专利名称：示波器探头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于示波器技术领域，涉及一种示波器探头。
背景技术：
示波器是观测波形的电子仪器，一台示波器(或一个示波器系统)通常包括多个 波形通道，每个通道通过一个探测探头或探测线引入被测信号。当前示波器的探头的主要 功能是将被测信号无失真的引入示波器，主要由探针、探头线、示波器信号引入接头等部分 组成。最通用的示波器探头是高阻(1MQ)电压探头，探头前端的探针包括针形的探头触
点、衰减比(如i0 : i、i : i等)选择装置等。探头线一般为同轴电缆。示波器引入接头
部分包括可调的补偿电容器，并可通过BNC插头接入示波器。由于探头线一般比较长，在应
用中，当同时测试的信号数较多时，经常会出现对测试连接关系(探头前端〈一>通道号
或波形)不确定或怀疑测试连接可靠性需要验证的情况；或需要找到一个探头的前端，改 为探测另一个信号。当前的示波器探头有一种解决方法，就是在探头的前端用色环进行标 识，要求色环的颜色和探头所连接的通道波形的颜色相同。当前技术在应用中有一些缺陷 随着电子技术的发展，有时需要同时测试的信号较多(可能会用到同步测试的多台示波器 或系统)，由于探头有一定的长度，并且可用于标识的颜色种类有限，不可能为每个波形和 探头前端的色环提供一个不同的容易识别的颜色，这时就不容易将一个显示波形与测试探 头前端进行对应。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种容易将测试探头前端与波形通道一一对应的示波 器探头。 本实用新型所提供的示波器探头，包括探针、探头前端、探头线及示波器引入接 头，其特点是在所述的每个探头前端上装有一组由指示灯和控制按键构成的指示、控制终 端，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端通过接口电路与示波器的 微处理器相接。 所述的接口电路由接口单片机、USB接口接插件构成，接口单片机的主电源、差分 数据线、数字地分别接USB接口接插件的电源引脚线、差分数据引脚线、接地引脚线，USB接 口接插件接示波器的微处理器的USB 口，每个探头前端上装有的一组指示、控制终端中的 指示灯和控制按键分别采用发光二极管与多功能按键，发光二极管的负极与多功能按键的 一个触点接地，发光二极管的正极与多功能按键的另一个触点各通过一个电阻分别与接口 单片机I/O 口的两位相接，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端分 别与接口单片机I/O 口的2N位相接。 所述的接口电路还可以是与示波器微处理器相接的N个三线连接器，每个探头前 端上装有的一组指示、控制终端中的指示灯和控制按键分别采用发光二极管与多功能按 键，发光二极管的负极与多功能按键的一个触点接一个三线连接器的接地引脚线，发光二极管的正极与多功能按键的另一个触点各通过一个电阻分别接这个三线连接器的两个信 号引脚线，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端分别与N个三线连
接器相接。 本实用新型在每个探头前端上装有一组由指示灯和控制按键构成的指示、控制终 端，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端通过接口电路与示波器 的微处理器相接。由示波器的微处理器将N个探头的N组指示、控制终端与示波器各个波 形通道一一对应，指示灯的工作状态由示波器的微处理器根据通道波形状态来控制，探头 前端的指示灯根据需要可以有几种指示状态灭、亮、闪烁；灭表示对应通道的波形是关闭 的，亮表示对应通道的波形是打开的，闪烁表示对应通道的波形是打开的，并且是当前正在 操作的波形当使用者通过示波器面板选择一个波形或操作一个波形时，对应探头前端的 指示灯闪烁。有时为了避免指示灯的光对被测试电路产生影响，通过示波器界面的设置可 以禁止指示灯的指示功能。也可以使用指示灯不同的颜色特性表示通道波形不同的状态。 位于示波器探头的前端的控制按键，方便操作，可以用来向示波器发出指令，反方向确认与 其对应的示波器屏幕上显示的波形，可以方便地用于测试连接关系的验证，或用于更新测 量的波形通道，探头前端的控制按键附加的特性是可以用来方便地实现一些生产线快速智 能测试清屏、自动定标、更新测试、进行下一个参数测试等。可用不同的按键时长代表不同 的控制，以节省按键个数，实现更多的控制。 本实用新型所提供的示波器探头由于在探头前端设置了一组由指示灯和控制按 键构成的指示、控制终端，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端通 过接口电路与示波器的微处理器相接。由示波器的微处理器将N组指示、控制终端与示波 器各个波形通道一一对应，从指示、控制终端上指示灯的工作状态可以很方便地了解当前 操作波形的状况，位于示波器探头的前端的控制按键，方便操作，可以用来向示波器发出指 令，反方向确认与其对应的示波器屏幕上显示的波形，可以方便地用于测试连接关系的验 证，或用于更新测量的波形通道。本实用新型所提供的示波器探头实现了探头前端与波形 通道的一一对应关系。
