一种无源无线微机械开关阵列控制系统的制作方法

xiaoxiao2021-02-23  1

一种无源无线微机械开关阵列控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关控制系统,具体涉及一种无源无线微机械开关阵列控制系统。
【背景技术】
[0002]开关可以用于对信号的通断进行控制,开关阵列控制系统是由开关组成的阵列对多组信号进行选择性的控制。电路中用到的开关主要有机械式开关和半导体开关两大类。机械式开关的优点是其关态信号泄漏非常小,缺点是一般体积较大,开关延时较长;半导体开关的优点是体积小、开关电压和延时小,不过其缺点是关态泄漏电压较大。因此开关阵列控制系统可以是半导体开关阵列也可以是机械开关阵列。
[0003]无源无线开关阵列是指开关的通断是通过无源和无线的方式实现。无线是指控制部分和开关部分没有线连接,无源是指开关部分没有电源或电池。已有的无线开关阵列,一般采用射频收发方式对开关进行控制,开关单元中需要有电池给收发电路供电。因为含有电池,因此这种无线开关阵列的使用寿命有限。
[0004]微机械开关是机械式开关的一种,其采用微加工方式制作。因此,它保留了机械式开关的关态信号泄漏非常小的特点,又有体积小的优势,可用于直流、低频或射频信号的通断控制。由于微机械开关的执行电压较高,一般大于30V,因此已有的控制微机械开关的通断方式都是有线式的。

