一种高度灵活的继电器阵列系统的制作方法

本发明涉及继电器技术领域，特别涉及一种高度灵活的继电器阵列系统。

背景技术：

继电器阵列系统可实现通道切换和功能复用，其大量应用于研发和生产的测试测量工作。在研发生产过程中，常需要对大量信号进行测试，由于测试设备如万用表、示波器单台成本较高，且同一时刻只能测量单个信号或极少信号，无法满足多点测试功能。通过采用时分复用方式，通过继电器切换，对多组信号依次切换选通至测试设备，可实现单台设备测量多组信号功能。

基于测试系统对继电器阵列的巨大需求，测试厂家开发了多款继电器板卡。如ni公司的pxie-2527多路复用器开关模块，不同系列板卡可实现单端64选1、差分32选1、四线16选1等功能；keysight公司的34970a/34972a则可实现20选1功能。这些板卡均实现了固定功能的复用器拓扑结构。

由于各测试系统方案差异极大，需要测试的信号也各有特点，对继电器阵列的要求也各不相同。信号有单端和差分两种类型，对单端信号，需要保证足够高的信号隔离度，对差分信号，还需要保证差分走线和阻抗控制。很多测试系统测试信号数量不定，需要灵活的扩展功能，市场上固定功能的继电器阵列无法满足该需求，只能根据具体需求选择相关板卡，无法灵活应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高度灵活的继电器阵列系统，以解决背景技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高度灵活的继电器阵列系统，包括主控制器、rs485总线和驱动电路；

所述主控制器通过接口电路接收上位机发来的命令，并通过驱动电路执行对应的操作；

所述rs485总线通过接口电路实现通信；

所述驱动电路用于驱动继电器阵列；所述继电器阵列通过特定逻辑结构实现阵列系统。

可选的，所述继电器阵列由若干个双刀双掷继电器构成，所述特定逻辑结构能够将其变种为：四路差分8选n；两路差分16选n；一路差分32选n；四路单端16选1；两路单端32选1；一路单端64选1；以及对应的各种差分单端混合模式。

可选的，所述差分模式均能够实现p-n对的方向翻转。

可选的，所述继电器阵列还包括若干个完全独立的双刀单掷常开继电器，能够额外增加各工作模式下的扩展功能。

可选的，所述选n表示为选择某1通道，或同时选通多个通道甚至全部通道。

可选的，所述上位机以modbusrtu协议格式向所述主控制器发送命令。

在本发明提供的高度灵活的继电器阵列系统中，包括主控制器、rs485总线和驱动电路；所述主控制器通过接口电路接收上位机发来的命令，并通过驱动电路执行对应的操作；所述rs485总线通过接口电路实现通信；所述驱动电路用于驱动继电器阵列；所述继电器阵列通过特定逻辑结构实现阵列系统。本发明采用特定的逻辑结构，对继电器阵列的拓扑进行创新性设计，实现了一种高度灵活可配置的继电器架构，使其可以满足科研生产任务中对继电器阵列的复杂需求。本发明实现的阵列系统，可简化常规方案中只能继电器定制化的缺陷，实现继电器板卡复用，减少开发周期，降低测试系统成本。

附图说明

图1是本发明提供的高度灵活的继电器阵列系统框图；

图2是本发明提供的一种高度灵活的继电器阵列系统低通道数的8选1架构设计示意图；

图3是本发明提供的一种高度灵活的继电器阵列系统的四组8选1架构公共端合并的整体拓扑示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种高度灵活的继电器阵列系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明提供了一种高度灵活的继电器阵列系统，其框图如图1所示，包括主控制器、rs485总线和驱动电路；所述主控制器通过接口电路（图中未示出）接收上位机以modbusrtu协议格式发来的命令，并通过驱动电路执行对应的操作，并返回执行结果；所述rs485总线通过接口电路实现通信；所述驱动电路用于驱动继电器阵列；所述继电器阵列通过特定逻辑结构实现阵列系统；电源系统为各个该继电器阵列系统供电。

