專利名稱：矩陣切換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，具體地說是一種矩陣切換器。
背景技術(shù)：
矩陣切換器的實現(xiàn)方法， 一般是在一片電路板上設(shè)置單片機和開關(guān)矩陣
芯片而成的，如在《廣西輕工業(yè)》2007年1月(總第98期)上《基于單片沖幾的 應用于視頻監(jiān)控的矩陣切換器設(shè)計》 一文，作者在文中提到視頻矩陣切換器 基本接口電路，如下
32 x 8視頻矩陣切換器基本接口原理電路如圖所示，
AROWrAROW》
MT謝fi ( II ) STIDHRESET
16輸入
i
S輸出GOLfl-①b 輸入
M頂16 ( I )
16輸入
g輸出i
8輸出
詠叛矩陣o應理電路
3整個^L頻矩陣切換器主要由89C2 051單片^/L和兩片MT8816組成。MT8816是 MITEL公司生產(chǎn)的8 x 16模擬開關(guān)矩陣，采用CMOS工藝制作，AT89C2051單片機 是由美國ATMEL公司推出的高效單片機，它的指令與INTEL公司的MCS-51系列 單片機完全兼容。圖中用PO. O-PO. 6作為兩片MT8816的4亍地址和列地址控制 線，PO. 7作為兩個芯片的片選信號，P3、2-P3.4分別作為選通脈沖ST、數(shù)據(jù)輸入 DI、復位信號RESET，兩片的ROW0-R0W15都作為輸入，兩片的COL0-COL7依次 并聯(lián)作為輸出，即32i 各輸入，8路輸出。
但是該技術(shù)的矩陣切換器存在以下缺點
(1) 、非模塊化設(shè)計，設(shè)計、生產(chǎn)、管理繁雜
把矩陣切換器系統(tǒng)內(nèi)所有功能的電路都放在同 一塊印刷板上，不同矩陣 切換器、不同輸入路數(shù)、不同輸出路數(shù)的矩陣又都得再設(shè)計、再生產(chǎn)，而且 矩陣種類越多，這樣的電路板也就越多，生產(chǎn)、庫存、管理就會很煩瑣，還 容易出錯。
(2) 、檢測、維修困難
由于所有功能的電路都放在同一塊印刷板上，使得故障的判定、檢測、
系統(tǒng)的修復都很困難。

實用新型內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供了一種規(guī)?；藴驶?br> 矩陣切換器。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的
一種矩陣切換器，所述矩陣切換器采用模塊化板卡設(shè)計，包括
控制主板，整個矩陣切換器的控制中心，分別與視頻輸入板、音頻輸入 板、VGA (視頻圖形陣列)輸入板、RGB (分量紅綠藍信號)輸入板、HV (行 場同步信號)輸入板連接；
視頻輸入、輸出板，視頻輸入板與控制主板連接， 一見頻輸出板與視頻輸入板的輸出端連接；
音頻輸入、輸出板，音頻輸入板與控制主板連接，音頻輸出板與音頻輸 入板的輸出端連^S
VGA輸入、輸出板，VGA輸入板與控制主板連接，VGA輸出板與VGA輸入 板的輸出端連接；
RGB輸入、輸出板，RGB輸入板與控制主板連接，RGB輸出板與RGB輸入
板的輸出端連接；
HV輸入、輸出板，HV輸入板與控制主板連接，HV輸出板與HV輸入板的
輸出端連接。
其中
控制主板功能是整個矩陣切換器的控制中心，主要功能有對視頻、 音頻、VGA輸入板進行切換等的控制、矩陣切換器設(shè)備的狀態(tài)顯示、對鍵盤 按鍵的處理、對遙控器按鍵的處理、對串口指令的處理、矩陣切換器的其他一
些功能；
視頻輸入板功能提供輸入端口供用戶視頻信號的輸入、能夠把指定的 輸入信號切換到指定的輸出；
視頻輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出； 音頻輸入板功能提供輸入端口供用戶音頻信號的輸入、能夠把指定的
輸入信號切換到指定的輸出；
音頻輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出； VGA輸入板功能提供輸入端口供用戶VGA信號的輸入、能夠把指定的輸
入信號切換到指定的輸出；
VGA輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出； RGB輸入板功能提供輸入端口供用戶R、 G、 B信號的輸入、能夠把指定
的輸入信號切換到指定的輸出；RGB輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出； HV輸入板功能提供輸入端口供用戶H、 V信號的輸入、能夠把指定的輸 入信號切換到指定的輸出；
HV輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出。
