时钟控制信号发送给单端转差分电路40。可选的，时钟控制信号产生电路包括边沿触发器。

单端转差分电路40实现时钟控制信号转换为差分时钟控制信号，并通过差分信号传输方式将差分时钟控制信号输送至多通道开关50。可选的，单端转差分电路40包括AM26C311芯片。

本实施例，多通道开关控制器100包括：时钟信号触发电路10、时钟信号产生电路20、时钟信号输出电路30和单端转差分电路40，其中，时钟信号触发电路10与多任务控制器、时钟信号产生电路20连接，时钟信号产生电路20与时钟信号输出电路30连接，时钟信号输出电路30通过单端转差分电路40与多通道开关50连接，以控制N个开关的导通或关断的切换。通过在多通道开关控制器70中设置单端转差分电路40，实现将单端输出的时钟控制信号转换为可差分传输的差分时钟控制信号，将差分时钟控制信号发送给多通道开关50的功能，这样，及时在传输过程中收到干扰，由于采用差分方式传输，可降低传输过程中干扰对差分时钟控制信号的影响，提高天线多通道测试的效果和效率。

可选的，多通道开关控制器70还包括：可编程的配置解析模块(图中未示出)，可编程的配置解析模块与时钟信号输出电路30连接，其中，可编程的配置解析模块用于控制时钟信号输出电路产生的时钟控制信号中脉冲的切换频率。

现有技术中，控制时钟信号的电平切换速度较慢，一般为毫秒级，这样，降低天线的多通道测试的速度，并且，目前多通道开关50可使用固态开关，固态开关适应导通与关断之间的快速切换。

因此，本实施例为了提高多通道开关50中每个开关导通与关断之间的切换速度，在多通道开关控制器70中增加可编程的配置解析模块，使可编程的配置解析模块与时钟信号输出电路30连接。具体的，工作人员预先对可编程的配置解析模块与每个时钟控制信号产生电路连接，从而控制时钟控制信号高低电平的切换速度。

可选的，可编程的配置解析模块中包括现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)，通过现场可编程逻辑门阵列实现对控制时钟控制信号高低电平的切换速度。具体的，工作人员预先对可编程的配置解析模块进行配置，并在需要控制大通道开关时，对配置的信息进行解析，例如，预先设置好时钟控制信号高低电平的切换速度，则配置信息为时钟控制信号高低电平的切换速度，解析获得时钟控制信号高低电平的切换速度后，从而使FPGA根据时钟控制信号高低电平的切换速度控制时钟信号输出电路30中时钟控制信号高低电平的切换。

多通道开关50收到差分时钟控制信号后，N个开关中有的开关损坏，或者信号传输线路出现故障时，就会存在无法根据差分时钟控制信号进行导通和关断的情况，如果不能及时发现，导致天线的多通道测试结果不是真实的天线多通道测试结果，从而无法测试出天线的问题。因此，在一可能的实施例中，可编程的配置解析模块还包括：开关检测电路60，开关检测电路60与N个开关连接。

开关检测电路60，用于检测N个开关的导通和关断状态，并在N个开关中有开关存在超时无动作时，发出警报。

本实施例中，开关检测电路60与N个开关62连接可以是开关检测电路60通过图3所示的连接方式与N个开关62，这样，当有至少一个开关62出现超时无动作时，开关检测电路60就发出警报。

或者，开关检测电路60通过图4所示的连接方式与N个开关62，此时，开关检测电路60包括N个子开关检测电路61，N个子开关检测电路61与N个开关62一一对应，用于检测对应开关62的导通和关断状态，当对应开关62出现超时无动作时，发出警报。这样，便于快速查找出故障开关62。

其中，可选的，N个开关中每个开关对应有应答信号，将开关开通或关断时，向开关检测电路60发送应答信号，开关检测电路60中设置有与开关一一对应的计时器，当计时器在预设定时长内没有收到应答信号，则判断对应的开关无动作，发出警报。

