DE102005045905A1 - Magnetic resonance imaging coil input switch matrix has each switch element connected to summed row and column controller inputs - Google Patents

Magnetic resonance imaging coil input switch matrix has each switch element connected to summed row and column controller inputs Download PDF

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Abstract

A magnetic resonance imaging coil input switch matrix has each switch element (20) connected to summed row (24) and column (26) controller inputs applied (22, 24) at three levels for open, hold and close.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltmatrix mit einer ersten Anzahl von Eingängen und einer zweiten Anzahl von Ausgängen, mit einer Leitungsanordnung und steuerbaren Schaltelementen, mittels denen die Eingänge mit den Ausgängen verbunden werden können.The The present invention relates to a switching matrix having a first one Number of inputs and a second number of outputs, with a line arrangement and controllable switching elements, by means of which the entrances connected to the outputs can be.

Bei der Übermittlung von elektrischen Signalen ist es häufig erforderlich, eine Vielzahl von Eingangssignalen weiterzuleiten. Beispielsweise werden zur Weiterleitung von mittels mehrerer Lokalspulen aufgenommenen Magnetresonanzsignalen an entsprechende Empfänger Schaltmatrizen verwendet. Im Allgemeinen befinden sich nicht immer alle Lokalspulen gleichzeitig in einem Homogenitätsvolumen des Magnetresonanzgerätes und empfangen somit auch kein Magnetresonanzsignal. Des Weiteren übersteigt die Anzahl der Lokalspulen häufig die zur Verfügung stehenden Analog/Digital-Konverter, die das Signal zur Weiterverarbeitung konvertieren. Es ist deshalb erforderlich, eine Schaltmatrix einzusetzen, damit die Lokalspulen variabel mit den Analog/Digital-Konvertern verbunden werden können. Beispielsweise gibt es Magnetresonanzgeräte mit 32 Empfangskanälen, an denen Analog/Digital-Konverter angeschlossen sind. Werden bei einer Untersuchung 64 Lokalspulen zur Untersuchung eines Patienten positioniert, so werden die Lokalspulen durch die Schaltmatrix variabel mit den 32 Analog/Digital-Konvertern verbunden.at the transmission Of electrical signals, it is often required a variety forward of input signals. For example, for forwarding of magnetic resonance signals recorded by means of a plurality of local coils to appropriate recipients Switching matrices used. In general, not always all local coils simultaneously in a homogeneity volume of the magnetic resonance apparatus and thus also receive no magnetic resonance signal. Furthermore, exceeds the number of local coils often the available standing analog / digital converter, which is the signal for further processing convert. It is therefore necessary to use a switching matrix, so that the local coils variable with the analog / digital converters can be connected. For example There are magnetic resonance devices with 32 receiving channels, where analog / digital converters are connected. Become at a study of 64 local coils to examine a patient positioned, the local coils are variable by the switching matrix connected to the 32 analogue / digital converters.

Die Schaltmatrix lässt sich als Verteilernetzwerk realisieren, das aus Leitungen besteht, die von den Lokalspulen zu den Empfangskanälen führen und in Zeilen und Spalten angeordnet sind. An den Kreuzungspunkten der verschiedenen Leitungen ist jeweils ein steuerbarer Schalter ausgebildet, der die entsprechenden sich kreuzenden Leitungen verbinden bzw. trennen kann und so die jeweilige Lokalspule mit dem jeweiligen Analog/Digital-Konverter verbindet. Im Beispiel der 64 Lo kalspulen und 32 Empfangskanälen sind dementsprechend 2.048 steuerbare Schaltelemente notwendig. Eine Möglichkeit der Realisierung einer derartigen Schaltmatrix ist mit der Halbleitertechnologie gegeben. Dabei lässt sich jeder Schalter als Halbleiterbauelement realisieren, wobei für jeden Schalter typischerweise ein bis drei Halbleiterbauelemente erforderlich sind. Zusätzlich werden noch Kondensatoren und Spulen zum Trennen eines Steuersignals des Schalters von der zu transportierenden Hochfrequenzspannung verbaut. Aufsummiert werden zur Realisierung einer derartigen Schaltmatrix mehrere 10.000 einzelne Halbleiterbauelemente benötigt. Zusätzlich ist es erforderlich, jeden Schalter mittels einer separaten Steuerleitung anzusteuern, über die das Steuersignal zugeführt wird. Zur Erzeugung der Steuersignale ist für jede Steuerleitung eine Steuereinheit notwendig.The Switching matrix leaves realize themselves as a distribution network consisting of lines, which lead from the local coils to the receiving channels and in rows and columns are arranged. At the crossing points of the different lines is in each case a controllable switch is formed, the corresponding can connect or disconnect intersecting lines and so the respective local coil with the respective analog / digital converter combines. In the example of 64 Lo kalspulen and 32 receiving channels are accordingly, 2,048 controllable switching elements necessary. A possibility the realization of such a switching matrix is with the semiconductor technology given. Leave it each switch realize as a semiconductor device, wherein for each Switch typically requires one to three semiconductor devices are. additionally are still capacitors and coils for separating a control signal of the switch from the high-frequency voltage to be transported installed. To be summed up for the realization of such a switching matrix several 10,000 individual semiconductor devices needed. In addition is it is necessary to control each switch by means of a separate control line via the the control signal is supplied. To generate the control signals, a control unit is provided for each control line necessary.

Eine weitere Möglichkeit der Realisierung von steuerbaren Schaltern sind mikroelektromechanische Bauelemente (MEM). Für die Anwendung in der Schaltmatrix sind insbesondere elektromechanische Relais oder Schalter von Interesse. Da derartige Schalter die Leitungen über einen mechanischen Kontakt schließen, verfügen sie über eine gute Linearität in ihrem analogen Signalübertragungsverhalten. Allerdings sind auch bei Verwendung derartiger Bauelemente jeweils eine separate Steuerleitung und eine Steuereinheit erforderlich. Eine derart hohe Anzahl von Steuereinheiten ist selbst bei kundenspezifischen integrierten Schaltungen nicht auf einem Chip realisierbar, falls diese Steuereinheiten auch die vergleichsweise hohen Steuerspannungen für die MEM, die beispielsweise über 50 V liegen, erzeugen sollen.A another possibility The realization of controllable switches are microelectromechanical Components (MEM). For the application in the switching matrix are in particular electromechanical Relays or switches of interest. Since such switches the lines via a close mechanical contact, feature she over a good linearity in their analog signal transmission behavior. However, even when using such devices respectively a separate control line and a control unit is required. Such a high number of control units is even custom integrated circuits can not be realized on a chip, if These control units also the comparatively high control voltages for the MEM, the example over 50 V lie, should generate.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltmatrix anzugeben, bei der mit geringem Aufwand eine Vielzahl von steuerbaren Schaltelementen angesteuert werden kann.The The object of the present invention is a switching matrix specify at the low cost of a variety of controllable switching elements can be controlled.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltmatrix mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Schaltmatrix umfasst eine erste Anzahl von Eingängen und eine zweite Anzahl von Ausgängen, eine Leitungsanordnung und steuerbare Schaltelemente, mittels denen die Eingänge mit den Ausgängen verbunden werden können. Die Schaltmatrix zeichnet sich dadurch aus,

  • – dass jedes der Schaltelemente mit wenigstens zwei Steuereinheiten verbunden ist, durch die dem jeweiligen Schaltelement Steuerpegel eines Steuersignals zuführbar sind, die am Schaltelement als Summenpegel wirken,
  • – dass die Schaltelemente durch die Steuersignale derart steuerbar sind, dass ein Umschalten von einem offenen in einen geschlossenen Schaltzustand durch Zuführung eines Summenpegels innerhalb eines Schließpegelbereichs erfolgt und das Umschalten vom geschlossenen in den offenen Schaltzustand durch Zuführung eines Summenpegels innerhalb eines Öffnungspegelbereichs erfolgt, wobei der Öffnungspegelbereich und der Schließpegelbereich durch einen Haltepegelbereich getrennt sind und sich der Schaltzustand bei Zuführung eines innerhalb des Haltepegelbereichs liegenden Summenpegels nicht ändert,
  • – dass die Steuereinheiten jeweils mit mehreren der Schaltelemente derart verbunden sind, dass je zwei der Steuereinheiten gemeinsam auf genau eines der Schaltelemente derart wirken,
  • – dass im Fall eines nicht zu schaltenden Schaltelements ein Summenpegel im Haltepegelbereich zugeführt wird,
  • – dass im Fall eines zu schließenden Schaltelements ein Summenpegel innerhalb des Schließpegelbereichs zugeführt wird, wobei gleichzeitig allen anderen mit einer der zwei Steuereinheiten verbundenen Schaltelementen ein Summenpegel innerhalb des Haltepegelbereichs zugeführt wird und
  • – dass einem zu öffnenden Schaltelement ein Summenpegel innerhalb des Öffnungspegelbereichs zugeführt wird.
This object is achieved by a switching matrix having the features of claim 1. The switching matrix according to the invention comprises a first number of inputs and a second number of outputs, a line arrangement and controllable switching elements, by means of which the inputs can be connected to the outputs. The switching matrix is characterized by
  • - That each of the switching elements is connected to at least two control units, by which the respective switching element control level of a control signal can be supplied, which act on the switching element as a sum level,
  • - That the switching elements are controllable by the control signals such that a switching from an open to a closed switching state by supplying a sum level within a Schließpegelbereichs and the switching from the closed to the open switching state by supplying a sum level within an opening level range, wherein the opening level range and the closing level area are separated by a holding level area and the switching state does not change upon supply of a sum level within the holding level area,
  • - That the control units are each connected to a plurality of the switching elements such that each two of the control units act together on exactly one of the switching elements so,
  • - that in the case of a non-switching to switching elements a sum level in the holding level range is supplied
  • That in the case of a switching element to be closed, a sum level is supplied within the closing level range, at the same time a sum level within the holding level range is supplied to all other switching elements connected to one of the two control units, and
  • - That an openable switching element, a sum level is supplied within the opening level range.

