专利名称：袖珍多功能信号发生/测试器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及仪表领域，尤其涉及用来对DDZ电动单元组合仪表进行现场调校的袖珍多功能信号发生／测试器。
目前，我国工业生产中普遍使用DDZ系列的仪表，为了保证仪表的准确性，需要定期进行校验。由于DDZ系列的仪表其输入／输出信号分别有直流毫伏、直流毫安以及频率等多种信号形式，而现有用于现场调校的信号源一般只具有单一功能，且体积较大，不便携带。如UJ－37型毫伏信号发生器、DJA－12型恒流源等。这使现场仪表的调校工作，尤其是对需要使用各种信号源进行调校和测试的场合，将带来极大的不便。因而现有的信号源存在通用性差，携带不便的不足之处。
本实用新型的目的是提供一种体积小，能发生直流毫伏、直流毫安以及频率等三种信号并通过状态转换又能对这三种信号进行测试的袖珍多功能信号发生／测试器。
本实用新型由V／F转换器、可调电位器、计数显示器、调节器、电流放大器、测量放大器、取样电阻、状态转换器、输入／输出插孔、信号指示电路及电源电路组成。(调节器的一个输入端与可调电位器的调节端相连，另一个输入端与测量放大器的输出端及V／F转换器的输入端相连；其输出端与电流放大器的输入端相连；构成电流放大器的晶体管的集电极和发射极分别与状态转换器的两个接点及取样电阻R2的一端相连，测量放大器的输入端分别与状态转换器的一个接点、毫伏输入／输出插孔的一个触片相连。V／F转换器的输出端通过状态转换器的两个接点及频率输入／输出插孔的一个辅助触点与计数显示器的输入端相连，将输入／输出信号的量值以数显的形式显示出来。)状态转换器具有“发生”／“测试”两个工作位置，它有多个接点，分别与V／F转换器、计数显示器、电流放大器、测量放大器、取样电阻、以及输入／输出插孔相连接。输入／输出插孔由三个双通道插孔组成，用以完成三种信号的输入／输出任务，它有多个接点，分别与V／F转换器、计数显示器、状态转换器、测量放大器、取样电阻以及信号指示电路相连接。信号指示电路用以指示信号的类别，它有多个接点，分别与各输入／输出插孔的触点相连。电源电路为本实用新型的各个单元电路提供工作电压。
由状态转换器和输入／输出插孔的配合使用，实现了对直流毫伏、直流毫安、频率三种信号的发生或测量，具有六种功能。状态转换器的“发生”或“测试”位置决定了仪器的工作性质，而三个输入／输出插孔则分别对应于上述三种信号的输入／输出，在“发生”或“测试”的任何一种状态下，信号种类由插头插入的插孔来决定，并同时在信号指示电路中用LED指示信号的种类。本实用新型由V／F转换器及计数显示器完成对各输入／输出信号的显示。当处于发生器的功能状态时，由状态转换器的开关位置决定了调节器、电流放大器及测量放大器组成电流负反馈调节闭环，旋动可调电位器的旋钮即可对输出信号的大小进行调节。而当处于测试器的功能状态时，由状态转换器的开关位置决定了调节器及电流放大器被切除，由测量放大器对被测的电流、电压信号进行放大，经V／F转换器、计数显示器将输入信号的量值进行显示。而被测的频率信号则直接送计数显示器进行显示。
本实用新型由于利用插孔和状态转换器开关接点的组合连接，从而使电路结构得到了优化，仅需少量元件即可构成本实用新型，因而其体积小巧，便于携带。此外，本实用新型可应用于三种信号形式，并具有“发生”和“测试”二种工作状态，可组合出六种功能，可作为工业生产中对现场的DDZ仪表进行校验的信号源，也可作为其它用途的信号源使用。
附
图1为本实用新型的原理图。
附图2为本实用新型的外形图。
以下结合附图详细说明本实用新型的实施例如附图1此时，本实用新型处于信号的发生状态(在本实用新型中的毫伏、毫安信号均为直流信号，以下同)
