射頻信號(hào)智能切換矩陣開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種矩陣開關(guān)，用于射頻信號(hào)多個(gè)輸出路由的切換和控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在微波自動(dòng)系統(tǒng)中，射頻和微波開關(guān)大量用于儀器和被測件間的信號(hào)路由，以及地面接收和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。開關(guān)矩陣是將多個(gè)開關(guān)(如單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)、單刀多擲開關(guān))根據(jù)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以節(jié)點(diǎn)的形式構(gòu)成陣列，并以矩陣的方式實(shí)現(xiàn)電路的功能的電路模塊。開關(guān)矩陣將射頻/微波信號(hào)和低頻信號(hào)切換系統(tǒng)集成到此測試系統(tǒng)中，這樣就可以把來自多臺(tái)儀器的信號(hào)連接至一個(gè)或多個(gè)被測件。開關(guān)矩陣的主要作用是對多路微波信號(hào)的傳輸路徑進(jìn)行切換，并根據(jù)系統(tǒng)的需要，在不同的時(shí)間段選擇所需要的頻率信號(hào)進(jìn)行后續(xù)的處理，也可根據(jù)系統(tǒng)輸入、輸出的要求，選擇不同輸入通道的微波信號(hào)通過開關(guān)矩陣內(nèi)部的控制，輸出到不同的輸出通道或者特定的輸出通道用一套測試裝置完成多種測試，而不需要頻繁地?cái)嚅_和連接。實(shí)現(xiàn)測試過程的自動(dòng)化，提高測試效率并且降低成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種射頻信號(hào)智能切換矩陣開關(guān)，能夠?qū)⒆远嗯_(tái)儀器的信號(hào)連接至多個(gè)被測件，并且自動(dòng)管理信號(hào)的切換和通斷，射頻端口攜帶時(shí)鐘反饋，高隔離、體積小。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0005]射頻信號(hào)智能切換矩陣開關(guān)，包括射頻開關(guān)電路、射頻合路電路、控制射頻開關(guān)電路和射頻合路電路的控制電路，射頻開關(guān)電路上設(shè)置若干個(gè)射頻開關(guān)單元及與該射頻開關(guān)單元對應(yīng)的射頻輸入接口 ；射頻合路電路包括若干射頻輸出接口及與射頻輸出接口對應(yīng)的射頻合路單元，射頻開關(guān)電路的每個(gè)射頻開關(guān)單元內(nèi)包括將來自射頻輸入接口的射頻信號(hào)分成若干路信號(hào)的信號(hào)分路器，信號(hào)分路器所分的信號(hào)路數(shù)與射頻合路電路的射頻合路單元數(shù)量相同，信號(hào)分路器的每路信號(hào)后面對應(yīng)設(shè)置有受控制電路控制的通斷開關(guān);每個(gè)射頻開關(guān)單元中的通斷開關(guān)按順序與射頻合路電路的射頻合路單元依次對應(yīng)連接。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:還包括時(shí)鐘開關(guān)電路，時(shí)鐘開關(guān)電路上設(shè)置時(shí)鐘輸入接口及與將來自時(shí)鐘輸入接口的時(shí)鐘信號(hào)分成若干路信號(hào)的時(shí)鐘分路器，時(shí)鐘分路器的所分的時(shí)鐘信號(hào)路數(shù)與射頻開關(guān)電路的射頻開關(guān)單元數(shù)量相同；時(shí)鐘分路器的每路信號(hào)后面對應(yīng)設(shè)置有受控制電路控制的時(shí)鐘開關(guān);射頻開關(guān)電路的射頻開關(guān)單元中射頻輸入接口與信號(hào)分路器之間設(shè)置輸入合路器;時(shí)鐘開關(guān)電路的時(shí)鐘開關(guān)按照順序與射頻開關(guān)電路的輸入合路器依次對應(yīng)連接。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:控制電路包括與遠(yuǎn)端控制機(jī)相連的電源控制接口、與電源控制接口相連的單片機(jī)，單片機(jī)通過移位寄存器連接射頻開關(guān)電路的通斷開關(guān)和時(shí)鐘開關(guān)電路的時(shí)鐘開關(guān)。