一種多功能pxi模塊集成測試儀器及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能PXI模塊集成測試儀器及其測試方法，采用合成儀器技術(shù)，將數(shù)字多用表、數(shù)字示波器、任意波形發(fā)生器、射頻信號源、射頻功率計、頻譜分析儀、調(diào)制度分析儀、音頻分析儀和總線測試儀等9種常用PXI儀器儀表功能模塊集成為一臺小型便攜設(shè)備。本發(fā)明實現(xiàn)了測量、測控領(lǐng)域的多種測試功能的模塊化組合，可滿足各種測試需求，使測量、測控系統(tǒng)減小了體積、降低了能耗，提高了操控水平。
【專利說明】一種多功能PXI模塊集成測試儀器及其測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備測量、測控等領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能PXI模塊集成測試儀器及其測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有電子設(shè)備測量、測控有如下兩種方式:
1.測量、測控常用儀器有:數(shù)字多用表、數(shù)字示波器、任意波形發(fā)生器、射頻信號源、射頻功率計、頻譜分析儀、調(diào)制度分析儀、音頻分析儀和總線測試儀等，這些常規(guī)測試儀器都是獨立設(shè)備，使用時占用較大操作面，成本較高，同時操作不便。
[0003]2.將數(shù)字多用表、數(shù)字示波器、任意波形發(fā)生器、射頻信號源、射頻功率計、頻譜分析儀、調(diào)制度分析儀、音頻分析儀和總線測試儀等常規(guī)測試儀器集成為一個ATE測控系統(tǒng)，可操作性有所提高，但是體積較大、成本和能耗都較高，不經(jīng)濟、不環(huán)保。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種多功能PXI模塊集成測試儀器，包括電源模塊、系統(tǒng)控制單元、測試適配單元、輸入及顯示單元、被測設(shè)備電連接單元、PXI背板；
所述電源模塊用于給整個系統(tǒng)供電；
所述系統(tǒng)控制單元運行有測試軟件，所述測試軟件根據(jù)輸入的測試命令調(diào)用測試適配單元對應(yīng)的測試模塊，并將接收到的測試結(jié)果信息進行處理；
所述測試適配單元集成若干測試模塊，所述若干測試模塊包括萬用表模塊和/或頻譜分析模塊和/或總線分析模塊和/或數(shù)字示波器模塊和/或任意波形發(fā)生模塊和/或射頻信號源模塊；各個測試模塊均通過總線與PXI背板連接；所述頻譜分析模塊、總線測試模塊、萬用表模塊、數(shù)字示波器模塊用于信號測量，所述任意波模塊與射頻信號源模塊用于信號輸出；
輸入及顯示單元用于人機交互輸入測試命令，并將系統(tǒng)控制單元處理后的測試結(jié)果在顯示屏上予以顯示；
被測設(shè)備電連接單元包含若干電連接接口，用于被測設(shè)備與儀器的電連接；
所述電源模塊、系統(tǒng)控制單元、測試適配單元均與PXI背板連接；系統(tǒng)控制單元與顯示屏連接；
所述PXI背板用于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
[0005]進一步的，輸入及顯示單元包括顯示屏及操控面板，所述顯示屏用于人機交互輸入測試命令，并將系統(tǒng)控制單元處理后的測試結(jié)果在顯示屏上予以顯示；所述操控面板包含若干按鈕，用于輸入按鈕信息；所述顯示屏與系統(tǒng)控制單元連接。
[0006]進一步的，還包括操控電路，所述操控電路包括鍵盤電路、電源開關(guān)電路；所述鍵盤電路用于將操控面板每一個按鈕的信息轉(zhuǎn)換為串行編碼信息，交由系統(tǒng)控制單元處理；所述電源開關(guān)電路用于控制整機電源的開啟和關(guān)閉；所述鍵盤電路與系統(tǒng)控制單元連接。
