JP2009060225A - Rf回線切り替え回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】比較的小型で、伝送特性が良く、メンテナンスや修理が容易なRF回線切り替え回路を提供する。
【解決手段】RF回線切り替え回路は、N本の入力配線に接続されたN/2個の第1のRFトランスファスイッチと、N本の出力配線に接続されたN/2個の第2のRFトランスファスイッチと、内部配線又は複数の第3のRFトランスファスイッチと複数の内部配線との組合せからなるN本の内部接続経路とを備える。N本の入力RF回線の各々が、第1及び第2のRFトランスファスイッチと内部接続経路とからなる経路を介して、前記経路上のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、N本の出力RF回線の各々と接続される。
【選択図】図1

Description

本発明は、RF回線切り替え回路に関し、特に、通信装置の無線特性試験において使用され、小型で、伝送特性が良く、メンテナンスや修理が容易なRF回線切り替え回路に関する。
通信装置の無線特性試験においては、多くの通信経路について効率的に試験をする必要がある。このため、RF(高周波)マトリクススイッチを用いて、RF信号回線を順次切り替える。
なお、マイクロ波通信装置において、高周波スイッチのいずれかひとつをオン/オフする技術が知られている。(特許文献1参照)。また、複数の入力回線と複数の出力回線を有する回線配分回路において、複数のトランスファスイッチを用いる技術が知られている。(特許文献2参照)。また、アレーアンテナにおいて、複数の素子アンテナを選択するための給電回路のトランスファスイッチの個数を低減する技術が知られている。(特許文献3参照)。
特開昭60−247392号公報 特開平7−336128号公報 特開昭62−160826号公報
図6及び図7は、本発明の背景となったRF回線切り替え回路(以下、切り替え回路)の構成を示し、4本の入力RF回線と4本の出力RF回線からなる回路(4×4回路)について試験する場合に用いられる切り替え回路を示す。図6はリレースイッチを用いる例を示し、図7は回線セレクタを用いる例を示す。
図6の例の場合、切り替え回路を構成するために、6個の入力(又は出力)と1個の出力(又は入力)との間を切り替えるスイッチ(以下、6−1SW)が、8個必要となる。内部配線は、入力のために4本、6−1SWの間の接続のために16本、出力のために4本の合計24本必要となる。8個の6−1SWを制御回路(図示せず)により制御することにより、4個の入力端子(IN1〜IN4)に接続された4本の入力RF回線(図示せず)と、4個の出力端子(OUT1〜OUT4)に接続された4本の出力RF回線(図示せず)との間の接続が切り替えられる。
図7の例の場合、切り替え回路を構成するために、回線セレクタ(SPDTスイッチ)が24個必要となる。内部配線は、入力のために4本、SPDTスイッチの間の接続のために32本、出力のために4本の合計40本必要となる。24個のSPDTスイッチを制御回路(図示せず)により制御することにより、図6と同様に、4本の入力RF回線と4本の出力RF回線との間の接続を切り替える。
本発明者の検討によれば、以上のように、切り替え回路が大型にならざるを得ないので、種々の問題を生じる。
即ち、太い導波管又は同軸ケーブルを用いて多数の内部配線を構成するため、切り替え回路を収納する筐体が大型になる。無線特性試験では多くの測定器を使用するので、筐体が大きいと、切り替え回路の設置が不便になる。また、無線特性試験ではできるだけ伝送特性を良くする必要があるが、図7の例の場合、スイッチの接続及び内部配線が多くなるため、切り替え回路における伝送特性が悪くなる。また、切り替え回路の内部配線の数が多いので、日常のメンテナンスや故障時の修理が容易でない。更に、6−1SWやSPDTスイッチは高価であるので、切り替え回路が高価になる。
本発明は、比較的小型で、伝送特性が良く、メンテナンスや修理が容易なRF回線切り替え回路を提供することを目的とする。
本発明のRF回線切り替え回路は、N(Nは4、8、16、・・)本の入力RF回線に接続されるN本の入力配線と、N本の出力RF回線に接続されるN本の出力配線と、各々が前記N本の入力配線のいずれか2本であって相互に異なる入力配線に接続されたN/2個の第1のRFトランスファスイッチと、各々が前記N本の出力配線のいずれか2本であって相互に異なる出力配線に接続されたN/2個の第2のRFトランスファスイッチと、各々が内部配線又は複数の第3のRFトランスファスイッチと複数の内部配線との組合せからなり、前記第1及び第2のRFトランスファスイッチの間を接続するN本の内部接続経路とを備える。前記N本の入力RF回線の各々が、1本の入力配線、1個の第1のRFトランスファスイッチ、1個の第2のRFトランスファスイッチ、1本の出力配線、及び、当該1個の第1のRFトランスファスイッチと当該1個の第2のRFトランスファスイッチとの間を接続する1本の内部接続経路とからなる経路を介して、N本の出力RF回線の各々と接続可能とされる。前記第1及び第2のRFトランスファスイッチ又は前記第1、第2及び第3のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記N本の入力RF回線の各々が、前記N本の出力RF回線の各々と接続される。
好ましくは、本発明の一実施態様において、当該RF回線切り替え回路が、更に、前記第1及び第2のRFトランスファスイッチ又は前記第1、第2及び第3のRFトランスファスイッチを切り替える制御回路を備える。
