CN106443093A - 基于矩阵开关的测试仪表复用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于矩阵开关的测试仪表复用装置，包括矩阵开关、测试仪表、控制模块和多个调试工位。本发明的测试仪表复用装置设有矩阵开关，它起到将两个输入端口扩展到多个的作用，可将多台待调试产品与测试仪表相连。在控制模块的控制下，采用时分多路复用规则，按照调试工位请求信号和相应待调试产品性能参数信号将总信号划分为多路通道进行信号传递，并且将每一路通道的信号按照时分的先后划分为若干时间间隙信号，控制模块通过快速切换，联入装置的每个调试工位都好像在“独占”使用测试仪表。这样一台测试仪表达到了多台的使用效果。本案的复用装置，结构简单，使用方便，大大提高了测试仪表的使用效率，降低了仪表投资成本。

Description

基于矩阵开关的测试仪表复用装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于矩阵开关的测试仪表复用装置。

背景技术

在射频微波领域，主要使用信号源、频谱仪、矢量网络分析仪等仪表。这些仪表组成复杂，结构精密，在射频微波产品的研发、生产环节中，发挥着重大作用。时至今日，中高端射频仪表几乎全为国外少数巨头垄断，价格昂贵，动辄数万、十万美金。而对于射频微波企业，仪表购置占据了大量的固定资产成本。随着行业竞争加剧，利润下行，如何降低仪表投资成本，提高仪表使用效率，成为意义重大且紧迫的课题。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种测试仪表使用效率高的基于矩阵开关的测试仪表复用装置。

为实现上述目的，本发明提供一种基于矩阵开关的测试仪表复用装置，包括连接多个调试产品的矩阵开关、一个以上用于分析测量调试产品性能参数的测试仪表、基于时分多路复用技术的控制模块、以及与调试产品对应的多个调试工位；所述控制模块的一端与多个调试工位通讯连接，控制模块的另一端与测试仪表通讯连接；所述矩阵开关的一端与测试仪表通讯连接，另一端与多个待调试产品通讯连接。

其中，所述矩阵开关包括电源模块、通信控制模块、驱动模块和射频开关模块；所述通信控制模块和射频开关模块分别与驱动模块通讯连接，所述电源模块分别与通信控制模块、驱动模块和射频开关模块电连接，并为通信控制模块、驱动模块和射频开关模块供电。

其中，所述通信控制模块包括USB转RS232模块和RS232转I/O模块，所述USB转RS232模块与RS232转I/O模块电连接，所述RS232转I/O模块与驱动模块电连接。

其中，所述射频开关模块包括2个输入接口和N个输出接口，2个输入接口和N个输出接口构成2*N的全矩阵拓扑网络结构，N为≥2的自然数。

其中，所述N是4或6或12。

其中，所述测试仪表包括信号源发生器、频谱仪和矢量网络分析仪。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的测试仪表复用装置设有矩阵开关，它起到将两个输入端口扩展到多个的作用，可以将多台待调试产品与测试仪表相连。同时在控制模块的控制下，采用时分多路复用规则，按照调试工位请求信号和待调试产品新能参数信号的相应将总信号划分为多路通道进行信号传递，并且将每一路通道的信号按照时分的先后划分为若干时间间隙信号，控制模块通过快速切换，联入装置的每个调试工位都好像在“独占”使用测试仪表。这样一台测试仪表达到了多台的使用效果。本案的复用装置，结构简单，使用方便，大大提高了测试仪表的使用效率，降低了仪表投资成本。

