本发明涉及电子测试技术领域,具体地,涉及一种电子测试综合仪器及其运行方法。
背景技术
现有的通用电子测量仪器以分立仪器为主,功能单一、无嵌入式操作系统、无组合扩展功能,诸如信号发生器、示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪、频率计、数字集成电路测试仪、lcr测量仪、万用表等,只有一种特定的功能。而在实际现场应用中,往往同时需用到两种或两种以上不同功能的仪器,使用者工作时需要携带多种仪器,仪器多,体积大,比较笨重,都给使用者带来不便。因此,研发一款小巧轻便,集多种仪器功能为一体的电子测试综合仪器势在必行。
技术实现要素:
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种电子测试综合仪器及其运行方法,本发明的仪器通过usb数据通讯接口连接电脑,电脑端利用预先设置的控制各接口及运行模式的程序,进入对应的专属界面,通过mcu控制器达到对该仪器各功能的操作控制,即各接口采集的数据传输到电脑端,在电脑上选择所需的运行模式,而实现对设备各接口及模式的控制。在同一仪器上就可根据需求选择相应接口组合连接,即可实现示波器、信号发生器、电源、幅频特性分析仪、频谱仪和万用表等仪器的功能,且可以多种功能模式同时开启使用,极具灵活性和实用性,其不仅功能齐全,可进一步开发新的功能模块,而且该仪器小巧轻便,可随身携带,是一款新型的口袋仪器。
根据本发明的一个方面,提供一种电子测试综合仪器,包括长方体结构的壳体,以及设置在壳体一侧壁上的示波器接口和信号源接口,另一对称的侧壁上依次设置有usb数据通讯接口、usb指示灯、配置开关键、万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口、电源指示灯和usb供电接口,所述壳体的另两侧壁的上下壁脊上分别设置有一排散热孔,所述壳体的上表面设置有两组排针,壳体内设置有mcu控制器和电源模块,以及与示波器接口连接的a/d采样模块,以及与信号源接口连接的da转换器,所述mcu控制器分别与a/d采样模块、da转换器、排针、usb数据通讯接口、万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口、电源模块和usb供电接口连接,usb数据通讯接口采用microusb接口。
优选的,所述示波器接口设有4个,信号源接口设有2个,均为mcx式接口。mcx式接口为推入式连接方式,使得连接器的连接与分离非常迅速,缩短了连接器的安装时间,mcx连接器在频率达到6ghz时仍然具有良好的电性能,还可以适配包括半刚电缆和软电缆等多种电缆,连接可靠,寿命长。
优选的,所述a/d采样模块数量为4个,分别与所述4个示波器接口单独连接。a/d采样模块采用12位的采样精度,当只使用一个示波器接口时,可达单通道80m的采样率,采样快速精准,多个示波器接口同时使用,采样率可平均分布到各通道,也可自动设置各通道的采样率。
优选的,所述da转换器数量有2个,分别与所述2个信号源接口单独连接。
优选的,所述排针设有40个,均可接杜邦线引出,分别为信号源接口、电源接口、示波器接口、接地接口和预留接口;排针数量设有多个,实现了具有多种功能接口于一体的目的,可用于不同信号引出,预留接口的设置方便了用户自定义程序时使用,排针密度高,节省了空间,方便携带使用。
优选的,所述电源接口设有5个,分别为3.3v、+5v、-5v、+v和-v接口。相当于一个多功能变压器,当usb供电接口接通充电器时,就可对外供电,用户选择所需的变压值后,电脑端通过储存的程序自动控制对应的电压输出,该仪器支持0v-15v,-15v-0v动态电压供电,也支持3.3v、+5v、-5v固定电压供电,也可同时使用这5个接口供电,0v-15v、-15v-0v、3.3v、+5v、-5v分别对应支持的电流为700ma、700ma、700ma、100ma、600ma。
优选的,所述示波器接口设有4个,信号源接口设有2路,接地接口设有12路。
优选的,所述壳体规格为13×9×2cm,小巧轻便,可随身携带,是一款新型的口袋仪器。
为实现上述目的,本发明还提供了一种电子测试综合仪器的运行方法,包括以下步骤:
步骤一,所述usb供电接口连接电源,开启配置开关键,选择所述示波器接口、信号源接口、万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口或排针连接测试设备;
步骤二,在电脑端进入各模式的专属界面点击选择需要的运行模式,并通过usb数据通讯接口将操作命令传输给所述mcu控制器;