好ましくは、本発明の一実施態様において、前記制御回路が、禁止条件を格納する禁止設定テーブルを備え、前記入力RF回線と出力RF回線との間に設定すべき経路が前記禁止条件に該当する場合、当該経路を設定しない。
好ましくは、本発明の一実施態様において、前記Nが4であり、前記4本の内部接続経路が、各々、1本の内部配線からなり、前記4本の入力RF回線の各々が、当該1個の第1のRFトランスファスイッチ及び当該1個の第2のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記4本の出力RF回線の各々と接続される。
好ましくは、本発明の一実施態様において、前記Nが8であり、前記8本の内部接続経路が、各々、2個の第3のRFトランスファスイッチと複数の内部配線とからなり、前記8本の入力RF回線の各々が、当該1個の第1のRFトランスファスイッチ、当該1個の第2のRFトランスファスイッチ及び前記2個の第3のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記8本の出力RF回線の各々と接続される。
本発明のRF回線切り替え回路によれば、N本の入力RF回線の各々が、第1及び第2のRFトランスファスイッチと内部接続経路とからなる経路を介して、前記経路上のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、N本の出力RF回線の各々と接続される。これにより、内部配線の数を少なくすることができるので、内部配線として太い導波管又は同軸ケーブルを用いても、切り替え回路及びその筐体が大型化することを回避することができる。この結果、無線特性試験において多くの測定器を使用しても、筐体が大きくないので、切り替え回路を支障なく設置することができる。また、内部配線の数が少ないので、切り替え回路のメンテナンスや故障時の修理を容易に行うことができる。更に、スイッチの接続及び内部配線を少なくすることができるので、無線特性試験において伝送特性を良くすることができる。
また、本発明の一実施態様によれば、RFトランスファスイッチを切り替える制御回路が設けられる。これにより、前記経路上のRFトランスファスイッチをマニュアルで切り替えるよりも、正確に切り替えることができ、また、測定のための負担を軽減することができる。
また、本発明の一実施態様によれば、入力RF回線と出力RF回線との間に設定すべき経路が禁止条件に該当する場合、当該経路が設定されない。これにより、当該試験に起因してRFトランスファスイッチの破損を防止することができ、また、RFトランスファスイッチを簡単な構成とすることができる。
また、本発明の一実施態様によれば、4本の入力RF回線の各々が、第1及び第2のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、4本の出力RF回線の各々と接続される。これにより、最も使用頻度が高い4本の入力RF回線と4本の出力RF回線からなる回路(4×4回路)について試験する場合に用いられる切り替え回路を、容易に設計し、製造し、設置し、維持することができる。
また、本発明の一実施態様によれば、8本の入力RF回線の各々が、第1及び第2のRFトランスファスイッチ及び2個の第3のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、8本の出力RF回線の各々と接続される。これにより、4×4回路の次に使用頻度が高い8本の入力RF回線と8本の出力RF回線からなる回路(8×8回路)について試験する場合に用いられる切り替え回路を、容易に設計等することができる。この結果、4×4回路と併せて、実務上、実際の測定に必要となる殆ど全ての切替器を容易に用意することができる。
図1は、本発明のRF回線切り替え回路の一例を示す構成図であり、4本の入力RF回線と4本の出力RF回線からなる回路(4×4回路)について試験する場合に用いられる切り替え回路を示す。
RF回線切り替え回路(以下、切替器)1は、4個のRFトランスファスイッチ(Trans−SW#1〜Trans−SW#4)10と、4本の入力配線11と、4本の内部配線12と、4本の出力配線13とを備える。これらは、例えば1枚の基板上に設けられる。入力配線11の数及び出力配線13の数Nは同一とされる。この例はN=4の例である。内部配線12は切替器1の内部の配線である。
4本の入力配線11は、各々、切替器1の4個の入力端子IN1〜IN4に接続され、これらを介して4本の入力RF回線(図示せず)に接続される。4本の内部配線12は、4個のRFトランスファスイッチ(以下、単にトランスファSW)10の間を接続する。4本の出力配線13は、各々、切替器1の4個の出力端子OUT1〜OUT4に接続され、これらを介して4本の出力RF回線(図示せず)に接続される。
また、切替器1は、電源回路14と、リレー制御回路15と、USBデータ入出力回路(USB−DIO)16と、電源スイッチ17と、商用電源との接続部18と、USB接続端子19とを備える。
電源スイッチ17がオンである場合、商用電源との接続部18を介して、切替器1の外部から商用電源(100V)が電源回路14に供給される。電源スイッチ17がオフである場合、商用電源は遮断される。電源回路14は、供給された商用電源から、切替器1の電源として用いられる内部電源(例えば、5V)を生成する。内部電源は、リレー制御回路15、USBデータ入出力回路16及び4個のトランスファSW10にその電源として供給される。
USB接続端子19は、USB接続用の端子であり、例えばコンピュータ(図示せず)が接続される。当該コンピュータは、USB接続端子19を介して、USBデータ入出力回路16にリレー制御用データを送信する。USBデータ入出力回路16は、受信したリレー制御用データをリレー制御回路15に入力する。