图2为一种高度灵活的继电器阵列系统低通道数的8选1架构设计示意图，根据长期研发生产过程中对继电器阵列的需求，本发明摒弃简单增加通道的思路，选用双刀双掷继电器设计低通道数的8选1架构；其次，本发明增加了低通道8选1架构公共端的极性翻转特性，该特性可实现差分测量的极性对调和差分转单端功能。

具体的，差分测量的极性对调功能通过切换公共端双刀双掷继电器可直接将差分信号的p-n对颠倒。该功能对一些极性敏感的测试场合如电压测量、极性电容测量、二极管特性测量等具有重要意义。同时，极性翻转也可有效降低系统误差，通过翻转前后测试，可降低测试系统本身的走线、电磁干扰等干扰源引入的误差。通过切换公共端双刀双掷继电器将差分信号的p-n对颠倒后，低通道继电器拓扑结构将从差分8选1架构转变为单端16选1架构，进一步扩展了该架构的应用场景

图3为一种高度灵活的继电器阵列系统的四组8选1架构公共端合并的整体拓扑示意图。本发明首先设计低通道数的8选1架构，将每个8选1架构设为一组，再通过合并公共端的方式将四组8选1进行组合，形成两个16选1或一个32选1，从而实现继电器阵列拓扑结构的灵活配置。四组8选1架构的公共端进行了可编程合并。默认状态下，该继电器阵列为四组完全独立的差分8选1架构，对公共端进行合并时，主控电路通过接口电路接收命令，通过驱动电路执行对应操作。合并操作可以将任意两组、三组或全部8选1架构进行合并，最终构建出16选1或32选1的继电器架构，实现继电器阵列的灵活配置。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

技术特征：

1.一种高度灵活的继电器阵列系统，其特征在于，包括主控制器、rs485总线和驱动电路；

所述主控制器通过接口电路接收上位机发来的命令，并通过驱动电路执行对应的操作；

所述rs485总线通过接口电路实现通信；

所述驱动电路用于驱动继电器阵列；所述继电器阵列通过特定逻辑结构实现阵列系统。

2.如权利要求1所述的高度灵活的继电器阵列系统，其特征在于，所述继电器阵列由若干个双刀双掷继电器构成，所述特定逻辑结构能够将其变种为：四路差分8选n；两路差分16选n；一路差分32选n；四路单端16选1；两路单端32选1；一路单端64选1；以及对应的各种差分单端混合模式。

3.如权利要求2所述的高度灵活的继电器阵列系统，其特征在于，所述差分模式均能够实现p-n对的方向翻转。

4.如权利要求2所述的高度灵活的继电器阵列系统，其特征在于，所述继电器阵列还包括若干个完全独立的双刀单掷常开继电器，能够额外增加各工作模式下的扩展功能。

5.如权利要求2所述的高度灵活的继电器阵列系统，其特征在于，所述选n表示为选择某1通道，或同时选通多个通道甚至全部通道。

6.如权利要求1所述的高度灵活的继电器阵列系统，其特征在于，所述上位机以modbusrtu协议格式向所述主控制器发送命令。

技术总结
本发明公开一种高度灵活的继电器阵列系统，属于继电器领域，包括主控制器、RS485总线和驱动电路；所述主控制器通过接口电路接收上位机发来的命令，并通过驱动电路执行对应的操作；所述RS485总线通过接口电路实现通信；所述驱动电路用于驱动继电器阵列；所述继电器阵列通过特定逻辑结构实现阵列系统。本发明采用特定的逻辑结构，对继电器阵列的拓扑进行创新性设计，实现了一种高度灵活可配置的继电器架构，使其可以满足科研生产任务中对继电器阵列的复杂需求。本发明实现的阵列系统，可简化常规方案中只能继电器定制化的缺陷，实现继电器板卡复用，减少开发周期，降低测试系统成本。

技术研发人员：李居强;顾林;王梦雅;张文强
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十八研究所
技术研发日：2021.04.29
技术公布日：2021.08.06