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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltmatrix mit einer ersten
Anzahl von Eingängen und
einer zweiten Anzahl von Ausgängen
mit einer Leitungsanordnung und steuerbaren Schaltelementen, mittels
denen die Eingänge
mit den Ausgängen verbunden
werden können.
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Bei
der Übermittlung
von elektrischen Signalen ist es häufig erforderlich, eine Vielzahl
von Eingangssignalen weiterzuleiten. Beispielsweise ist zur Weiterleitung
von mittels mehrerer Lokalspulen aufgenommenen Magnetresonanzsignalen
an entsprechende Empfänger
eine Schaltmatrix erforderlich. Im Allgemeinen befinden sich nicht
immer alle Lokalspulen gleichzeitig in einem Homogenitätsvolumen
des Magnetresonanzgerätes
und empfangen somit auch kein Magnetresonanzsignal. Des Weiteren übersteigt die
Anzahl der Lokalspulen häufig
die zur Verfügung stehenden
Analog/Digital-Konverter, die das Signal zur Weiterverarbeitung
konvertieren. Es ist deshalb erforderlich, eine Schaltmatrix einzusetzen,
damit die Lokalspulen variabel mit den Analog/Digital-Konvertern
verbunden werden können.
Beispielsweise gibt es Magnetresonanzgeräte mit 32 Empfangskanälen, an
denen Analog/Digital-Konverter angeschlossen sind. Werden bei einer
Untersuchung 64 Lokalspulen zur Untersuchung eines Patienten positioniert,
so werden die Lokalspulen durch die Schaltmatrix variabel mit den
32 Analog/Digital-Konvertern verbunden.
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Die
Schaltmatrix lässt
sich als Verteilernetzwerk realisieren, das aus Leitungen besteht,
die von den Lokalspulen zu den Empfangskanälen führen und in Zeilen und Spalten
angeordnet sind. An den Kreuzungspunkten der verschiedenen Leitungen
ist jeweils ein steuerbarer Schalter ausgebildet, der die entsprechenden
sich kreuzenden Leitungen verbinden bzw. trennen kann und so die
jeweilige Lokalspule mit dem jeweiligen Analog/Digital-Konverter
verbindet. Im Beispiel der 64 Lokalspulen und 32 Empfangskanälen sind
dementsprechend 2.048 steuerbare Schaltelemente notwendig. Eine
Möglichkeit
der Realisierung einer derartigen Schaltmatrix ist mit der Halbleitertechnologie
gegeben. Dabei lässt
sich jeder Schalter als Halbleiterbauelement realisieren, wobei für jeden
Schalter typischerweise ein bis drei Halbleiterbauelemente erforderlich
sind. Zusätzlich
werden noch Kondensatoren und Spulen zum Trennen einer Steuersignals
des Schalters von der zu transportierenden Hochfrequenzspannung
verbaut. Zusätzlich ist
es erforderlich, jeden Schalter mittels einer separaten Steuerleitung
anzusteuern, über
die das Steuersignal zugeführt
wird. Aufsummiert werden zur Realisierung einer derar- tigen Schaltmatrix
mehrere 10.000 einzelne Halbleiterbauelemente benötigt.
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Eine
weitere Möglichkeit
der Realisierung von steuerbaren Schaltern sind mikroelektromechanische
Bauelemente (MEM). Für
die Anwendung in der Schaltmatrix sind insbesondere elektromechanische
Relais oder Schalter von Interesse. Da derartige Schalter die Leitungen über einen
mechanischen Kontakt schließen,
verfügen
sie über
eine gute Linearität
in ihrem analogen Signalübertragungsverhalten.
Allerdings sind bei der Verwendung derartiger Bauelemente jeweils
eine separate Steuerleitung und eine Steuereinheit erforderlich.
