标签: 开关模块

簧片继电器被众多用户认为是最可靠的低功率开关解决方案,它们几乎没有移动部件和并且拥有很长的机械使用寿命。当然,并不是所有簧片继电器构造都拥有相同的高标准。Pickering使用姐妹公司Pickering Electronics的簧片继电器来搭建开关模块产品,因为这些继电器可以提供最好的性能。许多ATE供应商也选择使用Pickering Electronics簧片继电器,因为它们的参数指标表明它们拥有最稳定的性能和更长的寿命。这让Pickering 产品竞争优势超过其他供应商的继电器切换系统的簧片继电器。 一、簧片继电器的基础结构 在下面的内容中,我来解释一下为什么这些继电器可以提高产品的可靠性。（下图是簧片继电器的结构图） 簧片继电器是很简单的设备,它是一个簧片组装到一个包括一个线圈和回程二极管的盒子里。最常见的形式是常开类型的继电器，初始状态是开路。其他类型也是可以的,但是由于各种原因往往很难生产，并且可靠性比较低。 簧片本身是一个密封的玻璃管中包含两个由磁敏材料组成的簧片触片。玻璃管充满干燥的惰性气体,以防止器件氧化。簧片触片选择的是镀层，两个刀片组合在一起形成一个可重复的电触点。触片通过一个轴向磁场的作用而组合在一起，从而让两刀片移动和接触。簧片继电器的磁场是由一个环绕着玻璃管的线圈产生的。 这个结构中很多人会关心以下的问题: 触片分离是什么？ 多大的磁场才能关闭连接器？ 玻璃管的密封性好不好？ 用于连接器电镀材料是怎么样的？ 能切换多大功率,电压,电流？ 簧片的总长度？ 触片的刚度多大？ Pickering Electronics在产品研发方面有相当多的经验,他们知道怎么样选择正确的簧片用来构造继电器。例如,钌连接器可以提供更好的性能，可以支持更大的电流。Pickering 只低电压开关继电器模块中使用这些钌簧片的。簧片都是选择性能最佳的，这些继电器通常被称为仪器级的簧片，它们给Pickering 带来的主要优势主要是在中低功率交换式电源条件下表现出来的。 二、组装干簧继电器     为了选择最好的舌簧开关组件簧片组装到一个簧片继电器。簧片继电器封装了簧片开关到组合包中，包含线圈和回程二极管，控制EMF的线圈时释放开关。舌簧开关是一个脆弱的设备，很容易受损,一直到封装的时候，必须保护好，直到继电器完成,而且在封装的时候会对簧片可靠性产生重大影响。 典型的结构使用的是Pickering Electronics的产品，竞争对手使用的是硬塑料成型材料封装的簧片,线圈和二极管包。 塑料材料是可用的簧片继电器组件,但由于工作原理是通过温度循环,环境变化引起的,线圈操作或信号路径损失会加热触片，导致局部膨胀——因为部分的温度系数不匹配,在任何情况下局部加热组装意味着不是所有的区域都是相同的温度。 以下是Pickering所使用的SoftCentre组合结构：     Pickering Electronics产品使用不同的施工方法。簧片,线圈和二极管安装在一个经过蚀刻的引线框架上。引线框架是安装在一个硬塑料壳和外壳的内部充满了柔和的封装材料,允许局部膨胀。 还有其他差异，Pickering Electronics在簧片上用的former-less线圈,线圈直接在玻璃管上，从而保证了线圈的磁场簧片触片更紧密的连接在一起。另外还包括一个护盾,限制外部磁场对继电器产生影响——阻止簧片继电器的磁场与相邻的继电器产生相互作用。 最终的结果是拥有更可靠的结构，和质量质量更好的产品,可以安装在印刷电路板上，也不用担心继电器交互，这就使Pickering能够研发出密度更高和更可靠的簧片继电器开关模块产品，如一些高密度的矩阵开关，这些很适合用于信号切换系统之中。 (本文作者：虹科电子   郑南润)

