开关阵列特性及类型解析

2．1．5　开关阵列

上一节讨论了交换单元的外部特性及其数学描述。本小节将目光移到交换单元内部，主要讨论几种重要而典型的交换单元的内部结构、特性以及工作原理。

1．开关阵列

开关阵列是用各种各样的开关构成的交换单元，它是最基本的也是最早使用的交换单元。

（1）内部结构及基本原理

在交换单元内部，要建立任意入线和任意出线之间的连接，最简单的方法就是在每条入线和每条出线之间都各自接上一个开关，所有的开关就构成了交换单元内部的开关阵列。

若交换单元是由空间上分离的多个小开关部件按一定的规律连接构成的开关阵列，则称其为空分交换单元。

开关阵列在拓扑结构上可排成矩形或方形二维阵列，并分别称其为M×N矩形开关阵列和N×N方形开关阵列，如图2．9所示。其中，连接线代表入线和出线，交叉点（实心圆点）代表开关。

图2．9　开关阵列

（2）特性(www.xing528.com)

①开关控制简单，具有均匀的延迟时间。

②一个交叉点代表一个开关，因此通常用交叉点数目表示开关数目。因为对指定入线和出线数的交换单元，其开关数反映了实现的复杂度和成本的高低，所以应尽量减少交叉点数目。开关阵列的交叉点取决于交换单元的入线和出线数的乘积，当入线和出线数增加时，交叉点数目会迅速增加，因此开关阵列适合于构成较小的交换单元。

③开关是开关阵列中的唯一部件，所以交换单元的性能依赖于所使用的开关。

④每个开关都有一个控制端和一个状态端，分别用于控制和表示开关的通断状态。

2．开关阵列的类型

实际开关阵列的具体物理实现有很多种。如继电器常用于构成无向的小型交换单元，并且既可交换模拟信号，又可交换数字信号。但是，继电器的动作较慢且噪声大。

模拟电子开关阵列常用于取代继电器构成小型交换单元。模拟电子开关与继电器相比，体积小，重量轻，开关动作快，产生的干扰和噪声小。但只能单向传送，且时延较大。

数字电子开关可以简单地用逻辑门构成，用于数字信号的交换，其开关动作极快且无信号损失。

M×N开关阵列的物理实现不一定要求一个交叉点用一个开关，也可使用多路选择器。