リレー制御回路15は、例えばコンピュータからなり、与えられたリレー制御用データに基づいて制御信号を生成して、4個のトランスファSW10に供給する。リレー制御用データは、外部のコンピュータ(図示せず)から入力されるか、又は、リレー制御回路15に直接入力される。例えば、通常時において、制御信号はロウレベルとされ、トランスファSW10はリレーの非動作状態とされる。また、動作時において、制御信号はハイレベルとされ、トランスファSW10はリレーの動作状態とされる。
なお、図1において、リレー制御回路15からトランスファSW10への制御信号は、図示の便宜上、Trans−SW#2及びTrans−SW#4のみについて示し、Trans−SW#1及びTrans−SW#3については省略している。
トランスファSW10のリレーの動作を、図2に示す。トランスファSW10は、4個の接続端子#1〜#4を備え、電気機械的なリレー105及び106からなる。即ち、4個の接続端子#1〜#4の間の機械的に切り替え可能なリレー105及び106が、電気的な制御信号に応じて切り替えられる。
通常時(リレーの非動作状態)において、制御信号はオフ(又は0)とされる。これにより、図2(A)に示すように、例えば接続端子#1に設けられたリレー105が、接続端子#3ではなく、接続端子#2に接続される。また、接続端子#4に設けられたリレー106が、接続端子#2ではなく、接続端子#3に接続される。この結果、接続端子#1と#2との間及び接続端子#3と#4との間が、電気的に接続される。これにより、接続端子#1に接続された配線101と接続端子#2に接続された配線102とが接続され、接続端子#3に接続された配線103と接続端子#4に接続された配線104とが接続される。
リレーの動作状態において、制御信号はオン(又は1)とされる。これにより、図2(B)に示すように、接続端子#1に設けられたリレー105が接続端子#2から接続端子#3に接続されるように切り替えられ、接続端子#4に設けられたリレー106が接続端子#3から接続端子#2に接続されるように切り替えられる。この結果、接続端子#1と#3との間及び接続端子#2と#4との間が、電気的に接続される。これにより、配線101と配線103とが接続され、配線102と配線104とが接続される。
なお、図1(図3及び図5において同じ)は、図示の便宜上、各々のトランスファSW10がリレーの非動作状態(図2(A)の状態)にある場合を示しているが、前述のように、トランスファSW10は、各々、制御信号に応じてリレーの動作状態(図2(B)の状態)となる。
図1において、4本の入力配線11は、4個の入力端子IN1〜IN4といずれか2個のトランスファSW10との間を接続する。入力端子IN1〜IN4に接続された2個のトランスファSW10を第1のトランスファSWということとする。即ち、Trans−SW#1及びTrans−SW#2が第1のトランスファSW10である。第1のトランスファSW10は入力用のトランスファSWである。
入力配線11により、入力端子IN1及びIN3は第1のトランスファSW10であるTrans−SW#1と接続され、入力端子IN2及びIN4は第1のトランスファSW10であるTrans−SW#2と接続される。2(=N/2)個の第1のトランスファSW10は、各々、2本の相互に異なる入力配線11に接続される。
入力配線11は、例えば導波管又は同軸ケーブルからなる。図1において、入力配線11は、図示の便宜上、折れ曲がるように表示されているが、実際には、ほぼ直線状に設けられる。以上は、内部配線12、後述する外部配線12’、出力配線13、後述する入力RF回線3、後述する出力RF回線4についても同様である。
4本の出力配線13は、4個の出力端子OUT1〜OUT4といずれか2個のトランスファSW10との間を接続する。出力端子OUT1〜OUT4に接続された2個のトランスファSW10を第2のトランスファSWということとする。即ち、Trans−SW#3及びTrans−SW#4が第1のトランスファSWである。第2のトランスファSW10は、第1のトランスファSWと相互に異なり、また、出力用のトランスファSW10である。
出力配線13により、出力端子OUT1及びOUT4は第2のトランスファSW10であるTrans−SW#3と接続され、出力端子OUT2及びOUT3は第2のトランスファSW10であるTrans−SW#4と接続される。2(=N/2)個の第2のトランスファSW10は、各々、2本の相互に異なる出力配線13に接続される。
4本の内部配線12は、第1及び第2のトランスファSW10の間を接続する。即ち、2個の第1のトランスファSW10は、各々、2本の内部配線12に接続される。2個の第2のトランスファSW10は、各々、2本の内部配線12に接続される。従って、2個の第1のトランスファSW10は、同一の2個の第2のトランスファSW10に接続される。これにより、第1及び第2のトランスファSW10の状態を切り替えることにより、後述するように、4本の入力配線11又は入力端子IN1〜IN4を4本の出力配線13又は出力端子OUT1〜OUT4に接続することができる。
第1及び第2のトランスファSW10の間を接続する経路を内部接続経路と言うこととする。この例では、内部接続経路は、各々、1本の内部配線12からなり、トランスファSW10を含まない。内部接続経路の数は、入力配線11の数及び出力配線13の数Nと等しくされる。従って、この例では、内部接続経路の数は4である。
図3は、本発明のRF回線切り替え回路の説明図である。なお、図3において、電源回路14、リレー制御回路15、USBデータ入出力回路16等の図示を省略している。
