信号测试电路及信号测试系统的制作方法

1.本发明涉及信号测试技术领域，尤其是涉及一种信号测试电路及信号测试系统。


背景技术：

2.相关技术中，对待测设备的高速信号进行测试之前，需要先将待测设备与电脑主机接线，在电脑主机上控制待测设备进入测试状态，使待测设备能够发送用于测试的高速信号，然后再将待测设备与示波器接线，才能对上述高速信号进行信号质量测试。因此，上述待测设备高速信号质量测试的方式存在操作流程冗长、不便于操控的问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种信号测试电路，能够简化信号质量测试的操作流程，同时也便于对待测设备进行操控。
4.本发明还提出一种具有上述信号测试电路的信号测试系统。
5.根据本发明的第一方面实施例的信号测试电路，包括：
6.第一接口，所述第一接口用于与待测设备连接；
7.第二接口，所述第二接口用于与主机连接；其中，所述主机用于生成状态控制信号，所述待测设备用于根据所述状态控制信号生成测试信号；
8.第一连接器，所述第一连接器用于与示波器的第一端口电连接；
9.第二连接器，所述第二连接器用于与所述示波器的第二端口电连接；
10.信号切换模块，所述信号切换模块用于分别与所述第一接口、所述第二接口电连接、第一连接器和第二连接器电连接；
11.开关模块，所述开关模块用于与所述信号切换模块电连接，所述开关模块用于生成切换信号；
12.其中，所述信号切换模块用于根据所述切换信号切换所述第一接口与所述第二接口连接，或用于根据所述切换信号切换所述第一接口分别与所述第一连接器、所述第二连接器连接；所述示波器用于根据所述测试信号进行测试操作。
13.根据本发明实施例的信号测试电路，至少具有如下有益效果：开关模块生成切换信号，以控制信号切换模块切换第一接口与第二接口连接，或第一接口分别与第一连接器和第二连接器连接。主机生成状态控制信号，当信号切换模块切换第一接口与第二接口接通时，待测设备接收状态控制信号并生成测试信号；当信号切换模块切换第一接口与第一连接器和第二连接器接通时，示波器接收测试信号并对测试信号进行测试操作。本实施例的信号测试电路能够让用户通过操控开关模块以切换待测设备与主机连接或与示波器连接，以此简化了信号质量测试的操作流程，同时也便于对待测设备进行操控。
14.根据本发明的一些实施例，所述信号切换模块包括：
15.信号开关芯片，所述信号开关芯片的第一引脚用于与所述第一接口的第一引脚电连接，所述信号开关芯片的第二引脚用于与所述第一接口的第二引脚电连接，所述信号开
关芯片的第三引脚用于与所述第二接口的第一引脚电连接，所述信号开关芯片的第四引脚用于与所述第二接口的第二引脚电连接，所述信号开关芯片的第五引脚用于与所述第一连接器电连接，所述信号开关芯片的第六引脚用于与所述第二连接器电连接，所述信号开关芯片的第七引脚用于与所述开关模块电连接。
16.根据本发明的一些实施例，所述开关模块包括：
17.第一切换开关，所述第一切换开关的第一引脚接地，所述第一切换开关的第二引脚用于与所述信号开关芯片的第七引脚电连接，所述第一切换开关的第三引脚用于与供电端电连接。
18.根据本发明的一些实施例，所述开关模块还包括：
19.第一发光二极管，所述第一发光二极管的阴极接地，所述第一发光二极管的阳极用于与所述第一切换开关的第二引脚电连接；
20.第二发光二极管，所述第二发光二极管的阳极用于与所述供电端电连接；
21.控压流元件，所述控压流元件的基极用于与所述第一切换开关的第二引脚电连接，所述控压流元件的发射极用于与所述供电端电连接，所述控压流元件的集电极接地。
22.根据本发明的一些实施例，所述信号测试电路还包括：
23.第二切换开关，所述第二切换开关的第一引脚用于与所述第二接口的第三引脚电连接，所述第二切换开关的第二引脚为所述供电端；其中，所述主机还用于生成第一供电信号，所述第一接口的第三引脚用于与所述供电端电连接；
24.电源模块，所述电源模块用于与所述第二切换开关的第三引脚电连接，所述电源模块用于提供第二供电信号。
25.根据本发明的一些实施例，所述电源模块包括：
26.电源插座，所述电源插座用于与外部电源连接，所述电源插座的第一引脚和所述电源插座的第二引脚接地，所述电源插座的第三引脚用于与所述第二切换开关的第三引脚电连接；其中，所述外部电源用于生成所述第二供电信号；