Die zur Ansteuerung nötigen
Spannungen liegen in der Regel im Bereich von 100 Volt und damit
deutlich über
denen üblicher
Halbleiterbauelemente. Insofern sind zur Realisierung einer entsprechenden
Schaltmatrix 2.048 spezielle Steuereinheiten erforderlich, die derart hohe
Spannungen liefern können.
Eine derart hohe Anzahl derartiger Steuereinheiten ist selbst bei
kundenspezifischen integrierten Schaltungen nicht auf einem Chip
realisierbar.
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In
der WO 2004/047216 A2 ist eine Schaltmatrix beschrieben, die mit
MEMS-Elementen arbeitet. Dabei befindet sich eine Vielzahl von Eingängen in
trennbarer Verbindung mit einer Vielzahl von Ausgängen. Die
Verbindungen zwischen einzelnen Eingängen und Ausgängen lassen
sich selektiv durch Schaltelemente herstellen und wieder lösen. Dabei werden
zur Herstellung des Schaltkontaktes so genannte MEMS-Schalter geschlossen,
so dass eine Verbindung zwischen zwei mikrostrukturierten Leitungen
hergestellt wird. Jedes Schaltelement ist dabei mit einer Steuereinheit
verbunden, die dem Schaltelemente die zum Schließen notwendige Spannung zuführt. Eine
zweite Steuerleitung ist als gemeinsame Erdungsleitung ausgeführt, während die
erste jeweils einzeln zu einer Spannungsversorgung führt. Somit
ist eine Vielzahl von Steuerleitungen zur Steuerung der Schaltmatrix
erforderlich.
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Aus
der
EP 1 146 532 A2 sind
Schaltungsanordnungen bekannt, die sich zum gezielten Manipulieren
mikromechanischer Elemente eignen. Dabei ist jedes Element mit zwei
Signalleitungen verbunden. Über
eine Signalleitung lässt
sich ein Schaltsignal zuführen,
durch das das Element in den geschlossenen Zustand überführbar ist.
Um das Element im geschlossenen Zustand zu halten, ist lediglich
eine geringere Spannung als die vorher zuzuführende Schaltspannung erforderlich,
die dann durch die zweite Steuerleitung zugeführt wird. Alternativ ist es
möglich,
zwei Signale zu summieren und dem Schaltelement zuzuführen, wobei
die Summe zum Schalten des Elements ausreicht. Eines der Signale ist
dabei das Haltesignal, während
das andere lediglich die Differenz zum erforderlichen Schaltsignal
darstellt. Zum parallelen Betrieb mehrerer dieser Schaltelemente
ist lediglich eine gemeinsame Spannungsversorgung für die Halteleitung
sowie eine für
die Schaltleitung erforderlich. In der Steuerleitung zu den einzelnen
Elementen sind weitere Schalter angeordnet, die selektiv einzelnen
Schaltelementen die Halte- oder die Schaltspannung zuführen.
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Die
US 4,959,515 offenbart mikromechanische
Schalter, von denen eine Vielzahl auf einem einzigen Substrat herstellbar
ist. Jeder Schalter verfügt über eine
Schaltzunge, die zum Öffnen
bzw. Schließen
eines Kontakts zwischen zwei Leitungen bewegbar ist. Das Bewegen
der Schaltzunge wird über
einen Schaltkontakt auf dem Substrat gesteuert. Eine ähnliche
Anordnung ist in der
US 3,413,573 beschrieben.
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In
der US 2002/0171517 A1 ist ein MEMS-Kondensator beschrieben, dessen
Kapazität durch
eine bewegliche Brücke
veränderbar
ist. Die Brücke
ist durch Anlegen eines Gleichstroms nach unten bewegbar, so dass
eine Kondensatorfläche durch
Kontakt mit der Brücke
vergrößert wird.
Dadurch ändert
sich die Kapazität
des Kondensators.