图1是本实用新型所提供的示波器探头指示、控制终端与示波器间电路原理框 图； 图2是本实用新型所提供的示波器探头的外形、结构示意图； 图3是本实用新型所提供的示波器探头的指示、控制终端与接口电路连接的第一 个实施例的电路图； 图4是本实用新型所提供的示波器探头的指示、控制终端与接口电路连接的第二 个实施例的电路图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施。图1是本实用新型所提供的示波器 探头指示、控制终端与示波器间电路原理框图，图2是本实用新型所提供的示波器探头的 外形、结构示意图。参见图1 :在每个探头上装有一组由指示灯和控制按键构成的指示、控制终端，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端通过接口电路与示波 器的微处理器相接。由示波器的微处理器将N个探头的N组指示、控制终端与示波器各个波 形通道一一对应，指示灯的工作状态由示波器的微处理器根据通道波形状态来控制。接口 电路可放置在数字示波器中，也可放置在示波器探头内，还可与指示、控制终端一起做成一 个附加装置。接口电路接收并传输数字示波器的指令，控制指示灯的工作状态，指示灯根据 需要可以有几种指示状态灭、亮、闪烁。灭表示对应通道的波形是关闭的，亮表示对应通道 的波形是打开的，闪烁表示对应通道的波形是打开的，并且是当前选中或正在操作的波形。 指示灯的工作状态由示波器的微处理器根据通道波形状态来确定。控制按键可以用来向示 波器发出指令，反方向确认与其对应的示波器屏幕上显示的波形，可以方便地用于测试连 接关系的验证，或用于更新测量的波形通道。示波器的微处理器不断扫描控制按键的工作 状态，当发现按键的状态改变时，控制相应的指示灯的工作随之改变。接口电路可以全部或 部分放置在数字示波器内部，如键盘扫描电路中或每个信号输入通道的通道电路中。参见 图2 :示波器探头由探头前端1、探针2、探头线3、示波器引入接头4构成，引入接头4上有 控制信号插座5，探头前端1上有指示灯，指示灯外围设置透明圆环6，指示灯的光线进入透 明圆环6，能够从探头前端的各个面看到指示灯，在圆环内反射传播到周圈，指示灯采用发 光二极管。控制按键7设置在探头前端，控制按键采用多功能按键。 图3是本实用新型所提供的示波器探头的指示、控制终端与接口电路连接的第一 个实施例的电路图。参见图3 :在这个实施例中接口电路由单片机U1、USB接口接插件J1构 成，每个探头前端上装有的指示、控制终端中的指示灯和控制按键分别采用发光二极管与 多功能按键，这个实施例中示波器有3个波形通道，与示波器3个波形通道相接的3个探头 的3组指示、控制终端由发光二极管V1、多功能按键K1，发光二极管V2、多功能按键K2，发 光二极管V3、多功能按键K3构成，发光二极管V1、V2、V3的负极接地，发光二极管V1、V2、V3 的正极分别通过电阻Rl、 R3、 R5接单片机Ul中P0 口的P0. 0、 P0. 2、 P0. 6，多功能按键Kl、 K2、K3 一端接地，另一端分别通过电阻R2、R4、R6接单片机Ul中P0 口的P0. 1、P0. 3、P0. 7 ; 单片机U1的主电源Vcc、差分数据线D-、 D+、数字地Vss分别接USB接口接插件Jl的电源 引脚线1、差分数据引脚线2、3，接地引脚线4， USB接口接插件J1接示波器的微处理器的 USB 口。由示波器的微处理器将三组指示、控制终端与示波器的三个波形通道一一对应，每 组控制终端的指示灯和按键，按所对应的示波器探头连接的示波器通道统一编号，使得控 制关系不会混乱。 当通过示波器的前面板操作某一通道的波形时，由示波器的微处理器控制对应的 控制终端的指示灯(发光二极管)显示状态对应变化，当操作探头前端的多功能操作按键 Kl、 K2或K3时，示波器微处理器对相应通道的波形执行所设定的操作，通过探头上的多功 能按键对通道波形执行的操作可以通过用户界面设定，所设定的操作可以包括打开或关闭 波形、清除波形、记录测量结果等。针对不同的按键时间长度示波器微处理器可以执行不同 的任务，不同的按键时间时长执行的具体任务可以在示波器的界面中设定。也可以为操作 者的连续多次按键操作设定不同的任务序列，如第一次清除波形、第二次采集一次波形，第 三次测量并记录测量结果等。 对于探头前端的多功能操作按键的安装或固定方式，要方便操作而又不影响信号 探测。由于手的按键动作会导致探头前端的移动，所以有时需要在按下键前将探头前端离开被测点，按下键后再将探头前端接触被测点，示波器对按键操作的响应要延迟足够的时 间(检测到按键松开后等待3秒以上)，必须等到探头前端重新稳定的接触到被测点后，才 能够执行按键操作的响应。