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:射頻合路單元包括與射頻開關(guān)電路連接的輸出合路器、連接輸出合路器輸出端和射頻輸出接口的放大器，輸出合路器的輸入端連接射頻開關(guān)電路所有信號(hào)分路器的相對應(yīng)一路通斷開關(guān)，輸出合路器所合信號(hào)路數(shù)與射頻開關(guān)電路的射頻開關(guān)單元數(shù)量相同。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:射頻開關(guān)電路中的射頻開關(guān)單元數(shù)量為12組，射頻合路電路中射頻合路單元的數(shù)量為6組;射頻開關(guān)電路中射頻開關(guān)單元的信號(hào)分路器為一分六路分路器，信號(hào)分路器的六個(gè)輸出端口連接六個(gè)與射頻合路單元依次對應(yīng)連接的通斷開關(guān);射頻合路單元中的輸出合路器為十二合一路合路器，輸出合路器的12個(gè)輸入端口分別連接射頻開關(guān)電路的12個(gè)信號(hào)分路器的輸出端相對應(yīng)的一路開關(guān)。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:還包括為控制電路、射頻開關(guān)電路、射頻合路電路和時(shí)鐘開關(guān)電路提供穩(wěn)定的直流電源的電源濾波電路，電源濾波電路的輸入端通過電源控制接口連接外接電源，輸出端分別連接控制電路、射頻開關(guān)電路、射頻合路電路和時(shí)鐘開關(guān)電路。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:射頻開關(guān)電路、射頻合路電路、控制電路、時(shí)鐘開關(guān)電路和電源濾波電路設(shè)置在一個(gè)電路板上，電路板設(shè)置在盒體內(nèi)，所述電源控制接口、射頻輸入接口、射頻輸出接口和時(shí)鐘輸入接口設(shè)置在盒體上。
[0012]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0013]本發(fā)明的射頻信號(hào)智能切換矩陣開關(guān)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部采用獨(dú)立的腔體結(jié)構(gòu)分割，密閉性好，隔離度高；時(shí)鐘信號(hào)饋到射頻端口上，實(shí)現(xiàn)端口的多功能化;采用模塊化設(shè)計(jì)，體積小、重量輕、嵌入化程度高。
[0014]本發(fā)明設(shè)置12路射頻輸入接口、I路時(shí)鐘輸入接口、6路射頻輸出接口，時(shí)鐘輸入信號(hào)饋到12路射頻輸入端口，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)饋通到任意幾路，最多可達(dá)12路，也可實(shí)現(xiàn)饋通到任意一路，或者時(shí)鐘信號(hào)不饋到任意一路;射頻輸入可實(shí)現(xiàn)任意幾路同時(shí)輸入、通過任意一路射頻輸出口輸出，也可實(shí)現(xiàn)任意一路輸入、通過任意一路輸出口輸出等多種工作模式，用戶可根據(jù)需要自行切換，簡單、易操作。
[0015]本發(fā)明的控制電路控制其他電路的運(yùn)行，根據(jù)設(shè)定的情況切換信號(hào)，控制電路還通過電源控制接口連接遠(yuǎn)端機(jī)，用戶可以通過遠(yuǎn)端機(jī)對本發(fā)明進(jìn)行控制，選擇合適的信號(hào)切換。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明盒體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明盒體前視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明盒體后視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明電路原理不意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明控制電路的電路原理圖；
[0021 ]圖6是本發(fā)明射頻開關(guān)單元的電路原理圖；
[0022]圖7是本發(fā)明射頻合路單元的電路原理圖；
[0023]圖8是本發(fā)明時(shí)鐘開關(guān)電路的電路原理圖；
[0024]圖9是本發(fā)明的接口電路的電路原理圖；