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In
der US 2002/0124385 A1 sind verschiedene Ausführungen von MEMS-Schaltern
beschrieben.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltmatrix
anzugeben, bei der mit geringem Aufwand eine Vielzahl von steuerbaren Schaltelementen
angesteuert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Schaltmatrix mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Durch die Schaltsignale auf den ersten beiden Steuerleitungen verbindet
ein Schaltelement einen der Eingänge mit
einem der Ausgänge.
So ist es möglich,
auch die Steuerleitungen als Matrix auszulegen, wodurch eine große Anzahl
von Leitungen gespart werden kann. In einer derartigen Anordnung
ist jedes Schaltelement mit wenigstens zwei Steuerleitungen verbunden.
Es schaltet jedoch nur, wenn zwischen beiden Leitungen ein Steuersignal
anliegt. Dadurch reduziert sich die Anzahl von Steuerleitungen im
Beispiel von 64 Empfangskanälen
und 32 Lokalspulen von 2.048 auf 96, was eine drastische Vereinfachung
der Herstellung einer derartigen Schaltmatrix bedeutet. Durch die Übermittlung
eines Haltesignals auf einer Halteleitung bleibt die Verbindung
zwischen dem jeweiligen Eingang und dem jeweiligen Ausgang auch
nach Abschalten des Schaltsignals erhalten. So lassen sich in der
Schaltmatrix sequenziell mehrere Schaltelemente schließen, deren
Schaltzustand durch das Haltesignal erhalten bleibt. Auf diese Weise
ist es beispielsweise möglich,
jeden Ausgang mit einem der Eingänge
zu verbinden und so gegebenenfalls eine Vielzahl von Signalen gleichzeitig
zu übertragen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Schaltelement einen
mikroelektromechanischen Schalter. Diese Art der Schalter bietet
den Vorteil einer guten Linearität
in ihrem analogen Signalübertragungsverhalten,
da derartige Schalter die Leitungen über einen mechanischen Kontakt
schließen.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem
nachfolgend, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erläuterten
Ausführungsbeispiel.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Schaltmatrix,
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2 ein
Ausführungsbeispiel
eines mikroelektromechanischen Schaltelements,
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3 eine
alternative Ausführungsform
der Schaltmatrix und
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4 eine
alternative Ausführungsform
des mikroelektromechanischen Schaltelements.
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1 zeigt
eine Schaltmatrix mit einer ersten Anzahl von Eingängen 2 und
einer zweiten Anzahl von Ausgängen 4.
Im vorliegenden Beispiel sind jeweils vier Eingänge 2 und vier Ausgänge 4 dargestellt.
Die gezeigte Schaltmatrix kann beispielsweise zum Verbinden von,
hier nicht dargestellten, Lokalspulen eines Magnetresonanzgerätes mit
entsprechenden Analog-Digital-Konvertern verwendet werden. In diesem
Fall wären
die Eingänge 2 der
Schaltmatrix mit den Lokalspulen verbunden und die Analog-Digital-Konverter
mit den Ausgängen 4 der Schaltmatrix.
Die Schaltmatrix umfasst für
jeden Eingang 2 und jeden Ausgang 4 eine elektrische
Signalleitung 6 bzw. 8, die in Form einer Matrix
angeordnet sind. Weiterhin umfasst die Schaltmatrix Schaltelemente 10,
mittels denen die Signalleitungen 6 der Eingänge 2 mit
den Signalleitungen 8 der Ausgänge 4 verbindbar bzw.
von diesen trennbar sind. Der Aufbau der Schaltelemente 10 ist
weiter unten anhand von 2 detailliert beschrieben.