背景 由于山寨品的高水准和目前的ECU（电子控制单元）设备的复杂性的存在，这就需要一些特别的测试方法。测试系统错误的方法不是什么新颖的说法，它是ECU验证的一个重要的部分和系统电气故障的重要方法（故障注入测试）。它是一个可以模仿很多情形，如因为腐蚀，短/开路和其他的由于使用时间过长引起的电气故障，损坏或者是错误的装置的测试方案。 图1  使用插线面板来进行故障注入测试 一般而言，开发中的ECU都会通过一个测试系统来进行仿真，直到它可以进行控制，这有时候也叫做硬件在环仿真（HIL）。仿真设备用来仿真设备的行为，比如说，手动连接和控制或者是用电脑中的计算器件捕捉ECU的模拟和数字反馈信号。当它需要注入故障的时候，像图1所示的使用接线板的做法是比较常见的。 但是这就需要很多很多条接线用来连接到ECU的输入输出口到仿真或者是计算设备。输入输出口也许需要手动地断开来模拟一个开路或者是连接在一起来模拟短路，从而得到计算结果。这种类型的解决方案拥有许多固有的缺点，不仅仅是体积大小的问题。也有许多潜在的损耗，像持续的维护费用，这就需要一个拥有丰富的专业知识的操作员，还有潜在的人员操作错误和额外的进行测试和记录结果的相关人员的费用。 任何手动操作方案的另一个主要缺点是缺少了重复测试的能力，这是在测试系统中很需要的进行快速重新创建故障测试的能力，甚至是开发和采取矫正措施也有很有限制的。在任何的经过升级或者校验过的程序中的一个主要的优点是能够快速地创建测试的能力。 在设备的工具路径信号和注入实时电气故障的软件控制能力，使得测试过程和结果的记录变得方便。一个标准矩阵的交叉点拥有一个支持被测设备的工具路径信号和带有特殊的开关结构的故障注入的能力。 模块故障注入解决方案 Pickering提供了一系列的PXI故障注入开关单元产品，这些可升级的解决方案可以在硬件环仿真(HIL)系统中，仿真和真实生活中的设备的开关信号。故障注入单元（FIU）有助于简化验证和加快测试的速度，还有诊断和在HIL应用中进行系统集成。以下是一些较为常见的故障注入架构（这是基于我们的FIU故障注入单元的实例）。 图2  单故障总线架构 在图2中显示的架构使用的是我们的故障注入单元（40-195和40-196）。在这两个输入连接是成对的，然后组合的一对（开关）也被连接了，这就实现了一个单个总线故障。使用这个架构，可以在以下的方法中实现仿真一系列的故障： 任何一个与它的输出端断开的输入 输入端的连接对被短路 任何一个输入端连接到故障总线上 这个故障总线可能是一个电源，系统的地线或者是其他的一些在系统中的连接。如果需要仿真超过一个的故障总线的话，外部的开关必须要用来进行扩展，或者是用到其他的不同的架构。 多路复用故障总线架构 这个在图3中显示的架构，提供了一个更加灵活的方案，同时用到的是我们的更多的故障注入模块。用这个架构可以实现许多种故障的仿真： 与输出端断开的任何输入端 任何被连接到一两个故障总线的输出端 在故障总线断开的时候，输出端跟其他的输出端短路 在这个架构中，使用的是我们的40-190系列的故障注入模块，故障总线将会被断开或者是连接到四个故障状态中的任何一个，这就总线连接到地线，电源或者是其他的一些地方。因为连接是通过单刀单掷的开关来设置的，这就允许故障总线被断开，同时也允许在相邻的两个继电器中的两个信号短路。 图3   多路复用故障总线结构 故障注入矩阵 我们的故障注入局则很难（40-592和40-595）提供了一个更加复杂的架构，这个架构可以用在很多路的复杂的故障注入测试中。 使用故障注入模块（图4）的公共端是用来连接在X轴上的传感器和控制器的。比如说，输入端的一个连接是X1.1，它的输出端是X1.2。在这个例子中，故障的状态代表的是相邻的两个继电器的之间的连接。更多复杂的故障如下： 输入端和输出端之间的开路 在X1.2的输出端的故障，可以用一个接线板来进行故障注入，任何一个输入端到四个故障总线（Y1到Y4）中的一个的连接 任何输出端与四个故障总线（Y5到Y8）中的一个的连接 使用一个未用的X列在未用的Y行短路，这样可以在线路中进行短路 利用Y轴来添加其他的可用的分流器 可以仿真的故障类型是很多很多的，在X轴上的第三个连接可以为该架构添加更多的灵活性。 图4  故障注入矩阵 图5  使用实例 我们的故障输入模块可以用在很多个通道之中，故障总线的电流可以是1Amp 到30Amp。 下面的这个图片显示了一个在汽车的ECU上使用的基于我们的PXI产品的两个故障注入模块。 图6  Pickering的PXI故障注入模块 若想要了解故障注入模块更多的知识的话请通过邮件联系我们 （虹-科-电子）。

