多功能综合电路调试仪的制作方法

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种多功能综合电路调试仪。

背景技术：

电子电路的信号变化和功能都具有一定的抽象特性，通过直接的观察手段很难得知电路的工作状态和特性。因而在电子产品和设备的应用开发和设计中，需要大量的用到仪器设备来搭建测试环境和获取电路状态。

电路调试是指在电路开发过程中的不同阶段，需要验证还阶段是否达到预期性能目标，针对出现的问题要查找原因，反复不断的修改验证的过程。

常用的电路调试仪器有很多种，包括可调稳压电源，示波器，电子负载仪和能反复焊接修改电路的万用测试板等。由于这些仪器型号繁多，功能不集中不专一。因而使用过程中造成很多麻烦，严重影响了电路调试进度和效率。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种易于操控、便于调节、功能多样且专一、电路调试进度好、调试效率高的多功能综合电路调试仪。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：多功能综合电路调试仪，包括控制主机、电路板测试夹具和测试信号输出观察单元；电路板测试夹具的测试信号输出端与测试信号输出观察单元的信号输入端连接；

控制主机包括呈长方体形状的箱体，箱体内设有功率驱动模块、开关电源控制模块、负载控制模块和焊接器恒温加热模块，功率驱动模块后侧连接有向后伸出箱体的220V电源线，箱体内后部设有与功率驱动模块接触的散热器；负载控制模块和功率驱动模块相连接，负载控制模块分别与开关电源控制模块和焊接器恒温加热模块连接；

箱体前侧面板上设有输出电压数码显示屏、输出电流数码显示屏、负载电压数码显示屏、负载电流数码显示屏、输出电压调节旋钮、输出电流调节旋钮、负载强度调节旋钮、电源电压输出正极、电源电压输出负极、负载接入端正极、负载接入端负极、负载强度档位选择按钮和焊接烙铁接口，焊接烙铁接口内设有接口电极针；

开关电源控制模块的内部电路分别与电源电压输出正极、电源电压输出负极连接、输出电压调节旋钮、输出电流调节旋钮、输出电压数码显示屏和输出电流数码显示屏连接；

负载控制模块的内部电路分别连接负载接入端正极、负载接入端负极、负载电压数码显示屏、负载电流数码显示屏和负载强度档位选择按钮；

焊接器恒温加热模块和焊接烙铁接口内的接口电极针连接。

散热器包括中心线均沿垂直方向设置的外方筒体和内方筒体，外方筒体和内方筒体的上下两端均封堵，外方筒体和内方筒体的后侧均敞口，外方筒体和内方筒体之间形成截面呈槽钢型的导流通道，外方筒体后侧和内方筒体后侧均固定连接在箱体后侧面板内壁上，外方筒体内壁和内方筒体外壁上均开设有气流导槽，箱体后侧面板上开设有与导流通道的两侧分别连通的出风口和进风口，出风口处设有格栅，箱体后侧面板上开设有位于进风口后侧并向进风口内吹风的送风风扇。

电路板测试夹具包括水平设置的基座，基座上表面设有测试定位槽口，基座上垂直设有背板和位于背板前侧的两根立杆，立杆上端通过定位板与背板前侧固定连接，两根立杆上穿设并滑动设有移动平台，背板前侧上部固定设有连接架，连接架前侧上部设有压杆，压杆上部设有手柄套，连接架前侧下部设有轴套，轴套内穿设并滑动设有推拉杆，推拉杆下端垂直固定在移动平台上表面后侧，推拉杆上端与压杆下部之间通过连板连接，连板两端分别与推拉杆上端与压杆下部铰接；

基座上设有两个电源接线柱和两个负载接线柱，基座上开设有与两个电源接线柱和两个负载接线柱底部上下对应的四个穿线孔，电源电压输出正极和电源电压输出负极分别通过穿过两个穿线孔的第一导线与对应与一个电源接线柱连接，负载接入端正极和负载接入端负极分别通过穿过另两个穿线孔的第二导线与对应与一个负载接线柱连接；