[0007]進一步的，所述鍵盤電路包含一個譯碼芯片、濾波器及其外圍電容，所述譯碼芯片用于將操控面板每一個按鈕的信息轉(zhuǎn)換為串行編碼信息，交由系統(tǒng)控制單元中央控制器處理，濾波器及其外圍電容實現(xiàn)對輸入電源的濾波，濾除雜波信號，避免雜波對按鍵的干擾。
[0008]進一步的，電源開關(guān)電路包含開關(guān)驅(qū)動管、磁保持繼電器、開關(guān)繼電器，所述開關(guān)驅(qū)動管與磁保持繼電器連接，磁保持繼電器與開關(guān)繼電器連接，當(dāng)按下電源開關(guān)時開關(guān)驅(qū)動管處于導(dǎo)通狀態(tài)，磁保持繼電器、開關(guān)繼電器有電流流過，整機電源開啟；釋放電源開關(guān)時，開關(guān)驅(qū)動管處于截止?fàn)顟B(tài)，磁保持繼電器、開關(guān)繼電器無電流流過，整機電源處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0009]進一步的，還包括風(fēng)扇及風(fēng)扇控制電路，所述風(fēng)扇控制電路包含滯回比較器及溫度調(diào)節(jié)電阻器、電源芯片，所述溫度調(diào)節(jié)電阻器用于調(diào)節(jié)風(fēng)扇啟動和關(guān)閉的溫度，電源芯片用于為風(fēng)扇供電，所述電源芯片具有啟動/關(guān)閉引腳，所述啟動/關(guān)閉引腳受滯回比較器控制。
[0010]進一步的，所述儀器設(shè)置通過USB接口和/或以太網(wǎng)口和/或GPIB接口，實現(xiàn)信息交互。
[0011]進一步的，還包括殼體，所述殼體包括上蓋部件、前面板、底蓋和后蓋板部件，所述輸入及顯示模塊設(shè)置在前面板上。
[0012]上述的多功能模塊集成測試儀器進行測試的方法包括以下步驟:
1.將被測設(shè)備與被測設(shè)備電連接單元連接；
2.通過輸入及顯示單元選擇測試模塊，并可根據(jù)需要通過操控面板的按鈕進行測試參數(shù)調(diào)節(jié)；
3.利用選擇的一個或者多個測試模塊對被測設(shè)備進行測試，獲得被測設(shè)備的各個參數(shù)；
4.輸入及顯示單元顯示測試結(jié)果。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明采用模塊化設(shè)計，可通過不同的組合實現(xiàn)不同的測試功能，滿足不同用戶的需求；采用系統(tǒng)控制軟件和人機操控界面，實現(xiàn)對各功能模塊的操控。本發(fā)明實現(xiàn)了測量、測控領(lǐng)域的多種測試功能的模塊化組合，可滿足各種測試需求，使測量、測控系統(tǒng)減小了體積、降低了能耗，提高了操控水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明模塊原理圖。
[0015]圖2是鍵盤電路原理圖。
[0016]圖3是電源開關(guān)控制電路原理圖。
[0017]圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是風(fēng)扇控制電路原理圖。

【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思為:采用合成儀器技術(shù)，將數(shù)字多用表、數(shù)字示波器、任意波形發(fā)生器、射頻信號源、射頻功率計、頻譜分析儀、調(diào)制度分析儀、音頻分析儀和總線測試儀等9種常用PXI儀器儀表功能模塊集成為一臺小型便攜設(shè)備。
[0020]下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明包括殼體及位于殼體內(nèi)的電源模塊、系統(tǒng)控制單元、測試適配單元、輸入及顯示單元、操控電路、PXI背板，設(shè)置在殼體上的被測設(shè)備電連接單元。
[0022]所述電源模塊用于給整個系統(tǒng)供電。
[0023]所述系統(tǒng)控制單元運行有測試軟件，所述測試軟件根據(jù)輸入的測試命令調(diào)用測試適配單元對應(yīng)的測試模塊，并將接受到的測試結(jié)果信息進行處理。
