一种具有微电子开关的高频开关盒的制作方法

1.本实用新型涉及测试技术领域，尤其涉及一种具有微电子开关的高频开关盒。


背景技术：

2.目前用于射频及微波领域的测试用的射频(rf)开关盒，主要用的是机械式开关，然后配合软件控制，可以做到dc
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20ghz的射频测试转换。
3.机械开关的频率响应及隔离度较好，一个sp4t(单刀4掷)的原理图见图1，机械开关是靠继电器线包产生磁场吸力带动继电器弹片将两个要吸活的触电短路导通，所以，机械开关的体积大重量大容易发热寿命短(典型值2百万次)，平均每天1万次动作的话，200天也就是6个月多就要更换继电器，价格也比较贵，一个32路开关系统，机械式开关要将近10 多万人民币。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种具有微电子开关的高频开关盒，包括微电子开关板、开关控制电路，所述微电子开关板为两个，分别为第一微电子开关板和第二微电子开关板，所述开关控制电路分别与所述第一微电子开关板和所述第二微电子开关板相连，所述第一微电子开关板和所述第二微电子开关板之间连接着待测元件通道。
5.作为本实用新型的进一步改进，所述微电子开关板为单刀4掷微电子开关板。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述单刀4掷微电子开关板具有四个输入端和四个开关，四个输入端分别单独控制四个开关，四个输入端为第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端，四个开关为第一开关、第二开关、第三开关、第四开关。
7.作为本实用新型的进一步改进，待测元件通道为四个，分别为待测元件通道1、待测元件通道2、待测元件通道3、待测元件通道4，待测元件通道1分别对准第一微电子开关板的第一开关和第二微电子开关板的第一开关，待测元件通道2分别对准第一微电子开关板的第二开关和第二微电子开关板的第二开关，待测元件通道3分别对准第一微电子开关板的第三开关和第二微电子开关板的第三开关，待测元件通道4分别对准第一微电子开关板的第四开关和第二微电子开关板的第四开关。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述开关控制电路分别与所述第一微电子开关板的四个输入端、所述所述第二微电子开关板的四个输入端相连。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述微电子开关板还包括振荡器及输入输出保护电路。
10.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过微电子开关替代现有的机械开关，节约产品成本，产品更加小型化，延长使用寿命。
附图说明
11.图1是sp4t机械开关示意图；
12.图2是sp4t微电子开关功能框图；
13.图3是微电子开关示意图；
14.图4是高频开关盒应用示意图。
具体实施方式
15.本实用新型公开了一种具有微电子开关的高频开关盒，高频开关盒用于射频(rf)多路元件或系统自动化测试领域。
16.电子开关芯片(ic)的价格低廉，一个sp4t(单刀4掷)的微电子开关原理图见图2，图2中有4个输入端in，例如第一输入端in1加逻辑1 (3.3v直流电压)时，对应的第一开关rf1导通，将公共端rfc与第一开关rf1接通，类似的rf2/3/4分别受in2/3/4单独控制，其中主要核心部件是由微型机电系统(mems)组成，在图3中，源极s和栅极g之间加有80v直流电压时，微机械臂吸活，源极s和漏极d之间短路接通，完成开关功能。这种开关的尺寸在微米级别，开关动作时间极快，导通时间典型值30微秒(对比机械开关动作时间要10毫秒)，所以，微电子开关容易小型化，线性好，损耗低，寿命长,几乎是无限次，可以超过10亿次以上，相对的这种开关只要rf应用线路板设计合理，一个32路开关系统预计的价格在2万人民币以内。如图3所示，微电子开关还包括硅帽101、悬臂梁102、硅底103。
17.本实用新型包括微电子开关板、开关控制电路20，所述微电子开关板为两个，分别为第一微电子开关板30和第二微电子开关板40，所述开关控制电路20分别与所述第一微电子开关板30和所述第二微电子开关板40 相连，所述第一微电子开关板30和所述第二微电子开关板40之间连接着待测元件通道。
18.在进行测试的时候，使用网络分析仪10，网络分析仪10分别与第一微电子开关板30和第二微电子开关板40相连。
19.所述网络分析仪10的高频输出口rfout与所述第一微电子开关板30 的公共端rfc相连，所述网络分析仪10的高频输入口rfin与所述第二微电子开关板40的公共端rfc相连。
20.所述微电子开关板为单刀4掷微电子开关板。
21.所述单刀4掷微电子开关板具有四个输入端和四个开关，四个输入端分别单独控制四个开关，四个输入端为第一输入端in1、第二输入端in2、第三输入端in3、第四输入端in4，四个开关为第一开关rf1、第二开关rf2、第三开关rf3、第四开关rf4。
22.待测元件通道为四个，分别为待测元件通道1、待测元件通道2、待测元件通道3、待测元件通道4，待测元件通道1分别对准第一微电子开关板 30的第一开关rf1和第二微电子开关板40的第一开关rf1，待测元件通道 2分别对准第一微电子开关板30的第二开关rf2和第二微电子开关板40 的第二开关rf2，待测元件通道3分别对准第一微电子开关板30的第三开关rf3和第二微电子开关板40的第三开关rf3，待测元件通道4分别对准第一微电子开关板30的第四开关rf4和第二微电子开关板40的第四开关 rf4。
23.所述开关控制电路20分别与所述第一微电子开关板30的四个输入端、所述所述第二微电子开关板40的四个输入端相连。
24.所述微电子开关板还包括振荡器及输入输出保护电路。
25.本实用新型选择一款sp4t mems开关厂家的推广ic的微电子开关板，在本实用新型中使用的有两个相同的微电子开关板，都是1到4单刀四掷开关，请参考图4，当测试的滤
波器元件频率响应在1ghz以内时，而这种微电子开关的最高频率是13ghz，完全可以达到要求，其测试方法介绍如下，网络分析仪10的高频输出口rfout接到一个第一微电子开关板 30的公共端rfc口，网络分析仪10的高频输入口rfin接到第二微电子开关板40的公共端rfc口，待测试的元器件的4个通道分别对准两个微电子开关板的rf1、rf2、rf3、rf4口，测试时，启动开关控制电路20 的按钮，两个微电子开关板会同步有高频信号在in1、in2、in3、in4分别置逻辑1(3.3v电压)的情况下,高频信号分别从第一微电子开关板30 的rf1、rf2、rf3、rf4输出，经过待测元件到第二微电子开关板40的 rf1、rf2、rf3、rf4输入，最后经过第二微电子开关板40的rfc输出到网络分析仪10的rfin口输入，完成一个测试过程，微电子开关的自动转化测试结果与机械式开关的测试数据接近，完全可以互换。
26.请参考下列数据对比：
[0027][0028]
通过上表说明：
[0029]
1.插入损耗在3db以内为合格，所以对比电子开关与机械开关数据在可以接受的范围。
[0030]
2.反射损耗9db为合格，同样也在可以接受的范围。
[0031]
虽然在微波领域(例如最高频率20ghz)目前多数微波厂商在使用机械式继电器测试多通道的产品，但是网络变压器测试频率最高不超过 2ghz，完全可以使用微电子开关(mems微电子系统)来代替机械式开关，只是目前这方面开发的不是很多，所以，网络变压器生产厂就直接使用了高成本的机械式开关盒，通过本实用新型的公开，网络变压器厂商都可以进入微电子开关时代开发自有的微电子开关系统。
[0032]
本实用新型通过微电子开关替代现有的机械开关，节约产品成本，产品更加小型化，延长使用寿命。
[0033]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。