什么是射频和微波开关？ 它们是可以传输高频信号的设备。射频和微波开关特别用在了微波测试系统中，用在仪器和被测设备之间。将一个开关组合到开关矩阵系统中，可以让你把多路复用仪器的的信号传输到单个或者是多路复用的被测设备中，这让在同样的设置中实现多路复用的测试，这就解决了频繁的连接和断开操作带来的麻烦。射频和微波开关允许你的测试系统最大可能地利用到它所包括的射频测试设备。但是，一个方案不可能适用于所有的系统，所以，需要设计的的射频开关方案中，就包括了一些工程任务，包括密度、连接器的选择、带宽、费用、开关结构还有就是控制接口的选择。 图1  Pickering的射频和微波开关产品 在Pickering，我们很庆幸能够提供这么多种类型适用于不同应用的的射频和微波开关方案。这些方案提供了不同的开关结构，继电器类型也有一些不同的规格--涵盖了从低频到最高65GHz的频率，这些都适用于有可用以太网功能的LXI和PXI控制平台上。 可用的PXI开关模块： 射频多路复用器；射频SPDT开关；射频矩阵；微波开关；射频衰减器 射频衰减器的特征： 可编程的射频衰减器--直流高达3GHz，拥有1dB步进的分辨率，允许它根据其他的设备的要求来调整信号的振幅； 固态可编程射频衰减器--可以在拥有10MHz和6GHz之间的带宽的三个或者十六个规格中使用 高压衰减器--提供了将一个高压低频信号衰减至可以被PXI设备捕捉到的信号的功能； 可用的LXI模块： 75Ω高隔离射频多路复用器；高频矩阵；微波多路复用器；75Ω射频矩阵-1GHz；50Ω射频矩阵-2.4GHz；视频信号多路复用器；75Ω视频信号矩阵；微波矩阵 图2  Pickering的LXI高频矩阵产品 LXI 高频矩阵： 单个或者两个24x8的50 Ω高频矩阵； 通过软件可以设置为48x8矩阵； 50MHz带宽，可用100MHz； 机架式机箱； 兼容LXI 1.4标准； 通过windows DLL或者是IVI驱动编程； Pickering的LXI高频矩阵模块可以用到最高50MHz 的开关频率，它们拥有50Ω的电阻抗，并且用了一个SMB信号连接器或者是带有一个更大规格的BNC连接器。这个高频矩阵的设计的目的是为广播频率提供一个简单的可以升级的双向矩阵，还有就是在双向的矩阵开关系统中更加容易的连接。 在软件中，允许设置为一个双路的24x8矩阵，还有单个的48x8矩阵和其他的设置。灵活的隔离开关使矩阵的设置成为了可能，所以在系统带宽允许的范围内，矩阵可以被扩展到想要的大小。 这个高频矩阵是在一个紧凑的340mm深的的1U插槽中；带有BNC连接器的那种是在2个插槽中，并有500mm的深度。它在多种多样的驱动下的局域网中是可以任意编程的。工业标准的（W3C）网络浏览器可以用来改变设置信息，还可以提供了软件操作面板。 图3  Pickering的LXI微波多路复用器 高性能LXI微波多路复用器 如果想要获得射频和微波开关组合的功能还有就是在同样的4U机箱中利用以太网的便利性，请关注我们的LXI模块机箱。这些机箱适用于我们任何的PXI射频和微波开关个衰减器。 你也可以在我们的网站上看到更多关于射频和微波开关的信息，也可以联系我们support@hkaco.com。

     Pickering Interfaces公司近日宣布，希尔空军基地（Hill AFB）最近订购了大量的45-542 6U高密度矩阵模块，用于A-10飞机PATS-70（便携式自动测试站）中的寿命延长的模块中 。作为延长飞机寿命计划的一部分，PATS-70将为A-10航空电子系统提供地面基础的诊断。 图1  6U PXI高密度矩阵模块      在购买合同中，Pickering Interfaces为希尔空军基地的80个PATS-17系统提供了了45-542 PXI开关模块，这是Pickering Interfaces的一个来自军事单位的比较大的订单。      希尔空军基地（Hill AFB）本来是找一个高密度的能够处理0.5Amp和120VAC / 95vdc的6U的PXI开关模块模块。Pickering Interfaces的工程师设计，建造和测试了满足希尔的要求一个新的模块。在设计过程中，工程师们确定了一个1056（132x8）交叉点矩阵，可以用在一个单一宽度的6U PXI模块。      通过希尔空军基地的扩展性测试后，确定了新的开关模块是有能力处理A-10的视电容负载，并且该模块开发平台是符合要求的。目前，改模块已经可以在PATS-70模块中使用了，并继续有大量的订货需求。      45-542 6U PXI开关模块是COTS（商用现货）产品。规格和价格请访问虹科电子网站或者发邮件到support@hkaco.com。