一种集成显示屏的便携式多功能测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于测量测试技术领域，具体涉及一种集成显示屏的便携式多功能测 试仪。
【背景技术】
[0002] 在电子测量行业，经常用到万用表、示波器、频谱分析仪、信号源等多种仪器，这些 仪器一般体积较大，当需要使用的仪器数量较多时，占地面积大且携带不方便。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种具有多种常用仪器功能，可以实现一台仪器同时作 为多种仪器使用的便携式多功能测试仪，该测试仪集成了触摸显示屏，结构布局紧凑，综合 考虑了热源部件的布局风道设计、箱体结构强度和抗振性、电磁兼容性设计，空间利用率 高，显控界面美观，具备良好的便携性。
[0004] 本实用新型的技术解决方案是：
[0005] -种集成显示屏的便携式多功能测试仪，其特殊之处在于：由外部接口和显示屏、 PXIe总线背板、嵌入式控制器、万用表模块、示波器模块、任意波形发生器模块、数据采集卡 模块、电源模块、滤波器及风扇组成；
[0006] 所述滤波器对输入的交流220V电源进行滤波，滤波后的电源输入到直流电源模 块；
[0007] 所述直流电源模块负责给液晶触摸屏和PXI总线背板供电，PXI总线背板再给各 个PXIe功能模块供电；
[0008] 所述嵌入式控制器通过导轨插入到PXIe总线背板的零槽位置，所述数字万用表 模块、数字示波器模块、任意波形发生器模块和数据采集卡模块通过导轨插入到PXIe总线 背板的外围槽位置；
[0009] 所述数字万用表的4路模拟量输入与箱体右侧面板的4个香蕉头插座1对1相 连；
[0010] 所述数字示波器的2路模拟量输入和1路触发信号与箱体右侧面板的3个BNC插 座1对1相连；
[0011] 所述任意波形发生器的1路模拟量输出和1路触发信号与箱体右侧面板的2个 BNC插座相连；
[0012] 所述数据采集卡的4路模拟量输入和1路触发信号与箱体右侧面板的5个BNC插 座1对1相连；
[0013] 所述嵌入式控制器的1个DVI-I接口与显示屏相连，2个LAN 口和4个USB接口分 别与箱体的外部LAN和USB接口相连；
[0014] 所述风扇设置于PXIe总线背板的一侧。
[0015] 上述外部接口包括：
[0016] I. 1)测试仪的显示屏采用17英寸大屏幕液晶显示屏搭配工业级精准触摸屏的方 式；
[0017] 1. 2)测试仪通过测试电缆与被测对象相连，每一根测试电缆连接一路测试信号， 最多连接8路模拟信号测量通道，其中，万用表1路，示波器2路，信号源1路，数据采集/ 流盘/分析4路；
[0018] 1. 3)示波器、信号源、数据采集/流盘/分析分别配置1路外部触发接口，可支持 外部信号触发功能；
[0019] 1. 4)测试仪配置4路USB2. 0端口和2路LAN端口，用于连接外围辅助设备。
[0020] 上述PXIe总线背板共设有12个槽位，包含1个系统槽、1个定时槽和10个混合 槽，将定时槽放置在背板的第7个槽位上，以便星形触发信号到各个槽位的等长线设计。
[0021] 上述PXIe总线背板包括以下几部分：
[0022] a)时钟设计
[0023] 包括时钟及PXI Trigger总线路由；时钟部分提供PXI_CLK10、PXIe_CLK100和 PXIe_SYNC100的产生、同步以及时钟的分配；PCIe总线路由主要完成PCIe信号的路由，实 现各个槽位信号的路由链接；
[0024] b) PCIe总线路由及PCI总线扩展
[0025] 完成PCIe信号的路由，实现系统槽位与各个槽位以及PCIe to PCI桥的PCIe总 线链接，并通过PCIe to PCI桥完成背板PCI总线的扩展，实现混合槽位的设计；
[0026] 通过PCIe总线交换开关将系统槽的4组PCIe总线分别路由到各个槽位以及PCIe to PCI桥上。外设槽设计为X4的链接宽度，可提供2GB/s的槽位带宽。
[0027] 为了保证背板8GB/s的系统带宽，在设计中PCIe总线路由采用2片PEX8624和一 片PEX8613实现。这两款PCIe总线交换开关均为工业级器件，支持PCIe规范2. 0,并自动 向下兼容PCIe规范1.0。
[0028] PCI总线扩展采用TI公司的PCIe to PCI桥XI02001，该器件为支持PCIe规范 1.0,可支持6个PCI设备，设计中通过两片PCIe to PCI桥实现2组PCI总线扩展，每组 PCI总线连接5个混合槽位。
[0029] c )背板供电
[0030] 电源部分通过DC-DC器件，为背板上的集成电路提供I. 0V、1. 2V、1. 5V和2. 5V的 供电电压；
[0031] 背板中的FPGA、PCIe交换开关以及PCIe to PCI桥等器件需要1.0V、1.2V、1.5V 和2. 5V的供电电压。由于I. OV需要的电流比较大，需要多片DC转换器分别对PEX8624供 电，若采用LDO供电，输入输出间的电压压差较大，大部分的能量消耗在LDO上，因此需采用 转换效率更高的DC-DC转换器。常见的模块电源噪声较大，容易干扰到背板上的高速信号。 这里选用集成电感的高效DC-DC转换芯片EN6360QI来实现，EN6360QI在3. 3V电源供电时， 转换效率为90%左右。另外，其在空气中的热阻为15°C /W，在最大负荷时，不用散热片的情 况下，温升仅为9 °C左右。对于其它电压等级的电流需求比较小，一般常用的LDO均可满足。
[0032] d) PXI Trigger 总线桥接
[0033] 通过PXI Trigger总线桥接电路，为背板上的PXI Trigger总线增加驱动能力，并 实现任意触发方向的程控设置。
[0034] 采用带3态输出的逻辑电路实现PXI_TRIG[0 :7]的桥接功能，选用NXP的 74AHCT2G125。该芯片包含两个具有三态输出功能的同向缓冲器，且每一路均有单独的使能 引脚，当使能端为高电平时，输出为高阻态，可实现两个桥段之间的隔离。在设计中为了防 止两个缓冲器同时被使能，在使能端增加了一个74LVC1G18,具体实现电路如图1所示。
[0035] 当EN为高时，PXI_TRIG BUS桥处于隔离模式，当EN为低时，由DIR控制触发方向。 通过这种方法实现了 PXI_TRIG BUS桥的方向和使能控制，并能对每一根触发线单独设置。 其方向和使能控制信号由PCIe交换开关的GPIO提供。
[0036] 上述的便携式多功能测试仪，其特征在于：该测试仪工作温度范围为-KTC? 55°C，存储温度_20°C?70°C。
[0037] 上述的便携式多功能测试仪，其特征在于：该测试仪支持交直流供电两种方式，交 流85?264V，直流120?350V。
[0038] 上述显示屏外侧贴有导电膜，膜厚度仅为0. 133mm，透光率达到80%。
[0039] 上述显示屏和固定底板之间设有橡胶材料。
[0040] 上述的便携式多功能测试仪，其特征在于：该测试仪外部安装有橡胶保护套，对测 试仪起到一定的保护作用。
[0041] 本实用新型的优点在于：本实用新型可以实现一台仪器同时作为多种仪器使用的 便携式多功能测试仪，该测