V／F转换器〔1〕由LM331及其外接电阻、电容构成。计数显示器〔2〕由SL412(一体化的计数、显示电路)及定时控制电路构成。信号指示电路〔3〕由四与非门电路74LS37、发光二极管以及电阻构成。发光二极管LED1对应频率“HZ”指示，LED2对应小数点“.”指示，而LED3对应毫安“MA”指示，LED4则对应毫伏“MV”指示。各个发光二极管的阴极与相应与非门电路的输出端相接，其阳极经电阻接到＋VC电源。状态转换器〔9〕采用拨动式四刀二掷开关构成(也可采用电子式开关电路如CD4066构成功能类似的开关电路)，其包含KA、KB、KC、KD四组开关。取样电阻〔R1、R2〕为线绕电阻。可调电位器〔7〕为多圈电位器，其一端接地，另一端接电源－V1。电流放大器〔6〕由晶体管(可采用3DG12B，或采用其它型号的晶体管)和输入电阻构成。调节器〔4〕由集成运放IC1及电阻、电容构成一个积分调节器(或采用其它类型的调节器)。测量放大器〔5〕由集成运放IC2及电阻构成一个同相运算放大器。上述的IC1、IC2均采用5GOP－07仪用运算放大器(或采用其它型号的运放器件)。输入／输出插孔有三个，即CZ1、CZ2和CZ3，均采用双通道插孔(或其它类似功能的插接件)；其中CZ1作为频率输入／输出插孔，CZ2作为毫安输入／输出插孔，CZ3作为毫伏输入／输出插孔。
测量放大器〔5〕的输入端与状态转换器〔9〕的KDO以及插孔〔CZ3〕中的CZ3A的动触片相连，其输出端通过节点〔8〕分别与V／F转换器〔1〕的输入端和调节器〔4〕的一个输入端相连，调节器〔4〕的另一输入端与可调电位器〔7〕的调节端相连，其输出接至电流放大器〔6〕的输入端(即晶体管的基极端)。电流放大器〔6〕中晶体管的集电极接KC1、发射极与KD1相连。其基本电流环路为＋VS电源→KB1、KB0→CZ2A→KC0、KC1→电流放大器〔6〕中晶体管的集电极、发射极→KD1→R2(或者经KD1、KD0→CZ3A)→R1→地(因状态不同时其电流环路的形式略有不同，在描述工作原理时再详细介绍)。
在各插孔〔CZ1、CZ2、CZ3〕的辅助触点中，CZ1B、CZ2B、以及CZ3B的静触片分别接至信号指示电路〔3〕中各自的与非门电路的输入端〔10、11、12〕，其动触片均接地，插孔〔CZ1、CZ3〕的孔环CZ1C、CZ3C均接地；插孔〔CZ2〕的孔环CZ2C接至状态转换器〔9〕中的KC0及CZ2A的静触片。V／F转换器〔1〕的输入信号来自测量放大器〔5〕的输出端节点〔8〕，其输出信号经过插孔〔CZ1〕的触点CZ1A或者状态转换器〔9〕的接点KA0、KA1，以并联的形式接至计数显示器〔2〕的输入端。计数显示器由计数电路、显示电路以及定时控制电路构成；其计数电路将输入的频率信号转换成显示电路所需要的信号，供显示电路显示；而定时控制电路则提供显示电路所需要的定时逻辑控制信号。电源〔13〕由电源变压器、整流、滤波电路及稳压电路组成，为本实用新型提供＋VS、－VS、＋VC以及－V1四组工作电压。
本实用新型能针对频率、毫安和毫伏信号完成信号“发生”与信号“测试”两种工作状态，即可组合出六种功能。由状态转换器〔9〕所置的工作位置以及被选中的插孔来决定其功能作用，详细的工作原理如下1.作为频率、毫安、毫伏信号发生器使用当状态转换器〔9〕的位置拨钮〔15〕(附图2)拨至“发生”端时，仪器处于发生器的工作状态a.用于频率信号发生当插头(附图1中未示出，以下同)插入插孔〔CZ1〕时，则其触点CZ1A和CZ1B被分断，电流放大器〔6〕的电流环路为＋VS电源→KB1、KB0→CZ2A→KC0、KC1→电流放大器〔6〕中晶体管的集电极、发射极→KD1、KD0→CZ3A→R1→地；该环路的工作电流由电阻R1取样，经CZ3A触点和KD0送入测量放大器〔5〕的输入端进行信号放大。放大后的信号被送往调节器〔4〕的输入端与来自可调电位器〔7〕的给定信号进行综合，由调节器〔4〕按照积分规律进行调节，形成电流负反馈闭环调节，以达到准确控制电流放大器〔6〕工作电流的目的。旋动可调电位器〔7〕，即可改变电流放大器〔6〕的工作电流，亦即改变测量放大器〔5〕的输入信号。另外，测量放大器〔5〕的输出信号经节点〔8〕与V／F转换器〔1〕的输入端相连，通过状态转换器〔9〕的接点KA0、KA1将产生的频率信号送至计数显示器〔2〕进行数值显示；同时，通过CZ1A的动触片和孔环CZ1C与外部线路的插头相连接，使产生的频率信号输出到负载(被调校对象，以下同)。由于CZ1B被分断，门电路〔D1〕的输入端〔10〕为高电平，其的输出为低电平，门电路〔D2〕的输出为高电平，发光二极管LED1被点亮，使标志字符〔14〕中的“HZ”标志出现，作为频率信号指示；而LED2熄灭使“.”标志〔27〕熄灭。由于CZ2B和CZ3B的闭合使LED3、LED4均处于熄灭状态。
