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一種手持式智能信號發(fā)生器的制作方法

文檔序號:5969936閱讀:428來源:國知局
專利名稱:一種手持式智能信號發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型提供一種數(shù)顯式、智能化的工業(yè)儀表校驗儀,具體地說是一種手持式智能信號發(fā)生器。
技術(shù)背景雖然現(xiàn)有技術(shù)的信號發(fā)生器種類很多,但在使用中普遍存在的不足是電路設(shè)計不堪合理、外形體積過大、使用交流電源供電,主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)信號發(fā)生器為臺式設(shè)計,體積偏大,用于工業(yè)儀表和自動控制系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試、校驗或檢測維護時,攜帶困難,在電源上采用交流電源供電,極不便利,以及缺少電壓和電流過載的保護,因而存在對信號發(fā)生器的 使用效果和使用壽命有著較大的影響。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的主要是克服傳統(tǒng)信號發(fā)生器在以上設(shè)計上的短缺,提供一種電路設(shè)計更加合理,易于攜帶,低功耗,調(diào)試便利,高精度輸出,保護更加完善,使用壽命更長的新型智能手持式智能信號發(fā)生器。本實用新型的技術(shù)方案是按以下方式實現(xiàn)的,手持式智能信號發(fā)生器其結(jié)構(gòu)是由輕觸開關(guān)電路A、中央處理器單元B、復(fù)位電路C、晶振電路D、矩陣按鍵電路E、數(shù)碼管顯示電路F、D/A轉(zhuǎn)換及運放電路G、電源和電流保護及輸出電路H組成,中央處理器單元B、D/A轉(zhuǎn)換及運放電路F、電源和電流保護及輸出電路H組成主電路,數(shù)碼管顯示電路G提供數(shù)顯功能,復(fù)位電路C、晶振電路D為單片機處理單元F工作提供必要支持,其中輕觸開關(guān)電路A由電阻R2-R5、電容C4和C5、按鍵K1、二極管Dl、三極管Ql和Q2組成,三極管Ql的發(fā)射極接電源+5V,電阻R2并接三極管Ql的發(fā)射極與基極之間,Ql的基極串電阻R3接三極管Q2的發(fā)射極,三極管Q2的集電極接地,電容C5并接三極管Q2的基極與集電極,開關(guān)Kl電容C4串接在三極管Q2的基極與集電極之間,二極管Dl電阻R5并接在三極管Q2的發(fā)射極與開關(guān)Kl電容C4的連接點,電阻R4的兩端分別接三極管Ql的集電極和三極管Q2的基極;中央處理器單元B由集成電路Ul構(gòu)成,集成電路Ul的44腳接三極管Ql的集電極,集成電路Ul的22腳接地,Ul的7、8、9、6、11-17腳分別接集成電路U3的2-10腳,Ul的18、2、28腳分別接集成電路U2的1-3腳,Ul的10腳接電容Cl電阻Rl的連接點;復(fù)位電路C由電容Cl和電阻Rl組成,電容Cl和電阻Rl串接5V電源與地線之間;晶振電路D由晶振XT1、電容C2、C3組成,晶振XTl的兩端并接集成電路Ul的20腳和21腳,電容C2、C3串接晶振XTl的兩端,電容C2、C3的連接點接地;矩陣按鍵電路E由電阻R6-R10,按鍵K2-K6組成,集成電路Ul的29、31、33、35、37、39腳分別串電阻Rll開關(guān)K7 ;電阻RlO開關(guān)K6 ;電阻R9開關(guān)K5 ;電阻R8開關(guān)K4 ;電阻R3開關(guān)K3 ;電阻R6開關(guān)K2接地;[0010]數(shù)碼管顯示電路F由電阻R12-R15、集成電路U3和U5組成,其中集成電路U3的12-19腳分別連接集成電路U5的3、510、1、2、4、7和11腳,集成電路U5的12、9、8、6腳分別串電阻1 12、1 13、1 14、1 15接地,集成電路仍的11腳接電源+5V;D/A轉(zhuǎn)換及運放電路G由集成電路U2、集成電路U4A和U4B、電阻R16-R23、二極管D2-D5、三板管Q3和插接件Jl組成,其中集成電路U2的7腳接集成電路U4B的12腳,集成電路U2的6腳和8腳分別連接+2. 