4本の入力配線11は、4個の入力端子IN1〜IN4を介して、4本の入力RF回線3に接続される。4本の入力RF回線3は、各々、被試験装置2である基地局装置21〜24に接続される。基地局装置21〜24は、例えば高周波(RF)による通信を行う種々のデータ通信装置からなる。
4本の出力配線13は、4個の出力端子OUT1〜OUT4を介して、4本の出力RF回線4に接続される。4本の出力RF回線4は、各々、試験装置5である測定器51〜54に接続される。測定器51は、例えばスペクトラムアナライザ又はパワーメータからなる。測定器52は、例えば送信機テスタ又は周波数カウンタからなる。測定器53は、例えばシグナルジェネレータからなる。測定器54は、例えばネットワークアナライザからなる。測定器51〜54を接続する出力RF回線4を相互に入れ替えても良い。
以上により、被試験装置2と試験装置5との間は、トランスファSW10の切り替えに応じて、以下のように接続される。
例えば、Trans−SW#1〜Trans−SW#4が、図1及び図3に示す状態、即ち、リレーの非動作状態にあるとする。これを第1の接続状態と言うこととする。
この場合、基地局装置21は、入力端子IN1、入力配線11、Trans−SW#1、内部配線12、Trans−SW#3、出力配線13、出力端子OUT1を介して、測定器51に接続される。同様にして、基地局装置22は、Trans−SW#2及びTrans−SW#4等を介して、測定器52に接続される。基地局装置23は、Trans−SW#1及びTrans−SW#3等を介して、測定器53に接続される。基地局装置24は、Trans−SW#2及びTrans−SW#3等を介して、測定器54に接続される。
例えば、測定器51がスペクトラムアナライザである場合、スペクトラムアナライザが基地局装置21のスペクトルを測定するために必要な時間t1は、経験的に予め知ることができる。同様に、測定器52、53及び54が接続された被試験装置2についての測定を完了するために必要な時間t2、t3及びt4も、当該測定器5と被試験装置2との組合せに応じて経験的に予め知ることができる。この例では、Trans−SW#1〜Trans−SW#4は、時間t1〜t4の中で最も長い時間だけ、リレーの非動作状態とされる。例えば、最も長い時間がt4であるとすると、これにより、第1の接続状態とされる時間T1が定まる(T1=t4とされる)。これにより、第1の接続状態において、基地局装置21、22、23及び24を、各々、測定器51、52、53及び54により測定することができる。
次に、例えばTrans−SW#3及びTrans−SW#4をリレーの動作状態とする。また、Trans−SW#1及びTrans−SW#2は、リレーの非動作状態のままとする。これを第2の接続状態と言うこととする。第2の接続状態とされる時間T2も、第1の接続状態の時間T1と同様に、当該測定器5と被試験装置2との組合せに応じて、経験的に予め知ることができる(第3及び第4の接続状態とされる時間T3及びT4も同様である)。
この場合、基地局装置21は、Trans−SW#3の切り替えに応じて、Trans−SW#3、出力配線13、出力端子OUT4を介して、測定器54に接続される。同様にして、基地局装置22は、Trans−SW#4の切り替えに応じて、測定器53に接続される。基地局装置23は、Trans−SW#4の切り替えに応じて、測定器52に接続される。基地局装置24は、Trans−SW#3の切り替えに応じて、測定器51に接続される。これにより、第2の接続状態において、基地局装置21、22、23及び24を、各々、測定器54、53、52及び51により測定することができる。
次に、例えばTrans−SW#1及びTrans−SW#2をリレーの動作状態とし、Trans−SW#3及びTrans−SW#4をリレーの非動作状態とする。これを第3の接続状態と言うこととする。
この場合、基地局装置21は、Trans−SW#1及びTrans−SW#4の切り替えに応じて、Trans−SW#1、内部配線12、Trans−SW#4、出力配線13、出力端子OUT1を介して、測定器53に接続される。出力配線13、出力端子OUT4を介して、測定器53に接続される。同様にして、基地局装置22は、Trans−SW#2及びTrans−SW#3の切り替えに応じて、測定器54に接続される。基地局装置23は、Trans−SW#1及びTrans−SW#3の切り替えに応じて、測定器51に接続される。基地局装置24は、Trans−SW#2及びTrans−SW#4の切り替えに応じて、測定器52に接続される。これにより、第3の接続状態において、基地局装置21、22、23及び24を、各々、測定器53、54、51及び52により測定することができる。
次に、例えばTrans−SW#3及びTrans−SW#4をリレーの動作状態とする。また、Trans−SW#1及びTrans−SW#2は、リレーの動作状態のままとする。これを第4の接続状態と言うこととする。
この場合、基地局装置21は、Trans−SW#4の切り替えに応じて、Trans−SW#4、出力配線13、出力端子OUT2を介して、測定器52に接続される。同様にして、基地局装置22は、Trans−SW#3の切り替えに応じて、測定器51に接続される。基地局装置23は、Trans−SW#3の切り替えに応じて、測定器54に接続される。基地局装置24は、Trans−SW#4の切り替えに応じて、測定器53に接続される。これにより、第1の接続状態において、基地局装置21、22、23及び24を、各々、測定器52、51、54及び53により測定することができる。
以上のように、4本の入力RF回線3の各々が、1個の第1のトランスファSW10及び1個の第2のトランスファSW10を切り替えることにより、4本の出力RF回線4の各々と接続される。これにより、基地局装置21〜24は、順次、予め定められた時間間隔T1〜T4で、測定器51〜54に接続される。