b.用于毫安信号发生当插头插入插孔〔CZ2〕时，则将其触点CZ2A、CZ2B分断，使门电路〔D3〕的输入端〔11〕为高电平，其输出为低电平，发光二极管LED3被点亮，使标志字符〔14〕中的“MA”标志出现；由于CZ1B触点的闭合，使“HZ”标志(LED1)熄灭，“.”标志〔27〕出现(LED2被点亮)；而CZ3B触点的闭合则使“MV”标志〔LED4〕熄灭。此时电流放大器的电流环路为＋VS电源→KB1、KB0→CZ2A动触片→负载→CZ2C→KC0、KC1→电流放大器〔6〕中晶体管的集电极、发射极→KD1、KD0→CZ3A→R1→地；其余调节过程与频率状态时相同。
c.用于毫伏信号发生当插头插入插孔〔CZ3〕时，则将其触点CZ3A、CZ3B分断，使得门电路〔D4〕的输入端〔12〕为高电平，其输出为低电平，LED4被点亮，使标志字符〔14〕中的“MV”标志出现；由于CZ1B的闭合使“.”标志〔27〕仍亮，而“HZ”标志仍熄灭。“MA”标志则由于CZ2B的闭合而熄灭。此时，电流放大器〔6〕的电流环路为＋VS电源→KB1、KB0→CZ2A→KC0、KC1→电流放大器〔6〕中晶体管的集电极、发射极→KD1→R2→R1→地；此时，取样电阻由前述的R1变为(R1＋R2)，电流放大器〔6〕的工作电流在(R1＋R2)上产生的电压，由KD1、KD0以及CZ3A的动触片传输给负载，并通过CZ3C返回接地；同时，该电压又作为测量放大器〔5〕的输入信号被送至测量放大器〔5〕的输入端，其余的调节过程与频率状态时相同。
2.作为频率、毫安、毫伏信号检测器当状态转换器〔9〕的位置拨钮〔15〕(见图2)拨向“测试”端时，仪器处于测试器工作状态，在此状态下，若某输入／输出插孔被插入插头，本实用新型则成为相应的信号测试器，标志字符〔14〕中相应的标志出现，其显示原理及显示标志与处于发生器状态下完全一样。
a.用于频率信号测试当插头插入插孔〔CZ1〕时，其触点CZ1A、CZ1B被分断，外部输入的频率信号通过CZ1A的动触片直接送至计数显示器〔2〕的输入端，显示外部信号的频率。由于CZ1B被分断，使LED1被点亮，标志字符〔24〕中的“HZ”标志出现，而其余标志均熄灭。
b.用于毫安信号测试当插头插入插孔〔CZ2〕时，则其触点CZ2A、CZ2B被分断，外部输入的直流毫安信号通过CZ2A的动触片→KB0、KB2→R1→地；此时，孔环CZ2C通过KC0、KC2接地，因而构成一个完整的电流回路。取样电阻R1将被测电流转换成电压信号，通过CZ3A将此电压送到测量放大器〔5〕的输入端进行放大，放大后的信号直接送到V／F转换器〔1〕的输入端进行V／F变换，将变换后的频率信号通过CZ1A送到计数显示器〔2〕的输入端，显示被测结果；同时，标志字符〔14〕中“MA”标志出现，而由于CZ1B的闭合使“.”标志〔27〕出现，其余的标志均熄灭。
c.用于毫伏信号测试当插头插入插孔〔CZ3〕时，其触点CZ3A、CZ3B被分断，外部输入的直流毫伏信号由CZ3A的动触片送至测量放大器〔5〕的输入端进行放大，放大后的信号被送至V／F转换器〔1〕的输入端，经V／F转换器〔1〕转换后的信号通过触点CZ1A送到计数显示器〔2〕的输入端，显示被测结果；同时，由于CZ3B被分断，使标志字符〔14〕中的“MV”标志出现，而CZ1B的闭合使“.”标志〔27〕出现，其余的标志均熄灭。
如附图2，由在外壳〔17〕的面板上安装的显示窗口〔16〕、可调电位器的调节旋钮〔20〕、状态转换器的位置拨钮〔15〕、频率输入／输出插孔〔22〕、毫伏输入／输出插孔〔23〕、毫安输入／输出插孔〔24〕以及安装在外壳〔17〕顶部的电源插头〔19〕、电源导线〔18〕构成本实用新型；另外，附图1中所有的器件均被安装在固定于外壳〔17〕中的印刷电路板上(附图1、附图2中，印刷电路板均未示出)。