1V、+5V電源,集成電路U2的5腳接地,集成電路U2的4腳串電阻R16接集成電路U4A的3腳,集成電路況么的3腳串電阻1 19、1 21、1 22、1 17串接地,集成電路U4A的2腳接電阻R22、R17的連接點,4腳接電源+10V,11腳接地,I腳串電阻R20接三極管Q3的基極,三極管Q3的集電極接電源+10V,三極管Q3的發(fā)射極接電阻R21、R22的連接點,二極管D2接在集成電路U4A的I腳與三極管Q3的發(fā)射極之間,電阻R23并接集成電路U4B的13腳與14腳之間,集成電路U4B的13腳還串接電阻R18接地;電源和電流保護及輸出電路H由自恢復(fù)保險絲Fl和F2、TVS過壓保護管D3和D4、二極管D5、接插件Jl組成,接插件Jl的I腳串二極管D5熔斷絲Fl接電阻R21,2腳接地, 3腳串熔斷絲接集成電力U4B的14腳,TVS過壓保護管D4與接插件Jl的2、3腳并接,TVS過壓保護管D3串熔斷絲Fl 二極管D5接接插件Jl的I腳。本實用新型的優(yōu)點是精度高、體積小、性能穩(wěn)定可靠,用于工業(yè)儀表和自動控制系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試、校驗和檢測維護,也可用于實驗室儀器儀表的校準。電壓輸出o-iov,精度誤差< ±0. 1%、電流輸出0-20mA,精度誤差< ±0. 1%。操作簡單、一機兩用、體積小巧、結(jié)構(gòu)合理、攜帶方便,適合單手操作,抽插式自備鋰電池,易更換,,并帶有數(shù)碼顯示,在光線暗淡的地方也可清晰讀數(shù)等特點,同時完善了信號發(fā)生器在過壓過流情況下的保護能力,便于滿足實驗室及工業(yè)各種現(xiàn)場儀表的調(diào)試、檢測維護及校驗要求。

附圖I.為智能手持式信號發(fā)生器的電路原理框圖附圖2為智能手持式信號發(fā)生器的電路原理圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的智能手持式信號發(fā)生器裝置作以下詳細說明。如附圖1、2所示,本實用新型是由輕觸開關(guān)電路A、中央處理器單元B、復(fù)位電路C、晶振電路D、矩陣按鍵電路E、數(shù)碼管顯示電路F、D/A轉(zhuǎn)換及運放電路G、電源和電流保護及輸出電路H組成,中央處理器單元B、D/A轉(zhuǎn)換及運放電路F、電源和電流保護及輸出電路H組成主電路,數(shù)碼管顯示電路G提供數(shù)顯功能,復(fù)位電路C、晶振電路D為單片機處理單元F工作提供必要支持其中輕觸開關(guān)電路A由電阻R2-R5、電容C4和C5、按鍵K1、二極管Dl、三極管Ql和Q2組成,三極管Ql的發(fā)射極接電源+5V,電阻R2并接三極管Ql的發(fā)射極與基極之間,Ql的基極串電阻R3接三極管Q2的發(fā)射極,三極管Q2的集電極接地,電容C5并接三極管Q2的基極與集電極,開關(guān)Kl電容C4串接在三極管Q2的基極與集電極之間,二極管Dl電阻R5并接在三極管Q2的發(fā)射極與開關(guān)Kl電容C4的連接點,電阻R4的兩端分別接三極管Ql的集電極和三極管Q2的基極;中央處理器單元B由集成電路Ul構(gòu)成,集成電路Ul的44腳接三極管Ql的集電極,集成電路Ul的22腳接地,Ul的7、8、9、6、11-17腳分別接集成電路U3的2-10腳,Ul的18、2、28腳分別接集成電路U2的1-3腳,Ul的10腳接電容Cl電阻Rl的連接點;復(fù)位電路C由電容Cl和電阻Rl組成,電容Cl和電阻Rl串接5V電源與地線之間;晶振電路D由晶振XT1、電容C2、C3組成,晶振XTl的兩端并接集成電路Ul的20腳和21腳,電容C2、C3串接晶振XTl的兩端,電容C2、C3的連接點接地;矩陣按鍵電路E由電阻R6-R10,按鍵K2-K6組成,集成電路Ul的29、31、33、35、37、39腳分別串電阻Rll開關(guān)K7 ;電阻RlO開關(guān)K6 ;電阻R9開關(guān)K5 ;電阻R8開關(guān)K4 ;電阻R3開關(guān)K3 ;電阻R6開關(guān)K2接地;