[0025]其中:1、射頻輸出接口，2、射頻輸入接口，3、時(shí)鐘輸入接口，4、電源控制接口，5、盒體，6、電路板，7、固定件。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0027]射頻信號(hào)智能切換矩陣開關(guān)，包括盒體5、設(shè)置在盒體5內(nèi)的電路板，盒體5上設(shè)置12個(gè)射頻輸入接口 2、6個(gè)射頻輸出接口 1、I個(gè)電源控制接口 4和I個(gè)時(shí)鐘輸入接口 3。盒體5包括矩形的底板、與底板邊緣垂直連接的側(cè)板、與側(cè)板相連的頂蓋;側(cè)板包括前側(cè)壁、與前側(cè)壁相對的后側(cè)壁、分別連接前側(cè)壁和后側(cè)壁兩端的左側(cè)壁和右側(cè)壁。12個(gè)射頻輸入接口 2、I個(gè)電源控制接口 4和I個(gè)時(shí)鐘輸入接口 3設(shè)置在前側(cè)壁上；12個(gè)射頻輸入接口 2并排設(shè)置;6個(gè)射頻輸出接口 I設(shè)置在后側(cè)壁上。盒體5的底板上設(shè)置6個(gè)帶有螺孔的固定件7。射頻輸入接口2的數(shù)量、射頻輸出接口 I的數(shù)量等都可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行改變。
[0028]盒體5為便攜式硬鋁盒，電路板6與射頻輸入接口、時(shí)鐘輸入接口3以及電源和控制接口通過螺釘固定連接，射頻輸入接口用于輸入射頻信號(hào)，時(shí)鐘輸入接口 3用于輸入時(shí)鐘信號(hào)，射頻輸出接口 I用于射頻信號(hào)輸出，電源和控制接口用于+5V電輸入和連接遠(yuǎn)端機(jī)輸入控制命令；電路板6是該設(shè)備的核心，是電氣線路和電子器件的載體，矩陣式射頻開關(guān)的產(chǎn)生和控制都由電路板6來完成，結(jié)合各個(gè)接口和盒體5組成完整的矩陣式射頻開關(guān)。
[0029]電路板6上設(shè)置控制電路、射頻開關(guān)電路、射頻合路電路、時(shí)鐘開關(guān)電路和電源濾波電路;電源控制電路與電源控制接口 4通過接口電路相連的，射頻開關(guān)電路的輸入端連接盒體5上的12個(gè)射頻輸入接口，射頻開關(guān)電路的輸出端連接射頻合路電路的輸入端;射頻合路電路的輸入端連接盒體5上的6個(gè)射頻輸出接口 I;時(shí)鐘開關(guān)電路輸入端連接盒體5上的時(shí)鐘輸入接口3，輸出端連接射頻開關(guān)電路;電源濾波電路分別連接控制電路、射頻開關(guān)電路、射頻合路電路和時(shí)鐘開關(guān)電路。
[0030]控制電路包括與遠(yuǎn)端控制機(jī)相連的電源控制接口、與電源控制接口相連的單片機(jī)，單片機(jī)通過移位寄存器連接射頻開關(guān)電路的通斷開關(guān)和時(shí)鐘開關(guān)電路的時(shí)鐘開關(guān)。單片機(jī)通過程序控制射頻開關(guān)電路的通斷開關(guān)和時(shí)鐘開關(guān)電路的時(shí)鐘開關(guān)的正常開啟和閉合，工作人員也可以根據(jù)實(shí)際需要通過控制遠(yuǎn)端控制機(jī)對射頻開關(guān)電路的通斷開關(guān)和時(shí)鐘開關(guān)電路的時(shí)鐘開關(guān)進(jìn)行控制。
[0031]控制電路包括一個(gè)單片機(jī)、十個(gè)移位寄存器，單片機(jī)為C8051F410單片機(jī)，移位寄存器為NPIC6C4894芯片，十個(gè)移為寄存器分別命名為JPl?JP10，單片機(jī)C8051F410的第12號(hào)管腳連接JPl，第15號(hào)連接JP2，第17號(hào)管腳連接JP3，第18號(hào)管腳連接JP4，第19號(hào)管腳連接JP5的I號(hào)管腳，第24號(hào)管腳連接JP6的I號(hào)管腳，第26號(hào)管腳連接JP7的I號(hào)管腳，第27號(hào)管腳連接JP8的I號(hào)管腳，第28號(hào)管腳連接JP9的I號(hào)管腳，第31號(hào)管腳連接JPlO的I號(hào)管腳。JPl?JPlO的中的NPIC6C4894芯片連接關(guān)系為，I號(hào)管腳連接單片機(jī)，3號(hào)管腳為外接電能接口，19、20號(hào)管腳連接電源濾波電路;4?9、13?18號(hào)管腳控制指令輸出管腳，分別連接相應(yīng)的電路。單片機(jī)的21、22號(hào)管腳連接接口電路。
[0032]例如，JPl、JP2和JP3的4?9、13?18號(hào)管腳分別連接射頻開關(guān)電路的各個(gè)通斷開關(guān)，控制信號(hào)分路器中的各個(gè)線路的通斷。JP4的4?9號(hào)管腳分別連接射頻開關(guān)電路中的第一個(gè)射頻開關(guān)單元的6個(gè)單刀單擲開關(guān)，13?18號(hào)管腳分別連接第二個(gè)射頻開關(guān)單元的6個(gè)單刀單擲開關(guān)，即JP4的4?9、13?18號(hào)管腳這12個(gè)管腳分別連接射頻開關(guān)電路中的兩個(gè)射頻開關(guān)單元中12個(gè)單刀單擲開關(guān)，控制單刀單擲開關(guān)的通斷。JP5?JP9的作用和JP4相同，JP5?JP9中每一個(gè)移為寄存