移动平台上表面设有绝缘电极安装板，绝缘电极安装板的左侧和右侧分别设有一组左莲花头针式电极和右莲花头针式电极，左莲花头针式电极和右莲花头针式电极的下端均凸出于移动平台下表面，左莲花头针式电极和右莲花头针式电极的上端分别连接有柔性的左电极引出排线和右电极引出排线，左电极引出排线和右电极引出排线的下端均与电源接线柱及负载接线柱连接；

基座右侧设有信号板电连接插口，信号板电连接插口通过信号引出线分别与左电极引出排线和右电极引出排线连接。

基座上设有位于测试定位槽口下方的通风孔。

左莲花头针式电极和右莲花头针式电极的构造相同，右莲花头针式电极包括圆柱形的电极本体，电极本体上端设有与右电极引出排线连接的引出电极，电极本体上端设有与右电极引出排线连接的引出电极，电极本体下端沿轴线方向开设有圆柱槽，圆柱槽内插设有活动针头，活动针头上端与圆柱槽底部之间设有弹簧，活动针头下端为莲花头形电接触面。

测试信号输出观察单元包括信号板连接排线和测试信号观察板，信号板连接排线的左端设有插接在信号板电连接插口内的信号板电连接插头，信号板连接排线右端设有坞式扩展连接插口，测试信号观察板左端设有坞式扩展连接插件，坞式扩展连接插件插接在坞式扩展连接插口内，测试信号观察板上表面设有一排双簧片卡口电极。

坞式扩展连接插件包括插板，插板左端边缘沿前后方向均匀间隔设置有若干个定位卡槽，插板上在每个定位卡槽后部前后两侧分别设有一个定位孔，插板上在每个定位孔的正后方均设有一个镀金接触电极片；

坞式扩展连接插口包括固定设在信号板连接排线右端上表面的插口底座，插口底座左侧的前端和后端分别设有一个定位板，两块定位板之间设有盖板，盖板的前侧和后侧分别设有一个与定位板配合的定位槽，两个定位板之间通过铰接轴转动连接有扣板，扣板中部右侧设有扳手，铰接轴与扣板固定连接，铰接轴的横截面的外轮廓由圆形和直线段连接而成，扣板下表面设有用于紧压盖板上表面的弹性凸棱条，盖板与插口底座之间形成右端敞口的插槽，插槽内设有与镀金接触电极片一一对应配合的舌簧接触电极，舌簧接触电极的右端向上翘起与插口底座之间形成插入口，插口底座上表面左侧设有与定位卡槽一一对应定位配合的定位卡台，盖板下表面设有与定位孔一一对应卡接配合的弧形凸块，信号板连接排线上设有对应与每个舌簧接触电极链接的电极引出针。

采用上述技术方案，控制主机是一个集成了三种必用功能的输入输出设备。可输出0-30V的可调电压。电子负载可以模拟0-10千欧姆的阻性负载，负载强度档位选择按钮分三档可调节，分别为0-200、100-2K、2K-10K。

负载控制模块把负载电流和电压由负载控制模块控制到给定的大小，后导入到功率驱动模块上，功率驱动模块（功率管和负载）阵列产生较大功率，自然会产生较大的热量，由紧贴的散热器把热量转移到箱体外部。保证各个部分电路的稳定工作。送风风扇向散热器的导流通道内吹风，气流将外方筒体散发的热量从出风口带出。外方筒体内壁和内方筒体外壁上均开设有气流导槽，不仅起到良好的导风作用，而且能增大散热器的散热面积，从而提高散热效果。

输出电压调节旋钮、输出电流调节旋钮连接到开关电源控制模块的调节电路，调节电压和电流输出大小。输出的电压和电流各有三位有效数字，其数字分别显示到输出电压数码显示屏和输出电流数码显示屏上。

负载强度的调节由连接到负载控制模块内部输入电路的负载强度档位选择按钮来实现负载大小的调节。实际加在内部负载电路上的电压和电流的强度分别由三位数字显示在负载电压数码显示屏和负载电流数码显示屏上。