·[0024]數(shù)碼管顯示電路F由電阻R12-R15、集成電路U3和U5組成,其中集成電路U3的·12-19腳分別連接集成電路U5的3、510、1、2、4、7和11腳,集成電路U5的12、9、8、6腳分別串電阻1 12、1 13、1 14、1 15接地,集成電路仍的11腳接電源+5V;D/A轉(zhuǎn)換及運放電路G由集成電路U2、集成電路U4A和U4B、電阻R16-R23、二極管D2-D5、三極管Q3和插接件Jl組成,其中集成電路U2的7腳接集成電路U4B的12腳,集成電路U2的6腳和8腳分別連接+2. 1V、+5V電源,集成電路U2的5腳接地,集成電路U2的4腳串電阻R16接集成電路U4A的3腳,集成電路況么的3腳串電阻1 19、1 21、1 22、1 17串接地,集成電路U4A的2腳接電阻R22、R17的連接點,4腳接電源+10V,11腳接地,I腳串電阻R20接三極管Q3的基極,三極管Q3的集電極接電源+10V,三極管Q3的發(fā)射極接電阻R21、R22的連接點,二極管D2接在集成電路U4A的I腳與三極管Q3的發(fā)射極之間,電阻R23并接集成電路U4B的13腳與14腳之間,集成電路U4B的13腳還串接電阻R18接地;電源和電流保護及輸出電路H由自恢復(fù)保險絲Fl和F2、TVS過壓保護管D3和D4、二極管D5、接插件Jl組成,接插件Jl的I腳串二極管D5熔斷絲Fl接電阻R21,2腳接地,3腳串熔斷絲接集成電力U4B的14腳,TVS過壓保護管D4與接插件Jl的2、3腳并接,TVS過壓保護管D3串熔斷絲Fl 二極管D5接接插件Jl的I腳?;驹砣缦卤緦嵱眯滦筒捎娩囯姵毓╇姡妷狠敵?_10V,電流輸出0-20mA,電路結(jié)構(gòu)如原理框圖圖I所示。采用輕觸開關(guān)電路,為整個電路提供直流電源,其利用三極管的特性,通過按鍵Kl控制電容C4充電和放電過程,控制三極管Ql和Q2的基極的電壓狀態(tài),從而達到打開或關(guān)閉設(shè)備的目的。智能信號發(fā)生器是以中央處理器即集成電路Ul為核心,基于中央處理器對數(shù)字信號的高敏感和可控性,通過接收矩形按鍵K2-K7的數(shù)字信號,在數(shù)碼管即集成電路U5顯示所要輸出的電流或電壓值,中央處理器通過數(shù)據(jù)的分析和處理,進行運算輸出數(shù)字信號至IJD/A轉(zhuǎn)換器即集成電路U2。輔助單元電路為復(fù)位電路和晶振電路,為其正常工作提供可靠的復(fù)位和時鐘。D/A轉(zhuǎn)換電路即以集成電路U2為核心,集成電路U2是一種帶有緩沖基準輸入的可編程雙路12位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片,輸出電壓范圍為基準電壓的兩倍,D/A轉(zhuǎn)換器接收用于編程的16位字產(chǎn)生模擬輸出,輸出電壓公式為2(VREFIN)C0DE/4096[0031]根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器公式計算出轉(zhuǎn)換的模擬量電流或電壓值,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器兩路輸出管腳傳送給變送器。變送器是以集成電路U4A和U4B為核心組成的運放電路,根據(jù)虛短虛斷的規(guī)律,將電壓 信號最終轉(zhuǎn)化為電流信號或?qū)㈦妷盒盘栠M行運放,經(jīng)輸出電路即接插件Jl輸出4-20mA電流或0-10V電壓。電流電壓保護電路由TVS保護管D3、D4、二極管D5、自恢復(fù)保險絲FI、F2、F3組成,使智能手持式信號發(fā)生器在使用過程中得到更佳的防護。