27.第一电容，所述第一电容的一端用于与所述电源插座的第三引脚电连接，所述第一电容的另一端接地；
28.第二电容，所述第二电容的一端用于与所述电源插座的第三引脚电连接，所述第二电容的另一端接地。
29.根据本发明的一些实施例，所述信号测试电路还包括：
30.第三电容，所述第三电容的一端用于与所述第二接口的第三引脚电连接，所述第三电容的另一端接地；
31.第四电容，所述第四电容的一端用于与所述第二接口的第三引脚电连接，所述第四电容的另一端接地。
32.根据本发明的一些实施例，所述信号测试电路还包括：
33.第一电阻，所述第一电阻的一端用于与所述第一发光二极管的阴极电连接，所述第一电阻的另一端接地；
34.第二电阻，所述第二电阻的一端用于与所述控压流元件的集电极电连接，所述第二电阻的另一端接地；
35.第三电阻，所述第三电阻的一端用于与所述控压流元件的基极电连接，所述第三
电阻的另一端接地。
36.根据本发明的一些实施例，所述信号测试电路还包括：
37.第四电阻，所述第四电阻用于分别与所述第一连接器和地端电连接；
38.第五电阻，所述第五电阻用于分别与所述第二连接器和地端电连接。
39.根据本发明的第二方面实施例的信号测试系统，包括：
40.根据本发明上述第一方面实施例的信号测试电路；
41.主机，所述主机用于与所述第二接口连接；
42.示波器，所述示波器的第一端口用于与所述第一连接器电连接，所述示波器的第二端口用于与所述第二连接器电连接。
43.根据本发明实施例的信号测试系统，至少具有如下有益效果：该信号测试系统通过采用上述信号测试电路，实现了让用户通过操控开关模块以切换待测设备与主机连接或与示波器连接，以此简化了信号质量测试的操作流程，同时也便于对待测设备进行操控。
44.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
45.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
46.图1为本发明实施例信号测试电路的一具体实施例的模块框图；
47.图2为本发明实施例信号测试电路的一具体实施例的电路原理图；
48.图3为本发明实施例信号测试系统的一具体实施例的模块框图。
49.附图标记：
50.第一接口110、第二接口120、信号切换模块130、开关模块140、第一连接器150、第二连接器160、示波器170、待测设备180、主机190、电源模块210、信号测试电路310。
具体实施方式
51.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
53.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
54.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
55.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.需要说明的是，在下列各实施例中，待测设备生成的测试信号以高速信号为例进行举例说明，第一接口、第二接口均以usb接口为例进行说明。其中，高速信号为频率大于50mhz的信号。但应理解的是，其他频率的测试信号、其他类型的接口也应属于本技术实施例的保护范围。
57.如图1所示，本发明实施例提供了一种信号测试电路，该信号测试电路包括第一接口110、第二接口120、第一连接器150、第二连接器160、信号切换模块130、开关模块140。第一接口110用于与待测设备180连接，第二接口120用于与主机190连接，主机190用于生成状态控制信号，待测设备180用于根据状态控制信号生成测试信号；第一连接器150用于与示波器170的第一端口电连接，第二连接器160用于与示波器170的第二端口电连接；开关模块140用于与信号切换模块130电连接，开关模块140用于生成切换信号；信号切换模块130用于根据切换信号切换第一接口110与第二接口120的连接，或第一接口110分别与第一连接器150、第二连接器160的连接；示波器170用于根据测试信号进行测试操作。