焊接烙铁接口用于连接电路快速焊接器的加热电源接头。

进行电路板测试时，将测试电路搭建平台标准板水平放置到测试定位槽口内，手持手柄套向下按压压杆，压杆通过连板带动推拉杆沿轴套向下移动，推拉杆驱动移动平台沿两根立杆向下移动，移动平台上安装的一组左莲花头针式电极和一组右莲花头针式电极也随着向下移动，左莲花头针式电极和一组右莲花头针式电极下端的活动针头压在测试电路搭建平台标准板上的镀金电极片上，使相关信号连入到测试电路搭建平台标准板上移动平台上的左莲花头针式电极和一组右莲花头针式电极分别通左电极引出排线和右电极引出排线引入到基座内，与基座侧面的信号板电连接插口、电源接线柱和负载接线柱相连。测试电路搭建平台标准板是一块单独的万用测试电路板，上边可以搭建待调试的电路，通过分布周边的镀金电极片引出所有输入输出信号和观察信号。

左莲花头针式电极和右莲花头针式电极中的弹簧顶住活动针头，使活动针头上下移动紧压在测试电路搭建平台标准板的镀金电极片上。活动针头下端为莲花头形电接触面的设计方式比传统单针头的接触面积大，这样的结构方式连接更加可靠。通风孔为测试过程中的测试电路搭建平台标准板进行散热。

采用手压多杆导向滑动的结构，便于操作，安全可靠，该电路板测试夹具解决了电路调试过程中常遇到的不利情况，即测试电路搭建平台标准板需要修改时的频繁拆卸，信号反复连接和对应，明显降低效率。测试电路搭建平台标准板水平放置到测试定位槽口内，可快速拆卸测试电路搭建平台标准板，对于调试过程中频繁使用焊接方式修改测试电路搭建平台标准板上的器件和电路连接关系，极大的提高了效率，并且减少测试电路板和外部仪器信号连接的不可靠性，减少这种情况下出现的信号干扰，导致对调试产生不利影响。

从外部接入到测试信号观察板的双簧片卡口电极的15个观察信号通过坞式扩展板插头引出，连接到信号板连接排线的坞式扩展连接插口，进而通过信号板电连接插头连接到电路板测试夹具的信号板电连接插口上。

测试电路搭建平台标准板和测试信号观察板，这两部分是该仪器中配套设计的调试专用的电路板。测试电路搭建平台标准板是为了搭建测试电路设计的，电源和信号通过板上按一定顺序排列的镀金电极片通过接触到左莲花头针式电极和右莲花头针式电极引出。测试信号观察板的作用是为了便于使用外部仪器（示波器，电压表等）观察搭建测试电路的内部信号状态，仪器探头和测量的表针可以方便的直接连接在一排双簧片卡口电极上。

坞式扩展连接插件与坞式扩展连接插口之间通过插板插入到盖板与插口底座之间形成的插槽内，插板上的镀金接触电极片与舌簧接触电极接触，并通过定位卡槽与定位卡台配合、弧形凸块与定位孔配合，达到良好的定位接触，为了使镀金接触电极片与舌簧接触电极接触紧密，另外设计了通过扳手驱动扣板转动，向下通过弹性凸棱条向下压盖板，由于扣板转动时带动铰接轴转动，铰接轴的横截面的外轮廓由圆形和直线段连接而成，这样可使扣板转动水平略微向下偏斜下压盖板时，铰接轴的直线段起到防止铰接轴翻转的作用，从而起到良好的下压效果。当需要将坞式扩展连接插件脱离坞式扩展连接插口时，向上扳动扳手，扣板向上翻转，盖板下表面的弧形凸块脱离定位孔，这样就可将坞式扩展连接插件抽出。采用这种连接结构，不仅连接紧密可靠，还能承受一定的拉力，避免受到外力或自重而导致连接的中断。

本发明构造简单、操作简便，综合了可调稳压电源、示波器、电子负载仪等仪器的功能，功能多样且集中专一，在使用过程中简单易行，且连接可靠、测试精准，调试电路板的效率大大提高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中控制主机的前侧面板结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图3中B-B剖视图；