この時、入力RF回線3と出力RF回線4との間を伝送される信号は、互いに衝突しないようにされる。前述のように、測定器5と被試験装置2との組合せに応じて、第1〜第4の接続状態の時間T1〜T4は予め知ることができる。そこで、コンピュータからの入力に従って、リレー制御回路15は、第1〜第4の接続状態の時間T1〜T4ごとに、Trans−SW#1〜Trans−SW#4を制御する。これにより、入力RF回線3に接続された基地局装置21〜24について、順次回線を切り替えて、出力RF回線4に接続された測定器51〜54による測定を効率良く行うことができる。
図4は、本発明のRF回線切り替え回路の他の一例を示す構成図であり、図1の切替器1におけるリレー制御回路15がトランスファSW10の切り替えを消費電力を考慮して制御する例である。なお、図4において、リレー制御回路15を主として、切替器1の構成を簡易に図示している。
例えば、測定器51であるスペクトラムアナライザ又はパワーメータや測定器52である送信機テスタ又は周波数カウンタによる測定(試験)は高出力の高周波を伴い、測定器53であるシグナルジェネレータや測定器54であるネットワークアナライザによる測定(試験)は低出力の高周波を伴う。従って、1個のトランスファSW10に、同時に2個の高出力の高周波が印加される場合があり得る。この場合、当該トランスファSW10が故障する場合がある。この故障の可能性を完全に排除しようとすると、トランスファSW10が極めて高価なものとなる。
そこで、図4(A)に示すように、設定制御部61、設定テーブル62、禁止設定テーブル63を備えるコンピュータ6が用意される。設定制御部61は、禁止設定テーブル63の内容をリレー制御回路15のメモリ151に書き込み、リレー制御回路15のリレー設定回路152を制御する。
設定テーブル62は、図4(B)に示すように、切替器1により形成可能な複数の経路(経路1〜経路xx)の全てについて、各々の経路情報を格納する。設定テーブル62は、例えば切替器1の構成に応じて予め用意される。
例えば、図1の切替器1の場合、4個の入力端子IN1〜IN4と4個の出力端子OUT1〜OUT4との間を接続する16本の経路が格納される。「経路1」が、例えば入力端子IN1から出力端子OUT1までである場合、「経路1」の経路情報は、入力端子IN1、Trans−SW#1、Trans−SW#3、出力端子OUT1とされる。
禁止設定テーブル63は、図4(C)に示すように、設定テーブル62に格納された複数の経路の各々について、禁止条件を格納する。禁止設定テーブル63は、例えば切替器1の構成に応じて、設定テーブル62を参照しつつ、予め用意される。
例えば、図1の切替器1の場合、前記16本の経路の各々について、1個のトランスファSW10を高出力の高周波が同時に通過することを禁止する禁止条件が格納される。「経路1」については、Trans−SW#1及びTrans−SW#3が使用され、Trans−SW#2及びTrans−SW#4が使用されない。そこで、Trans−SW#1(RFSW1と表記)及びTrans−SW#3(RFSW3と表記)について、各々、禁止条件「高低 ○」が設定される。禁止条件「高低 ○」は、高周波(RF)の入力レベルの高出力と低出力との組合せが許されること、即ち、高出力と高出力との組合せは許されないことを示す。また、Trans−SW#2(RFSW2と表記)及びTrans−SW#4(RFSW4と表記)については、禁止条件が設定されず、「空」とされる。
なお、禁止条件は、高周波の入力レベルの高低に限られることなく、他の条件によって定めるようにしても良い。
次に、測定 (試験)の開始に先立って、図4(B)に示すように、USB接続端子19及びUSBデータ入出力回路16(図4では省略)を介して、コンピュータ6が、切替器1のリレー制御回路15に接続される。コンピュータ6の設定制御部61は、禁止設定テーブル63をリレー制御回路15のメモリ151に書き込む。
この後、設定制御部61が、リレー制御回路15のリレー設定回路152への経路設定コマンドの送信を開始し、測定 (試験)が開始される。設定制御部61は、例えば前述の第1の接続状態を設定するために当該4個の経路を設定する経路設定コマンドを送信し、同様に第2、第3及び第4の接続状態を設定するために当該4個の経路を設定する経路設定コマンドを送信する。経路設定コマンドの受信に応じて、リレー設定回路152は、メモリ151の禁止設定テーブル(63)に基づいて、トランスファSW10の切替を制御する。
例えば、前述の第1の接続状態において、基地局装置21〜24が経路1〜4を介して測定器51〜54に接続される。この時、測定器51及び測定器53が共に高出力であると仮定すると、Trans−SW#1を高出力の高周波が同時に通過することになる。しかし、Trans−SW#1については、禁止条件「高低 ○」が設定されている。即ち、測定器51及び測定器53からの高出力の高周波がTrans−SW#1を同時に通過することは禁止される。
リレー設定回路152は、第1の接続状態のための経路1〜4の設定を指示する経路設定コマンドを受信すると、メモリ151の禁止設定テーブルの経路1〜4を参照して当該禁止条件を読み出す。ここで、Trans−SW#1の禁止条件「高低 ○」により、当該2個の経路を同時に設定することはできない。そこで、リレー設定回路152は、設定制御部61に測定不可を通知する。
これを受信した設定制御部61は、例えば設定制御部61は、最初に測定器51、52及び54による測定を行うための3個の経路の設定を指示する経路設定コマンドを送信する。これに応じて、リレー設定回路152は、メモリ151の禁止設定テーブルを参照して、当該禁止条件似該当しないので、当該3個の経路を同時に設定し、測定器51、52及び54による測定を行う。この測定の終了後、リレー設定回路152は、設定制御部61に測定終了を通知する。