为避免手的按键动作导致探头前端的移动，按键与其在探头前 端的附着固定点之间可以是一小段柔性电缆。这个实施例中的接口电路可与指示、控制终 端一起做成一个探头的附加装置。 图4是本实用新型所提供的示波器探头上指示、控制终端与接口电路连接的第二 个实施例电路图。参见图4 :这个实施例中示波器有4个波形通道，在这个实施例中接口 电路是4个接入示波器的三线连接器C0N1-C0N4，每个探头前端上装有的指示、控制终端中 的指示灯和控制按键分别采用发光二极管与多功能按键，所述示波器有4个波形通道，与 示波器4个波形通道相接的4个探头的4组指示、控制终端由发光二极管VI'、多功能按键 Kl'，发光二极管V2'、多功能按键K2'，发光二极管V3'、多功能按键K3'及发光二极管V4'、 多功能按键K4'构成的4组指示、控制终端，所述4组指示、控制终端中发光二极管V1'的 负极与多功能按键K1'的一端、发光二极管V2'的负极与多功能按键K2'的一端、发光二极 管V3'的负极与多功能按键K3'的一端、发光二极管V4'的负极与多功能按键K4'的一端 分别接三线连接器C0N1-C0N4的接地引脚1 ;发光二极管V1'的正极与多功能按键K1'的另 一端、发光二极管V2'的正极与多功能按键K2'的另一端、发光二极管V3'的正极与多功能 按键K3'的另一端、发光二极管V4'的正极与多功能按键K4'的另一端依次分别通过电阻 Rl' 、R2'、电阻R3' 、R4'、电阻R5' 、R6'、电阻R7' 、R8'接第一只至第四只接入示波器的三线 连接器C0N1、C0N2、C0N3、C0N4的信号引脚3、引脚2。这种结构的示波器探头的4组指示、 控制终端通过三线连接器C0N1、 C0N2、 C0N3、 C0N4直接接入示波器的微处理器，由示波器的 微处理器控制与各个波形通道相对应的发光二极管的工作状态，同时，示波器的微处理器 不断扫描多功能操作按键的工作状态，操作者可通过探头上的多功能操作按键选择波形通 道，进行波形确认，对相应通道的波形执行所设定的操作，反过来再控制相应的发光二极管 的工作，探头前端上装有的指示、控制终端可以直接和当前技术的探头设计为一个整体。
权利要求一种示波器探头，包括探针、探头前端、探头线及示波器引入接头，其特征是在所述的每个探头前端上装有一组由指示灯和控制按键构成的指示、控制终端，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端通过接口电路与示波器的微处理器相接。
2. 根据权利要求1所述的示波器探头，其特征是所述的接口电路由接口单片机、USB接口接插件构成，接口单片机的主电源、差分数据线、数字地分别接USB接口接插件的电源引脚线、差分数据引脚线、接地引脚线，USB接口接插件接示波器的微处理器的USB 口，每个探头前端上装有的一组指示、控制终端中的指示灯和控制按键分别采用发光二极管与多功能按键，发光二极管的负极与多功能按键的一个触点接地，发光二极管的正极与多功能按键的另一个触点各通过一个电阻分别与接口单片机I/O 口的两位相接，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端分别与接口单片机I/O 口的2N位相接。
3. 根据权利要求1所述的示波器探头，其特征是所述的接口电路是与示波器微处理器相接的N个三线连接器，每个探头前端上装有的一组指示、控制终端中的指示灯和控制按键分别采用发光二极管与多功能按键，发光二极管的负极与多功能按键的一个触点接一个三线连接器的接地引脚线，发光二极管的正极与多功能按键的另一个触点各通过一个电阻分别接这个三线连接器的两个信号引脚线，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端分别与N个三线连接器相接。
专利摘要本实用新型属于示波器技术领域，涉及一种示波器探头。该示波器探头包括探针、探头前端、探头线及示波器引入接头，在每个探头前端上装有一组由指示灯和控制按键构成的指示、控制终端，与示波器N个波形通道相接的N个探头的N组指示、控制终端通过接口电路与示波器的微处理器相接。由示波器的微处理器将N个探头上的N组指示、控制终端与示波器各个波形通道一一对应，由示波器的微处理器根据通道波形状态来控制指示灯的工作，位于探头前端的多功能操作按键方便操作，可以方便地用于测试连接关系的验证或用于更新测量的波形通道，这种示波器探头容易实现将测试探头前端与波形通道的一一对应，并且可以在探头前端方便地实现对相应波形的快捷控制。
文档编号G01R13/00GK201477127SQ20092018720
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者戚瑞民 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所