58.具体地，信号切换模块130分别与第一接口110、第二接口120、第一连接器150、第二连接器160和开关模块140电连接。待测设备180接入第一接口110，主机190接入第二接口120。第一连接器150通过sma线与示波器170的第一端口电连接，第二连接器160通过sma线与示波器170的第二端口电连接，其中，示波器170的第一端口和第二端口均为示波器170的测试端口。
59.切换信号是用户通过直接或间接操控开关模块140生成的信号，该切换信号为控制待测设备180与主机190连接的信号，或为控制待测设备180与示波器170连接的信号。信号切换模块130接收上述切换信号后，根据切换信号切换第一接口110与第二接口120连接，或第一接口110分别与第一连接器150和第二连接器160连接。当切换信号为控制待测设备180与主机190连接时，信号切换模块130切换第一接口110与第二接口120连接，此时待测设备180能够接收主机190生成的状态控制信号，待测设备180根据该状态控制信号进入测试状态，并生成测试信号；当切换信号为控制待测设备180与示波器170连接时，信号切换模块130切换第一接口110分别与第一连接器150和第二连接器160连接，此时示波器170能够通过sma线接收到上述测试信号，并对测试信号进行高速信号的质量测试。其中，质量测试指对测试信号的时序、持续时间和电压幅度等参数进行检测，以确认测试信号的信号完整性。
60.根据本发明实施例的信号测试电路，用户通过操控开关模块140以切换待测设备180与主机190连接或与示波器170连接，在待测设备180与主机190连接时，主机190控制待测设备180进入测试状态，使待测设备180生成用于信号质量测试的测试信号；当待测设备180与示波器170连接后，示波器170对测试信号进行高速信号的质量测试。由此可知，本实施例的信号测试电路简化了高速信号质量测试的操作流程，同时也便于对待测设备180进行操控。
61.如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，信号切换模块130包括信号开关芯片
rly1。信号开关芯片rly1的第一引脚(即图2中rly1的“1”引脚)用于与第一接口110的第一引脚(即图2中usb1的“d
‑”
引脚)电连接，信号开关芯片rly1的第二引脚(即图2中rly1的“2”引脚)用于与第一接口110的第二引脚(即图2中usb1的“d+”引脚)电连接，信号开关芯片rly1的第三引脚(即图2中rly1的“3”引脚)用于与第二接口120的第一引脚(即图2中usb2的“d
‑”
引脚)电连接，信号开关芯片rly1的第四引脚(即图2中rly1的“4”引脚)用于与第二接口120的第二引脚(即图2中usb2的“d+”引脚)电连接，信号开关芯片rly1的第五引脚(即图2中rly1的“5”引脚)用于与第一连接器150电连接，信号开关芯片rly1的第六引脚(即图2中rly1的“6”引脚)用于与第二连接器160电连接，信号开关芯片rly1的第七引脚(即图2中rly1的“7”引脚)用于与开关模块140电连接。
62.具体地，信号开关芯片rly1通过其第五引脚接收开关模块140发送的切换信号，当切换信号为控制待测设备180与主机190连接时，信号开关芯片rly1的第一引脚与信号开关芯片rly1的第三引脚导通、信号开关芯片rly1的第二引脚与信号开关芯片rly1的第四引脚导通，即第一接口110与第二接口120之间的电信号通路导通，此时待测设备180能够接收主机190生成的状态控制信号，待测设备180根据该状态控制信号进入测试状态，并生成测试信号。当切换信号控制待测设备180与示波器170连接时，信号开关芯片rly1的第一引脚与信号开关芯片rly1的第五引脚导通、信号开关芯片rly1的第二引脚与信号开关芯片rly1的第六引脚导通，即第一接口110与第一连接器150和第二连接器160之间的电信号通路导通，此时示波器170能够通过sma线接收到上述测试信号，并对测试信号进行高速信号的质量测试。
63.如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，开关模块140包括第一切换开关sw1。第一切换开关sw1的第一引脚(即图2中sw1的“1”引脚)接地，第一切换开关sw1的第二引脚(即图2中sw1的“2”引脚)用于与信号开关芯片rly1的第七引脚电连接，第一切换开关sw1的第三引脚(即图2中sw1的“3”引脚)用于与供电端电连接。