所述視頻輸入板可根據(jù)實際情況設(shè)置多塊，多塊視頻輸入板并連在一起， 各視頻輸出接口并連在一起。
所述矩陣切換器上可設(shè)置多塊音頻輸入板，所述音頻輸入板并連在一起， 各音頻輸出接口并連在一起。
所述矩陣切換器上可設(shè)置多塊VGA輸入板，所述VGA輸入纟反并連在一起， 各VGA輸出接口并連在一起。
所述矩陣切換器上可設(shè)置多塊RGB輸入板，所述RGB輸入板并連在一起， 各RGB輸出接口并連在一起。
所述矩陣切換器上可設(shè)置多塊HV輸入板，所述HV輸入板并連在一起， 各HV輸出接口并連在一起。
成所需要的矩陣切換器。
可選的，在需要的片選信號上插上跳線，將不需要的片選信號線斷開。
可選的，所述控制主板與信號輸入板之間的控制接口、輸入板與輸出板 之間的輸出接口采用多頭的扁平電纜來進行連接。
可選的，所述控制主板與信號輸入板之間的控制接口、輸入板與輸出板 之間的輸出接口采用多插槽的方式。
本實用新型提供的矩陣切換器將各個功能模塊化、標準化，具有以下優(yōu)
點
(1)產(chǎn)品質(zhì)量的提高，模塊化使得所有矩陣切換器的板卡數(shù)量壓縮至最 小，所以只要在這幾塊板卡的質(zhì)量上做好了，那么所有矩陣的質(zhì)量就會相應的提高了；
(2) 容易組裝生產(chǎn)，由于采用了模塊化板卡結(jié)構(gòu)，使得生產(chǎn)、拼裝很容 易，并且可以很方便地組合出從小型的4x4矩陣切換器，到大型的128x64矩
陣切換器；
(3) 維修方便，由于采用了模塊化板卡結(jié)構(gòu)，檢測、維修故障就變成簡 單的板卡替換，方便、快捷。


此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的 一部分，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定，在附圖中
圖1為本實用新型實施例提供的矩陣切換器的結(jié)構(gòu)框圖2為本實用新型實施例提供的控制主板與視頻輸入、輸出板的工作原
理框圖3為本實用新型實施例提供的控制主板與音頻輸入、輸出板的工作原
理框圖4為本實用新型實施例提供的控制主板與VGA輸入、輸出板的工作原
理框圖5為本實用新型實施例提供的控制主板與RGB、 HV輸入、輸出板的
工作原理框圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細i兌明本實用新型，在此本實用新 型的示意性實施例以及說明用來解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型
的限定。
如圖1所示，本實施例提供的一種矩陣切換器，所述矩陣切換器釆用模塊化板卡設(shè)計，包括以下^^莫塊板卡
控制主板，整個矩陣切換器的控制中心，分別與視頻輸入板、音頻輸入
板、VGA輸入板、RGB輸入板、HV輸入板連接；
視頻輸入、輸出板，視頻輸入板與控制主板連接，視頻輸出板與視頻輸 入板的輸出端連"l妻；
音頻輸入、輸出板，音頻輸入板與控制主板連接，音頻輸出板與音頻輸 入板的輸出端連接；
VGA輸入、輸出板，VGA輸入板與控制主板連接，VGA輸出板與VGA
輸入板的輸出端連沖妄；
RGB輸入、輸出板，RGB輸入板與控制主板連接，RGB輸出板與RGB 輸入板的輸出端連接；
HV輸入、輸出板，HV輸入板與控制主板連接，HV輸出板與HV輸入
板的輸出端連接。
其中
控制主板功能是整個矩陣切換器的控制中心，主要功能有對視頻、 音頻、VGA輸入板進行切換等的控制、矩陣切換器設(shè)備的狀態(tài)顯示、對鍵盤 按鍵的處理、對遙控器按鍵的處理、對串口指令的處理、矩陣切換器的其他一
些功能；
視頻輸入板功能提供輸入端口供用戶視頻信號的輸入、能夠把指定的 輸入信號切換到指定的輸出；
視頻輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出； 音頻輸入板功能提供輸入端口供用戶音頻信號的輸入、能夠把指定的 輸入信號切換到指定的輸出；
音頻輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出；VGA輸入板功能提供輸入端口供用戶VGA信號的輸入、能夠把指定的輸
入信號切換到指定的輸出；
VGA輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出； RGB輸入板功能提供輸入端口供用戶R、 G、 B信號的輸入、能夠把指定
的輸入信號切換到指定的輸出；
RGB輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出； HV輸入板功能提供輸入端口供用戶H、 V信號的輸入、能夠把指定的輸