Die Schaltelemente weisen folglich eine Hysterese in ihrem Schaltverhalten auf. Dies wird durch die erfindungsgemäße Verschaltung der Schaltelemente mit den Steuereinheiten ausgenutzt, um im Vergleich zu bekannten Schaltmatrizen weniger Steuereinheiten einsetzen zu müssen. Durch die Verbindung mehrerer Schaltelemente mit jeweils einer Steuereinheit lässt sich die Zahl der Steuereinheiten reduzieren. Da jedes Schaltelement mit wenigstens zwei Steuereinheiten verbunden ist, lassen sich die Steuerpegel der einzelnen Steuersignale derart dimensionieren, dass der Summenpegel aus den wenigstens zwei an einem der Schaltelemente anliegenden Steuerpegeln entsprechend einer gewünschten Veränderung des Schaltzustands im Öffnungs- oder Schließpegelbereich liegt. Da je zwei Steuereinheiten nur gemeinsam auf genau eines der Schaltelemente wirken ist sichergestellt, dass der Summenpegel zweier Steuereinheiten lediglich an einem der Schaltelemente anliegt, so dass jedes der Schaltelemente einzeln manipulierbar ist.The Switching elements consequently have a hysteresis in their switching behavior on. This is achieved by the interconnection of the switching elements according to the invention exploited with the control units compared to known Switching matrices to use fewer control units. By the connection of several switching elements, each with a control unit let yourself reduce the number of control units. Because every switching element is connected to at least two control units, the control levels can be of the individual control signals dimensioned such that the sum level from the at least two adjacent to one of the switching elements Control levels corresponding to a desired change in the switching state in the opening or Closing level range lies. Since each two control units only together on exactly one the switching elements act to ensure that the sum level two control units is only applied to one of the switching elements, so that each of the switching elements can be manipulated individually.

Durch die Ausnutzung der Hysterese wird beispielsweise erreicht, dass einem zu schließenden Schaltelement ein Summenpegel im Schließpegelbereich zugeführt wird. Der Summenpegel setzt sich beispielsweise aus zwei Steuerpegeln zusammen, die dem Schaltelement durch die beiden mit ihm verbundenen Steuereinheiten zugeführt werden. Jedes andere der Schaltelemente der Schaltmatrix ist höchstens mit einer der beiden Steuereinheiten verbunden, so dass an diesen Schaltelementen durch entsprechende Steuerung der weitern, jeweils mit diesen Schaltelementen verbundenen Steuereinheiten andere Summenpegel anlegbar sind, die vorzugsweise im Haltepegelbereich liegen. So lassen sich mit geringem Aufwand alle Schaltelemente einzeln schließen.By the utilization of the hysteresis is achieved, for example, that a switching element to be closed a sum level in the closing level area supplied becomes. The sum level is made up, for example, of two control levels together, the switching element through the two connected to it Supplied to control units become. Each other of the switching elements of the switching matrix is at most connected to one of the two control units, so that to this Switching elements by appropriate control of farther, respectively other sum levels associated with these switching elements control units can be applied, which are preferably in the holding level range. So can be closed with little effort, all switching elements individually.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind durch jede der Steuereinheiten wahlweise wenigstens drei unterschiedliche Steuerpegel an die mit der jeweiligen Steuereinheit verbundenen Schaltelemente übertragbar. Dabei sind die Steuerpegel derart dimensioniert sind, dass:

  • – ein Zuführen eines ersten der drei Steuerpegel durch die wenigstens zwei mit einem der Schaltelemente verbundenen Steuereinheiten einen innerhalb des Schließpegelbereichs liegenden Summenpegel am jeweiligen Schaltelement erzeugt,
  • – ein Zuführen eines zweiten der drei Steuerpegel durch die wenigstens zwei mit einem der Schaltelemente verbundenen Steuereinheiten einen innerhalb des Haltepegelbereichs liegenden Summenpegel am jeweiligen Schaltelement erzeugt und
  • – ein Zuführen eines dritten der drei Steuerpegel durch die wenigstens zwei mit einem der Schaltelemente verbundenen Steuereinheiten einen innerhalb des Öffnungspegelbereichs liegenden Summenpegel am jeweiligen Schaltelement erzeugt.
In a preferred embodiment of the invention, each of the control units selectively transmits at least three different control levels to the switching elements connected to the respective control unit. The control levels are dimensioned such that:
  • A supply of a first of the three control levels by the at least two control units connected to one of the switching elements produces a summation level within the closing level range at the respective switching element,
  • - A supply of a second of the three control levels through the at least two control units connected to one of the switching elements generates a lying within the holding level range summation level at the respective switching element and
  • - A supply of a third of the three control levels by the at least two control units connected to one of the switching elements generates a lying within the opening level range summation level at the respective switching element.

Auf diese Weise sind einfache Ausführungen der Steuereinheiten möglich, die beispielsweise drei verschiedene Spannungspegel ausgeben können. Die Dimensionierung der Pegel stellt sicher, dass die Schaltelemente korrekt geschaltet werden.On this way are simple implementations of Control units possible, for example, can output three different voltage levels. The Sizing the level ensures that the switching elements be switched correctly.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schaltelemente im Wesentlichen in Reihen und Spalten angeordnet. Dieser Aufbau ist besonders Platz sparend und die Schaltelemente einfach mit den Steuereinheiten verbindbar.In a preferred embodiment the switching elements are arranged substantially in rows and columns. This structure is particularly space-saving and the switching elements easily connectable to the control units.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein erster Teil der Steuereinheiten als Spaltensteuereinheiten ausgeführt, von denen jeweils eine mit den in einer der Reihen angeordneten Schaltelemente verbunden ist und ein zweiter Teil der Steuereinheiten als Reihensteuereinheiten ausgeführt, von denen jeweils eine mit den in einer der Spalten angeordneten Schaltelemente verbunden sind. Dadurch reduziert sich die Anzahl von Steuerleitungen im Beispiel von 64 Empfangskanälen und 32 Lokalspulen von 2.048 auf 96, was eine drastische Vereinfachung der Herstellung einer derartigen Schaltmatrix bedeutet.In a particularly preferred embodiment is a first part of the control units as column control units executed each one of which is arranged with the arranged in one of the rows switching elements is connected and a second part of the control units as row control units executed one each with the arranged in one of the columns Switching elements are connected. This reduces the number of control lines in the example of 64 receive channels and 32nd Local coils from 2,048 to 96, which is a drastic simplification the production of such a switching matrix means.

Bevorzugt umfasst die Schaltmatrix wenigstens zwei Signalquellen, von denen eine erste mit den Spaltensteuereinheiten verbunden ist und eine zweite mit den Reihensteuereinheiten verbunden ist, wobei den Steuereinheiten durch die Signalquellen jeweils drei verschiedene Steuersignale zuführbar sind. In diesem Fall lassen sich die Steuersignale beispielsweise mittels dreier Spannungsquellen zentral erzeugen und über die Steuereinheiten an die Schaltelemente übertragen. So ist es nicht notwendig, jede Steuereinheit mit einer eigenen Signalquelle auszurüsten.Prefers the switching matrix comprises at least two signal sources, of which a first is connected to the column control units and a second connected to the row control units, wherein the control units by the signal sources in each case three different control signals can be fed. In this case, the control signals can be, for example, by means of generate three voltage sources centrally and via the control units transmit the switching elements. So it is not necessary to have each control unit with its own Equip signal source.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den Eingängen der Schaltmatrix und den Signaleingängen der Schaltelemente jeweils ein Koppelelement angeordnet und eine der beiden mit dem jeweiligen Schaltelement verbundenen Steuereinheiten über das jeweilige Koppelelement und die jeweilige Signalleitung mit dem jeweiligen Schaltelement verbunden. Dadurch lassen sich die Steuersignale auf einfachem Weg mit den Nutzsignalen auf einer gemeinsamen Signalleitung übertragen. Im Fall von Magnetresonanzsignalen werden die Steuersignale bevorzugt Gleichspannungen sein, die auf einfache Weise in die Signalleitung eingespeist werden können.In a preferred embodiment of the invention, in each case a coupling element is arranged between the inputs of the switching matrix and the signal inputs of the switching elements and one of both connected to the respective switching element control units via the respective coupling element and the respective signal line connected to the respective switching element. As a result, the control signals can be transmitted in a simple way with the useful signals on a common signal line. In the case of magnetic resonance signals, the control signals will preferably be DC voltages, which can be easily fed into the signal line.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst wenigstens eines der Schaltelemente einen mikroelektromechanischen Schalter. Wie bereits erläutert wurde, verfügen diese Schalter über eine gute Linearität in ihrem analogen Signalübertragungsverhalten. Insbesondere weisen diese Schalter im Allgemeinen eine Hysterese auf, die durch die erfindungsgemäße Verschaltung und die Steuersignale ausgenutzt wird.In a particularly preferred embodiment At least one of the switching elements comprises a microelectromechanical Switch. As already explained was, dispose these switches over a good linearity in their analog signal transmission behavior. In particular, these switches generally have hysteresis on, by the interconnection of the invention and the control signals is utilized.