64.具体地，第一切换开关sw1由用户直接进行操控，当用户控制第一切换开关sw1的第一引脚与第二引脚导通时，信号开关芯片rly1的第七引脚为低电平状态，此时信号开关芯片rly1的第一引脚与信号开关芯片rly1的第三引脚导通、信号开关芯片rly1的第二引脚与信号开关芯片rly1的第四引脚导通，即此时切换信号为控制待测设备180与主机190连接；当用户控制第一切换开关sw1的第二引脚与第三引脚导通时，信号开关芯片rly1的第七引脚为高电平状态，此时信号开关芯片rly1的第一引脚与信号开关芯片rly1的第五引脚导通、信号开关芯片rly1的第二引脚与信号开关芯片rly1的第六引脚导通，即此时切换信号为控制待测设备180与示波器170连接。
65.如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，开关模块140还包括：第一发光二极管led1、第二发光二极管led2和控压流元件q1。第一发光二极管led1的阴极接地，第一发光二极管led1的阳极用于与第一切换开关sw1的第二引脚电连接；第二发光二极管led2的阳极用于与供电端电连接；控压流元件q1的基极用于与第一切换开关sw1的第二引脚电连接，控压流元件q1的发射极用于与供电端电连接，控压流元件q1的集电极接地。
66.具体地，控压流元件q1的基极与第一切换开关sw1的第二引脚和信号切换芯片的第七引脚之间的连接节点电连接，第一发光二极管led1的阳极与控压流元件q1的基极电连接，第二发光二极管led2的阳极与第一切换开关sw1的第三引脚电连接。当用户控制第一切
换开关sw1的第一引脚与第二引脚导通时，第一切换开关sw1的第二引脚与第三引脚之间为断开状态，此时控压流元件q1的发射极为高电平、基极为低电平，使得控压流元件q1导通，因此第一发光二极管led1无电流通过、第二发光二极管led2有电流通过，从而使第二发光二极管led2开始发光、第一发光二极管led1不发光。即待测设备180与主机190连接时，第二发光二极管led2会点亮。当用户控制第一切换开关sw1的第二引脚与第三引脚导通时，控压流元件q1的发射极与基极之间的电压不足以使控压流元件q1导通，即控压流元件q1此时为关断状态，因此第一发光二极管led1有电流通过、第二发光二极管led2无电流通过，从而使第一发光二极管led1开始发光、第二发光二极管led2不发光。即待测设备180与示波器170连接时，第一发光二极管led1会点亮。
67.如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，信号测试电路还包括：第二切换开关sw2、电源模块210。第二切换开关sw2的第一引脚(即图2中sw2的“1”引脚)用于与第二接口120的第三引脚(即图2中usb2的“vcc”引脚)电连接，第二切换开关sw2的第二引脚(即图2中sw2的“2”引脚)为供电端，主机190还用于生成第一供电信号，第一接口110的第三引脚(即图2中usb1的“vcc”引脚)用于与供电端电连接；电源模块210用于与第二切换开关sw2的第三引脚(即图2中sw2的“3”引脚)电连接，电源模块210用于提供第二供电信号。
68.具体地，第一接口110的第三引脚用于接收第一供电信号或第二供电信号，其中，第一供电信号为电流值小于或等于500ma的供电信号，第二供电信号为电流值大于500ma的供电信号。当待测设备180需要使用电流值小于或等于500ma的供电信号时，用户控制第二切换开关sw2的第一引脚与第二引脚导通，使第一接口110的第三引脚接收到第一供电信号，即主机190生成的第一供电信号给待测设备180供电；当待测设备180需要使用电流值大于500ma的供电信号时，用户控制第二切换开关sw2的第二引脚与第三引脚导通，使第一接口110的第三引脚接收到第二供电信号，即电源模块210提供的第二供电信号给待测设备180供电。
