【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号切换，尤其涉及一种信号切换板。
技术介绍
1、在测量和自动化
，常需要使用信号切换装置对rs422、rs232和arinc429等类型的信号进行切换控制，从而实现从多路信号中有目的选择其中一路或多路信号。
2、目前，为实现对输入信号进行选择输出的功能，通常的方法是使用继电器来构建信号切换装置。如型号为hwa-sw32se-3u4te的信号切换卡，提供16路“三选一”开关，使用了32个双刀装置继电器实现。然而，采用继电器作为信号切换装置的开关执行单元时，存在以下缺陷：
3、开关执行单元的动作时间较长，受继电器特性的影响，继电器动作时间通常为10ms左右，也就导致整个信号切换装置的动作时间过长。
4、由于采用继电器作为开关执行单元，受继电器特性的影响，继电器在切换时会发生触点抖动的现象，进而对被选择的信号造成干扰。
5、继电器具有老化特性，随触点动作次数的增加，其使用时间、可靠性均降低，易带来切换装置自身故障、失灵，并降低包含该类切换装置之系统的稳定性。
6、综上，在使用信号切换装置时，尤其针对rs422、rs232和arinc429类型的信号进行切换时，使用继电器作为开关执行单元的传统信号切换装置会带来上述诸多问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供一种信号切换板。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、一种信号切换板，包
4、所述输入调理单元的输出端经电平转换及脉宽调整电路调整过的脉冲信号uin输入到脉冲正向整流及上下沿时间控制电路，经过调整的脉冲信号再输入到脉冲信号传输延时调整及抗干扰电路中，脉冲信号传输延时调整及抗干扰电路的输出端连接fpga核心板的输入端，所述fpga核心板的输出端分别连接输出调理单元、接口板、通信单元；所述电源单元分别与输入调理单元、电平转换及脉宽调整电路、脉冲正向整流及上下沿时间控制电路、脉冲信号传输延时调整及抗干扰电路、fpga核心板、输出调理单元、接口板、通信单元连接，用于提供所需电能。
5、其中，输入调理单元，用于将接收到的输入信号进行输入调理，以生成待选择信号，使所述待选择信号的电压处于预设的fpga核心板工作电压阈值范围内；
6、fpga核心板，用于选择指定的所述待选择信号作为待输出信号；
7、输出调理单元，用于将所述待输出信号进行信号调理，以生成输出信号，所述输出信号的电气特性与所述输入信号的电气特性相同；
8、所述fpga核心板包括控制模块和切换矩阵，所述切换矩阵包括输入信号端口和输出信号端口；
9、控制模块，用于根据获取的选择指令信号，按照预设的方法调整输入信号端口与输出信号端口的映射关系，以选择指定的所述待选择信号作为待输出信号。
10、作为本专利技术一种信号切换板的进一步优选方案，所述fpga核心板包含高稳晶振模块、fpga主控模块、usb传输模块、串口模块、数据处理中心、usb接口、千兆网接口和hdmi接口，所述高稳晶振模块与fpga主控模块连接，所述fpga主控模块分别经过sb传输模块、串口模块连接数据处理中心，所述usb接口、千兆网接口和hdmi接口分别与数据处理中心连接。
11、作为本专利技术一种信号切换板的进一步优选方案，所述电源单元包含开关电源和线性电源，所述开关电源的芯片型号为tps75003。
12、作为本专利技术一种信号切换板的进一步优选方案，所述电平转换及脉宽调整电路包含脉冲信号发生器、vcc、vee、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电位器rw1、第二电位器rw2、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一二极管vd1、第二二极管vd2、第三二极管vd3、第一运算放大器u1；
13、其中，脉冲信号发生器的正极端连接第一电位器rw1的b端，第一电位器rw1的a端连接第一电阻r1的一端，第一电阻r1的另一端连接脉冲信号发生器的负极端并接地，第一电位器rw1的滑动端c接第一电容c1的一端，第一电容c1的另一端连接第一运算放大器u1的同相输入端，第一运算放大器u1的同相输入端连接第三电阻r3的一端，第三电阻r3的另一端分别连接负电压供电端vee、第二电位器rw2的滑动端c端和a端、vee端、第三电容c3的一端、第一运算放大器u1的负电源端，第二电位器rw2的b端分别连接第二电阻r2的一端、第一运算放大器u1的反相输入端，第二电阻r2的另一端分别连接vcc端、第二电容c2的一端、第一运算放大器u1的正电源端，第二电容c2的另一端接地，第三电容c3的另一端第一二极管vd1的正极端、第五电阻r5的一端并接地，第四电阻r4的另一端分别连接第一二极管vd1的负极端、第二二极管vd2的正极端、第三二极管vd3的正极端，第二二极管vd2的负极端分别连接第五电阻r5的一端、uo1端，第三二极管vd3的负极端分别连接第五电阻r5的一端、uo1端。
14、作为本专利技术一种信号切换板的进一步优选方案，所述脉冲正向整流及上下沿时间控制电路包含第四电阻r4、第五电阻r5、第一二极管vd1、第二二极管vd2、第三二极管vd3；
15、其中，第四电阻r4的一端连接第一运算放大器输出的脉冲信号，第四电阻的另一端分别连接第一二极管vd1、第二二极管vd2、第三二极管vd3，第一二极管vd1的另一端连接第五电阻的一端并接地，第二二极管vd2的另一端分别连接第五电阻的另一端和uo1端口，第三二极管vd3的另一端分别连接第五电阻的另一端和uo1端口。
16、作为本专利技术一种信号切换板的进一步优选方案，所述一种脉冲信号传输延时调整及抗干扰电路包含第六电阻r6、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第一施密特触发器u2a、第二施密特触发器u2b、第三施密特触发器u2c、第四施密特触发器u2d、第五施密特触发器u2e、第六施密特触发器u2f、第四二极管；
17、其中，uo1端连接第一施密特触发器的输入端，第一施密特触发器u2a的输出端连接第二施密特触发器u2b的输入端，第二施密特触发器u2b的输出端分别连接第三施密特触发器u2c的输入端、第四电容c4的一端、第五电容c5的一端，第四电容c4的另一端连接第五电容c5的另一端并接地，第五电容c5的另一端分别连接第六电容c6的一端、第七电容c7的一端、第四二极管vd4的正极端、第六电阻r6的一端，第三施密特触发器u2c的输出端连接第四施密特触发器u2d的输入端，第四施密特触发器u2d的输出端分别连接第五施密特触发器u2e的输入端、第六电容c6的另一端、第七电容c7的另一端，第五施密特触发器u2e的输出端连接第六施密特触发器u2f的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种信号切换板，其特征在于：包含输入调理单元、电平转换及脉宽调整电路、脉冲正向整流及上下沿时间控制电路、脉冲信号传输延时调整及抗干扰电路、FPGA核心板、输出调理单元、接口板、通信单元和电源单元；