これを受信した設定制御部61は、残った測定器53による測定を行うための1個の経路の設定を指示する経路設定コマンドを送信する。これに応じて、リレー設定回路152は、メモリ151の禁止設定テーブルを参照して、当該禁止条件似該当しないので、当該1個の経路を設定し、測定器53による測定を行う。この測定の終了後、リレー設定回路152は、設定制御部61に測定終了を通知する。この後、第2〜第4の接続状態についても、同様の制御が繰り返される。
コンピュータ6が測定器51〜54の各々にも接続され(図示せず)、設定制御部61は、測定器51〜54を出力端子OUT1〜4から遮断する(又は、測定器51〜54の出力を停止させる)。これにより、設定制御部61は、測定器51、52及び54による測定の期間中、測定器53を出力端子OUT3から遮断し、測定器53による測定の期間中、測定器51、52及び54を出力端子OUT1、2及び4から遮断する。
図5は、本発明のRF回線切り替え回路の更に他の一例を示す構成図であり、8本の入力RF回線と8本の出力RF回線からなる回路(8×8回路)について試験する場合に用いられる切り替え回路(切替器)1’を示す。即ち、N=8の例である。なお、図5において、各々の切替器1の電源回路1、リレー制御回路15、USBデータ入出力回路16等の図示を省略している。
切替器1’は、4個の図1に示す切替器1(1A〜1D)を用いて構成される。切替器1A及び1Bには、各々、4本の入力RF回線(図示せず)が接続される。切替器1C及び1Dには、各々、4本の出力RF回線(図示せず)が接続される。切替器1Aと切替器1C及び1Dとの間は、4本の配線12’により接続される。切替器1Bと切替器1C及び1Dとの間も、4本の配線12’により接続される。
この配線12’は、入力RF回線3及び出力RF回線4からみると切替器1’の内部配線であるが、一方、切替器1の外部に設けられる配線である。そこで、配線12’を切替器1上の内部配線12と区別するために、外部配線ということとする。
例えば、切替器1Aの内部においては、図1を参照して前述したように、入力端子IN1〜IN4と中間端子M1〜M4(切替器1Aの出力端子OUT1〜OUT4)との間の接続が順次切り替えられる。切替器1B〜1Dにおいても同様である。
一方、切替器1Aと切替器1C及び1Dとの間は、4本の外部配線12’により、図示のように接続される。即ち、切替器1AのTrans−SW#3及びTrans−SW#4の一方の出力が切替器1Cに接続され、他方の出力が切替器1Cに接続される。切替器1Bと切替器1C及び1Dとの間も同様である。これにより、切替器1A〜1DにおけるトランスファSW10の状態を切り替えることにより、8本の入力配線(11)又は入力端子IN1〜IN8を8本の出力配線(13)又は出力端子OUT1〜OUT8に接続することができる。
この例においては、切替器1’の第1のトランスファSW10は、4(=8/2)個設けられ、切替器1A及び切替器1Bの入力用のTrans−SW#1及びTrans−SW#2からなる。切替器1’の第2のトランスファSW10は、4(=8/2)個設けられ、切替器1C及び切替器1Dの出力用のTrans−SW#3及びTrans−SW#4からなる。
内部接続経路は、各々、2個の第3のトランスファSW10と複数の(5本の)内部配線とからなる。内部接続経路の数は、Nに等しいので、8である。切替器1A及び切替器1Bの出力用のTrans−SW#3及びTrans−SW#4と、切替器1C及び切替器1Dの入力用のTrans−SW#1及びTrans−SW#2は、切替器1’の第3のトランスファSW10である。
この例では、図1又は図4の例と同様にして、8本の入力RF回線3の各々が、当該内部接続経路上の1個の第1のトランスファSW10、1個の第2のトランスファSW10及び2個の第3のトランスファSW10を切り替えることにより、8本の出力RF回線4の各々と接続される。
なお、切替器1Aと切替器1Cとの間において、中間端子M1とM2とが重複して切替器1Cに入力され、中間端子M3とM4とが重複して切替器1Dに入力される。切替器1Bと切替器1C及び1Dとの間においても同様である。従って、この分だけ回路の構成が冗長になる。このため、例えば1個の入力端子IN1を8個の出力端子OUT1〜OUT8に接続するためには、本来、(23 =8であるので)入力端子IN1から各々の出力端子OUTまでの1本の経路上に3個のトランスファSW10が存在すれば良いはずであるが、4個のトランスファSW10が存在する必要がある。これは、当該経路上に存在する2個の切替器1の間で、前述の理由で、1個のトランスファSW10(例えば、切替器1AのTrans−SW#3と切替器1CのTrans−SW#1)が重複しているためと考えることができる。
このように、回路構成はやや冗長になるが、同一の構成の切替器1を4個用いて容易に切替器1’を構成することができる。また、入力RF回線3及び出力RF回線4の数に応じて切替器1’を設計しなおすよりも、簡単に切替器1’を設計し製作し設置し維持することができる。即ち、入力RF回線3及び/又は出力RF回線4の数が5本以上8本以下である場合、図5の切替器1’を設計等するのみで済む。なお、図1の切替器1も同様の冗長性を持つ。