如附图2，显示窗口〔16〕采用透明材料固定在外壳〔17〕的面板上，透过显示窗口〔16〕即可看见安装在印刷电路板上的计数显示器(附图1中的2)所显示的数字〔25〕以及用LED2代表的“.”标志〔27〕；当附图1中的任一发光二极管〔LED1、LED4、LED3〕被点亮时，则使得与各发光管相对应的标志字符“HZ”、“MV”、“MA”显现出来；在外壳〔17〕的面板上还示出了可调电位器旋钮的调节方向标志〔21〕(箭头所指方向为增加方向)。状态转换器的位置拨钮〔15〕的状态指示标志〔26〕。
在使用本实用新型时，可先将状态转换器的位置拨钮〔15〕拨向所需位置，将可调电位器的调节旋钮〔20〕逆着调节方向标志〔21〕调至最小，再将与外部负载相连接的外接插头(附图1、附图2中均未示出)插入所选定的输入／输出插孔(22、23、24其中之一)。然后将电源插头插入交流电源即可看见透过显示窗口〔16〕显示的数字〔25〕以及与信号种类相对应的标志字符〔14〕(除频率信号外，小数点“.”标志〔27〕均出现)；当用于信号发生器状态时，可按着方向标志〔21〕箭头所指的方向旋动可调电位器的调节旋钮〔20〕，直至获得所需的信号量值。
权利要求1.一种由可调电位器[7]、V/F转换器[1]、测量放大器[5]、调节器[4]、电流放大器[6]、取样电阻[R1、R2]、信号指示电路[3]以及工作电源[13]组成的多功能信号发生/测试器；其调节器[4]的一个输入端与可调电位器[7]的调节端相连，另一个输入端[8]分别与V/F转换器[1]的输入端及测量放大器[5]的输出端相连；调节器[4]的输出端与电流放大器[6]的输入端相连；其特征在于它还包括计数显示器[2]、状态转换器[9]以及频率、毫安、毫伏三个输入/输出插孔[CZ1、CZ2、CZ3]；状态转换器[9]的多个接点分别与三个输入/输出插孔[CZ1、CZ2、CZ3]的多个接点以及V/F转换器[1]、计数显示器[2]、电流放大器[6]、测量放大器[5]、取样电阻[R1、R2]、信号指示电路[3]、工作电源[13]相连接。
2.根据权利要求1所述的信号发生／测试器，其特征在于状态转换器〔9〕置于“发生”位置，由可调电位器〔7〕、调节器〔4〕、电流放大器〔6〕、测量放大器〔5〕构成电流负反馈调节闭环。
3.根据权利要求1所述的信号发生／测试器，其特征在于状态转换器〔9〕置于“测试”位置，调节器〔4〕、电流放大器〔6〕、可调电位器〔7〕被切除。
4.根据权利要求1所述的信号发生／测试器，其特征在于状态转换器〔9〕置于“发生”位置，外接插头插入三个输入／输出插孔〔CZ1、CZ2、CZ3〕其中之一，均改变了电流放大器〔6〕的工作电流的环路。
5.根据权利要求1所述的信号发生／测试器，其特征在于外接插头插入三个输入／输出插孔〔CZ1、CZ2、CZ3〕其中之一，则信号指示电路〔3〕点亮与该插孔相对应的发光管，以显示输入／输出信号的类别。
6.根据权利要求1所述的信号发生／测试器，其特征在于状态转换器〔9〕由拨动式四刀双掷开关构成，或由四路电子开关组成相应的开关电路构成。
7.根据权利要求1所述的信号发生／测试器，其特征在于频率、毫安、毫伏三个输入／输出插孔〔CZ1、CZ2、CZ3〕是双通道插孔。
8.根据权利要求1所述的信号发生／测试器，其特征在于计数显示器〔2〕由计数电路、显示电路及定时控制电路构成。
专利摘要本实用新型公开了一种袖珍多功能信号发生/测试器，由工作电源、可调电位器、V/F转换器、计数显示器、测量放大器、调节器、电流放大器、取样电阻、状态转换器以及频率、毫伏、毫安的输入/输出插孔组成；状态转换器的拨钮拨向发生端，通过与上述相应的输入/输出插孔的配合，用于频率、毫伏、毫安信号的发生；拨向测试端，则与上述相应插孔的配合，用于频率、毫伏、毫安信号的测试。本实用新型具有体积小，功能多，携带方便的特点。
文档编号G01R19/00GK2099321SQ9121919
公开日1992年3月18日 申请日期1991年7月27日 优先权日1991年7月27日
发明者陈奚平, 肖金根 申请人:陈奚平, 肖金根