[发明专利]开关场

说明书

本发明涉及一种用以转接多条电气信号线路的开关场(switchingfield)。

开关场最好用在通信和数据技术中有大量线路需要转接的场合。

通常，应用电子开关场时是设计成象集成电路那样节省空间的形式的。但这样做有一个缺点，即只能转接特定类型的信号。此外，电子开关场对电磁干扰(EMC)和大幅度的温度变化敏感。不受信号具体类型限制的开关场是根据电动性能，热性能或静电性能工作的。这类开关场的结构非常复杂，因而造价高。微型机械式的开关场也有类似情况。

另外一种受信号限制的开关场是众所周知的机电开关场。这类开关场由一个个的继电器组成，借助于导线或印刷电路板用相应的配线结合在一起，形成开关场。开关场的这种结构尤其是交叉点的数量很多时，会有问题，因为需要将这些交叉点安排在不同的平面上。为此，需要采用大量连接电缆和各种不同的控制模件。此外，采用非自保持式的继电器时，为使继电器的触点保持闭合，必须不断让电流流过继电器线圈，从而使耗电量徒然增大，尤其是在许多应用场合，个别交叉点只有在少有的情况下才需要转接，情况更是如此。

从国际专利文献WO92/22919我们知道有一种三维电流开关，开关的球形连接装置在三个定位轴线上移动。球形连接装置也可以分别设计成导电式或绝缘式，使各交叉点不是闭合就是打开。现有技术的这种开关场结构紧凑而且能自保持。缺点是，这种设计复杂，机械部分成本高。

因此，本发明的目的是提供一种制造成本经济、结构紧凑、不受信号影响坚固耐用的开关场。    

上述目的是通过下述开关场来实现的。

一种开关场，用于电磁切换具有多个交叉点的电气信号线路，交叉点的各部分由膜片形成，电路的其它部分在膜片上和膜片之间形成。

一种开关场，用于转接特别是通信和数据技术的电气信号线路，由许多排列成矩阵形状的交叉点和分配给各交叉点的信号线路组成，交叉点由至少两个可彼此相对运动的接触表面组成，一个接触表面配有一个永久磁铁，另一个接触表面配有带线圈的铁磁材料。

开关场的设计特别简单、耐用，这是通过在其中一个接触表面配备一个永久磁铁并在各交叉点对置的接触表面配备铁磁材料制成的线圈获得的。铁磁材料的磁化则通过有选择地激励交叉点的线圈进行。在适当极性的激励下，永久磁铁与铁磁材料之间，因而两对置的接触表面之间产生磁吸力，于是交叉点闭合。这种情况即使在断开线圈的励磁通路之后仍然持续着。改变励磁的极性，可以使交叉点再打开。本发明其它有益的实施例在诸附属权项中说明。具体地说，开关场的设计采用膜片，可以设计出结构特别紧凑的开关场。此外，采用膜片设计，由于相应制备的膜片可以进一步加工，因而还能制造出造价合算的开关场，而且可以高产。

下面就本发明的最佳实施例更详细地说明本发明的内容。附图示出了开关场交叉点的剖面。

开关场由许多交叉点1构成，这些交叉点最好呈矩阵形状排列。开关场的底层最好采用机械性能柔韧的膜片2。膜片2上敷有机械性能稳定的膜片3。两膜片2、3彼此胶合在一起或稍后与其它膜片形成层叠片。机械性能稳定的膜片3在交叉点1的范围内断开。这可以通过穿孔或膜片工艺中周知的其它方法达到。机械性能稳定的膜片3上敷有机械性能柔韧的膜片4，膜片4下表面在交叉点1区域内附有永久磁铁5，膜片4上表面设有接触表面6。永久磁铁5和接触表面6最好用胶固定到机械性能柔韧的膜片4上。永久磁铁5的尺寸略小于机械性能稳定的膜片3展开所形成的空间。机械性能柔韧的膜片4敷有机械性能稳定的膜片7上，膜片7是在交叉点1的范围内断开的。机械性能稳定的膜片7基本上以机械性能稳定的膜片3同样的方式构成。机械性能稳定的膜片7上敷有机械性能柔韧的膜片8，膜片8的下表面有接触表面9附在交叉点的范围，膜片8的上表面设有铁磁材料10。接触表面9和铁磁材料最好用胶固定。接触表面6和9的形状完全相同，其数量可以是多个而不只一个。机械性能柔韧的膜片8上敷在有机械性能稳定的膜片11，后者是在交叉点1的范围内断开的。机械性能稳定的膜片11其结构基本上与上述机械性能稳定的膜片3、7相同。铁磁材料的高度可以取得小于或等于机械性能稳定的膜片11的高度。机械性能稳定的膜片11上敷有最好是机械性能稳定的膜片12。膜片12在交叉点1的范围内埋置或蚀刻有线圈13。线圈13的电气引线14最好呈矩阵形状配置在胶片12上，引向开关场的边缘。

下面说明开关场的作用。