權(quán)利要求1.一種手持式智能信號發(fā)生器,其特征在于,包括輕觸開關(guān)電路A、中央處理器單元B、復(fù)位電路C、晶振電路D、矩陣按鍵電路E、數(shù)碼管顯示電路F、D/A轉(zhuǎn)換及運放電路G、電源和電流保護及輸出電路H,其中 輕觸開關(guān)電路A由電阻R2-R5、電容C4和C5、按鍵K1、二極管Dl、三極管Ql和Q2組成,三極管Ql的發(fā)射極接電源+5V,電阻R2并接三極管Ql的發(fā)射極與基極之間,Ql的基極串電阻R3接三極管Q2的發(fā)射極,三極管Q2的集電極接地,電容C5并接三極管Q2的基極與集電極,開關(guān)Kl電容C4串接在三極管Q2的基極與集電極之間,二極管Dl電阻R5并接在三極管Q2的發(fā)射極與開關(guān)Kl電容C4的連接點,電阻R4的兩端分別接三極管Ql的集電極和二極管Q2的基極; 中央處理器單元B由集成電路Ul構(gòu)成,集成電路Ul的44腳接三極管Ql的集電極,集成電路Ul的22腳接地,Ul的7、8、9、6、11-17腳分別接集成電路U3的2-10腳,Ul的18、·2、28腳分別接集成電路U2的1-3腳,Ul的10腳接電容Cl電阻Rl的連接點; 復(fù)位電路C由電容Cl和電阻Rl組成,電容Cl和電阻Rl串接5V電源與地線之間; 晶振電路D由晶振XT1、電容C2、C3組成,晶振XTl的兩端并接集成電路Ul的20腳和21腳,電容C2、C3串接晶振XTl的兩端,電容C2、C3的連接點接地; 矩陣按鍵電路E由電阻R6-R10,按鍵K2-K6組成,集成電路Ul的29、31、33、35、37、39腳分別串電阻Rll開關(guān)K7 ;電阻RlO開關(guān)K6 ;電阻R9開關(guān)K5 ;電阻R8開關(guān)K4 ;電阻R3開關(guān)K3 ;電阻R6開關(guān)K2接地; 數(shù)碼管顯示電路F由電阻R12-R15、集成電路U3和U5組成,其中集成電路U3的12-19腳分別連接集成電路U5的3、510、1、2、4、7和11腳,集成電路U5的12、9、8、6腳分別串電阻尺12、1 13、1 14、1 15接地,集成電路詘的11腳接電源+5V ; D/A轉(zhuǎn)換及運放電路G由集成電路U2、集成電路U4A和U4B、電阻R16-R23、二極管D2-D5、三極管Q3和插接件Jl組成,其中集成電路U2的7腳接集成電路U4B的12腳,集成電路U2的6腳和8腳分別連接+2. IV、+5V電源,集成電路U2的5腳接地,集成電路U2的4腳串電阻R16接集成電路U4A的3腳,集成電路U4A的3腳串電阻R19、R21、R22、R17串接地,集成電路U4A的2腳接電阻R22、R17的連接點,4腳接電源+10V,11腳接地,I腳串電阻R20接三極管Q3的基極,三極管Q3的集電極接電源+10V,三極管Q3的發(fā)射極接電阻R21R22的連接點,二極管D2接在集成電路U4A的I腳與三極管Q3的發(fā)射極之間,電阻R23并接集成電路U4B的13腳與14腳之間,集成電路U4B的13腳還串接電阻R18接地;電源和電流保護及輸出電路H由自恢復(fù)保險絲Fl和F2、TVS過壓保護管D3和D4、二極管D5、接插件Jl組成,接插件Jl的I腳串二極管D5熔斷絲Fl接電阻R21,2腳接地,3腳串熔斷絲接集成電力U4B的14腳,TVS過壓保護管D4與接插件Jl的2、3腳并接,TVS過壓保護管D3串熔斷絲Fl 二極管D5接接插件Jl的I腳。
專利摘要一種手持式智能信號發(fā)生器,其結(jié)構(gòu)是由輕觸開關(guān)電路A、中央處理器單元B、復(fù)位電路C、晶振電路D、矩陣按鍵電路E、數(shù)碼管顯示電路F、D/A轉(zhuǎn)換及運放電路G、電源和電流保護及輸出電路H組成,中央處理器單元B、D/A轉(zhuǎn)換及運放電路F、電源和電流保護及輸出電路H組成主電路,數(shù)碼管顯示電路G提供數(shù)顯功能,復(fù)位電路C、晶振電路D為單片機處理單元F工作提供必要支持,優(yōu)點是操作簡單、一機兩用、體積小巧、結(jié)構(gòu)合理、攜帶方便,適合單手操作,能夠滿足實驗室及工業(yè)各種現(xiàn)場儀表的調(diào)試、檢測維護及校驗要求。
文檔編號G01R35/00GK202421486SQ20122003263
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月2日
發(fā)明者丁成偉, 冷攀, 李軍, 趙云, 高鶴 申請人:山東正晨科技有限公司
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