入信號切換到指定的輸出；
HV輸出板功能提供輸出端口以便把切換好了的信號輸出。
上述視頻輸入板、音頻輸入板、VGA輸入板、RGB輸入板和HV輸入板 均可根據(jù)實際情況設(shè)置一塊或多塊，如果為多塊
多塊視頻輸入板并連在一起，各視頻輸出接口并連在一起，通過各板不 同的片選信號CE來選擇要控制的輸入板，其它腳的CE信號為斷開狀態(tài)；
所述音頻輸入板并連在一起，各音頻輸出接口并連在一起，通過各板不 同的片選信號CE來選^^要控制的輸入板，其它腳的CE信號為斷開狀態(tài)；
所述VGA輸入板并連在一起，各VGA輸出接口并連在一起，通過各板 不同的片選信號CE來選擇要控制的輸入板，其它腳的CE信號為斷開狀態(tài)；
所述RGB輸入板并連在一起，各RGB輸出接口并連在一起，通過各板 不同的片選信號CE來選擇要控制的輸入板，其它腳的CE信號為斷開狀態(tài)；
所述HV輸入板并連在一起，各HV輸出接口并連在一起，通過各板不同 的片選信號CE來選擇要控制的輸入板，其它腳的CE信號為斷開狀態(tài)。
可根據(jù)實際情況，將所述控制主板與上述全部板卡或部分板卡拼裝，組 成所需要的矩陣切換器，比如
①16路進16路出的視音頻矩陣
只需要控制主板一塊、16路視頻輸入板一塊、16路視頻輸出板一塊、16路音頻輸入板一塊、16路音頻輸出板一塊，用電纜線把它們連接起來即可。
②8路進8路出的VGA+視頻+音頻的混合矩陣
只需要控制主板一塊、8路VGA輸入板一塊、8路VGA輸出板一塊、8路 視頻輸入板一塊、8路視頻輸出板一塊、8路音頻輸入板一塊、8路音頻輸出 板一塊，用電纜線把它們連接起來即可。 ③12 8路進16路出的視頻矩陣
只需要控制主板一塊、16路視頻輸入板8塊、16路視頻輸出板1塊， 用電纜線把它們連接起來即可。 ④32路進RGB矩陣
只需要控制主板一塊、16路RGB輸入板6塊、16路RGB輸出板3塊、16 路HV輸入板4塊、16路HV輸出板2塊，用電纜線把它們連接起來即可。
下面具體描述本實用新型的工作原理
(1) 、控制主板
控制主板分別與各輸入板連接，控制主板上設(shè)有多個控制口，單片機雖 然有4個8位的I/O控制口 ，但這些控制口除了用于LCD的顯示、鍵盤按鍵 的查詢、各類輸入信號的切換外，若要用于控制大型的矩陣切換器，則其控 制口的數(shù)量還很不夠。在本方案中，特地擴展了 2個8位控制口，可用于大 型矩陣切換器中多板卡的選擇控制。采用二片SN74HC574鎖存器，經(jīng)由PA4、 PA5選通，可以把PC控制口的狀態(tài)鎖存下來。在本方案中，擴展的控制口專 門用于各類輸入板的選擇控制用，2個擴展口，共有16路控制線，可以控制 多達16塊的輸入板。
控制主板上提供幾個用于連接信號輸入板卡的控制接口 ，不同信號類型 的輸入板選擇不同的接口，信號輸入板通過電纜與控制接口相連接；控制主 板通過此接口發(fā)送控制命令到輸入板。
(2) 、視頻輸入、輸出板
控制主板與視頻輸入、輸出板的工作 理如圖2所示，控制主板通過一見 頻控制接口與視頻輸入板相連，并通過它發(fā)送控制指令。多塊輸入板可以并連在一起，通過各板不同的片選信號CE來選擇要控制的輸入板。各輸入 板的輸出接口并連在一起，把信號送到輸出板，直至信號輸出。
視頻輸入板的控制接口與主板上控制接口是對應的，使得控制主板能夠 對視頻輸入板進行必要的控制。
CE信號則是輸入板的片選信號，用于選4奪要控制的輸入板。若有多塊輸 入板，它們是并接在一起的，通過CE信號可以對各個板分別進行各自的控制。 視頻輸入板的輸入信號接入矩陣切換芯片的輸入端口 ，矩陣切換芯片的 輸出端口接到輸出接口。輸入的視頻經(jīng)過切換、選擇，通過此接口向輸出板 輸出，視頻輸出板把輸出信號按BNC連接頭的形式輸出。
(3) 、音頻輸入、輸出板
控制主板與視頻輸入、輸出板的工作原理如圖3所示，控制主板通過音 頻控制接口與音頻輸入板相連，并通過它發(fā)送控制指令。若有多塊輸入板， 它們是并接在一起的，通過CE信號可以對各個板分別進行各自的控制。各輸 入板的輸出接口并連在一起，把信號送到輸出板，直至信號輸出。
音頻輸入板的控制接口與主板上控制接口是對應的，使得控制主板能夠 對音頻輸入板進行必要的控制。音頻輸入板的輸入信號接入矩陣切換芯片的 輸入端口，矩陣切換芯片的輸出端口接到輸出接口。音頻輸出板把輸出信號 按RCA連接頭的形式輸出。
(4) 、 VGA輸入、輸出板
控制主板與VGA輸入、輸出板的工作原理如圖4所示，控制主板通過VGA 控制接口與VGA輸入板相連，并通過它發(fā)送控制指令。多塊輸入板可以并連 在一起，通過各板不同的片選信號CE來選擇要控制的輸入板。各輸入板的輸 出接口并連在一起，把信號送到輸出板，直至信號輸出。VGA輸入板的控制接 口與主板上控制接口是對應的，使得控制主板能夠?qū)GA輸入板進行必要的 控制。