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Die
Schaltmatrix umfasst eine Anzahl elektrischer Steuerleitungen 12 und 14 zur
Steuerung der Schaltelemente 10. Die Schaltelemente 10 sind über die
Steuerleitungen 12 und 14 mit in der Figur nicht dargestellten
Steuereinheiten verbunden, durch die zwischen den zwei Steuerleitungen 12 und 14 eine Schaltspannung
angelegt werden kann. Die Steuerleitungen 12 und 14 sind
analog zu den Signalleitungen 6 und 8 in einer
Matrixstruktur angeordnet. Dabei sind sämtliche, in einer Reihe angeordneten
Schaltelemente 10 über
eine der Steuerleitungen 14 mit einer einzelnen Steuereinheit
verbunden. Ebenso sind alle in einer Spalte untereinander angeordneten Schalt elemente 10 über eine
der Steuerleitungen 12 mit einer einzelnen Steuereinheit
verbunden. Folglich ist jedes der Schaltelemente 10 mit
zwei der Steuereinheiten verbunden.
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Zur
Verbindung eines der Eingänge 2 mit
einem der Ausgänge 4 wird
zwischen den beiden Steuerleitungen 12 und 14 des
entsprechenden Schaltelements 10 eine Schaltspannung angelegt,
woraufhin sich das Schaltelement 10 schließt und eine
Verbindung zwischen dem jeweiligen Eingang 2 und dem jeweiligen
Ausgang 4 herstellt. Durch die matrixartige Anordnung der
Steuerleitungen 12 und 14 liegt die zum Schalten
des Schaltelements 10 erforderliche Schaltspannung nur
an einem der Schaltelemente 10 an. So ist sichergestellt,
dass jedes Schaltelement 10 einzeln geschlossen werden
kann.
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Jedes
Schaltelement 10 ist mit einer weiteren Halteleitung 16 verbunden, über die
dem Schaltelement 10 eine Haltespannung zugeführt wird. Durch
die Haltespannung bleibt das Schaltelement 10 auch nach
Abschalten der Schaltspannung geschlossen. Folglich kann nach Schließen eines Schaltelements 10 die
entsprechende Schaltspannung abgeschaltet werden und ein weiteres
Schaltelement 10 der Schaltmatrix geschlossen werden. Das weitere
Schaltelement 10 wird ebenfalls mit der Haltespannung versorgt
und bleibt auch nach Abschalten der Schaltspannung geschlossen.
Auf diese Weise können
sequenziell nacheinander mehrere Schaltelemente 10 geschlossen
werden, wobei der Schaltzustand durch die Haltespannung jeweils
erhalten bleibt. Die Haltespannung wird dabei zwischen der Halteleitung 16 und
der Signalleitung 8 angelegt. Da es sich bei der Haltespannung
um eine Gleichspannung handelt und die zu übertragenden Signale im Fall
eines Magnetresonanzgerätes
HF-Signale sind, ergeben
sich keine Konflikte zwischen den beiden auf der Signalleitung übertragenen
Signalen. In 3 ist als weiteres Beispiel
eine Schaltmatrix gezeigt, die auch zur Übertragung von Gleichspannungssignalen
geeignet ist. Zur Entkopplung des Gleichstrompfades von dem HF-Pfad
sind jeweils kapazitive Elemente 18 in den Signalleitungen 6 und 8 angeordnet.
Zur Einkopplung der Haltespannung in die Signalleitung 8 dient
eine Einspeisleitung 20, die bekanntermaßen über ein
LC-Glied aus einem Kondensator 22 und einer Spule 24 mit
der jeweiligen Signalleitung 8 verbunden ist. Der Kondensator
ist dabei zwischen der Einspeisleitung 20 und einem Bezugspotenzial 25 angeordnet.
Hier sind auf andere bekannte Möglichkeiten
zur Einkopplung einer Gleichspannung in einen HF-Pfad denkbar. Die Funktionsweise
der Haltespannung innerhalb der Schaltelemente 10 wird
anhand von 2 näher erläutert.
