[實用新型]可擴展的開關矩陣板

有效

• 申請號: 201120170420.6
• 申請日: 2011-05-23
• 公開（公告）號: CN202111685U
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 王曄;陳棟
• 申請（專利權）人: 博世汽車部件(蘇州)有限公司
• 主分類號: H03K19/177
• 分類號: H03K19/177
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 夏青

技術領域

本實用新型涉及一種可擴展的開關矩陣板。

背景技術

開關矩陣卡和開關矩陣板廣泛應用于工業自動化設備或測試設備，其主要功能，是通過繼電器的開合，實現不同信號的切換傳輸，以節約硬件成本。例如，美國國家儀器公司的產品NI-PXle-2529就是一種典型的開關矩陣卡。這種板卡包含有128個繼電器開關，并可通過軟件設置，配置成為4×32或8×16的二維開關矩陣。但是這種開關矩陣卡只能應用于擁有PXle插槽的接口，并且矩陣配置固定為兩種類型。

現有技術的矩陣開關板卡在應用時，通常需要特定的PC(個人電腦)或IPC(工業電腦)的高級接口以及相對應的特殊驅動程序。而對于PLC(可編程邏輯控制器)等低端邏輯控制設備而言，通常并不具有PCI(外部設備組件互連標準)、PXI(面向儀器系統的外部設備組件互連標準擴展)或PXIe(高速面向儀器系統的外部設備組件互連標準擴展)等高級接口，因此，此類板卡在不同的工業控制平臺之間的通用性受到了限制。

此外，制造商為了盡可能滿足不同用戶的需要，在設計繼電器矩陣板卡時，所使用的繼電器模塊數量往往會大大高于正常的需求，并將矩陣的規模配置進行預設限制，如NI-PXle-2529板卡被限制為只能在4×32和8×16兩種規模的矩陣之間進行選擇切換。這就使得在使用時造成了硬件成本的極大浪費。例如，參見圖1，在構造圖中所示的“L”型矩陣時，實現功能所需要的繼電器數量為48個，但對于大規模固化結構的板卡，如NI-PXle-2529，則需要將一塊板卡配置為如圖2所示的8×16的矩陣，而圖2右邊的虛線框內的無效繼電器模塊在實際使用中只能被廢棄不用而造成浪費，最終共耗費128個繼電器以及一些無用的信號輸入/輸出點才能實現設計要求的圖1所示的L型繼電器矩陣，即由圖2左邊所示的虛線框外的48個繼電器所構成。

實用新型內容

本實用新型旨在克服現有技術的上述缺陷，提供一種可擴展的開關矩陣板，與控制平臺連接，所述可擴展的開關矩陣板包括：

繼電器矩陣，包括：若干個繼電器，以矩陣形式組成，并適于連接其它一個或多個可擴展的開關矩陣板；

邏輯電平端口，連接所述控制平臺；

擴展控制端口，連接所述其它一個或多個可擴展的開關矩陣板的邏輯電平端口；以及

控制電路，分別連接所述繼電器矩陣、邏輯電平端口和擴展控制端口，用于接收來自所述控制平臺的繼電器控制信號，并向所述繼電器提供所述控制信號，以控制所述繼電器的開合。

根據本實用新型的實施例，所述邏輯電平端口包括至少兩個邏輯電平端口，分別適于連接所述控制電路和至少兩個具有不同輸出邏輯電平的控制平臺。

根據本實用新型的實施例，所述至少兩個邏輯電平端口具有不同的輸入邏輯電平；所述至少兩個邏輯電平端口中的至少一個包括與所述控制電路相連的電平轉換電路，用于將所述其輸入邏輯電平轉換成與所述控制電路的邏輯電平相一致。

根據本實用新型的實施例，所述繼電器矩陣是4×4矩陣，包括16個繼電器模塊。

根據本實用新型的實施例，所述控制電路包括一個或多個晶體管-晶體管級(TTL)邏輯芯片。

根據本實用新型的實施例，所述不同的輸入邏輯電平至少包括5V級邏輯電平和24V級邏輯電平。

根據本實用新型的實施例，所述邏輯電平端口和擴展控制端口中的每一個包括三個硬件引腳：鎖定信號引腳、串行數據信號引腳和串行時鐘信號引腳，分別用于傳輸鎖定信號、串行數據信號和串行時鐘信號。

根據本實用新型的實施例，所述鎖定信號引腳的信號進入可擴展的開關矩陣板后，通過“與”門芯片與串行時鐘信號引腳的信號進行邏輯“與”運算并作為讀取串行數據信號引腳的信號的觸發信號

根據本實用新型的實施例，所述繼電器矩陣還包括：橫軸輸入/輸出點，適于連接所述其它一個或多個可擴展的開關矩陣板的橫軸輸入/輸出點；以及縱軸輸入/輸出點，適于連接所述其它一個或多個可擴展的開關矩陣板的縱軸輸入/輸出點。

根據本實用新型的實施例，所述控制電路包括：串行數據接收部分，適于通過所述邏輯電平端口以串行方式接收來自控制平臺的繼電器控制數據信息，并將其轉換為并行輸出的數字信號；繼電器驅動電路，適于將所轉換的數字信號轉換為所述繼電器的開合驅動信號。

本實用新型易于擴展并構建任意形式的二維繼電器矩陣，通用性好，而且可以降低硬件成本的浪費。

附圖說明

圖1是一種L型繼電器矩陣的構型示意圖；