図5は8×8回路について示すが、16×16回路(N=16)の場合、本来、(24 =16であるので)前記1本の経路上に4個のトランスファSW10が存在すれば良いはずであるが、6個のトランスファSW10が存在する必要がある。このために、12個の切替器1を用いることにより、必要な切替器を構成することができる。この場合、当該1本の経路上に存在する3個の切替器1の間で、前述の理由で、2個のトランスファSW10が重複することになる。この場合も、回路構成はやや冗長になるが、12個の切替器1を用いて容易に切替器1’を構成することができ、また、入力RF回線3及び出力RF回線4の数に応じて切替器1’を設計等しなおす煩雑さを回避することができる。
なお、Nは32、64、・・等(即ち、N=2M 、Mは正の整数)であっても良いが、実際には、Nを16以上としてもあまり意味を持たない。切替器1(1’)の規模が大きくなると高出力同士の組合せが多くなるので、図1に示す4×4回路用又は図5に示す8×8回路用で十分である。
以上から、本発明の実施形態の特徴を以下のように把握することができる。
(付記1) N(Nは4、8、16、・・)本の入力RF回線に接続されるN本の入力配線と、
N本の出力RF回線に接続されるN本の出力配線と、
各々が前記N本の入力配線のいずれか2本であって相互に異なる入力配線に接続されたN/2個の第1のRFトランスファスイッチと、
各々が前記N本の出力配線のいずれか2本であって相互に異なる出力配線に接続されたN/2個の第2のRFトランスファスイッチと、
各々が内部配線又は複数の第3のRFトランスファスイッチと複数の内部配線との組合せからなり、前記第1及び第2のRFトランスファスイッチの間を接続するN本の内部接続経路とを備え、
前記N本の入力RF回線の各々が、1本の入力配線、1個の第1のRFトランスファスイッチ、1個の第2のRFトランスファスイッチ、1本の出力配線、及び、当該1個の第1のRFトランスファスイッチと当該1個の第2のRFトランスファスイッチとの間を接続する1本の内部接続経路とからなる経路を介して、N本の出力RF回線の各々と接続可能とされ、
前記第1及び第2のRFトランスファスイッチ又は前記第1、第2及び第3のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記N本の入力RF回線の各々が、前記N本の出力RF回線の各々と接続される
ことを特徴とするRF回線切り替え回路。
(付記2) 当該RF回線切り替え回路が、更に、
前記第1及び第2のRFトランスファスイッチ又は前記第1、第2及び第3のRFトランスファスイッチを切り替える制御回路を備える
ことを特徴とする付記1に記載のRF回線切り替え回路。
(付記3) 前記制御回路が、予め定められた時間間隔で前記第1及び第2のRFトランスファスイッチ又は前記第1、第2及び第3のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記N本の入力RF回線の各々を順次前記N本の出力RF回線の各々と接続する
ことを特徴とする付記2に記載のRF回線切り替え回路。
(付記4) 前記制御回路が、禁止条件を格納し、前記入力RF回線と出力RF回線との間に設定すべき経路が前記禁止条件に該当する場合、当該経路を設定しない
ことを特徴とする付記2に記載のRF回線切り替え回路。
(付記5) 前記禁止条件が、前記第1及び第2のRFトランスファスイッチ又は前記第1、第2及び第3のRFトランスファスイッチにおいて、当該RFトランスファスイッチを通過する高周波信号の出力レベルの高低の組合せからなる
ことを特徴とする付記4に記載のRF回線切り替え回路。
(付記6) 前記制御回路が、前記禁止条件が設定された禁止設定テーブルを格納するメモリを備える
ことを特徴とする付記5に記載のRF回線切り替え回路。
(付記7) 当該RF回線切り替え回路が、更に、
前記制御回路にコンピュータを接続する接続手段を備え、
前記制御回路が、前記コンピュータから入力された前記禁止設定テーブルを前記メモリに格納する
ことを特徴とする付記6に記載のRF回線切り替え回路。
(付記8) 前記制御回路が、前記コンピュータから入力された前記入力RF回線と出力RF回線との間に設定すべき経路を指示するコマンドと、前記メモリに格納された前記禁止設定テーブルとに基づいて、当該コマンドの指示する経路が前記禁止条件に該当する場合、当該経路を設定しない
ことを特徴とする付記7に記載のRF回線切り替え回路。
(付記9) 前記Nが4であり、
前記4本の内部接続経路が、各々、1本の内部配線からなり、
前記4本の入力RF回線の各々が、当該1個の第1のRFトランスファスイッチ及び当該1個の第2のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記4本の出力RF回線の各々と接続される
ことを特徴とする付記1に記載のRF回線切り替え回路。
(付記10) 前記Nが8であり、
前記8本の内部接続経路が、各々、2個の第3のRFトランスファスイッチと複数の内部配線とからなり、
前記8本の入力RF回線の各々が、当該1個の第1のRFトランスファスイッチ、当該1個の第2のRFトランスファスイッチ及び前記2個の第3のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記8本の出力RF回線の各々と接続される
ことを特徴とする付記1に記載のRF回線切り替え回路。
(付記11) 当該RF回線切り替え回路が、
各々が前記8本の入力RF回線のいずれか4本に接続された2個の第1の切替器と、
各々が第1の切替器と同一の構成を有し前記8本の出力RF回線のいずれか4本に接続された2個の第2の切替器と、
前記第1及び第2の切替器の間を接続する8本の外部配線とにより構成され、
前記切替器が、各々、
4個の入力端子に接続される4本の入力配線と、
4個の出力端子に接続される4本の出力配線と、
各々が前記4本の入力配線のいずれか2本であって相互に異なる入力配線に接続された2個の入力用のRFトランスファスイッチと、