[0024]輸入及顯示單元用于人機交互輸入測試命令，并將系統(tǒng)控制單元處理后的測試結(jié)果在顯示屏上予以顯示。此單元包括顯示屏及操控面板，所述顯示屏用于人機交互輸入測試命令，并將系統(tǒng)控制單元處理后的測試結(jié)果在顯示屏上予以顯示；所述操控面板包含若干按鈕，用于輸入按鈕信息；所述顯示屏與系統(tǒng)控制單元連接。當(dāng)然，此單元也可以為觸摸屏。
[0025]所述測試適配單元集成若干測試模塊，所述測試適配單元集成若干測試模塊，所述若干測試模塊包括萬用表模塊和/或頻譜分析模塊和/或總線分析模塊和/或數(shù)字示波器模塊和/或任意波形發(fā)生模塊和/或射頻信號源模塊；各個測試模塊均通過總線與PXI背板連接；所述頻譜分析模塊、總線測試模塊、萬用表模塊、數(shù)字示波器模塊用于信號測量，所述任意波模塊與射頻信號源模塊用于信號輸出。
[0026]各測試模塊之間由PXI總線進行能量供給和信息交互，由通信線纜實現(xiàn)測試模塊間以及測試模塊與操控面板的互連互通。所述頻譜分析模塊(可進行頻率測量、功率測量、調(diào)制度分析、頻譜分析、音頻分析)、總線測試模塊、萬用表模塊(可進行電壓、電流、電阻測量)、示波器模塊用于信號測量，所述任意波模塊(包括數(shù)字信號發(fā)生器、波形發(fā)生器)與射頻信號源模塊(包含單音信號、AM調(diào)制、PM調(diào)制、FM調(diào)制、脈沖調(diào)制)用于信號輸出。以上各個測試模塊均可選，用戶可根據(jù)需要選配部分或全部。
[0027]所述操控電路包括鍵盤電路、電源開關(guān)電路。所述鍵盤電路用于將操控面板每一個按鈕的信息轉(zhuǎn)換為串行編碼信息，交由系統(tǒng)控制單元處理；所述電源開關(guān)電路用于控制整機電源的開啟和關(guān)閉；所述鍵盤電路與系統(tǒng)控制單元連接。被測設(shè)備電連接單元包含若干電連接接口，用于被測設(shè)備與儀器的電連接。鍵盤電路原理圖如圖2所示，譯碼芯片Ul為核心芯片，主要作用是將操控面板每一個按鈕的信息轉(zhuǎn)換為串行編碼信息，交由系統(tǒng)控制單元處理。濾波器FLl及其外圍電容實現(xiàn)對輸入電源的濾波，濾除雜波信號，避免雜波對按鍵的干擾。
[0028]電源開關(guān)電路原理圖如圖3所示，Ql為開關(guān)驅(qū)動管，U5為磁保持繼電器，U3為開關(guān)繼電器。所述開關(guān)驅(qū)動管Ql與磁保持繼電器U5連接，磁保持繼電器U5與開關(guān)繼電器U3連接，如果按下電源開關(guān)，則Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)，U5的K1、K2端有電流流過，此電流同樣流過U3,由U3實現(xiàn)整機電源的開啟。釋放電源開關(guān)時，Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，U5的Κ1、Κ2端無電流流過，此U3的I腳和8腳也無電流流過，由U3控制整機電源處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0029]被測設(shè)備電連接單元包含若干電連接接口，用于被測設(shè)備與儀器的電連接。這些電連接接口均設(shè)置在殼體外表面。
[0030]所述電源模塊、系統(tǒng)控制單元、測試適配單元各個測試模塊均與PXI背板連接；系統(tǒng)控制單元與顯示屏、鍵盤電路連接。
[0031]所述PXI背板用于儀器的數(shù)據(jù)交換。
[0032]PXI背板通過總線與電源模塊、系統(tǒng)控制單元、測試適配單元連接，所述系統(tǒng)控制單元通過VGA、USB與鍵盤電路、顯示屏連接。
[0033]如圖4所示，殼體包括以下幾個部件:上蓋部件、前面板、底蓋、風(fēng)扇組件、通風(fēng)部件和后蓋板部件，機箱結(jié)構(gòu)采用便攜式加固設(shè)計，箱體采用對流散熱，采用優(yōu)質(zhì)鋁合金制造，整個設(shè)備輕便。