图5是图1中电路板测试夹具的放大图；

图6是电路板测试夹具的仰视图；

图7是图5中右莲花头针式电极的轴向剖视图；

图8是测试信号输出观察单元的俯视图；

图9是坞式扩展连接插件和坞式扩展连接插口的插接结构放大图；

图10是图1中A处的放大图。

具体实施方式

如图1-图10所示，本发明的多功能综合电路调试仪，包括控制主机50、电路板测试夹具51和测试信号输出观察单元52；电路板测试夹具51的测试信号输出端与测试信号输出观察单元52的信号输入端连接。

控制主机50包括呈长方体形状的箱体53，箱体53内设有功率驱动模块54、开关电源控制模块55、负载控制模块56和焊接器恒温加热模块57，功率驱动模块54后侧连接有向后伸出箱体53的220V电源线58，箱体53内后部设有与功率驱动模块54接触的散热器63；负载控制模块56和功率驱动模块54相连接，负载控制模块56分别与开关电源控制模块55和焊接器恒温加热模块57连接。

箱体53前侧面板上设有输出电压数码显示屏59、输出电流数码显示屏60、负载电压数码显示屏61、负载电流数码显示屏62、输出电压调节旋钮64、输出电流调节旋钮65、负载强度调节旋钮66、电源电压输出正极67、电源电压输出负极68、负载接入端正极69、负载接入端负极70、负载强度档位选择按钮71和焊接烙铁接口72，焊接烙铁接口72内设有接口电极针。

开关电源控制模块55的内部电路分别与电源电压输出正极67、电源电压输出负极68连接、输出电压调节旋钮64、输出电流调节旋钮65、输出电压数码显示屏59和输出电流数码显示屏60连接。

负载控制模块56的内部电路分别连接负载接入端正极69、负载接入端负极70、负载电压数码显示屏61、负载电流数码显示屏62和负载强度档位选择按钮71。

焊接器恒温加热模块57和焊接烙铁接口72内的接口电极针连接。

散热器63包括中心线均沿垂直方向设置的外方筒体73和内方筒体74，外方筒体73和内方筒体74的上下两端均封堵，外方筒体73和内方筒体74的后侧均敞口，外方筒体73和内方筒体74之间形成截面呈槽钢型的导流通道，外方筒体73后侧和内方筒体74后侧均固定连接在箱体53后侧面板内壁上，外方筒体73内壁和内方筒体74外壁上均开设有气流导槽75，箱体53后侧面板上开设有与导流通道的两侧分别连通的出风口和进风口，出风口处设有格栅76，箱体53后侧面板上开设有位于进风口后侧并向进风口内吹风的送风风扇77。

电路板测试夹具51包括水平设置的基座78，基座78上表面设有测试定位槽口，基座78上垂直设有背板79和位于背板79前侧的两根立杆80，立杆80上端通过定位板126与背板79前侧固定连接，两根立杆80上穿设并滑动设有移动平台81，背板79前侧上部固定设有连接架82，连接架82前侧上部设有压杆83，压杆83上部设有手柄套84，连接架82前侧下部设有轴套85，轴套85内穿设并滑动设有推拉杆86，推拉杆86下端垂直固定在移动平台81上表面后侧，推拉杆86上端与压杆83下部之间通过连板87连接，连板87两端分别与推拉杆86上端与压杆83下部铰接。

基座78上设有两个电源接线柱88和两个负载接线柱89，基座78上开设有与两个电源接线柱88和两个负载接线柱89底部上下对应的四个穿线孔90，电源电压输出正极67和电源电压输出负极68分别通过穿过两个穿线孔90的第一导线与对应与一个电源接线柱88连接，负载接入端正极69和负载接入端负极70分别通过穿过另两个穿线孔90的第二导线与对应与一个负载接线柱89连接。

