CN207181570U - 一种电子测量集成*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电子测量集成***，包括：上位机、主控模块、信号发生模块、数字示波器采集模块以及测试平台，所述上位机发出工作信号，对测量的数据进行存储和显示；所述主控模块输入端与所述上位机通过USB接口连接，接收上位机的控制信号，传输给所述信号发生模块和所述数字示波器采集模块；所述信号发生模块发出波形信号给被测对象；所述数字示波器采集模块采集被测对象的信号，并通过所述主控模块传输至上位机中。本实用新型实现“一套***代替多个实验室”的目的，不仅可以降低实验教学的资金投入，而且可以使实验摆脱仿真阶段，跨入教学实验和工程实际相结合的阶段。
Description
技术领域
本实用新型属于工业测控领域，特别涉及一种电子测量集成***。
背景技术
调研发现，现今许多高等院校理工科实验教学还停留在仿真阶段，不能让学生真正从实际操作中得到锻炼和启发，学生在做不同内容的实验时需要使用多个电子测量仪器一起操作，这样不方便学生做实验，效率低。而且市场上的信号发生器，数字示波器等仪器并不能根据实验室的需要定制开发，实验教学的资金投入也大。
实用新型内容
为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种电子测量集成***，将仪器模块化集成到一个***中，实现“一套***代替多个实验室”的目的。
本实用新型一种电子测量集成***是通过以下技术方案实现的：
一种电子测量集成***，包括：上位机、主控模块、信号发生模块以及数字示波器采集模块，其中：
所述上位机，发出工作信号，对测量的数据进行存储和显示；
所述主控模块，其输入端与所述上位机通过USB接口连接，接收上位机的控制信号，传输给所述信号发生模块和所述数字示波器采集模块；
所述信号发生模块，发出波形信号给被测对象；
所述数字示波器采集模块，采集被测对象的信号，并通过所述主控模块传输至上位机中。
进一步，所述信号发生模块包括总线接口通讯单元Ⅰ、信号发生单元以及信号调理单元，其中：
总线接口通讯单元Ⅰ，通过第一FPGA芯片的双口RAM连接一微处理器Ⅰ，完成与主控模块之间的数据通信；
信号发生单元，与所述总线接口通讯单元Ⅰ连接，包括同步触发控制器、相位累加器、波形存储器以及D/A转换器，所述同步触发控制器与所述总线接口连接，接收信号依次传输至相位累加器、波形存储器以及D/A转换器；
信号调理单元，接收信号发生单元经过D/A转换器的信号，依次通过差分放大器和椭圆滤波器后经过多路开关控制传递至偏置电路，经由衰减电路后输出，所述偏置电路通过微处理器Ⅰ控制，所述信号调理单元还包括振幅控制器与所述微处理器Ⅰ连接控制信号发生单元的D/A转换器的输出振幅。
进一步，所述数字示波器采集模块包括总线接口通讯单元Ⅱ、信号调理单元、触发电路以及A/D采集单元，其中：
总线接口通讯单元Ⅱ，通过第二FPGA芯片的双口RAM连接一微处理器Ⅱ，完成与主控模块之间的数据通信；
信号调理单元，接收所述总线接口通讯单元Ⅱ的信号和采集信号，将采集的信号调整到合适的电压范围之内，对大信号进行衰减，对小信号进行放大；
触发电路，连接所述信号调理单元，控制波形信号采集的起始位置，得到稳定的波形；
A/D采集单元，连接所述信号调理单元，将模拟信号转换成数字信号。
进一步，所述主控模块包括第三FPGA芯片以及与所述第三FPGA芯片通讯连接的USB芯片，其中：USB芯片采用CY7C68013-128AC芯片，FPGA芯片采用EP1C3T144C8N芯片。
进一步，该***还包括电源模块，其内设置REG-1117稳压器进行电压变换。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型集成***通过上位机可以准确的控制仪器，并能在上位机中清晰地显示测量的数据、波形；而且可以根据被测对象的不同选择不同的上位机界面，仪器功能。
2、本实用新型集成***通过对数据的实时采集并分析，采集的同时通过主控模块把数据传送到上位机中，对数据进行进一步处理，方便对数据的管理。
3、本实用新型集成***第一FPGA芯片的双口RAM和第二FPGA芯片的双口RAM将采集到的数据快速传给主控模块，并通过USB通讯将数据传回上位机中，进行数据处理，这样既了解到虚拟仪器技术的应用，又达到对信号测量的目的。
附图说明
图1为本实用新型集成***的模块框图；
图2为本实用新型集成***的主控模块的模块框图；
图3为本实用新型集成***信号发生模块的模块框图；