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Nachdem
innerhalb eines sequenziellen Schaltvorgangs die mit den Eingängen 2 der
Schaltmatrix verbundenen Lokalspulen mit den jeweiligen Analog/Digital-Konvertern
an den Ausgängen 4 verbunden
sind, kann eine Magnetresonanzmessung durchgeführt werden. Die durch die Lokalspulen empfangenen
Magnetresonanzsignale werden über die
Signalleitungen 6, die Schaltelemente 10 und die Signalleitungen 8 zu
den Analog/Digital-Konvertern übertragen
und können
ausgewertet werden. Soll die Schaltmatrix für eine folgende Messung anders
geschaltet werden, ist es lediglich erforderlich, die Haltespannung
abzuschalten, worauf sich alle Schaltelemente 10 öffnen und
ein neuer Schaltungsvorgang eingeleitet werden kann.
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Durch
die dargestellte Anordnung der Schaltelemente 10 und die
weiter unten anhand von 2 beschriebene Funktionalität mit Schalt-
und Haltespannungen, ist die Anzahl der Steuereinheiten und Steuer-
und Halteleitungen 12, 14 und 16 im Vergleich
zu einem bekannten Kreuzschienenverteiler, bei dem jedes Schaltelement 10 über eine
separate Steuereinheit mit separater Steuerleitung angesteuert wird,
drastisch reduziert. In der hier beschriebenen Schaltmatrix fällt der
Unterschied mit zehn (acht für
die Schaltspannung, zwei für
die Haltespannung) gegenüber
ansonsten sechzehn Steuereinheiten zwar gering aus, im Allgemeinen
jedoch reduziert sich die Zahl der notwendigen Steuerleitungen und Steuereinheiten
von m·n
auf m + n + 2, wobei m die Anzahl der Eingänge 2 und n die Anzahl
der Ausgänge 4 der
Schaltmatrix ist. Bei dem eingangs erwähnten Beispiel eines Magnetresonanzgeräts mit vierundsechzig
Lokalspulen und zweiunddreißig
Analog/Digital-Konvertern
reduziert sich die Anzahl der erforderlichen Steuereinheiten von
2.048 auf achtundneunzig. So kann die Schaltmatrix vollständig innerhalb
eines integrierten Schaltkreises realisiert werden, was bisher aufgrund
des erhöhten
Bedarfs an Steuerleitungen nur unter großem Aufwand war. Dabei ist
es möglich,
die kapazitiven Elemente 18 und LC-Glieder mit den Schaltelementen 10 und
der Schaltmatrix in einen Schaltkreis zu integrieren. Es ist alternativ
möglich,
die kapazitiven Elemente 18 und LC-Glieder außerhalb
des Schaltkreises zu realisieren.
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2 zeigt
schematisch ein Schaltelement 10, wie es in der Schaltmatrix
nach 1 verwendet wird. Es besitzt fünf Anschlüsse für die Signalleitungen 6 und 8,
die Steuerleitungen 12 und 14, sowie die Halteleitung 16.
Dabei sind ein Signaleingang 102 und ein Signalausgang 104 vorgesehen,
zwei Anschlüsse 106 und 108 für die Steuerleitungen 12 und 14 zum
Aufprägen
der Schaltspannung und ein Halteanschluss 110 für die Halteleitung 16 zum
Aufprägen
der Haltespannung. Die Haltespannung wird über den Signalausgang 104 zurückgeführt. Das Schaltelement 10 umfasst
einen mikroelektromechanischen Schalter 112, der über eine
Leitung 114 mit dem Signaleingang 102 des Schaltelements 10 verbunden
ist. In der Schaltmatrix ist, wie in 1 beschrieben,
der Signaleingang 102 über
eine Signalleitung 6 mit einem der Eingänge 2 der Schaltmatrix verbunden.
Der Schalter 112 ist über
eine zweite Leitung 116 mit dem Signalausgang 104 des
Schaltelements 10 verbunden. In der Schaltmatrix ist der
Signalausgang 104 über
eine der elektrischen Signalleitungen 8 mit einem Ausgang 4 verbunden.