步骤三,所述mcu控制器根据选择的运行模式,向连接的接口发出驱动指令;
步骤四,所述示波器接口、信号源接口、万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口或排针按驱动指令运行。
优选的,所述运行模式包括:
--示波器模式:所述a/d采样模块将从示波器接口输入的电信号转化成数字信号,并传输给mcu控制器进行处理分析,再将结果通过usb数据通讯接口传输给电脑端进行操作处理;
--信号发生器模式:所述mcu控制器控制da转换器将数字量转换为模拟量的电路,并通过信号源接口输出方波、三角波、正弦波式、白噪声或直流信号;
--电源模式:所述mcu控制器控制usb供电接口提供的电能通过电源模块将电能转成所需的电压,并通过排针式的电源接口输出所需的电压,实现了多路电源转换输出;
--幅频特性分析仪模式:所述mcu控制器控制da转换器将数字量转换为模拟量的电路,并通过同一个信号源接口输出两路相同的信号,其中一路通过连接的测试设备将信号传输到连接的示波器接口,另一路直接传输到另一个所述示波器接口,再同时通过a/d采样模块将从示波器接口输入的电信号转化成数字信号,并传输给mcu控制器进行比对扫频分析,再将结果通过usb数据通讯接口传输给电脑端进行处理操作,一个信号源接口和两个示波器接口协同工作,而实现扫频功能;
--频谱仪模式:所述a/d采样模块将从示波器接口输入的电信号转化成数字信号,并传输给mcu控制器进行傅里叶变换处理,再将结果通过usb数据通讯接口传输给电脑端进行操作处理,实现了将实域信号转换成频率信号;
--万用表模式:所述mcu控制器控制所述万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口连接的仪器进行电压、电阻、电流的测试。
优选的,该仪器还设有动态链接库,可进行二次开发,定义更多的仪器功能。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明所涉及的电子测试综合仪器及其运行方法,设计原理为:该仪器通过usb数据通讯接口连接电脑,电脑端利用预先设置的控制各接口及运行模式的程序,进入对应的专属界面,通过mcu控制器达到对该仪器各功能的操作控制,即各接口采集的数据传输到电脑端,在电脑上选择所需的运行模式,而实现对设备各接口及模式的控制;
(2)本发明所涉及的电子测试综合仪器及其运行方法,体积小,方便携带,实现了口袋仪器的目的;
(3)本发明所涉及的电子测试综合仪器及其运行方法,在同一仪器上就可根据需求选择相应接口进行自由组合连接,而实现多种仪器的功能,且可以多种功能模式同时使用,极具灵活性和实用性;
(4)本发明所涉及的电子测试综合仪器及其运行方法,结构简单、设计巧妙、效果显著;
(5)本发明所涉及的电子测试综合仪器及其运行方法,接口为mcx式,连接方便迅速,排针式接口的设计,排针密度高,节省了空间,方便使用;
(6)本发明所涉及的电子测试综合仪器及其运行方法,功能齐全,该仪器还设有动态链接库,可进行二次开发,定义更多的仪器功能;
(7)本发明所涉及的电子测试综合仪器及其运行方法,应用范围广,实现了集示波器、信号发生器、电源、幅频特性分析仪、频谱仪和万用表等仪器于一体的目的;
(8)本发明所涉及的电子测试综合仪器及其运行方法,系统简单高效,成本低,适合大范围推广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为电子测试综合仪器的组成连接示意图;
图2为电子测试综合仪器中示波器模式和频谱仪的原理模块示意图;
图3为电子测试综合仪器中信号发生器模式的原理模块示意图;
图4为电子测试综合仪器中电源模式的原理模块示意图;
图5为电子测试综合仪器中幅频特性分析仪模式的原理模块示意图;
图6为电子测试综合仪器中万用表模式的原理模块示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本发明公开了一种电子测试综合仪器,其组成连接示意图如附图1所示:包括长方体结构的壳体,以及设置在壳体一侧壁上的示波器接口和信号源接口,另一对称的侧壁上依次设置有usb数据通讯接口、usb指示灯、配置开关键、万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口、电源指示灯和usb供电接口,所述壳体的另两侧壁的上下壁脊上分别设置有一排散热孔,所述壳体的上表面设置有两组排针,壳体内设置有mcu控制器和电源模块,以及与示波器接口连接的a/d采样模块,以及与信号源接口连接的da转换器,所述mcu控制器分别与a/d采样模块、da转换器、排针、usb数据通讯接口、万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口、电源模块和usb供电接口连接。