VGA信號的切換本方案中，VGA信號的切換采用的矩陣切換芯片，分別 控制VGA信號中R、 G、 B、 H、 V這5個分量。VGA輸入板的輸入信號分別接入對應矩陣切換芯片的輸入端口，矩陣切換芯片的輸出端口接到輸出接口。 VGA 輸出板把輸出信號按VGA連接頭的形式輸出。 (5)、 RGB、 HV輸入、輸出板
RGB信號有5個分量，分別是R紅、G綠、B蘭、H行信號、V場信號；R、 G、 B可以使用相同的輸入、輸出板，H、 V可以使用相同的輸入、輸出板?？?制主板與RGB-HV輸入、輸出板的工作原理如圖5所示
控制主板通過VGA/RGB控制接口與RGB、 HV輸入板相連，并通過它發(fā)送控制 指令。多塊輸入板可以并連在一起，通過各板不同的片選信號CE來選擇要控 制的輸入板。各輸入板的輸出接口并連在一起，把信號送到輸出板，直至信
號輸出。
RGB輸入板和HV輸入板的控制接口與主板上控制接口是對應的，使得控 制主板能夠?qū)GB、 HV輸入板進行必要的控制。
RGB信號的切換本方案中，RGB信號的切換采用的矩陣切換芯片，可用 于控制RGB信號中R、 G、 B這3個分量。輸入板的輸入信號分別接入對應芯 片的輸入端口，芯片的輸出端口接到輸出接口。
HV信號的切換本方案中，HV信號的切換采用的矩陣切換芯片，用 于控制RGB信號中H、 V這2個分量的切換。輸入板的輸入信號分別接入對應 芯片的輸入端口，芯片的輸出端口接到輸出接口。 RGB、 HV輸出板把輸出信號 按BNC連接頭的形式輸出。
以上對本實用新型實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹，本文中應 用了具體個例對本實用新型實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實 施例的說明只適用于幫助理解本實用新型實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域 的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型實施例，在具體實施方式
以及應用范圍上 均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本實用新型的限制。
1權(quán)利要求1、一種矩陣切換器，其特征在于所述矩陣切換器采用模塊化板卡設(shè)計，包括控制主板，整個矩陣切換器的控制中心，分別與視頻輸入板、音頻輸入板、VGA輸入板、RGB輸入板、HV輸入板連接；視頻輸入、輸出板，視頻輸入板與控制主板連接，視頻輸出板與視頻輸入板的輸出端連接；音頻輸入、輸出板，音頻輸入板與控制主板連接，音頻輸出板與音頻輸入板的輸出端連接；VGA輸入、輸出板，VGA輸入板與控制主板連接，VGA輸出板與VGA輸入板的輸出端連接；RGB輸入、輸出板，RGB輸入板與控制主板連接，RGB輸出板與RGB輸入板的輸出端連接；HV輸入、輸出板，HV輸入板與控制主板連接，HV輸出板與HV輸入板的輸出端連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的矩陣切換器，其特征在于在需要的片選信號上插上跳線。
3、 如權(quán)利要求1所述的矩陣切換器，其特征在于將不需要的片選信號線斷開。
4、 如權(quán)利要求1-3之一所述的矩陣切換器，其特征在于所述控制主板 與信號輸入板之間的控制接口 、輸入板與輸出板之間的輸出接口采用多頭的 扁平電纜來進行連接。
5、 如權(quán)利要求1-3之一所述的矩陣切換器，其特征在于所述控制主板 與信號輸入板之間的控制接口 、輸入板與輸出板之間的輸出接口采用多插槽 的方式。
專利摘要本實用新型涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，公開了一種矩陣切換器。所述矩陣切換器采用模塊化板卡設(shè)計，包括控制主板、視頻輸入、輸出板、音頻輸入、輸出板、RGB輸入、輸出板、HV輸入、輸出板。本實用新型提供的矩陣切換器將各個功能模塊化、標準化，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，容易組裝生產(chǎn)，維修方便。
文檔編號H04N7/18GK201422137SQ20092006924
公開日2010年3月10日 申請日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者李金武 申請人:上海金燦電子科技有限公司