各々が前記N本の出力配線のいずれか2本であって相互に異なる出力配線に接続された2個の出力用のRFトランスファスイッチと、
前記入力用及び出力用のRFトランスファスイッチの間を接続する4本の内部配線とを備え、
前記4本の入力RF回線の各々が、当該1個の第1のRFトランスファスイッチ及び当該1個の第2のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記4本の出力RF回線の各々と接続される切替器であり、
前記第1の切替器の入力用のRFトランスファスイッチが、前記第1のRFトランスファスイッチとして用いられ、前記第2の切替器の入力用のRFトランスファスイッチが、前記第2のRFトランスファスイッチとして用いられ、前記第1の切替器の出力用のRFトランスファスイッチ及び前記第2の切替器の入力用のRFトランスファスイッチが、前記第3のRFトランスファスイッチとして用いられる
ことを特徴とする付記10に記載のRF回線切り替え回路。
以上、説明したように、本発明によれば、RF回線切り替え回路において、内部配線の数を少なくすることができるので、切り替え回路及びその筐体が大型化することを回避することができ、無線特性試験において切り替え回路を支障なく設置することができる。また、切り替え回路のメンテナンスや故障時の修理を容易に行うことができる。更に、内部配線に加えてスイッチの接続を少なくすることができるので、無線特性試験において伝送特性を良くすることができ、より正確に被試験装置について無線特性を測定することができる。更に、高価な6−1SWやSPDTスイッチを使用することなく、比較的安価なRFトランスファスイッチにより切り替え回路を実現することができる。
本発明のRF回線切り替え回路の一例を示す構成図である。 本発明のRF回線切り替え回路の説明図である。 本発明のRF回線切り替え回路の説明図である。 本発明のRF回線切り替え回路の他の一例を示す構成図である。 本発明のRF回線切り替え回路の更に他の一例を示す構成図である。 本発明の背景となったRF回線切り替え回路の構成を示す。 本発明の背景となったRF回線切り替え回路の構成を示す。
符号の説明
1 RF回線切り替え回路(切替器)
2 被試験装置(基地局装置)
3 入力RF回線
4 出力RF回線
5 試験装置(測定器)
10 RFトランスファスイッチ(Trans−SW)
11 入力配線
12 内部配線
13 出力配線
14 電源回路
15 リレー制御回路
16 USBデータ入出力回路(USB−DIO)
17 電源スイッチ
18 商用電源との接続部
19 USB接続端子

Claims (5)

  1. N(Nは4、8、16、・・)本の入力RF回線に接続されるN本の入力配線と、
    N本の出力RF回線に接続されるN本の出力配線と、
    各々が前記N本の入力配線のいずれか2本であって相互に異なる入力配線に接続されたN/2個の第1のRFトランスファスイッチと、
    各々が前記N本の出力配線のいずれか2本であって相互に異なる出力配線に接続されたN/2個の第2のRFトランスファスイッチと、
    各々が内部配線又は複数の第3のRFトランスファスイッチと複数の内部配線との組合せからなり、前記第1及び第2のRFトランスファスイッチの間を接続するN本の内部接続経路とを備え、
    前記N本の入力RF回線の各々が、1本の入力配線、1個の第1のRFトランスファスイッチ、1個の第2のRFトランスファスイッチ、1本の出力配線、及び、当該1個の第1のRFトランスファスイッチと当該1個の第2のRFトランスファスイッチとの間を接続する1本の内部接続経路とからなる経路を介して、N本の出力RF回線の各々と接続可能とされ、
    前記第1及び第2のRFトランスファスイッチ又は前記第1、第2及び第3のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記N本の入力RF回線の各々が、前記N本の出力RF回線の各々と接続される
    ことを特徴とするRF回線切り替え回路。
  2. 当該RF回線切り替え回路が、更に、
    前記第1及び第2のRFトランスファスイッチ又は前記第1、第2及び第3のRFトランスファスイッチを切り替える制御回路を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載のRF回線切り替え回路。
  3. 前記制御回路が、禁止条件を格納する禁止設定テーブルを備え、前記入力RF回線と出力RF回線との間に設定すべき経路が前記禁止条件に該当する場合、当該経路を設定しない
    ことを特徴とする請求項2に記載のRF回線切り替え回路。
  4. 前記Nが4であり、
    前記4本の内部接続経路が、各々、1本の内部配線からなり、
    前記4本の入力RF回線の各々が、当該1個の第1のRFトランスファスイッチ及び当該1個の第2のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記4本の出力RF回線の各々と接続される
    ことを特徴とする請求項1に記載のRF回線切り替え回路。
  5. 前記Nが8であり、
    前記8本の内部接続経路が、各々、2個の第3のRFトランスファスイッチと複数の内部配線とからなり、
    前記8本の入力RF回線の各々が、当該1個の第1のRFトランスファスイッチ、当該1個の第2のRFトランスファスイッチ及び前記2個の第3のRFトランスファスイッチを切り替えることにより、前記8本の出力RF回線の各々と接続される
    ことを特徴とする請求項1に記載のRF回線切り替え回路。
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