[發明專利]基于磁保持繼電器開關射頻前端的矩陣式控制電路及方法

有效

• 申請號: 202110647423.2
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113410097B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 李玉成;張文鋒;王莉;彭艷;張小婭;宋平
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H01H47/00
• 分類號: H01H47/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

本發明提供一種基于磁保持繼電器開關射頻前端的矩陣式控制電路及方法，所述電路包括級聯的組合邏輯電路和開關控制網絡；組合邏輯電路包括將α路控制信號和β路控制信號譯碼產生N路控制信號和M路控制信號；開關控制網絡為N×M個開關線包形成的陣列控制網絡，以及與陣列控制網絡連接的電源開關控制電路和OC信號產生電路；電源開關控制電路接收N路控制信號并向陣列控制網絡輸出N路線包電壓；OC信號產生電路接收M路控制信號并向陣列控制網絡輸出M路OC信號；陣列控制網絡中的N×M個開關線包接收N路線包電壓和M路OC信號后，向磁保持繼電器開關輸出N×M路控制信號。本發明電路結構簡單、控制邏輯清晰，具有廣泛的適用性。

技術領域

本發明涉及射頻前端產品的控制技術領域，具體而言，涉及一種基于磁保持繼電器開關射頻前端的矩陣式控制電路及方法。

背景技術

現有的射頻前端一般內部都會集成較多的開關，主要用于內部射頻通路選擇和合成。通常使用的開關為電開關，其驅動電平通常為COMS電平或TTL電平。在航天、星載等高可靠性應用領域，射頻前端使用的開關通常為機械開關或磁保持繼電器開關，其驅動方式通常是OC信號。隨著射頻系統功能的不斷提升，射頻前端的功能也越來越復雜，內部集成的開關數量少則幾十個，多則幾百上千個，如此規模的開關驅動，通常采用FPGA(現場可編程邏輯門陣列)或CPLD(復雜可編程邏輯器件)實現開關的驅動。但在航天、星載等應用場景下，FPGA、CPLD等復雜的處理器件由于易受宇宙射線的影響，其使用受到極大限制，部分場合為保證可靠性，甚者被禁止使用。此場景下，主要采用離散的邏輯門器件組合驅動電路，以實現射頻前端的開關驅動與控制。每種驅動方式，各有優缺點總結如下：

以FPGA、CPLD等復雜處理器驅動控制，電路集成度高，體積小重量輕，可編程能力強，驅動端口的扇出能力強，具有極大應用靈活性。缺點是成本高、功耗大，在航天、星載等應用領域易受宇宙射線影響，可靠性會降低。

以離散的邏輯門器件組合驅動電路，邏輯關系較復雜，電路集成度低、規模大，體積和重量大，不具備可編程能力，使用靈活性差。優點是可靠性高，在航天、星載領域應用廣泛。

發明內容

本發明旨在提供一種基于磁保持繼電器開關射頻前端的矩陣式控制電路及方法，以解決射頻前端在使用機械開關或磁保持繼電器開關情況下，無法使用FPGA、CPLD等復雜處理器，且需要驅動的開關數量特別多，無法通過離散的IO資源一一映射方式實現開關驅動的問題。

本發明提供的一種基于磁保持繼電器開關射頻前端的矩陣式控制電路，包括級聯的組合邏輯電路和開關控制網絡；

所述組合邏輯電路包括兩組譯碼支路，用于分別將α路控制信號和β路控制信號，譯碼產生N路控制信號和M路控制信號；

所述開關控制網絡為N×M個開關線包形成的陣列控制網絡，以及與陣列控制網絡連接的具有N路輸出的電源開關控制電路和具有M路輸出的OC信號產生電路；所述電源開關控制電路用于接收N路控制信號并向陣列控制網絡輸出N路線包電壓；所述OC信號產生電路用于接收M路控制信號并向陣列控制網絡輸出M路OC信號；所述陣列控制網絡中的N×M個開關線包用于接收N路線包電壓和M路OC信號后，向磁保持繼電器開關輸出N×M路控制信號。

進一步，每組譯碼支路包括依次連接的譯碼器、反相器和驅動器。

進一步，所述譯碼器的輸入為α路控制信號和Cs片選信號，或者β路控制信號和Cs片選信號。

其中，α與N之間的關系為：N＝2^α。

其中，β與M之間的關系為：M＝2^β。

其中，α、β、N、M均為正整數。

本發明還提供一種基于磁保持繼電器開關射頻前端的矩陣式控制方法，包括：