附图说明

图1为本发明基于矩阵开关的测试仪表复用装置的结构示意图；

图2为本发明矩阵开关的结构示意图；

图3为本发明2*12全矩阵拓扑网络结构的示意图。

主要元件符号说明如下：

1、矩阵开关 2、测试仪表

3、控制模块 4、调试工位

5、待调试产品 10、内置电压转换模块

11、电源模块 12、通信控制模块

13、驱动模块 14、射频开关模块

15、USB转RS232模块 16、RS232转I/O模块

17、主控模块 18、输入输出模块

19、***电路 20、外部适配器。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1，本发明提供一种基于矩阵开关1的测试仪表2复用装置，包括连接多个调试产品的矩阵开关1、一个以上用于分析测量调试产品性能参数的测试仪表2、基于时分多路复用技术的控制模块3、以及与调试产品对应的多个调试工位4。控制模块3的一端与多个调试工位4通讯连接，控制模块3的另一端与测试仪表2通讯连接。矩阵开关1的一端与测试仪表2通讯连接，另一端与多个待调试产品5通讯连接。

与现有技术相比，本发明的测试仪表2复用装置设有矩阵开关1，它起到将两个输入端口扩展到多个的作用，可以将多台待调试产品5与测试仪表2相连。同时在控制模块3的控制下，采用时分多路复用规则，按照调试工位4请求信号和待调试产品5性能参数信号的相对应将总信号划分为多路通道进行信号传递，并且将每一路通道的信号按照时分的先后划分为若干时间间隙信号，控制模块3通过快速切换，联入装置的每个调试工位4都好像在“独占”使用测试仪表2。这样一台测试仪表2达到了多台的使用效果。本案的复用装置，结构简单，使用方便，大大提高了测试仪表2的使用效率，降低了仪表投资成本。

在本实施例中，测试仪表2包括信号源发生器（图未示）、频谱仪（图未示）和矢量网络分析仪（图未示）。在射频微波领域，测试仪表2主要使用信号源、频谱仪、矢量网络分析仪等仪表。这些仪表组成复杂，结构精密，在射频微波产品的研发、生产环节中，发挥着重大作用。时至今日，中高端射频仪表几乎全为国外少数巨头垄断，价格昂贵，动辄数万、十万美金。而对于射频微波企业，仪表购置占据了大量的固定资产成本。随着行业竞争加剧，利润下行，如何降低仪表投资成本，提高仪表使用效率，成为意义重大且紧迫的课题。

在以下的说明中，本发明主要以矢量网络分析仪为例（但该技术不局限于应用在矢量网络分析仪上），详细给出仪表复用的原理。矢量网络分析仪是射频微波产品研发、调试、测试重要的必备仪表。它广泛应用于滤波器、天线、电缆组件等产品的S参数、相位、时域的测量。矢量网络分析仪功能较多，使用量大，被称为“仪器之王”，是射频微波领域的万用表。以使用量最大的产品调试环节为例，调试员主要通过观察矢量网络分析仪上的波形曲线，来衡量所调试的产品是否合格。在调试过程中，调试员会凭经验不断调整产品上影响性能的部件位置，同时观察仪表屏幕上的曲线，直至所有的波形曲线在预设的范围内，待调试产品5即为合格。

下面结合图1详细地说明本发明的工作流程：

1、控制模块3接收调试工位4传来的调试请求，在时分多路复用规则下，将不同的调试工位4传输的请求信号分为不同的通路，同时将每一通路上的信号按照时分划分为若干时间间隙；

2、控制模块3控制不同通路的切换，当调至特定通路上，该通路上的待调试产品5会物理上接入矢量网络分析仪（还可为其他的测试仪表2），这种物理接入是由于矩阵开关1具有N个输出接口，这些接口会与不同的待调试产品5接通，且每一个待调试产品5会有特定的通路，这些通路是通过矩阵开关1中的多个单刀单掷、双刀双掷、单刀多掷开关和电缆，按照一定的拓扑结构，构成矩阵网络。在控制模块3的作用下，控制相应的开关，接通至相应的待调试产品5；

3、待调试产品5被接通后，矢量网络分析仪会测试待调试产品5的性能参数，此时控制模块3会采集此时矢量网络分析仪上的波形数据，并将给数据传输至调试工位4上；这样控制模块3通过快速切换，联入装置的每一个调试工位4都好像在“独占”使用矢量网络分析仪，完全感觉不到差别，这样一台矢量网络分析仪就在复用装置的作用下，达到两台、甚至多台的使用效果；