69.如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，电源模块210包括：电源插座dc1、第一电容c1、第二电容c2。电源插座dc1用于与外部电源连接，电源插座dc1的第一引脚和电源插座dc1的第二引脚接地，电源插座dc1的第三引脚用于与第二切换开关sw2的第三引脚电连接；其中，外部电源用于生成第二供电信号；第一电容c1的一端用于与电源插座dc1的第三引脚电连接，第一电容c1的另一端接地；第二电容c2的一端用于与电源插座dc1的第三引脚电连接，第二电容c2的另一端接地。
70.具体地，第一电容c1与第二电容c2相互并联连接，第一电容c1与第二电容c2共用的一端与电源插座dc1的第三引脚电连接，第一电容c1与第二电容c2共用的另一端与电源插座dc1的第一引脚和电源插座dc1的第二引脚之间的连接节点电连接。其中，第一电容c1与第二电容c2对第二供电信号进行滤波操作。
71.如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，信号测试电路还包括：第三电容c3、第四电容c4。第三电容c3的一端用于与第二接口120的第三引脚电连接，第三电容c3的另一端接地；第四电容c4的一端用于与第二接口120的第三引脚电连接，第四电容c4的另一端接地。
72.具体地，第三电容c3与第四电容c4相互并联连接，第三电容c3与第四电容c4共用的一端与第二接口120的第三引脚电连接，第三电容c3与第四电容c4共用的另一端接地。其
中，第三电容c3与第四电容c4对主机190生成的第一供电信号进行滤波操作。可以理解的是，上述第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3和第四电容c4具体的型号及取值可以根据实际需要进行适应性选取。
73.如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，开关模块140还包括：第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3。第一电阻r1的一端用于与第一发光二极管led1的阴极电连接，第一电阻r1的另一端接地；第二电阻r2的一端用于与控压流元件q1的集电极电连接，第二电阻r2的另一端接地；第三电阻r3的一端用于与控压流元件q1的基极电连接，第三电阻r3的另一端接地。
74.具体地，第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3均为限流作用，其中，第一电阻r1用于防止第一发光二极管led1击穿损坏；第二电阻r2和第三电阻r3均用于防止控压流元件q1因电流过大而损坏。可以理解的是，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3具体的型号及取值可以根据实际需要进行适应性选取。
75.如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，信号测试电路还包括：第四电阻r4、第五电阻r5。第四电阻r4用于分别与第一连接器150和地端电连接；第五电阻r5用于分别与第二连接器160和地端电连接。
76.具体地，第四电阻r4和第五电阻r5的阻值均为453ω，同时，示波器170的第一端口和第二端口的输入阻抗均为50ω，即第四电阻r4与示波器170第一端口的输入阻抗形成第一阻抗匹配网络，第五电阻r5与示波器170第二端口的输入阻抗形成第二阻抗匹配网络。第一阻抗匹配网络和第二阻抗匹配网络的作用均为：保证测试信号输出至示波器170的单端测试端口的电信号通道的阻抗为45ω，以此使测试信号最大化功率传输至示波器170，并使测试信号的谐振频率更稳定。
77.如图1、图3所示，本发明实施例还提供了一种信号测试系统，包括：主机190、示波器170和如上述任一实施例所描述的信号测试电路310。其中，主机190用于与第二接口120连接，示波器170的第二端口用于与第二连接器160电连接。
78.可见，上述信号测试电路实施例中的内容均适用于本信号测试系统的实施例中，本信号测试系统实施例所具体实现的功能与上述信号测试电路实施例相同，并且达到的有益效果与上述信号测试电路实施例所达到的有益效果也相同。
79.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。