CN108828286A - 一种电子测试综合仪器及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子测试综合仪器,包括长方体结构的壳体，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、A/D采样模块、DA转换器。本发明还提供一种电子测试综合仪器及其运行方法。本发明实现了示波器、信号发生器、电源、幅频特性分析仪、频谱仪、和万用表的功能，且可以多种功能模式同时使用，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。

Description

一种电子测试综合仪器及其运行方法

技术领域

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***、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。

发明内容

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Micro USB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、100 mA、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，***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、700 mA、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。

Claims (10)

1.一种电子测试综合仪器，包括长方体结构的壳体，其特征在于，还包括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。

2.根据权利要求1所述的电子测试综合仪器，其特征在于，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。

3.根据权利要求2所述的电子测试综合仪器，其特征在于，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。

4.根据权利要求2所述的电子测试综合仪器，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述的电子测试综合仪器，其特征在于，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。

6.根据权利要求5所述的电子测试综合仪器，其特征在于，所述电源接口设有5个，分别为3.3V、+5V、-5V、+V和-V接口。

7.根据权利要求5所述的电子测试综合仪器，其特征在于，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。

8.根据权利要求1所述的电子测试综合仪器，其特征在于，所述壳体规格为13×9×2cm。

9.一种电子测试综合仪器的运行方法，其特征在于，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。

10.根据权利要求9所述的电子测试综合仪器的运行方法，其特征在于，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；

--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后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；

--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；

--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。