图4为本实用新型集成***数字示波器采集模块的模块框图。
其中：1、上位机，2、主控模块，3、信号发生模块，4、数字示波器采集模块，5、被测对象。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1，一种电子测量集成***，包括：上位机1、主控模块2、信号发生模块3、数字示波器采集模块4以及电源模块，其中：所述上位机1发出工作信号，对测量的数据进行存储和显示；所述主控模块2，其输入端与所述上位机1通过USB接口连接，接收上位机1的控制信号，传输给所述信号发生模块3和所述数字示波器采集模块4；所述信号发生模块3，发出波形信号给被测对象5；所述数字示波器采集模块4，采集被测对象5的信号，并通过所述主控模块2传输至上位机1中，电源模块为集成***提供电源，其内设置REG-1117稳压器进行电压变换。
参见图2，主控模块2包括第三FPGA芯片以及与所述第三FPGA芯片通讯连接的USB芯片，其中：USB芯片采用CY7C68013-128AC芯片，第三FPGA芯片采用EP1C3T144C8N芯片；第三FPGA芯片包括总线处理单元、时钟发生单元、中断处理单元、同步/触发单元、地址译码单元；USB芯片负责仪器与上位机通讯，FPGA负责控制器与其他模块命令的传输，解析。
参见图3，信号发生模块3包括总线接口通讯单元Ⅰ、信号发生单元以及信号调理单元，其中：总线接口通讯单元Ⅰ通过第一FPGA芯片的双口RAM连接一微处理器Ⅰ，完成与主控模块2之间的数据通信；信号发生单元与所述总线接口通讯单元Ⅰ连接，包括同步触发控制器、相位累加器、波形存储器以及D/A转换器，所述同步触发控制器与所述总线接口连接，接收信号依次传输至相位累加器、波形存储器以及D/A转换器；信号调理单元接收信号发生单元经过D/A转换器的信号，依次通过差分放大器和椭圆滤波器后经过多路开关控制传递至偏置电路，经由衰减电路后输出，所述偏置电路通过微处理器Ⅰ控制，所述信号调理单元还包括振幅控制器与所述微处理器Ⅰ连接控制信号发生单元的D/A转换器的输出振幅。
参见图4，数字示波器采集模块4包括总线接口通讯单元Ⅱ、信号调理单元、触发电路以及A/D采集单元，其中：总线接口通讯单元Ⅱ，通过第二FPGA芯片的双口RAM连接一微处理器Ⅱ，完成与主控模块2之间的数据通信；信号调理单元接收所述总线接口通讯单元Ⅱ的信号和采集信号，采集信号依次经过信号调理单元的输入耦合器、高阻衰减器、阻抗变换器、衰减器以及驱动放大器，将采集的信号调整到合适的电压范围之内，对大信号进行衰减，对小信号进行放大；触发电路连接所述信号调理单元，控制波形信号采集的起始位置，得到稳定的波形；A/D采集单元连接所述信号调理单元，将模拟信号转换成数字信号，A/D采集单元选用双通道数模A/D转换器型号AD9288，将模拟信号转换成数字信号存到第二FPGA芯片内部数据存储器(FIFO)中。
本实用新型一种电子测量集成***具体工作过程：
首先在实验的位置做好实验的准备工作，将本实用新型仪器放置到指定位置，将本实用新型仪器通过USB线与上位机相连，主控模块2与数字示波器采集模块4通过背板总线连接，通过上位机发出工作信号，主控模块2与数字示波器采集模块4和信号发生模块3通讯。
通过上位机发出工作信号，传输给主控模块2，主控模块2将信号解析传给信号发生模块3发出正弦波，三角波，方波等波形；上位机发出工作信号给主控模块2，主控模块2传输信号给数字示波器采集模块4，数字示波器采集模块4采集信号，采集的信号通过主控模块2将数据传给上位机进行处理，并显示出来。
电子测量集成***的测量方法，包括以下步骤：
a、在实验位置做好准备工作，把本实用新型仪器放到实验位置，检查各个模块后，启动仪器；
b、将电子测量集成***主控模块2通过USB线与上位机相连，将探头连接在信号发生模块3与数字示波器采集模块4，并将两个模块探头互联，上位机1实时记录测量结果，以备数据分析使用。
c、上位机发出信号，主控模块2控制信号发生模块3发出波形信号给被测对象5；
d、上位机控制数字示波器采集模块4采集被测对象5的信号，采集出的的信号通过主控模块2，并将信号最终传输给上位机，上位机对采集的数据信号进行处理，存储和显示；
e、实验、测量的数据，波形在上位机上清晰显示出来。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，当不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明所作的等同变化与修饰，都应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种电子测量集成***，其特征在于，包括：上位机、主控模块、信号发生模块以及数字示波器采集模块，其中：