进一步的,所述示波器接口设有4个,信号源接口设有2个,均为mcx式接口。mcx式接口为推入式连接方式,使得连接器的连接与分离非常迅速,缩短了连接器的安装时间,mcx连接器在频率达到6ghz时仍然具有良好的电性能,还可以适配包括半刚电缆和软电缆等多种电缆,连接可靠,寿命长。
进一步的,所述a/d采样模块数量为4个,分别与所述4个示波器接口单独连接。a/d采样模块采用12位的采样精度,当只使用一个示波器接口时,可达单通道80m的采样率,采样快速精准,多个示波器接口同时使用,采样率可平均分布到各通道,也可自动设置各通道的采样率。
进一步的,所述da转换器数量有2个,分别与所述2个信号源接口单独连接。
进一步的,所述排针设有40个,均可接杜邦线引出,分别为信号源接口、电源接口、示波器接口、接地接口和预留接口;排针数量设有多个,实现了具有多种功能接口于一体的目的,可用于不同信号引出,预留接口的设置方便了用户自定义程序时使用,排针密度高,节省了空间,方便携带使用。
进一步的,所述电源接口设有5个,分别为3.3v、+5v、-5v、+v和-v接口。相当于一个多功能变压器,当usb供电接口接通充电器时,就可对外供电,用户选择所需的变压值后,电脑端通过储存的程序自动控制对应的电压输出,该仪器支持0v-15v,-15v-0v动态电压供电,也支持3.3v、+5v、-5v固定电压供电,也可同时使用这5个接口供电,0v-15v、-15v-0v、3.3v、+5v、-5v分别对应支持的电流为700ma、700ma、700ma、100ma、600ma。
进一步的,所述示波器接口设有4个,信号源接口设有2路,接地接口设有12路。
进一步的,所述壳体规格为13×9×2cm,小巧轻便,可随身携带,是一款新型的口袋仪器。
实施例2
本实施例涉及一种电子测试综合仪器,其组成连接示意图如同实施例1。
本实施例提供一种电子测试综合仪器的运行方法,其运行模式原理模块示意图如附图2、3、4、5和6所示,包括以下步骤:
步骤一,所述usb供电接口连接电源,开启配置开关键,选择所述示波器接口、信号源接口、万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口或排针连接测试设备;
步骤二,在电脑端进入各模式的专属界面点击选择需要的运行模式,并通过usb数据通讯接口将操作命令传输给所述mcu控制器;
步骤三,所述mcu控制器根据选择的运行模式,向连接的接口发出驱动指令;
步骤四,所述示波器接口、信号源接口、万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口或排针按驱动指令运行。
进一步的,所述运行模式包括:
--示波器模式:所述a/d采样模块将从示波器接口输入的电信号转化成数字信号,并传输给mcu控制器进行处理分析,再将结果通过usb数据通讯接口传输给电脑端进行操作处理;
--信号发生器模式:所述mcu控制器控制da转换器将数字量转换为模拟量的电路,并通过信号源接口输出方波、三角波、正弦波式、白噪声或直流信号;
--电源模式:所述mcu控制器控制usb供电接口提供的电能通过电源模块将电能转成所需的电压,并通过排针式的电源接口输出所需的电压,实现了多路电源转换输出;
--幅频特性分析仪模式:所述mcu控制器控制da转换器将数字量转换为模拟量的电路,并通过同一个信号源接口输出两路相同的信号,其中一路通过连接的测试设备将信号传输到连接的示波器接口,另一路直接传输到另一个所述示波器接口,再同时通过a/d采样模块将从示波器接口输入的电信号转化成数字信号,并传输给mcu控制器进行比对扫频分析,再将结果通过usb数据通讯接口传输给电脑端进行处理操作,一个信号源接口和两个示波器接口协同工作,而实现扫频功能;
--频谱仪模式:所述a/d采样模块将从示波器接口输入的电信号转化成数字信号,并传输给mcu控制器进行傅里叶变换处理,再将结果通过usb数据通讯接口传输给电脑端进行操作处理,实现了将实域信号转换成频率信号;
--万用表模式:所述mcu控制器控制所述万用表电压/电阻测试口、万用表公共端测试口、万用表电流测试口连接的仪器进行电压、电阻、电流的测试。
进一步的,该仪器还设有动态链接库,可进行二次开发,定义更多的仪器功能。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。