移动平台81上表面设有绝缘电极安装板91，绝缘电极安装板91的左侧和右侧分别设有一组左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93，左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93的下端均凸出于移动平台81下表面，左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93的上端分别连接有柔性的左电极引出排线94和右电极引出排线95，左电极引出排线94和右电极引出排线95的下端均与电源接线柱88及负载接线柱89连接。

基座78右侧设有信号板电连接插口96，信号板电连接插口96通过信号引出线分别与左电极引出排线94和右电极引出排线95连接。

基座78上设有位于测试定位槽口下方的通风孔97。

左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93的构造相同，右莲花头针式电极93包括圆柱形的电极本体98，电极本体98上端设有与右电极引出排线95连接的引出电极99，电极本体98上端设有与右电极引出排线95连接的引出电极99，电极本体98下端沿轴线方向开设有圆柱槽，圆柱槽内插设有活动针头100，活动针头100上端与圆柱槽底部之间设有弹簧101，活动针头100下端为莲花头形电接触面102。

测试信号输出观察单元52包括信号板连接排线103和测试信号观察板104，信号板连接排线103的左端设有插接在信号板电连接插口96内的信号板电连接插头105，信号板连接排线103右端设有坞式扩展连接插口106，测试信号观察板104左端设有坞式扩展连接插件107，坞式扩展连接插件107插接在坞式扩展连接插口106内，测试信号观察板104上表面设有一排双簧片卡口电极108。

坞式扩展连接插件107包括插板109，插板109左端边缘沿前后方向均匀间隔设置有若干个定位卡槽110，插板109上在每个定位卡槽110后部前后两侧分别设有一个定位孔111，插板109上在每个定位孔111的正后方均设有一个镀金接触电极片112。

坞式扩展连接插口106包括固定设在信号板连接排线103右端上表面的插口底座113，插口底座113左侧的前端和后端分别设有一个定位板114，两块定位板114之间设有盖板115，盖板115的前侧和后侧分别设有一个与定位板114配合的定位槽，两个定位板114之间通过铰接轴118转动连接有扣板116，扣板116中部右侧设有扳手117，铰接轴118与扣板116固定连接，铰接轴118的横截面的外轮廓由圆形和直线段连接而成，扣板116下表面设有用于紧压盖板115上表面的弹性凸棱条119，盖板115与插口底座113之间形成右端敞口的插槽120，插槽120内设有与镀金接触电极片112一一对应配合的舌簧接触电极121，舌簧接触电极121的右端向上翘起与插口底座113之间形成插入口122，插口底座113上表面左侧设有与定位卡槽110一一对应定位配合的定位卡台123，盖板115下表面设有与定位孔111一一对应卡接配合的弧形凸块124，信号板连接排线103上设有对应与每个舌簧接触电极121链接的电极引出针125。

控制主机50是一个集成了三种必用功能的输入输出设备。可输出0-30V的可调电压。电子负载可以模拟0-10千欧姆的阻性负载，负载强度档位选择按钮71分三档可调节，分别为0-200、100-2K、2K-10K。

负载控制模块56把负载电流和电压由负载控制模块56控制到给定的大小，后导入到功率驱动模块54上，功率驱动模块54（功率管和负载）阵列产生较大功率，自然会产生较大的热量，由紧贴的散热器63把热量转移到箱体53外部。保证各个部分电路的稳定工作。送风风扇77向散热器63的导流通道内吹风，气流将外方筒体73散发的热量从出风口带出。外方筒体73内壁和内方筒体74外壁上均开设有气流导槽75，不仅起到良好的导风作用，而且能增大散热器63的散热面积，从而提高散热效果。

输出电压调节旋钮64、输出电流调节旋钮65连接到开关电源控制模块55的调节电路，调节电压和电流输出大小。输出的电压和电流各有三位有效数字，其数字分别显示到输出电压数码显示屏59和输出电流数码显示屏60上。

负载强度的调节由连接到负载控制模块56内部输入电路的负载强度档位选择按钮71来实现负载大小的调节。实际加在内部负载电路上的电压和电流的强度分别由三位数字显示在负载电压数码显示屏61和负载电流数码显示屏62上。