Bei geschlossenem Schalter 112 ist folglich ein Eingang 2 der
Schaltmatrix mit einem der Ausgänge 4 verbunden.
Eine mit dem Eingang 2 verbundene Lokalspule eines Magnetresonanzgerätes kann
so Magnetresonanzsignale zu einem mit dem Ausgang 4 der
Schaltmatrix verbundenen Analog-Digital-Konverter übertragen.
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Der
Schalter 112 umfasst eine Schaltzunge 118 mit
einem beweglichen Ende 118a, an dem zwei Kontakte 120 und 122 ausgebildet
sind. Auf der Schaltzunge 118 sind außerdem ein Schaltkontakt 124 und
ein Haltekontakt 126 ausgebildet. Unterhalb der Schaltzunge 118 befindet
sich ein Substrat 128, auf dem ebenfalls ein Schaltkontakt 130,
ein Haltekontakt 132 und zwei Kontakte 134 und 136 ausgebildet
sind. Der Schaltkontakt 120 der Schaltzunge 118 ist über eine
elektrische Leitung 138 mit einem ersten Steueranschluss 106 des
Schaltelements 10 verbunden. Der unterhalb der Schaltzunge 118 angeordnete
Schaltkontakt 130 ist über
eine Leitung 140 mit einem zweiten Steueranschluss 108 verbunden. Wird
zwischen den beiden Steueranschlüssen 106 und 108,
wie oben beschrieben, eine Spannung angelegt, so wird die Schaltzunge 118 nach
unten bewegt und die beiden Kontakte 120 und 134 bzw. 122 und 136 geschlossen.
So wird eine elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Eingang 2 der Schaltmatrix
und dem jeweiligen Ausgang 4 der Schaltmatrix hergestellt.
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Der
Haltekontakt 126 der Schaltzunge 118 ist über eine
Leitung 142 mit dem Kontakt 120 auf der Schaltzunge 118 verbunden
und das entsprechende Gegenstück
des Kontakts 134 auf dem Substrat 124 mit dem
Signalausgang 104. Der gegenüber der Schaltzunge 118 befindliche
Haltekontakt 132 ist über
eine Leitung 144 mit dem Halteanschluss 110 des
Schaltelements 10 verbunden. Liegt eine Gleichspannung
zwischen den Haltekontakten 126 und 132, so bleibt
der Schalter 112 auch bei abgeschalteter Schaltspannung
geschlossen. Ist der Schalter 112 geöffnet, so bewirkt die Haltespannung
kein Schließen
der Schaltzunge 118, da sie aufgrund des fehlenden elektrischen
Kontakts zwischen den beiden Kontakten 120 und 134 nicht
zwischen den beiden Haltekontakten 126 und 132 anliegt,
sondern zwischen dem Haltekontakt 132 und dem Kontakt 134.
Erst wenn die Schaltzunge durch eine Schaltspannung zwischen den Schaltkontakten 124 und 130 geschlossen
wird, liegt die Haltespannung durch die geschlossenen Kontakte 120 und 134 zwischen
den Haltekontakten 126 und 132 an, wodurch der
Schalter 112 auch bei abgeschalteter Schaltspannung geschlossen
bleibt. Zum Programmieren der Schaltmatrix wird folglich zunächst die
Haltespannung an alle Schaltelemente 10 angelegt, und danach
sequenziell die gewünschten
Schaltelemente 10 durch kurzzeitiges Anlegen einer Schaltspannung
geschlossen.
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Für die Führung des
zu übertragenden
Magnetresonanzsignals vom Signaleingang 102 des Schaltelements 10 über die
Schaltzunge 118 zum Signalausgang 104 gibt es
zwei Varianten. Einerseits ist es möglich, den Signaleingang 102 mit
dem Haltekontakt 126 der Schaltzunge über eine Leitung 114 zu
verbinden, so dass dieser weiter über die Kontakte 120 und 134 mit
dem Signalausgang 104 verbunden ist. Dies wurde bereits
oben beschrieben. Alternativ ist es möglich, den Signaleingang 102 über eine
Leitung 146 mit dem Kontakt 136 zu verbinden und
den Kontakt 132 über
eine Leitung 148 mit dem Kontakt 120. Bei geschlossener
Schaltzunge 118 ist so ein elektrischer Kontakt mit dem
Signalausgang hergestellt.