超时无动作例如可以是差分时钟控制信号的电平切换后的预设时长内开关误动作，其中，预设时长的设置与电平切换的速度呈反相关关系，即电平切换速度越快，预设时长越小。

多通道开关控制器100用于与多通道开关连接件的端口数量受限，导致天线的收发端口数量受限，从而影响天线收发信号的效率，现有技术中，为了增加多通道开关控制器100中输出时钟控制信号的端口数量，通常采用软件编程的方法，但是这种方法当端口数量多时，程序中循环语句较多，达不到端口快速切换的要求，因此，端口数量一般为几十个，无法满足需求。

因此，可选的，可编程的配置解析模块还包括：扩容电路，扩容电路与所述现场可编程逻辑门阵列连接。

扩容电路，用于增加输出差分时钟控制信号的端口数量。

具体的，通过FPGA芯片内部的走线，实现端口数量的增加，这样，可以避免在端口快速切换时，多次执行循环语句的情况，实现端口快速切换。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种多通道开关控制器，其特征在于，所述多通道开关包括N个开关，每个所述开关分别对应一个通道，所述开关用于使对应的通道导通和关断，其中，N是大于1的自然数；

所述多通道开关控制器包括：时钟信号触发电路、时钟信号产生电路、时钟信号输出电路和单端转差分电路；

其中，所述时钟信号触发电路与多任务控制器、所述时钟信号产生电路连接，所述时钟信号产生电路与所述时钟信号输出电路连接，所述时钟信号输出电路通过所述单端转差分电路与所述多通道开关连接；

所述时钟信号触发电路，具有接收端以接收所述多任务控制器的第一控制指令，根据所述第一控制指令向所述时钟信号产生电路发送第二控制指令，所述第一控制指令用于触发所述时钟信号触发电路向所述时钟信号产生电路发送所述第二控制指令，所述第二控制指令用于指示所述时钟信号产生电路产生所述时钟信号；

所述时钟信号产生电路，具有接收端以接收所述时钟信号触发电路发送的所述第二控制指令，以及输出端以输出所述时钟信号；

所述时钟信号输出电路，包括N个时钟控制信号产生电路，每个所述时钟控制信号产生电路具有接收端以接收所述时钟信号，并产生所述时钟控制信号，以及具有输出端向所述单端转差分电路输出所述时钟控制信号；

所述单端转差分电路，用于将接收到的时钟控制信号转换为差分时钟控制信号，并以差分信号传输的方式向所述多通道开关输送差分时钟控制信号，以控制所述N个开关的导通或关断的切换。

2.根据权利要求1所述的多通道开关控制器，其特征在于，所述多通道开关控制器还包括：可编程的配置解析模块，所述可编程的配置解析模块与所述时钟信号输出电路连接；

所述可编程的配置解析模块，用于控制所述时钟信号输出电路产生的所述时钟控制信号中脉冲的切换频率。

3.根据权利要求2所述的多通道开关控制器，其特征在于，所述可编程的配置解析模块中包括：现场可编程逻辑门阵列。

4.根据权利要求3所述的多通道开关控制器，其特征在于，所述可编程的配置解析模块还包括：扩容电路，所述扩容电路与所述现场可编程逻辑门阵列连接；

所述扩容电路，用于增加输出所述差分时钟控制信号的端口数量。

5.根据权利要求2所述的多通道开关控制器，其特征在于，所述可编程的配置解析模块还包括：开关检测电路，所述开关检测电路与所述N个开关连接；

所述开关检测电路，用于检测所述N个开关的导通和关断状态，并在所述N个开关中有开关存在超时无动作时，发出警报。

6.根据权利要求1所述的多通道开关控制器，其特征在于，所述时钟控制信号产生电路包括边沿触发器。

7.根据权利要求1-6任一项所述的多通道开关控制器，其特征在于，所述单端转差分电路包括：AM26C311芯片。

8.根据权利要求1-6任一项所述的多通道开关控制器，其特征在于，所述多任务控制器通过RS-422接口与所述时钟信号触发电路连接。

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