Vorteilhaft ist eine Ausführung des Schalters derart, dass er eine Schaltzunge umfasst, durch die ein Signaleingang des Schaltelements elektrisch mit einem Signalausgang des Schaltelements verbindbar ist. Dabei ist eine Verbindung durch zwei auf dem Substrat bzw. auf der Schaltzunge angeordnete Kontakte herstellbar. Diese Ausführung ist besonders einfach herstellbar.Advantageous is an execution the switch such that it comprises a switching tongue, through which a Signal input of the switching element electrically with a signal output the switching element is connectable. There is a connection through two arranged on the substrate or on the tongue contacts produced. This execution is particularly easy to produce.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Schaltzunge wenigstens ein Schaltkontakt ausgebildet, der über eine der Signalleitungen oder eine der Steuerleitungen der Schaltmatrix mit einer der mit dem Schaltelement verbundenen Steuer einheiten verbunden ist. Außerdem umfasst der mikroelektromechanische Schalter ein Substrat umfasst, wobei auf dem Substrat unterhalb der Schaltzunge wenigstens ein weiterer Schaltkontakt angeordnet ist, der über eine der Steuerleitungen der Schaltmatrix mit der anderen mit dem Schaltelement verbundenen Steuereinheit verbunden ist. Diese Ausführung der Schaltkontakte ist einfach und reproduzierbar herzustellen und besonders gut mit der erfindungsgemäßen Ansteuerung kompatibel. Durch Anlegen einer ausreichend hohen Spannung an die beiden Schaltkontakte ist der Schalter schließbar, durch Absenken der Spannung unter einen bestimmten Wert öffnet der Schalter wieder. Zwischen diesen beiden Spannungen bleibt der jeweilige Schaltzustand erhalten.In an advantageous embodiment is at the tongue at least a switching contact is formed, which via one of the signal lines or one of the control lines of the switching matrix with one of the with the Switching element connected control units is connected. It also includes the microelectromechanical switch comprises a substrate, wherein the substrate below the switching tongue at least one other switching contact is arranged over one of the control lines of the switching matrix with the other with the Switching element connected control unit is connected. This version of the switching contacts is easy and reproducible to manufacture and especially good with the control according to the invention compatible. By applying a sufficiently high voltage to the Both switch contacts the switch can be closed, by lowering the voltage below a certain value opens the Switch again. Between these two voltages remains the respective one Switching state received.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der an der Schaltzunge ausgebildete Schaltkontakt über den Signaleingang des Schaltelements mit der Steuereinheit verbunden und der auf dem Substrat ausgebildete Schaltkontakt über den Signalausgang des Schaltelements mit der anderen Steuereinheit verbunden. Dabei ist zwischen dem auf dem Substrat ausgebildeten Kontakt und dem Signalausgang ein kapazitives Element angeordnet. Diese Ausführungsform eignet sich beispielsweise zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen. Dabei werden sowohl das Magnetresonanzsignal, als auch das Steuersignal für die Schaltelemente über die Signalleitungen der Schaltmatrix übertragen. Separate Steuerleitungen für die Schaltelemente entfallen daher. Das kapazitive Element zwischen dem Signalausgang und dem Kontakt verhindert, dass das Steuersignal bei geschlossenem Schaltelement durch die Kontakte der Schaltzunge und des Substrats kurzgeschlossen wird.In a particularly advantageous embodiment of the tongue is at the trained switching contact over the signal input of the switching element connected to the control unit and the switching contact formed on the substrate via the Signal output of the switching element connected to the other control unit. It is between the contact formed on the substrate and the signal output arranged a capacitive element. This embodiment is suitable for transmission, for example of magnetic resonance signals. Both the magnetic resonance signal, as well as the control signal for the switching elements over the Transfer signal lines of the switching matrix. Separate control cables for the Switching elements are therefore eliminated. The capacitive element between the signal output and the contact prevents the control signal when the switching element is closed by the contacts of the switching tongue and the substrate is shorted.

In vorteilhafter weise weist jede der Steuereinheiten drei Anschlüsse auf, von denen zwei Anschlüsse mit einer der Signalquellen verbunden sind und der dritte Anschluss mit einem der Steueranschlüsse eines der Schaltelemente oder einem Koppelelement verbunden ist. Dabei sind die beiden mit den Signalquellen verbundenen Anschlüsse durch einen Schalter wahlweise mit dritten Anschluss verbindbar und einer der beiden möglichen Verbindungen ein resistives Element parallel geschaltet. Diese Ausführung der Steuereinheiten ist besonders einfach aufgebaut. Durch sie kann mit einfachen Mitteln eine Zuführung des gewünschten Spannungssignals an die Schaltelemente gewährleistet werden.In Advantageously, each of the control units has three ports, two of which are connections connected to one of the signal sources and the third connection with one of the control terminals one of the switching elements or a coupling element is connected. The two connections connected to the signal sources are by a Switch can be connected to the third connection and one of the both possible Connections a resistive element connected in parallel. This version of the Control units is particularly simple. Through her can with simple means a feeder of the desired Voltage signal to the switching elements are ensured.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the hereafter explained in conjunction with the accompanying drawings Embodiments. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Schaltmatrix, 1 a schematic representation of a switching matrix,

2 ein Ausführungsbeispiel eines mikroelektromechanischen Schaltelements, 2 an embodiment of a microelectromechanical switching element,

3 eine schematisch Darstellung einer Schalthysterese, 3 a schematic representation of a switching hysteresis,

4 eine mögliche Realisierung einer Steuereinheit, 4 a possible realization of a control unit,

5 eine alternative Ausführungsform der Schaltmatrix, 5 an alternative embodiment of the switching matrix,

6 eine alternative Ausführungsform des mikroelektromechanischen Schaltelements, 6 an alternative embodiment of the microelectromechanical switching element,

7 eine Ausführung eines Koppelelements, 7 an embodiment of a coupling element,

8 eine weitere Ausführungsform der Schaltmatrix und 8th a further embodiment of the switching matrix and

9 eine weitere Ausführungsform eines Schaltelements. 9 a further embodiment of a switching element.

1 zeigt eine Schaltmatrix 2 zum Verbinden von Lokalspulen 4 eines Magnetresonanzgeräts mit entsprechenden Analog/Digital-Konvertern 6. Eingänge 8 der Schaltmatrix 2 sind mit den Lokalspulen 4 verbunden ist. Zwischen der Schaltmatrix 2 und den Lokalspulen 4 sind Spulenvorverstärker 10 angeordnet. Im dargestellten Beispiel sind exemplarisch drei Lokalspulen 2 und drei Spulenvorverstärker 10 gezeigt. Die Schaltmatrix 2 umfasst eine Anzahl von Ausgängen 12, die mit Analog/Digital-Konvertern 6 verbunden sind. Hier sind ebenfalls nur drei Analog/Digital-Konverter 6 dargestellt. Zwischen der Schaltmatrix 2 und den Analog/Digital-Konvertern 6 ist jeweils ein Mischer 14 angeordnet. 1 shows a switching matrix 2 for connecting local coils 4 a magnetic resonance device with corresponding analog / digital converters 6 , inputs 8th the switching matrix 2 are with the local coils 4 connected is. Between the switching matrix 2 and the local coils 4 are coil preamplifiers 10 arranged. In the example shown, three local coils are exemplary 2 and three coil preamplifiers 10 shown. The switching matrix 2 includes a number of outputs 12 using analog / digital converters 6 are connected. Here are also only three analog / digital converter 6 shown. Between the switching matrix 2 and the analog / digital converters 6 is each a mixer 14 arranged.

Die Schaltmatrix 2 umfasst für jede anzuschließende Lokalspule 4 und jeden anzuschließenden Analog/Digital-Konverter 6 eine elektrische Signalleitung 16 bzw. 18. Die elektrischen Signalleitungen 16 und 18 sind in Form einer Matrix angeordnet. Die Schaltmatrix 2 umfasst Schaltelemente 20, mittels denen die Signalleitungen 16 von den Lokalspulen 4 mit den Signalleitungen 18 zu den Analog/Digital-Konvertern 6 verbindbar bzw. von diesen trennbar sind. Der Aufbau der Schaltelemente 20 ist weiter unten im Zusammenhang mit 2 detailliert beschrieben.The switching matrix 2 includes for each local coil to be connected 4 and each analog-to-digital converter to be connected 6 an electrical signal line 16 respectively. 18 , The electrical signal lines 16 and 18 are arranged in the form of a matrix. The switching matrix 2 includes switching elements 20 , by means of which the signal lines 16 from the local coils 4 with the signal lines 18 to the analog / digital converters 6 connectable or separable from these. The structure of the switching elements 20 is related below 2 described in detail.

Die Schaltmatrix 2 umfasst eine Anzahl elektrischer Steuerleitungen 22 und 24 zur Steuerung der Schaltelemente 20. Die Schaltelemente 20 sind über die Steuerleitungen 22 mit Spaltensteuereinheiten 26' verbunden, durch die Steuersignale erzeugt und zu den Schaltelementen 20 übertragen werden. Ebenfalls sind die Schaltelemente über die Steuerleitungen 24 mit Reihensteuereinheiten 26'' verbunden. Die Steuerleitungen 22 und 24 sind analog zu den Signalleitungen 16 und 18 in einer Matrixstruktur angeordnet. Dabei sind sämtliche in einer Reihe angeordneten Schaltelemente 20 über eine der Steuerleitungen 16 mit einer der Spaltensteuereinheiten 26' verbunden. Ebenso sind alle in einer Spalte untereinander angeordneten Schaltelemente 20 über eine der Steuerleitungen 24 mit einer der Reihensteuereinheiten 26'' verbunden. Folglich ist jedes der Schaltelemente 20 mit einer der Spaltensteuereinheiten 26' und einer der Reihensteuereinheiten 26'' verbunden. Im vorliegenden Beispiel ist jede der Spalten- bzw. Reihensteuereinheiten 26' bzw. 26'' mit drei Schaltelementen 20 verbunden.The switching matrix 2 includes a number of electrical control lines 22 and 24 for controlling the switching elements 20 , The switching elements 20 are over the control lines 22 with column control units 26 ' connected, generated by the control signals and to the switching elements 20 be transmitted. Likewise, the switching elements are via the control lines 24 with row control units 26 '' connected. The control lines 22 and 24 are analogous to the signal lines 16 and 18 arranged in a matrix structure. In this case, all arranged in a row switching elements 20 via one of the control lines 16 with one of the column controllers 26 ' connected. Likewise, all arranged in a column switching elements 20 via one of the control lines 24 with one of the row control units 26 '' connected. Consequently, each of the switching elements 20 with one of the column controllers 26 ' and one of the row controllers 26 '' connected. In the present example, each of the column or row controllers is 26 ' respectively. 26 '' with three switching elements 20 connected.