所述上位机，发出工作信号，对测量的数据进行存储和显示；
所述主控模块，其输入端与所述上位机通过USB接口连接，接收上位机的控制信号，传输给所述信号发生模块和所述数字示波器采集模块；
所述信号发生模块，发出波形信号给被测对象；
所述数字示波器采集模块，采集被测对象的信号，并通过所述主控模块传输至上位机中。
2.根据权利要求1所述电子测量集成***，其特征在于，所述信号发生模块包括总线接口通讯单元Ⅰ、信号发生单元以及信号调理单元，其中：
总线接口通讯单元Ⅰ，通过第一FPGA芯片的双口RAM连接一微处理器Ⅰ，完成与主控模块之间的数据通信；
信号发生单元，与所述总线接口通讯单元Ⅰ连接，包括同步触发控制器、相位累加器、波形存储器以及D/A转换器，所述同步触发控制器与所述总线接口连接，接收信号依次传输至相位累加器、波形存储器以及D/A转换器；
信号调理单元，接收信号发生单元经过D/A转换器的信号，依次通过差分放大器和椭圆滤波器后经过多路开关控制传递至偏置电路，经由衰减电路后输出，所述偏置电路通过微处理器Ⅰ控制，所述信号调理单元还包括振幅控制器与所述微处理器Ⅰ连接控制信号发生单元的D/A转换器的输出振幅。
3.根据权利要求1所述电子测量集成***，其特征在于，所述数字示波器采集模块包括总线接口通讯单元Ⅱ、信号调理单元、触发电路以及A/D采集单元，其中：
总线接口通讯单元Ⅱ，通过第二FPGA芯片的双口RAM连接一微处理器Ⅱ，完成与主控模块之间的数据通信；
信号调理单元，接收所述总线接口通讯单元Ⅱ的信号和采集信号，将采集的信号调整到合适的电压范围之内，对大信号进行衰减，对小信号进行放大；
触发电路，连接所述信号调理单元，控制波形信号采集的起始位置，得到稳定的波形；
A/D采集单元，连接所述信号调理单元，将模拟信号转换成数字信号。
4.根据权利要求1所述电子测量集成***，其特征在于，所述主控模块包括第三FPGA芯片以及与所述第三FPGA芯片通讯连接的USB芯片，其中：USB芯片采用CY7C68013-128AC芯片，FPGA芯片采用EP1C3T144C8N芯片。
5.根据权利要求1所述电子测量集成***，其特征在于，该***还包括电源模块，其内设置REG-1117稳压器进行电压变换。
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| CN201721699183.6U CN207181570U (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种电子测量集成*** |
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| CN (1) | CN207181570U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110580845A (zh) * | 2019-10-21 | 2019-12-17 | 西安与或电子科技有限公司 | 一种嵌入于综合教学实验平台的虚拟仪器 |
| CN110703127A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-17 | 中国人民解放军海军航空大学 | 一种飞机线缆故障检测装置及其检测方法 |
| CN110927419A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-27 | 北京博电新力电气股份有限公司 | 一种信号生成***、方法及存储介质 |
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2017
- 2017-12-08 CN CN201721699183.6U patent/CN207181570U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN110927419A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-27 | 北京博电新力电气股份有限公司 | 一种信号生成***、方法及存储介质 |
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