焊接烙铁接口72用于连接电路快速焊接器的加热电源接头。

进行电路板测试时，将测试电路搭建平台标准板127水平放置到测试定位槽口内，手持手柄套84向下按压压杆83，压杆83通过连板87带动推拉杆86沿轴套85向下移动，推拉杆86驱动移动平台81沿两根立杆80向下移动，移动平台81上安装的一组左莲花头针式电极92和一组右莲花头针式电极93也随着向下移动，左莲花头针式电极92和一组右莲花头针式电极93下端的活动针头100压在测试电路搭建平台标准板127上的镀金电极片上，使相关信号连入到测试电路搭建平台标准板127上移动平台81上的左莲花头针式电极92和一组右莲花头针式电极93分别通左电极引出排线94和右电极引出排线95引入到基座78内，与基座78侧面的信号板电连接插口96、电源接线柱88和负载接线柱89相连。测试电路搭建平台标准板127是一块单独的万用测试电路板，上边可以搭建待调试的电路，通过分布周边的镀金电极片128引出所有输入输出信号和观察信号。

左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93中的弹簧101顶住活动针头100，使活动针头100上下移动紧压在测试电路搭建平台标准板127的镀金电极片128上。活动针头100下端为莲花头形电接触面102的设计方式比传统单针头的接触面积大，这样的结构方式连接更加可靠。通风孔97为测试过程中的测试电路搭建平台标准板127进行散热。

采用手压多杆导向滑动的结构，便于操作，安全可靠，该电路板测试夹具51解决了电路调试过程中常遇到的不利情况，即测试电路搭建平台标准板127需要修改时的频繁拆卸，信号反复连接和对应，明显降低效率。测试电路搭建平台标准板127水平放置到测试定位槽口内，可快速拆卸测试电路搭建平台标准板127，对于调试过程中频繁使用焊接方式修改测试电路搭建平台标准板127上的器件和电路连接关系，极大的提高了效率，并且减少测试电路板和外部仪器信号连接的不可靠性，减少这种情况下出现的信号干扰，导致对调试产生不利影响。

从外部接入到测试信号观察板104的双簧片卡口电极108的15个观察信号通过坞式扩展板插头引出，连接到信号板连接排线103的坞式扩展连接插口106，进而通过信号板电连接插头105连接到电路板测试夹具51的信号板电连接插口96上。

测试电路搭建平台标准板127和测试信号观察板104，这两部分是该仪器中配套设计的调试专用的电路板。测试电路搭建平台标准板127是为了搭建测试电路设计的，电源和信号通过板上按一定顺序排列的镀金电极片128通过接触到左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93引出。测试信号观察板104的作用是为了便于使用外部仪器（示波器，电压表等）观察搭建测试电路的内部信号状态，仪器探头和测量的表针可以方便的直接连接在一排双簧片卡口电极108上。

坞式扩展连接插件107与坞式扩展连接插口106之间通过插板109插入到盖板115与插口底座113之间形成的插槽120内，插板109上的镀金接触电极片112与舌簧接触电极121接触，并通过定位卡槽110与定位卡台123配合、弧形凸块124与定位孔111配合，达到良好的定位接触，为了使镀金接触电极片112与舌簧接触电极121接触紧密，另外设计了通过扳手117驱动扣板116转动，向下通过弹性凸棱条119向下压盖板115，由于扣板116转动时带动铰接轴118转动，铰接轴118的横截面的外轮廓由圆形和直线段连接而成，这样可使扣板116转动水平略微向下偏斜下压盖板115时，铰接轴118的直线段起到防止铰接轴118翻转的作用，从而起到良好的下压效果。当需要将坞式扩展连接插件107脱离坞式扩展连接插口106时，向上扳动扳手117，扣板116向上翻转，盖板115下表面的弧形凸块124脱离定位孔111，这样就可将坞式扩展连接插件107抽出。采用这种连接结构，不仅连接紧密可靠，还能承受一定的拉力，避免受到外力或自重而导致连接的中断。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。