Jede der Spaltensteuereinheiten 26' ist über eine Leitung 28' mit einer Steuersignalquelle 29' verbunden. Die Steuersignal quelle 29' umfasst eine Spannungsquelle 30', die mit den Spaltensteuereinheiten 26' verbunden ist. Die Spannungsquelle 30' ist ihrerseits mit einem Bezugspotenzial 60' verbunden. Zusätzlich ist jede der Spaltensteuereinheiten 26' über eine weitere Leitung 32' mit der Steuersignalquelle 29' verbunden. Die Steuersignalquelle 29' umfasst einen Schalter 34' der die Spaltensteuereinheiten 26' wahlweise mit zwei Spannungsquellen 36' und 38' verbindet, die ihrerseits mit dem Bezugspotenzial 60' verbunden sind. Durch den Schalter 34' ist in Abhängigkeit des Schaltzustands jeder der Spaltensteuereinheiten 26' ein Spannungssignal UCO oder UCO + UCH zuführbar. Durch die Spannungsquelle 30' ist jeder der Spaltensteuereinheiten 26' ein definiertes Spannungssignal UCS + UCO + UCH zuführbar.Each of the column controllers 26 ' is over a line 28 ' with a control signal source 29 ' connected. The control signal source 29 ' includes a voltage source 30 ' that with the column control units 26 ' connected is. The voltage source 30 ' is in turn with a reference potential 60 ' connected. In addition, each of the column controllers is 26 ' over another line 32 ' with the control signal source 29 ' connected. The control signal source 29 ' includes a switch 34 ' the column controllers 26 ' optionally with two voltage sources 36 ' and 38 ' connects, in turn, with the reference potential 60 ' are connected. Through the switch 34 ' is dependent on the switching state of each of the column control units 26 ' a voltage signal U CO or U CO + U CH fed. By the voltage source 30 ' is each of the column controllers 26 ' a defined voltage signal U CS + U CO + U CH fed.

Analog dazu ist jede der Reihensteuereinheiten 26'' über eine Leitung 28'' mit einer Steuersignalquelle 29'' verbunden. Die Steuersignalquelle 29'' umfasst eine Spannungsquelle 30'', die mit den Reihensteuereinheiten 26'' verbunden ist. Die Spannungsquelle 30'' ist ihrerseits mit einem Bezugspotenzial 60'' verbunden. Zusätzlich ist jede der Reihensteuereinheiten 26'' über eine weitere Leitung 32'' mit der Steuersignalquelle 29'' verbunden. Die Steuersignalquelle 29'' umfasst einen Schalter 34'' der die Reihensteuereinheiten 26'' wahlweise mit zwei Spannungsquellen 36'' und 38'' verbindet, die ihrerseits mit dem Bezugspotenzial 60'' verbunden sind. Durch den Schalter 34'' ist in Abhängigkeit des Schaltzustands jeder der Reihensteuereinheiten 26'' ein Spannungssignal ULO oder ULO + ULH zuführbar. Durch die Spannungsquelle 30'' ist jeder der Reihensteuereinheiten 26'' ein definiertes Spannungssignal ULS + ULO + ULH zuführbar.Similarly, each of the row control units 26 '' over a line 28 '' with a control signal source 29 '' connected. The control signal source 29 '' includes a voltage source 30 '' working with the row controllers 26 '' connected is. The voltage source 30 '' is in turn with a reference potential 60 '' connected. In addition, each of the row control units 26 '' over another line 32 '' with the control signal source 29 '' connected. The control signal source 29 '' includes a switch 34 '' the row control units 26 '' optionally with two voltage sources 36 '' and 38 '' connects, in turn, with the reference potential 60 '' are connected. Through the switch 34 '' is depending on the switching state of each of the row control units 26 '' a voltage signal U LO or U LO + U LH can be fed. By the voltage source 30 '' is each of the row control units 26 '' a defined voltage signal U LS + U LO + U LH fed.

Intern sind die Spaltensteuereinheiten 26' und die Reihensteuereinheiten 26'' identisch aufgebaut. Ihr Aufbau ist in 4 erläutert.Internal are the column controllers 26 ' and the row controllers 26 '' identically constructed. Your construction is in 4 explained.

Soll eine der Lokalspulen 4 mit einem der Analog/Digital-Konverter 6 verbunden werden, so ist es erforderlich, das entsprechende Schaltelement 20 zu schließen. Dazu ist ein zusammengesetztes Steuersignal der mit dem jeweiligen Schaltelement 20 verbundenen Spaltensteuereinheit 26' und Reihensteuereinheit 26'' erforderlich. Ebenfalls müssen die Schalter 34' und 34'' in einer entsprechenden Position stehen. Über die durch die verschiedenen möglichen Schalterstellungen steuerbare Zusammensetzung des Steuersignals lässt sich der Schaltzustand des jeweiligen Schaltelements 20 kontrollieren. Zwar liegt damit auch an den in der gleichen Reihe bzw. der gleichen Spalte angeordneten Schaltelementen 20 ein Steuersignal an, dieses hat bei entsprechend gewählten Schalterstellungen stets eine andere Zusammensetzung als die des zu schaltenden Schaltelements 20. Dies wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Im Vergleich zu einem bekannten Kreuzschienenverteiler, bei dem jedes Schaltelement 20 über eine separate Steuereinheit angesteuert wird, ist die Anzahl der Steuereinheiten und Steuerleitungen 22 und 24 drastisch reduziert. In der abgebildeten Schaltmatrix fällt der Unterschied mit sechs gegenüber ansonsten neun Spalten- und Reihensteuereinheiten 26' und 26'' zwar gering aus, im Allgemeinen jedoch reduziert sich die Zahl der notwendigen Steuerleitungen 22 und 24 und Spalten- und Reihensteuereinheiten 26' und 26'' von m·n auf m + n, wobei m die Anzahl der Lokalspulen 2 und n die Anzahl der Analog/Digital-Konverter 6 ist. Bei dem eingangs erwähnten Beispiel eines Magnetresonanzgeräts mit vierundsechzig Lokalspulen und zweiunddreißig Analog/Digital-Konvertern von reduziert sich die Anzahl der erforderlichen Spalten- und Reihensteuereinheiten 26' und 26'' von 2.048 auf sechsundneunzig.Should one of the local coils 4 with one of the analog / digital converters 6 be connected, so it is necessary, the corresponding switching element 20 close. For this purpose, a composite control signal with the respective switching element 20 connected column controller 26 ' and row control unit 26 '' required. Likewise, the switches must 34 ' and 34 '' standing in a corresponding position. About the controllable by the various possible switch positions composition of the control signal can be the switching state of the respective switching element 20 check. Although this is also due to the arranged in the same row or the same column switching elements 20 a control signal, this always has a different composition than that of the switching element to be switched at appropriately selected switch positions 20 , This will be explained in more detail with reference to the following figures. Compared to a known crossbar distributor, in which each switching element 20 is controlled by a separate control unit, the number of control units and control lines 22 and 24 drastically reduced. In the illustrated switching matrix, the difference is six versus nine otherwise column and row controllers 26 ' and 26 '' Although low, in space Generally, however, the number of necessary control lines is reduced 22 and 24 and column and row control units 26 ' and 26 '' from m * n to m + n, where m is the number of local coils 2 and n the number of analog-to-digital converters 6 is. In the example of a magnetic resonance apparatus with sixty-four local coils and thirty-two analog-to-digital converters of the initially mentioned type, the number of required column and row control units is reduced 26 ' and 26 '' from 2,048 to ninety-six.

Die 2 zeigt eine Ausführungsform den inneren Aufbau eines der Schaltelemente 20. Das Schaltelement 20 umfasst einen mikroelektromechanischen Schalter 102, der über eine Leitung 104 mit einem Signaleingang 106 des Schaltelements verbunden ist. In der Schaltmatrix 2 ist der Signaleingang 106 über eine der elektrischen Signalleitungen 16 mit einer der Lo kalspulen 4 verbunden. Der Schalter 102 ist über eine zweite Leitung 108 mit einem Signalausgang 110 des Schaltelements 20 verbunden. In der Schaltmatrix 2 ist der Signalausgang 110 über eine der elektrischen Signalleitungen 18 mit einem der Analog/Digital-Konverter 6 verbunden. Bei geschlossenem Schalter 102 ist die Lokalspule 4 mit dem Analog/Digital-Konverter 6 verbunden und überträgt ihre Messsignale.The 2 shows an embodiment of the internal structure of one of the switching elements 20 , The switching element 20 includes a microelectromechanical switch 102 who has a lead 104 with a signal input 106 the switching element is connected. In the switching matrix 2 is the signal input 106 via one of the electrical signal lines 16 with one of the lo cal coils 4 connected. The desk 102 is over a second line 108 with a signal output 110 of the switching element 20 connected. In the switching matrix 2 is the signal output 110 via one of the electrical signal lines 18 with one of the analog / digital converters 6 connected. With the switch closed 102 is the local coil 4 with the analog / digital converter 6 connected and transmits their measurement signals.

Der Schalter 102 umfasst eine Schaltzunge 112 mit einem beweglichen Ende 114, an dem ein Kontakt 116 ausgebildet ist. Auf der Schaltzunge 112 ist außerdem ein Schaltkontakt 118 ausgebildet. Unterhalb der Schaltzunge 112 befindet sich ein Substrat 120, auf dem ebenfalls ein Schaltkontakt 122 und ein Kontakt 124 ausgebildet sind. Der Schaltkontakt 118 der Schaltzunge 112 ist über eine elektrische Leitung 126 mit einem ersten Steueranschluss 128 des Schaltelements 20 verbunden. Der unterhalb der Schaltzunge 112 angeordnete Schaltkontakt 122 ist über eine Leitung 130 mit einem zweiten Steueranschluss 132 verbunden. Wird zwischen den beiden Steueranschlüssen 128 und 132 eine Spannung UM angelegt, die größer als eine von der konkreten Implementierung und Dimensionierung des Schaltelements abhängigen Spannung US2, so wird die Schaltzunge 112 nach unten bewegt und die beiden Kontakte 114 und 124 geschlossen. So wird eine elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Eingang 2 der Schaltmatrix und dem jeweiligen Ausgang 4 der Schaltmatrix hergestellt.The desk 102 includes a switching tongue 112 with a movable end 114 where a contact 116 is trained. On the tongue 112 is also a switching contact 118 educated. Below the tongue 112 there is a substrate 120 , on which also a switching contact 122 and a contact 124 are formed. The switching contact 118 the tongue 112 is via an electrical line 126 with a first control terminal 128 of the switching element 20 connected. The below the tongue 112 arranged switching contact 122 is over a line 130 with a second control terminal 132 connected. Will be between the two control terminals 128 and 132 a voltage U M applied, which is greater than a dependent of the specific implementation and dimensioning of the switching element voltage U S2 , then the switching tongue 112 moved down and the two contacts 114 and 124 closed. So an electrical connection between the respective input 2 the switching matrix and the respective output 4 the switching matrix produced.