【发明内容】

[0005]发明目的:为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种无源无线微机械开关阵列控制系统,通过采用无源无线的方式对微机械开关阵列的控制,控制方式简便,省去布线的麻烦,同时开关中不含电源或电池,增加了使用寿命。
[0006]技术方案:一种无源无线微机械开关阵列控制系统,包括信号源、发射线圈、无源无线微机械开关阵列单元;所述信号源串联所述发射线圈,所述发射线圈与所述无源无线微机械开关阵列单元近场耦合;
[0007]其中,所述无源无线微机械开关阵列单元包括若干阵列排列的无源无线微机械开关单元;所述无源无线微机械开关单元包括接收线圈,微机械开关、整流电路、信号输入端和信号输出端;
[0008]其中,所述微机械开关包括可动电极、触点、偏置电极和输出电极;所述整流电路包括电阻、电容和整流二极管;
[0009]所述电阻并联所述电容,所述整流二极管串联所述电容,所述电阻的输出端与所述整流二极管的输出端分别作为所述整流电路的输出端,所述整流二极管的输入端与所述电容的输入端分别作为所述整流电路的输入端;所述可动电极的输入端与所述偏置电极的输入端分别作为所述微机械开关的输入端。
[0010]所述接收线圈的两端分别连接所述整流二极管的输入端和所述电容的输入端,所述电阻的输入端连接所述可动电极的输入端,所述电阻的输出端连接所述偏置电极的输入端,所述可动电极的输出端连接所述信号输入端,所述输出电极的输出端连接所述信号输出立而;
[0011]所述信号输入端为所述无源无线微机械开关单元的输入端,所述信号输出端为所述无线无源微机械开关单元的输出端。
[0012]进一步的,每个所述微机械开关的通断都由所述信号源的特定输出频率控制。
[0013]有益效果:通过采用无源无线的方式来控制微机械开关阵列,省去了布线的麻烦,安装方便,移动性强,开关中不使用电源或电池,节约使用成本,增加了使用寿命。无源无线微机械开关单元阵列中的每个开关单元的通断,可以通过信号源的特定的输出频率进行控制,控制方式简便,易操作。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的无源无线微机械开关阵列控制系统的原理图;
[0015]图2为本发明的无源无线微机械开关电路图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0017]如图1所示,一种无源无线微机械开关阵列控制系统,包括信号源1、发射线圈2、无源无线微机械开关阵列单元4;信号源1串联发射线圈2,发射线圈2与无源无线微机械开关阵列单元4近场耦合;
[0018]其中,无源无线微机械开关阵列单元4包括若干阵列排列的无源无线微机械开关单元3;如图2所示,无源无线微机械开关单元3包括接收线圈31,微机械开关32、整流电路33、信号输入端34和信号输出端35 ;
[0019]其中,微机械开关32包括可动电极321、触点322、偏置电极323和输出电极324;整流电路33包括电阻331、电容332和整流二极管333;
[0020]电阻331并联电容332,整流二极管333串联电容332,电阻331的输出端与整流二极管333的输出端分别作为整流电路33的输出端,整流二极管333的输入端与电容332的输入端分别作为整流电路33的输入端;可动电极321的输入端与偏置电极323的输入端分别作为微机械开关3 2的输入端。
[0021]接收线圈31的两端分别连接整流二极管333的输入端和电容332的输入端,电阻331的输入端连接可动电极321的输入端,电阻331的输出端连接偏置电极323的输入端,可动电极321的输出端连接信号输入端34,输出电极324的输出端连接信号输出端35;
[0022]信号输入端34为无源无线微机械开关单元3的输入端,信号输出端35为无线无源微机械开关单元3的输出端。
[0023]每个微机械开关31的通断都由信号源的特定输出频率控制,阵列中每个所述无源无线微机械开关单元3的谐振频率设计成不同值,具体通过调整电容332和电阻331的大小来实现,特定频率的控制信号只能使谐振频率与其相等的无源无线微机械开关单元3导通,而其它无源无线微机械开关单元3将因为耦合效率太低,达不到开关的开启电压,而不受控制;所以调节信号源1输出频率值等于需要打开的无源无线微机械开关单元3的谐振频率即可控制开关。
[0024]通过发射线圈2与若干无源无线微机械开关单元3的接收线圈之间的近场耦合作用,将发射线圈2的控制信号耦合到无源无线微机械开关单元3的接收线圈上,调节信号源输出频率值,当发射线圈2上的控制信号频率与开关单元的谐振频率相等时,信号的耦合效率达到最高。
[0025]因此将阵列中每个开关单元的谐振频率设计成不同值,特定频率的控制信号只能使谐振频率与其相等的开关单元导通,而其它开关单元将因为耦合效率太低,达不到开关的开启电压,而不受控制;所以调节信号源输出频率值等于需要打开的开关单元的谐振频率即可控制开关。
[0026]本发明的微机械开关阵列控制系统,控制方式简单,易操作,省去布线的麻烦,移动性强,开关中不使用电源或电池,节约使用成本,增加了使用寿命。无源无线微机械开关单元阵列中的每个开关单元的通断,可以通过信号源的特定输出频率进行控制,控制方式简便,易操作。
[0027]本发明所述技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更改和润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【主权项】
1.一种无源无线微机械开关阵列控制系统,其特征在于:包括信号源(1)、发射线圈(2)、无源无线微机械开关阵列单元(4);所述信号源(1)串联所述发射线圈(2),所述发射线圈(2)与所述无源无线微机械开关阵列单元(4)近场耦合; 其中,所述无源无线微机械开关阵列单元(4)包括若干阵列排列的无源无线微机械开关单元(3);所述无源无线微机械开关单元(3)包括接收线圈(31),微机械开关(32)、整流电路(33)、信号输入端(34)和信号输出端(35); 其中,所述微机械开关(32)包括可动电极(321)、触点(322)、偏置电极(323)和输出电极(324);所述整流电路(33)包括电阻(331)、电容(332)和整流二极管(333); 所述电阻(331)并联所述电容(332),所述整流二极管(333)串联所述电容(332),所述电阻(331)的输出端与所述整流二极管(333)的输出端分别作为所述整流电路(33)的输出端,所述整流二极管(333)的输入端与所述电容(332)的输入端分别作为所述整流电路(33)的输入端;所述可动电极(321)的输入端与所述偏置电极(323)的输入端分别作为所述微机械开关(32)的输入端; 所述接收线圈(31)的两端分别连接所述整流二极管(333)的输入端和所述电容(332)的输入端,所述电阻(331)的输入端连接所述可动电极(321)的输入端,所述电阻(331)的输出端连接所述偏置电极(323)的输入端,所述可动电极(321)的输出端连接所述信号输入端(34),所述输出电极(324)的输出端连接所述信号输出端(35); 所述信号输入端(34)为所述无源无线微机械开关单元(3)的输入端,所述信号输出端(35)为所述无线无源微机械开关单元(3)的输出端。2.根据权利要求1所述的无源无线微机械开关阵列控制系统,其特征在于:每个所述微机械开关(32)的通断都由所述信号源(1)的输出频率控制。
【专利摘要】本发明公开了一种无源无线微机械开关阵列控制系统,包括信号源(1)、发射线圈(2)、无源无线微机械开关阵列单元(4);信号源(1)串联发射线圈(2),发射线圈(2)与无源无线微机械开关阵列单元(4)近场耦合;其中,无源无线微机械开关阵列单元(4)包括若干阵列排列的无源无线微机械开关单元(3)。无源无线微机械开关单元(3)的阵列中每个开关单元的谐振频率都设计成各不相同。因此,无源无线微机械开关单元(3)的阵列中,每个开关单元的通断都是通过信号源的特定输出频率进行控制。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN105488987
【申请号】CN201610035681
【发明人】王立峰, 黄庆安, 金月, 汪东澍
【申请人】东南大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月19日

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