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3 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der Schaltmatrix mit gegenüber
der 2 geringfügig
modifizierten Schaltelementen 26. Der innere Aufbau der
hier verwendeten Schaltelemente 26 ist weiter unten anhand
von 4 detailliert erläutert. Analog zur in 1 gezeigten
Ausführungsform
sind die Eingänge 2 über Signalleitungen 6 mit
den Steuerelementen 26 verbunden. Die Steuerelemente 26 sind
mit den Ausgängen 4 über Signalleitungen 8 verbunden.
Im Unterschied zu den in 1 verwendeten Schaltelementen 26 sind
alle Schaltelemente 26 mit zwei Steuerleitungen 12, 14,
sowie zwei Halteleitungen 16 und 28 verbunden.
Wie in 1 beschrieben, dienen die beiden Steuerleitungen 12 und 14 zum
Anlegen der Schaltspannung an das Schaltelement 26. Im
Unterschied zu 1 wird die Haltespannung über die
beiden Halteleitungen 16 und 28 angelegt und nicht über die
Halteleitung 16 und die Signalleitung 8. Dadurch
ergibt sich ein vom HF-Pfad vollständig getrennter Pfad für das Gleichspannungssignal
der Haltespannung. Der übrige
Aufbau und die Funktionsweise der Schaltmatrix sind mit dem in 1 identisch.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Schaltelements 26, wie er bei der Schaltmatrix in 3 eingesetzt
wird. Analog zu 2 befinden sich auf einer Schaltzunge 118 zwei
Kontakte 120 und 122, ein Schaltkontakt 124 und
ein Haltekontakt 126, mit entsprechenden auf dem Substrat 128 liegenden Kontakten 134 und 136,
sowie dem Schaltkontakt 130 und dem Haltekontakt 132.
Im Unterschied zu der in 2 beschriebenen Ausführung ist
in dieser Variante der Signaleingang 102 des Schaltelements 26 direkt über eine
Leitung 148 mit dem Kontakt 122 verbunden und
somit vollständig
von der Schaltspannung und der Haltespannung getrennt. Folglich
sind mit derartigen Schaltelementen 26 bestückte Schaltmatrizen
auch zur Übertragung
von Gleichspannungssignalen einsetzbar. Zur Einspeisung der Haltespannung
ist neben den bereits im Zusammenhang mit 2 beschriebenen
Halteanschluss 110 ein weiterer Halteanschluss 150 vorgesehen,
der über die
Leitung 116, die Kontakte 134 und 120 und
die Leitung 142 mit dem Haltekontakt 126 auf der
Schaltzunge 118 verbunden ist. Der Signalausgang 104 ist in
dieser Ausführungsform über eine
Leitung 152 mit dem Kontakt 136 verbunden.
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Als
weitere, nicht dargestellte Ausführungsform
kann der Signaleingang 102, vergleichbar zur zweiten Variante
in 2, über
einen weiteren Kontakt am beweglichen Ende 118a der Schaltzunge 118 mit
dem Signalausgang 104 verbunden werden. Insofern wären statt
den beiden Kontakten 120 und 122, sowie den beiden
Kontakten 134 und 136 auf dem Substrat 128 jeweils
ein weiterer Kontakt erforderlich. Die Funktionsweise und Programmierung
einer Schaltmatrix mit den hier beschriebenen Schaltelementen ist
völlig
analog zu den in 1 bzw. 2 beschriebenen
Ausführungsbeispielen.