Wird die zwischen den beiden Schaltkontakten 118 und 122 anliegende Spannung UM verringert, so bewegt sich die Schaltzunge 112 erst wieder nach oben, sobald die Spannung UM einen Wert US1 unterschreitet, der wiederum von der Dimensionierung des Schaltelements 20 abhängt. Dabei gilt stets: US1 < US2, so dass es einen Spannungsbereich zwischen US1 und US2 gibt, bei dem der jeweilige Schaltzustand des Schaltelements 20 (offen bzw. geschlossen) erhalten bleibt. Dies ist ein so genannter Hysterese-Effekt, der anhand von 3 im Detail beschrieben wird.Will the between the two switch contacts 118 and 122 applied voltage U M decreases, so the switching tongue moves 112 only upward again, as soon as the voltage U M falls below a value U S1 , which in turn depends on the dimensioning of the switching element 20 depends. It always applies: U S1 <U S2 , so that there is a voltage range between U S1 and U S2 , in which the respective switching state of the switching element 20 (open or closed) is maintained. This is a so-called hysteresis effect, based on 3 will be described in detail.

3 zeigt ein schematisches Diagramm, in dem der Schaltzustand eines der Schaltelemente 20 gegen die an den Schaltkontakten 118 und 122 anliegende Spannung UM aufgetragen ist. Die beiden kritischen Spannungen US1 und US2 sind auf der Spannungsachse eingetragen. Von einer Spannung UM < US1 (Punkt 201) ausgehend wird die Spannung UM erhöht. Sobald sie größer ist als US2 (Punkt 203), wird der Schaltzustand des Schaltelements 20 geändert und die Schaltzunge 112 nach unten bewegt. Eine der Lokalspulen 4 ist demnach mit einem der Analog/Digital-Wandler verbunden. Das Schaltelement 20 ist „geschlossen". Wird die Spannung UM wieder verringert, bleibt der geschlossene Zustand des Schaltelements 20 über den Punkt 205 noch erhalten, bis UM < US1 (Punkt 207) gilt. Dann bewegt sich die Schaltzunge 112 nach oben und der Schalter ist „offen". 3 shows a schematic diagram in which the switching state of one of the switching elements 20 against the at the switch contacts 118 and 122 applied voltage U M is applied. The two critical voltages U S1 and U S2 are registered on the voltage axis. From a voltage U M <U S1 (point 201 ), the voltage U M is increased. As soon as it is larger than U S2 (point 203 ), the switching state of the switching element 20 changed and the switching tongue 112 moved down. One of the local coils 4 is therefore connected to one of the analog / digital converters. The switching element 20 is "closed." If the voltage U M is reduced again, the closed state of the switching element remains 20 about the point 205 still preserved until U M <U S1 (point 207 ) applies. Then the switching tongue moves 112 up and the switch is "open".

Durch Ausnutzung dieses Effekts ist es möglich, den Schaltzustand jedes einzelnen Schaltelements 20 zu kontrollieren. Dabei werden deutlich weniger Spalten- und Reihensteuereinheiten 26' und 26'' benötigt, als bei bekannten Lösungen. Gegenüber Lösungen, die bereits mit wenigen Steuereinheiten auskommen ist der Aufbau der Schaltelemente 20 deutlich einfacher; es werden keine zusätzlichen Bauelemente innerhalb des Schaltelements 20 zu Steuerung benötigt. So ist es bei im Vergleich zu bekannten Lösungen geringem Aufwand möglich, eine Vielzahl von Eingangssignalen variabel weiter zu leiten. Dabei ist die Anwendung nicht auf Magnetresonanzsignale beschränkt sondern kann in anderen Bereichen eingesetzt werden.By utilizing this effect, it is possible to change the switching state of each switching element 20 to control. There are significantly fewer column and row control units 26 ' and 26 '' needed, as in known solutions. Compared to solutions that already manage with few control units is the structure of the switching elements 20 much easier; There are no additional components within the switching element 20 needed to control. So it is possible in comparison to known solutions little effort to pass a variety of input signals variable. The application is not limited to magnetic resonance signals but can be used in other areas.

In alternativen Ausführungsbeispielen können auch anders geartete Schalter verwendet werden, soweit sie in ihrem Schaltverhalten eine Hysterese zeigen.In alternative embodiments can also different kind of switches are used, as far as they are in theirs Switching behavior show a hysteresis.

Der Aufbau einer der Spaltensteuereinheiten 26' ist in 4 beschrieben. Er ist bei allen Spalten- und Reihensteuereinheiten 26' und 26'' identisch. Die Spaltensteuereinheit 26' weist zwei Spannungseingänge 301 und 303 auf, wobei in der Schaltmatrix 2 der Spannungseingang 301 mit der Leitung 28' und der Spannungseingang 303 mit der Leitung 32' verbunden ist. Die Spaltensteuereinheit umfasst außerdem einen Spannungsausgang 305, der in der Schaltmatrix 2 über eine der Steuerleitungen 22 mit dem Schaltkontakt 118 eines der Schaltelemente 20 verbunden ist. Über einen in der Spaltensteuereinheit 26' enthaltenen Schalter 307 lässt sich wahlweise der Spannungseingang 301 oder der Spannungseingang 303 mit dem Spannungsausgang 305 verbinden. Der Verbindung zwischen dem Spannungseingang 303 und dem Spannungsausgang 305 ist ein Widerstand 309 parallel geschaltet. Dieser dient zu zur Vermeidung eines Kurzschlusses der Spannungseingänge 301 und 303 wenn der Schalter 307 den Spannungseingang 301 mit dem Spannungsausgang 305 verbindet. Zusätzlich wird so erreicht, dass auch während des Umschaltens an den Schaltelementen 20 definierte Spannungen anliegen. Ist durch den Schalter 307 der Spannungseingang 303 mit dem Spannungsausgang 305 verbunden, so fließt kein Strom über den Widerstand 309. Der beschriebene Aufbau ist lediglich ein Beispiel aus einer Vielzahl denkbarer Alternativen.The structure of one of the column control units 26 ' is in 4 described. It is at all column and row control units 26 ' and 26 '' identical. The column control unit 26 ' has two voltage inputs 301 and 303 on, being in the switching matrix 2 the voltage input 301 with the line 28 ' and the voltage input 303 with the line 32 ' connected is. The column controller also includes a voltage output 305 who is in the switching matrix 2 via one of the control lines 22 with the switching contact 118 one of the switching elements 20 connected is. About one in the column control unit 26 ' contained switch 307 can be optionally the voltage input 301 or the voltage input 303 with the voltage output 305 verbin the. The connection between the voltage input 303 and the voltage output 305 is a resistance 309 connected in parallel. This serves to avoid a short circuit of the voltage inputs 301 and 303 if the switch 307 the voltage input 301 with the voltage output 305 combines. In addition, it is achieved that even during switching to the switching elements 20 defined voltages applied. Is through the switch 307 the voltage input 303 with the voltage output 305 connected, so no current flows through the resistor 309 , The structure described is just one example of a variety of possible alternatives.

Durch die Anordnung der Spaltensteuereinheit 26' innerhalb der Schaltmatrix 2 liegt am Spannungseingang 301 die Spannung UCS + UCO + UCH an, während am Spannungseingang 307 in Abhängigkeit der Schalterstellung des Schalters 34' die Spannung UCO oder UCO + UCH anliegt. An den Spannungsausgang 305 lässt sich folglich durch die Schalter 307 in der Spaltensteuereinheit 26' und den Schalter 34' eines der Spannungssignale UCS + UCO + UCH, UCO + UCH oder UCO anlegen. Diese Spannung liegt dann entsprechend am Schaltkontakt 118 im Schaltelement 20 an.By the arrangement of the column control unit 26 ' within the switching matrix 2 is at the voltage input 301 the voltage U CS + U CO + U CH , while at the voltage input 307 depending on the switch position of the switch 34 ' the voltage U CO or U CO + U CH is present. To the voltage output 305 can therefore be through the switch 307 in the column control unit 26 ' and the switch 34 ' create one of the voltage signals U CS + U CO + U CH , U CO + U CH or U CO . This voltage is then corresponding to the switching contact 118 in the switching element 20 at.

Analog dazu lässt sich über den Schalter 34'' und eine der Reihensteuereinheiten 26' ' die Spannungen ULS + ULO + ULH, ULO + ULH oder ULO anlegen.Similarly, it can be via the switch 34 '' and one of the row controllers 26 ' 'apply the voltages U LS + U LO + U LH , U LO + U LH or U LO .

Über die Wahl der angelegten Spannungen an den Schaltkontakten 118 und 122 lässt sich der Schaltzustand kontrollieren. Soll beispielsweise ein Schalelement 20 geschlossen werden, so wird die entsprechende Spaltensteuereinheit 26' so eingestellt, dass die Spannung UCS + UCO + UCH am Spannungsausgang 305 anliegt (Zustand S), die entsprechende Reihensteuereinheit 26'' wird ebenso eingestellt, dass an ihrem Spannungsausgang 305 die Spannung ULS + ULO + ULH anliegt (Zustand S). Folglich liegt zwischen den Schaltkontakten 118 und 122 des zu schließenden Schaltelements 20 eine Spannung von UMS = UCS + UCO + UCH – (ULS + ULO + ULH) an. Damit das Schaltelement schließt, muss diese Spannung größer sein als die Spannung US2.About the choice of the applied voltages at the switch contacts 118 and 122 the switching state can be checked. If, for example, a formwork element 20 be closed, then the corresponding column control unit 26 ' set so that the voltage U CS + U CO + U CH at the voltage output 305 is applied (state S), the corresponding row control unit 26 '' is also set to be at its voltage output 305 the voltage U LS + U LO + U LH is present (state S). Consequently, lies between the switch contacts 118 and 122 of the switching element to be closed 20 a voltage of U MS = U CS + U CO + U CH - (U LS + U LO + U LH ). So that the switching element closes, this voltage must be greater than the voltage U S2 .