4、调试工位根据相识的数据对待调试产品5发送调试信息，该信息也通过建立通道来实现，如此循环完成调试的工序。

请参与图2-图3，矩阵开关1包括电源模块11、通信控制模块12、驱动模块13和射频开关模块14。通信控制模块12和射频开关模块14分别与驱动模块13通讯连接，电源模块11分别与通信控制模块12、驱动模块13和射频开关模块14电连接，并为通信控制模块12、驱动模块13和射频开关模块14供电。

通信控制模块12包括USB转RS232模块15和RS232转I/O模块16，USB转RS232模块15与RS232转I/O模块16电连接，RS232转I/O模块16与驱动模块13电连接。设置USB转RS232模块15和RS232转I/O模块16，矩阵开关1可实现与待调试产品5、控制模块3（实际生产中可以使用计算机集合相应的软件***来实现时分多路控制）和测试仪表2相连。

从图2中还可看出驱动模块13还包括主控模块17、输入输出模块18和***电路19，其中主控模块17的一端与射频开关模块14电连接，另一端与RS232转I/O模块16；输入输出模块18与RS232转I/O模块16电连接，***电路19也与RS232转I/O模块16电连接。而电源模块11包括外部适配器20和内置电压转换模块10。

射频开关模块14包括2个输入接口和N个输出接口，2个输入接口和N个输出接口构成2*N的全矩阵拓扑网络结构，N为≥2的自然数。N是4或6或12。在本实施例中N＝12。矩阵开关1内部的拓扑结构，直接决定了装置的复用形式和功能，例如扩展端口的个数，图3中时采用的2*12全矩阵的拓扑原理图，此种拓扑结构最多了支持1台测试仪表2可供6个调试工位4同时复用，大大提高了测试仪表的使用效率。

本发明的优势在于：

1、本发明的测试仪表复用装置设有基于时分多路的控制模块3和矩阵开关1，实现1台测试仪表2对应多台待调试产品5的工作模式，结构简单，使用方便，大大提高了测试仪表的使用效率，降低了仪表投资成本；

2、矩阵开关1采用2*12全矩阵的拓扑原理图，此种拓扑结构最多了支持1台测试仪表2可供6个调试工位4同时复用，大大提高了测试仪表的使用效率。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于矩阵开关的测试仪表复用装置，其特征在于，包括连接多个调试产品的矩阵开关、一个以上用于分析测量调试产品性能参数的测试仪表、基于时分多路复用技术的控制模块、以及与调试产品对应的多个调试工位；所述控制模块的一端与多个调试工位通讯连接，控制模块的另一端与测试仪表通讯连接；所述矩阵开关的一端与测试仪表通讯连接，另一端与多个待调试产品通讯连接。

2.根据权利要求1所述的基于矩阵开关的测试仪表复用装置，其特征在于，所述矩阵开关包括电源模块、通信控制模块、驱动模块和射频开关模块；所述通信控制模块和射频开关模块分别与驱动模块通讯连接，所述电源模块分别与通信控制模块、驱动模块和射频开关模块电连接，并为通信控制模块、驱动模块和射频开关模块供电。

3.根据权利要求2所述的基于矩阵开关的测试仪表复用装置，其特征在于，所述通信控制模块包括USB转RS232模块和RS232转I/O模块，所述USB转RS232模块与RS232转I/O模块电连接，所述RS232转I/O模块与驱动模块电连接。

4.根据权利要求2所述的基于矩阵开关的测试仪表复用装置，其特征在于，所述射频开关模块包括2个输入接口和N个输出接口，2个输入接口和N个输出接口构成2*N的全矩阵拓扑网络结构，N为≥2的自然数。

5.根据权利要求4所述的基于矩阵开关的测试仪表复用装置，其特征在于，所述N是4或6或12。

6.根据权利要求1所述的基于矩阵开关的测试仪表复用装置，其特征在于，所述测试仪表包括信号源发生器、频谱仪和矢量网络分析仪。