2.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述FPGA核心板包含高稳晶振模块、FPGA主控模块、USB传输模块、串口模块、数据处理中心、USB接口、千兆网接口和HDMI接口，所述高稳晶振模块与FPGA主控模块连接，所述FPGA主控模块分别经过SB传输模块、串口模块连接数据处理中心，所述USB接口、千兆网接口和HDMI接口分别与数据处理中心连接。
3.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述电源单元包含开关电源和线性电源，所述开关电源的芯片型号为TPS75003。
4.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述电平转换及脉宽调整电路包含脉冲信号发生器、VCC、Vee、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电位器Rw1、第二电位器Rw2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一
5.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述脉冲正向整流及上下沿时间控制电路包含第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3；
6.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述一种脉冲信号传输延时调整及抗干扰电路包含第六电阻R6、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一施密特触发器U2A、第二施密特触发器U2B、第三施密特触发器U2C、第四施密特触发器U2D、第五施密特触发器U2E、第六施密特触发器U2F、第四二极管；
7.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述高稳晶振模块包含控制芯片7N10.000MBP、电容C45、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C69和电压VCC端，控制芯片7N10.000MBP的8接口连接电阻R22的一端，电阻R22的另一端分别连接电容C45的一端、控制芯片7N10.000MBP的9接口、电阻R23的一端和电压VCC端，电容C45的另一端接地，电阻R23的另一端连接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接地，控制芯片7N10.000MBP的10接口连接电容C69的一端，电容C69的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：还包含GPS转接板，所述GPS转接板与FPGA核心板连接。
9.根据权利要求8所述的一种信号切换板，其特征在于：所述GPS板卡包含芯片OEM-719、电压VCC端、电阻R79、电容C12、电容C67和电容C68，电压VCC端连接电阻R79的一端，电阻R79的另一端分别连接芯片OEM-719的5端口和电容C12的一端，电容C12的另一端接地，芯片OEM-719的2端口分别连接电容C67的一端、电容C68的一端和电压电压VCC端，电容C67的另一端、电容C68的另一端分别连接并接地。
10.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述FPGA主控模块采用Xilinx公司的Artix-7系列FPGA为主控芯片。
...【技术特征摘要】
1.一种信号切换板，其特征在于：包含输入调理单元、电平转换及脉宽调整电路、脉冲正向整流及上下沿时间控制电路、脉冲信号传输延时调整及抗干扰电路、fpga核心板、输出调理单元、接口板、通信单元和电源单元；
2.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述fpga核心板包含高稳晶振模块、fpga主控模块、usb传输模块、串口模块、数据处理中心、usb接口、千兆网接口和hdmi接口，所述高稳晶振模块与fpga主控模块连接，所述fpga主控模块分别经过sb传输模块、串口模块连接数据处理中心，所述usb接口、千兆网接口和hdmi接口分别与数据处理中心连接。
3.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述电源单元包含开关电源和线性电源，所述开关电源的芯片型号为tps75003。
4.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述电平转换及脉宽调整电路包含脉冲信号发生器、vcc、vee、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电位器rw1、第二电位器rw2、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一二极管vd1、第二二极管vd2、第三二极管vd3、第一运算放大器u1；
5.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述脉冲正向整流及上下沿时间控制电路包含第四电阻r4、第五电阻r5、第一二极管vd1、第二二极管vd2、第三二极管vd3；
6.根据权利要求1所述的一种信号切换板，其特征在于：所述一种脉冲信号传输延时调整及抗干扰电路包含第六电阻r6、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：王升伟，高俊杰，
申请(专利权)人：天津剑儒自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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