Die beiden Schalter 34' und 34'' sind so eingestellt, dass an der Spaltensteuereinheit 26' die Spannung UCO + UCH und an der Reihensteuereinheit 26'' die Spannung ULO + ULH anliegt (Zustand H). Die nicht benötigten Spalten- und Reihensteuereinheiten 26' bzw. 26'' stehen während dieses Vorgangs in der Stellung, dass den daran angeschlossenen Schaltelementen 20 die Spannungen ULO + ULH und UCO + UCH zugeführt werden (Zustand H), d.h. an diesen Schaltelementen 20 liegt die Gesamtspannung UMH = UCO + UCH – (ULO + ULH) an. Diese Spannung ist derart zu wählen, dass sie zwischen den Spannungen US1 und US2 liegt, es muss also gelten: US1 < UCO + UCH – (ULO + ULH) < US2. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Schaltzustände der durch den Vorgang nicht zu schaltenden Schaltelemente 20 erhalten bleibt.The two switches 34 ' and 34 '' are set to be at the column control unit 26 ' the voltage U CO + U CH and at the row control unit 26 '' the voltage U LO + U LH is present (state H). The unneeded column and row control units 26 ' respectively. 26 '' stand during this process in the position that the connected switching elements 20 the voltages U LO + U LH and U CO + U CH are fed (state H), ie at these switching elements 20 is the total voltage U MH = U CO + U CH - (U LO + U LH ). This voltage is to be chosen such that it lies between the voltages U S1 and U S2 , it must therefore be: U S1 <U CO + U CH - (U LO + U LH ) <U S2 . This ensures that all switching states of the non-switching by the process switching elements 20 preserved.

Sobald das zu schließende Schaltelement 20 geschlossen ist, werden auch die am ausgeführten Schaltvorgang beteiligte Spaltensteuereinheit 26' und die Reihensteuereinheit 26'' wieder in den Zustand H geschaltet, so dass der Schaltzustand des entsprechenden Schaltelements 20 erhalten bleibt.As soon as the switching element to be closed 20 is closed, also involved in the executed switching column control unit 26 ' and the row control unit 26 '' switched back to the state H, so that the switching state of the corresponding switching element 20 preserved.

Sollen die Schaltelemente 20 neu programmiert werden, so werden die Spalten- und Reihensteuereinheiten 26' bzw. 26'' im Zustand H belassen und die Schalter 34' und 34'' so eingestellt, dass die Spannung UCO bzw. ULO am jeweiligen Spannungseingang 303 anliegt. Zwischen den Schaltkontakten 118 und 122 liegt folglich eine Spannung von UMD = UCO – ULO an. Diese Spannung muss kleiner als die Spannung US1, damit die Schaltelemente öffnen.Should the switching elements 20 be reprogrammed, so will the column and row control units 26 ' respectively. 26 '' left in the H state and the switches 34 ' and 34 '' adjusted so that the voltage U CO or U LO at the respective voltage input 303 is applied. Between the switch contacts 118 and 122 Consequently, there is a voltage of U MD = U CO - U LO . This voltage must be lower than the voltage U S1 , so that the switching elements open.

In der beschriebenen Konfiguration der Schaltmatrix 2 können nur alle Schaltelemente auf einmal geöffnet werden, da die Spannung UMD = UCO – ULO an allen Spalten- und Reihensteuereinheiten 26' bzw. 26'' gleichzeitig anliegt. Dies ist für viele Anwendungen, insbesondere bei einem Magnetresonanzgerät akzeptabel. Hier können die Schaltelemente zwischen zwei Messungen vollständig neu programmiert werden, ein Umschalten einzelner Schaltelemente 20 ist oft nicht erforderlich.In the described configuration of the switching matrix 2 For example, all the switching elements can be opened at once because the voltage U MD = U CO - U LO at all column and row control units 26 ' respectively. 26 '' at the same time. This is acceptable for many applications, especially in a magnetic resonance device. Here, the switching elements between two measurements can be completely reprogrammed, switching individual switching elements 20 is often not necessary.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform ist jede Spalten- und jede Reihensteuereinheit 26' bzw. 26'' mit einem einzelnen Schalter verbunden, der analog zum Schalter 34' aufgebaut ist und mit zwei Spannungsquellen 36' und 38' verbunden ist. So sind die Spannungssignale jeder Spalten- bzw. Reihensteuereinheit 26' bzw. 26'' einzeln zuführbar und damit jedes Schaltelement vollständig einzeln steuerbar.In an alternative embodiment, not shown, each column and row control unit is 26 ' respectively. 26 '' connected to a single switch, which is analogous to the switch 34 ' is constructed and with two voltage sources 36 ' and 38 ' connected is. So are the voltage signals of each column or row control unit 26 ' respectively. 26 '' individually fed and thus each switching element completely individually controllable.

In 5 ist als eine weitere Ausführungsform der Erfindung eine Schaltmatrix 401 gezeigt. Die Schaltmatrix ist ähnlich der in 1 dargestellten Schaltmatrix 2 aufgebaut. Die Schaltelemente 403 sind über Signalleitungen 16 mit Eingängen 8 der Schaltmatrix 401 verbunden und über Steuerleitungen 22 mit den Spaltensteuereinheiten 26'. Der Aufbau der Spaltensteuereinheiten 26' und ihre Verbindungen zu den Signalquellen 29' ist identisch mit dem in 1 gezeigten. Die in Spalten angeordneten Schaltelemente 403 sind spaltenweise über die Signalleitungen 18 mit jeweils einem Koppelelement 405 verbunden. Jedes der Koppelelemente 405 ist über einen Anschluss mit einem der Eingänge 8 der Schaltmatrix 401 verbunden. Über einen weiteren Anschluss ist jedes der Koppelelemente 405 mit einer der Spaltensteuereinheiten 26' verbunden, die ihrerseits analog zu 1 mit der Signalquelle 29'' verbunden sind.In 5 is a switching matrix as another embodiment of the invention 401 shown. The switching matrix is similar to the one in 1 illustrated switching matrix 2 built up. The switching elements 403 are via signal lines 16 with inputs 8th the switching matrix 401 connected and via control lines 22 with the column control units 26 ' , The structure of the column control units 26 ' and their connections to the signal sources 29 ' is identical to the one in 1 shown. The arranged in columns switching elements 403 are in columns over the signal lines 18 each with a coupling element 405 connected. Each of the coupling elements 405 is via a connection with one of the inputs 8th the switching matrix 401 connected. About another connection is each of the coupling elements 405 with one of the column controllers 26 ' connected, the ih on the other hand analogous to 1 with the signal source 29 '' are connected.

Durch die Koppelelemente 405 werden das zu übertragende Signal und die Steuersignale der Spaltensteuereinheiten 26' gemeinsam über die Signalleitung 16 übertragen. Dies ist mit entsprechend ausgebildeten Schaltelementen 403 möglich, da die Steuersignale Gleichspannungssignale und die zu übertragenden Signale Wechselspannungssignale sind. Der Aufbau der Schaltelemente 403 ist in 6 dargestellt. In den Koppelelementen 405, die in 7 dargestellt sind, wird das Gleichspannungssignal vom Wechselspannungssignal getrennt.Through the coupling elements 405 become the signal to be transmitted and the control signals of the column control units 26 ' together via the signal line 16 transfer. This is with appropriately designed switching elements 403 possible because the control signals are DC signals and the signals to be transmitted AC signals. The structure of the switching elements 403 is in 6 shown. In the coupling elements 405 , in the 7 are shown, the DC signal is disconnected from the AC signal.

6 zeigt den Aufbau des Schaltelements 403. Es ist dem in 2 gezeigten Aufbau ähnlich und unterscheidet sich lediglich darin, dass der Kontakt 116 über den Schaltkontakt 118 mit dem Signaleingang 106 verbunden ist. Das Schaltsignal und das zu übertragende Signal werden auf der gleichen Leitung 104 geführt. Damit das Steuersignal nicht auf den Ausgang 12 der Schaltmatrix 401 übertragen wird, ist in jeder der Leitungen 24, die die Schaltelemente 403 mit den Ausgängen 12 verbinden ein Kondensator 407 angeordnet, der das Steuersignal blockiert. Das zu übertragende Signal ist ein Wechselspannungssignal und wird durch den Kondensator 407 nicht blockiert. Die Kapazität des Kondensators ist auf die zu übertragende Frequenz des Signals abzustimmen. 6 shows the construction of the switching element 403 , It is in the 2 similar construction and differs only in that the contact 116 via the switching contact 118 with the signal input 106 connected is. The switching signal and the signal to be transmitted are on the same line 104 guided. So that the control signal is not on the output 12 the switching matrix 401 is transmitted in each of the lines 24 that the switching elements 403 with the outputs 12 connect a capacitor 407 arranged, which blocks the control signal. The signal to be transmitted is an AC signal and is passed through the capacitor 407 not blocked. The capacitance of the capacitor is to be tuned to the frequency of the signal to be transmitted.

Der Aufbau des Koppelelements 405 ist in 7 dargestellt. Ein Anschluss 501 ist in der Schaltmatrix 401 mit einem Schaltelement 403 verbunden. Der Anschluss 503 ist mit einem der Ausgänge 12 verbunden. Der Anschluss 505 ist mit einer der Spaltensteuereinheiten 26' verbunden. Die Anschlüsse 501 und 503 sind über einen Kondensator 507 verbunden. Zwischen dem Kondensator 507 und dem Anschluss 501 zweigt eine Leitung 509 zum Anschluss 505 ab, in der eine Induktivität 511 ange ordnet ist. Die Leitung 509 ist mit dem Anschluss 505 und über einen Kondensator 513 einem Bezugspotenzial 515 verbunden. Über die Verbindung zwischen den Anschlüssen 501 und 503 wird das Magnetresonanzsignal zum Eingang 8 der Schaltmatrix 403 übertragen. Das Steuersignal wird über den Anschluss 505 und die Leitung 509 eingekoppelt und zum Schaltelement 403 übertragen. Durch den Kondensator 507 wird verhindert, dass das Steuersignal zum Eingang 8 der Schaltmatrix 401 übertragen wird. Die Induktivität 511 und der Kondensator 513 verhindern ihrerseits eine Übertragung des Magnetresonanzsignals zur Spaltensteuereinheit 26'.The structure of the coupling element 405 is in 7 shown. A connection 501 is in the switching matrix 401 with a switching element 403 connected. The connection 503 is with one of the outputs 12 connected. The connection 505 is with one of the column controllers 26 ' connected. The connections 501 and 503 are over a capacitor 507 connected. Between the capacitor 507 and the connection 501 branches a line 509 to the connection 505 starting in which an inductance 511 is arranged. The administration 509 is with the connection 505 and a capacitor 513 a reference potential 515 connected. About the connection between the terminals 501 and 503 the magnetic resonance signal becomes the input 8th the switching matrix 403 transfer. The control signal is via the connection 505 and the line 509 coupled and to the switching element 403 transfer. Through the capacitor 507 prevents the control signal from entering 8th the switching matrix 401 is transmitted. The inductance 511 and the capacitor 513 in turn prevent transmission of the magnetic resonance signal to the column controller 26 ' ,

In 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Bei der dargestellten Schaltmatrix 601 sind auch die die Ausgänge 12 und die Reihensteuereinheiten 26'' mit den Schaltelementen 603 über Koppelelemente 405 verbunden. Hier erfolgt die Übertragung aller Steuersignale auf den Signalleitungen 16 bzw. 18. Der übrige Aufbau ist analog zu dem in den 1 und 5 gezeigten.In 8th a further embodiment of the invention is shown. In the illustrated switching matrix 601 are also the outputs 12 and the row controllers 26 '' with the switching elements 603 via coupling elements 405 connected. Here, the transmission of all control signals on the signal lines 16 respectively. 18 , The rest of the structure is analogous to that in the 1 and 5 shown.

Der Aufbau der Schaltelemente 603 ist in 9 dargestellt. In Unterschied zu dem in 6 gezeigten Aufbau ist der Schalkontakt 122 mit dem Signalausgang 110 des Schaltelements 603 verbunden. Über den Signalausgang 110 wird das Steuersignal der Reihensteuereinheit 26'' übertragen. Der Kontakt 124 ist über einen Kondensator 605 mit dem Signalausgang 110 verbunden. Der Kondensator 605 verhindert, dass das Steuersignal bei geschlossenem Schalter 102 kurzgeschlossen wird.The structure of the switching elements 603 is in 9 shown. In difference to that in 6 shown construction is the Schalkontakt 122 with the signal output 110 of the switching element 603 connected. About the signal output 110 becomes the control signal of the row control unit 26 '' transfer. The contact 124 is over a capacitor 605 with the signal output 110 connected. The capacitor 605 prevents the control signal when the switch is closed 102 shorted.

Claims (16)

Schaltmatrix mit einer ersten Anzahl von Eingängen und einer zweiten Anzahl von Ausgängen, mit einer Leitungsanordnung und steuerbaren Schaltelementen, mittels denen die Eingänge mit den Ausgängen verbunden werden können, dadurch gekennzeichnet: – dass jedes der Schaltelemente (20, 403, 603) mit wenigstens zwei Steuereinheiten verbunden ist, durch die dem jeweiligen Schaltelement (20, 403, 603) Steuerpegel eines Steuersignals zuführbar sind, die am Schaltelement als Summenpegel wirken, – dass die Schaltelemente (20, 403, 603) durch die Steuersignale derart steuerbar sind, dass ein Umschalten von einem offenen in einen geschlossenen Schaltzustand durch Zuführung eines Summenpegels innerhalb eines Schließpegelbereichs erfolgt und das Umschalten vom geschlossenen in den offenen Schaltzustand durch Zuführung eines Summenpegels innerhalb eines Öffnungspegelbereichs erfolgt, wobei der Öffnungspegelbereich und der Schließpegelbereich durch einen Haltepegelbereich getrennt sind und sich der Schaltzustand bei Zuführung eines innerhalb des Haltepegelbereichs liegenden Summenpegels nicht ändert, – dass die Steuereinheiten jeweils mit mehreren der Schaltelemente (20, 403, 603) derart verbunden sind, dass je zwei der Steuereinheiten gemeinsam auf genau eines der Schaltelemente (20, 403, 603) derart wirken, – dass im Fall eines nicht zu schaltenden Schaltelements (20, 403, 603) ein Summenpegel im Haltepegelbereich zugeführt wird, – dass im Fall eines zu schließenden Schaltelements (20, 403, 603) ein Summenpegel innerhalb des Schließpegelbereichs zugeführt wird, wobei gleichzeitig allen anderen mit einer der zwei Steuereinheiten verbundenen Schaltelementen (20, 403, 603) ein Summenpegel innerhalb des Haltepegelbereichs zugeführt wird und – dass einem zu öffnenden Schaltelement (20, 403, 603) ein Summenpegel innerhalb des Öffnungspegelbereichs zugeführt wird.Switching matrix having a first number of inputs and a second number of outputs, with a line arrangement and controllable switching elements, by means of which the inputs can be connected to the outputs, characterized in that - each of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) is connected to at least two control units through which the respective switching element ( 20 . 403 . 603 ) Control levels of a control signal can be fed, which act on the switching element as a sum level, - that the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) are controllable by the control signals so as to switch from an open to a closed switching state by supplying a sum level within a closing level range and switching from the closed to the open switching state by supplying a sum level within an opening level range, the opening level range and the closing level range are separated by a holding level range and the switching state does not change when a sum level lying within the holding level range is applied, that the control units are each connected to a plurality of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) are connected such that each two of the control units together on exactly one of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) act in such a way that - in the case of a non-switching switching element ( 20 . 403 . 603 ) a sum level in the holding level range is supplied, - that in the case of a switching element to be closed ( 20 . 403 . 603 ) is supplied with a sum level within the closing level range, at the same time as all other switching elements connected to one of the two control units ( 20 . 403 . 603 ) a sum level within the holding level range is supplied and - that an opening switching element ( 20 . 403 . 603 ) is supplied with a sum level within the opening level range. Schaltmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch jede der Steuereinheiten wahlweise wenigstens drei unterschiedliche Steuerpegel an die mit der jeweiligen Steuereinheit verbundenen Schaltelemente (20, 403, 603) übertragbar sind, wobei die Steuerpegel derart dimensioniert sind, dass: – ein Zuführen eines ersten der drei Steuerpegel durch die wenigstens zwei mit einem der Schaltelemente (20, 403, 603) verbundenen Steuereinheiten einen innerhalb des Schließpegelbereichs liegenden Summenpegel am jeweiligen Schaltelement (20, 403, 603) erzeugt, – ein Zuführen eines zweiten der drei Steuerpegel durch die wenigstens zwei mit einem der Schaltelemente (20, 403, 603) verbundenen Steuereinheiten einen innerhalb des Haltepegelbereichs liegenden Summenpegel am jeweiligen Schaltelement (20, 403, 603) erzeugt und – ein Zuführen eines dritten der drei Steuerpegel durch die wenigstens zwei mit einem der Schaltelemente (20, 403, 603) verbundenen Steuereinheiten einen innerhalb des Öffnungspegelbereichs liegenden Summenpegel am jeweiligen Schaltelement (20, 403, 603) erzeugt.Switching matrix according to Claim 1, characterized in that, by means of each of the control units, optionally at least three different control levels are applied to the switching elements connected to the respective control unit ( 20 . 403 . 603 ) are transferable, wherein the control levels are dimensioned such that: - supplying a first of the three control levels by the at least two with one of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) connected control units within the Schließpegelbereichs lying sum level at the respective switching element ( 20 . 403 . 603 ), - feeding a second of the three control levels through the at least two with one of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) connected control units lying within the holding level range summation level at the respective switching element ( 20 . 403 . 603 ) and - feeding a third of the three control levels through the at least two with one of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) connected control units within the opening level range lying sum level at the respective switching element ( 20 . 403 . 603 ) generated. Schaltmatrix nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung eine erste Anzahl von Signalleitungen (16, 18) umfasst, die zwischen den Eingängen (8) und Signaleingängen (106) der Schaltelemente (20, 403, 603) angeordnet sind und dass die Leitungsanordnung eine zweite Anzahl von Signalleitungen (8) umfasst, die zwischen den Ausgängen (12) und Signalausgängen (104) der Schaltelemente (20, 403, 603) angeordnet sind.Switching matrix according to Claim 1 or 2, characterized in that the line arrangement comprises a first number of signal lines ( 16 . 18 ) between the entrances ( 8th ) and signal inputs ( 106 ) of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) are arranged and that the line arrangement a second number of signal lines ( 8th ) between the outputs ( 12 ) and signal outputs ( 104 ) of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) are arranged. Schaltmatrix nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (20, 403, 603) im Wesentlichen in Reihen und Spalten angeordnet sind.Switching matrix according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) are arranged substantially in rows and columns. Schaltmatrix nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil der Steuereinheiten als Spaltensteuereinheiten (26') ausgeführt ist, von denen jeweils eine mit den in einer der Reihen angeordneten Schaltelemente (20, 403, 603) verbunden ist und dass ein zweiter Teil der Steuereinheiten als Reihensteuereinheiten (26'') ausgeführt ist, von denen jeweils eine mit den in einer der Spalten angeordneten Schaltelemente (20, 403, 603) verbunden sind.Switching matrix according to Claim 4, characterized in that a first part of the control units is used as column control units ( 26 ' ) is executed, of which in each case one with the arranged in one of the rows switching elements ( 20 . 403 . 603 ) and that a second part of the control units are used as row control units ( 26 '' ) is executed, of which in each case one with the arranged in one of the columns switching elements ( 20 . 403 . 603 ) are connected. Schaltmatrix nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmatrix (2, 401, 601) wenigstens zwei Steuersignalquellen (29', 29'') umfasst, von denen eine erste mit den Spaltensteuereinheiten (26') verbunden ist und eine zweite mit den Reihensteuereinheiten (26'') verbunden ist, wobei den Steuereinheiten durch die Steuersignalquellen (29', 29'') die wenigstens drei verschiedenen Steuerpegel zuführbar sind.Switching matrix according to Claim 4 or 5, characterized in that the switching matrix ( 2 . 401 . 601 ) at least two control signal sources ( 29 ' . 29 '' ), of which a first with the column control units ( 26 ' ) and a second one with the row control units ( 26 '' ), the control units being controlled by the control signal sources ( 29 ' . 29 '' ) the at least three different control levels can be fed. Schaltmatrix nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung Steuerleitungen (22, 24) umfasst, wobei jedes Schaltelement (20) zwei Steueranschlüsse (128, 132) aufweist, die über die Steuerleitungen (22, 24) mit zwei der Steuereinheiten verbunden sind.Switching matrix according to one of the preceding claims, characterized in that the line arrangement control lines ( 22 . 24 ), each switching element ( 20 ) two control connections ( 128 . 132 ), which via the control lines ( 22 . 24 ) are connected to two of the control units. Schaltmatrix nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil der Steuerleitungen (22) mit ersten Steueranschlüssen (128) der in Reihe angeordneten Schaltelemente (20) verbunden ist und dass ein zweiter Teil der Steuerleitungen (24) mit zweiten Steueranschlüssen (132) der in Spalten angeordneten Schaltelemente (20) verbunden ist.Switching matrix according to Claim 7, characterized in that a first part of the control lines ( 22 ) with first control connections ( 128 ) of the series-connected switching elements ( 20 ) and that a second part of the control lines ( 24 ) with second control connections ( 132 ) of the arranged in columns switching elements ( 20 ) connected is. Schaltmatrix nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Eingängen (8) der Schaltmatrix (401, 601) und den Signaleingängen (106) der Schaltelemente (403, 603) jeweils ein Kop pelelement (405) angeordnet ist und eine der beiden mit dem jeweiligen Schaltelement (403, 603) verbundenen Steuereinheiten über das jeweilige Koppelelement (405) und die jeweilige Signalleitung (16, 18) mit dem jeweiligen Schaltelement (403, 603) verbunden ist.Switching matrix according to one of Claims 1 to 6, characterized in that between the inputs ( 8th ) of the switching matrix ( 401 . 601 ) and the signal inputs ( 106 ) of the switching elements ( 403 . 603 ) each one Kopel element ( 405 ) is arranged and one of the two with the respective switching element ( 403 . 603 ) connected control units via the respective coupling element ( 405 ) and the respective signal line ( 16 . 18 ) with the respective switching element ( 403 . 603 ) connected is. Schaltmatrix nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausgängen (12) der Schaltmatrix (603) und den Signalausgängen (110) der Schaltelemente (603) jeweils ein weiteres Koppelelement (405) angeordnet ist und die andere der beiden mit dem jeweiligen Schaltelement (603) verbundenen Steuereinheiten über das jeweilige weitere Koppelelement (405) und die jeweilige Signalleitung (18) mit dem jeweiligen Schaltelement (603) verbunden ist.Switching matrix according to Claim 9, characterized in that between the outputs ( 12 ) of the switching matrix ( 603 ) and the signal outputs ( 110 ) of the switching elements ( 603 ) each have a further coupling element ( 405 ) is arranged and the other of the two with the respective switching element ( 603 ) connected control units via the respective further coupling element ( 405 ) and the respective signal line ( 18 ) with the respective switching element ( 603 ) connected is. Schaltmatrix nach der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Schaltelemente (20, 403, 603) einen mikroelektromechanischen Schalter (102) umfasst.Switching matrix according to the above claims, characterized in that at least one of the switching elements ( 20 . 403 . 603 ) a microelectromechanical switch ( 102 ). Schaltmatrix nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (102) eine Schaltzunge (114) umfasst, durch die der Signaleingang (106) des Schaltelements (20, 403, 603) elektrisch mit dem Signalausgang (110) des Schaltelements (20, 403, 603) verbindbar ist und dass der mikroelektromechanische Schalter (112) ein Substrat (120) umfasst, wobei eine Verbindung durch zwei auf dem Substrat (120) bzw. auf der Schaltzunge (114) angeordnete Kontakte (116, 124) herstellbar ist.Switching matrix according to Claim 11, characterized in that the switch ( 102 ) a tongue ( 114 ), through which the signal input ( 106 ) of the switching element ( 20 . 403 . 603 ) electrically with the signal output ( 110 ) of the switching element ( 20 . 403 . 603 ) and that the microelectromechanical switch ( 112 ) a substrate ( 120 ), wherein a connection through two on the substrate ( 120 ) or on the tongue ( 114 ) arranged contacts ( 116 . 124 ) can be produced. Schaltmatrix nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaltzunge (114) wenigstens ein Schaltkontakt (118) ausgebildet ist, der über eine der Signalleitungen (16) oder eine der Steuerleitungen (22) der Schaltmatrix (2, 401, 601) mit einer der mit dem Schaltelement (20, 403, 603) verbundenen Steuereinheiten verbunden ist, wobei auf dem Substrat (120) unterhalb der Schaltzunge (114) wenigstens ein weiterer Schaltkontakt (122) angeordnet ist, der über eine der Steuerleitungen der Schaltmatrix (2, 401, 601) mit der anderen mit dem Schaltelement (20, 403, 603) verbundenen Steuereinheit verbunden ist, wobei die Schaltkontakte (118, 122) derart ausgebildet sind, dass die Schalzunge (114) bei Anlegen einer Schließspannung zwischen die Schaltkontakte (118, 122) geschlossen wird.Switch matrix according to claim 12, characterized in that at the switching tongue ( 114 ) at least one switching contact ( 118 ) is formed, which via one of the signal lines ( 16 ) or one of the Control lines ( 22 ) of the switching matrix ( 2 . 401 . 601 ) with one of the with the switching element ( 20 . 403 . 603 ) connected control units, wherein on the substrate ( 120 ) below the tongue ( 114 ) at least one further switching contact ( 122 ) is arranged, which via one of the control lines of the switching matrix ( 2 . 401 . 601 ) with the other with the switching element ( 20 . 403 . 603 ) connected control unit, wherein the switching contacts ( 118 . 122 ) are formed such that the Schalzunge ( 114 ) when applying a closing voltage between the switching contacts ( 118 . 122 ) is closed. Schaltmatrix nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Schaltzunge (114) ausgebildete Schaltkontakt (118) über den Signaleingang (106) des Schaltelements (603) mit der einen Steuereinheit verbunden ist und der auf dem Substrat (120) ausgebildete Schaltkontakt (122) über den Signalausgang (110) des Schaltelements (603) mit der anderen Steuereinheit verbunden ist, wobei zwischen dem auf dem Substrat (120) ausgebildeten Kontakt (124) und dem Signalausgang (120) ein kapazitives Element (605) angeordnet ist.Switching matrix according to claim 12, characterized in that the at the tongue ( 114 ) trained switching contact ( 118 ) via the signal input ( 106 ) of the switching element ( 603 ) is connected to the one control unit and that on the substrate ( 120 ) trained switching contact ( 122 ) via the signal output ( 110 ) of the switching element ( 603 ) is connected to the other control unit, between which on the substrate ( 120 ) trained contact ( 124 ) and the signal output ( 120 ) a capacitive element ( 605 ) is arranged. Schaltmatrix nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelelemente (405) drei Anschlüsse (501, 503, 505) aufweisen, von denen ein erster Anschluss (501) mit dem Signaleingang (106) oder Signalausgang (110) eines der Schaltelemente (403, 603) verbunden ist, ein zweiter Anschluss (503) mit einem der Eingänge (8) oder einem der Ausgänge (12) der Schaltmatrix (401, 601) verbunden ist und ein dritter Anschluss (505) mit einer Spaltensteuereinheit (26') oder einer Reihensteuereinheit (26'') verbunden ist, wobei zwischen dem ersten Anschluss (501) und dem zweiten Anschluss (503) eine Leitung und ein kapazitives Element (507) angeordnet sind und dass zwischen dem dritten Anschluss (505) und dem ersten Anschluss (501) eine Leitung (509) und ein induktives Element (511) angeordnet sind, wobei der dritte Anschluss (505) über ein weiteres kapazitives Element (513) mit einem Bezugspotenzial (515) verbunden ist.Switching matrix according to Claim 9 or 10, characterized in that the coupling elements ( 405 ) three connections ( 501 . 503 . 505 ), of which a first terminal ( 501 ) with the signal input ( 106 ) or signal output ( 110 ) one of the switching elements ( 403 . 603 ), a second port ( 503 ) with one of the inputs ( 8th ) or one of the outputs ( 12 ) of the switching matrix ( 401 . 601 ) and a third connection ( 505 ) with a column control unit ( 26 ' ) or a row control unit ( 26 '' ), wherein between the first port ( 501 ) and the second connection ( 503 ) a line and a capacitive element ( 507 ) and that between the third terminal ( 505 ) and the first connection ( 501 ) a line ( 509 ) and an inductive element ( 511 ), the third connection ( 505 ) via another capacitive element ( 513 ) with a reference potential ( 515 ) connected is. Schaltmatrix nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Steuereinheiten drei Anschlüsse (301, 303, 305) aufweist, von denen zwei Anschlüsse (301, 303) mit einer der Steuersignalquellen (29', 29'') verbunden sind und der dritte Anschluss (305) mit einem der Steueranschlüsse (128, 132) eines der Schaltelemente (20) oder einem Koppelelement (405) verbunden ist, wobei die beiden mit den Steuersignalquellen (29', 29'') verbundenen Anschlüsse (301, 303) durch einen Schalter (307) wahlweise mit dritten Anschluss (305) verbindbar sind und dass einer der beiden möglichen Verbindungen ein resistives Element (309) parallel geschaltet ist.Switching matrix according to one of Claims 6 to 15, characterized in that each of the control units has three connections ( 301 . 303 . 305 ), of which two connections ( 301 . 303 ) with one of the control signal sources ( 29 ' . 29 '' ) and the third connection ( 305 ) with one of the control terminals ( 128 . 132 ) one of the switching elements ( 20 ) or a coupling element ( 405 ), the two being connected to the control signal sources ( 29 ' . 29 '' ) connected connections ( 301 . 303 ) by a switch ( 307 ) optionally with third connection ( 305 ) and that one of the two possible compounds is a resistive element ( 309 ) is connected in parallel.
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