[0034]優(yōu)選的，本發(fā)明還包括風(fēng)扇及風(fēng)扇控制電路。風(fēng)扇控制電路原理圖如圖5所示，U4為核心芯片，由U4及外圍電路組成滯回比較器，R15為溫度調(diào)節(jié)電阻器，調(diào)節(jié)該電阻阻值將改變風(fēng)扇啟動和關(guān)閉的溫度。U2是為風(fēng)扇供電的電源芯片，U2第5腳是電源的啟動/關(guān)閉引腳，受U4的輸出電壓控制，為低電平時關(guān)閉電源，為高電平時啟動電源轉(zhuǎn)換。更優(yōu)選的，在本發(fā)明底部設(shè)置有通風(fēng)部件，所述通風(fēng)部件與風(fēng)扇配合工作，起到更好的散熱作用。
[0035]本發(fā)明還設(shè)置USB接口、以太網(wǎng)口或GPIB接口，實現(xiàn)與外部設(shè)備的信息交互。
[0036]下面對本發(fā)明的使用方法進行說明。
[0037]步驟1:將被測設(shè)備與被測設(shè)備電連接單元連接；
步驟1:通過輸入及顯示單元選擇測試模塊，并可根據(jù)需要通過操控面板的按鈕進行測試參數(shù)調(diào)節(jié)；
步驟3:利用選擇的一個或者多個測試模塊對被測設(shè)備進行測試，獲得被測設(shè)備的各個參數(shù)；
步驟4:輸入及顯示單元顯示測試結(jié)果；
步驟5:根據(jù)需要進行結(jié)果打印或者信息交互。
[0038]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明采用模塊化設(shè)計，可通過不同的組合實現(xiàn)不同的測試功能，滿足不同用戶的需求；采用系統(tǒng)控制軟件和人機操控界面，實現(xiàn)對各功能模塊的操控。本發(fā)明實現(xiàn)了測量、測控領(lǐng)域的多種測試功能的模塊化組合，可滿足各種測試需求，使測量、測控系統(tǒng)減小了體積、降低了能耗，提高了操控水平。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能PXI模塊集成測試儀器，其特征在于，包括電源模塊、系統(tǒng)控制單元、測試適配單元、輸入及顯示單元、被測設(shè)備電連接單元、PXI背板； 所述電源模塊用于給整個系統(tǒng)供電； 所述系統(tǒng)控制單元運行有測試軟件，所述測試軟件根據(jù)輸入的測試命令調(diào)用測試適配單元對應(yīng)的測試模塊，并將接收到的測試結(jié)果信息進行處理； 所述測試適配單元集成若干測試模塊，所述若干測試模塊包括萬用表模塊和/或頻譜分析模塊和/或總線分析模塊和/或數(shù)字示波器模塊和/或任意波形發(fā)生模塊和/或射頻信號源模塊；各個測試模塊均通過總線與PXI背板連接；所述頻譜分析模塊、總線測試模塊、萬用表模塊、數(shù)字示波器模塊用于信號測量，所述任意波模塊與射頻信號源模塊用于信號輸出； 輸入及顯示單元用于人機交互輸入測試命令，并將系統(tǒng)控制單元處理后的測試結(jié)果在顯示屏上予以顯示； 被測設(shè)備電連接單元包含若干電連接接口，用于被測設(shè)備與儀器的電連接； 所述電源模塊、系統(tǒng)控制單元、測試適配單元各個測試模塊均與PXI背板連接；系統(tǒng)控制單元與顯示屏連接； 所述PXI背板用于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能模塊集成測試儀器，其特征在于，輸入及顯示單元包括顯示屏及操控面板，所述顯示屏用于人機交互輸入測試命令，并將系統(tǒng)控制單元處理后的測試結(jié)果在顯示屏上予以顯示；所述操控面板包含若干按鈕，用于輸入按鈕信息；所述顯示屏與系統(tǒng)控制單元連接。
3.如權(quán)利要求2所述的多功能模塊集成測試儀器，其特征在于，還包括操控電路，所述操控電路包括鍵盤電路、電源開關(guān)電路；所述鍵盤電路用于將操控面板每一個按鈕的信息轉(zhuǎn)換為串行編碼信息，交由系統(tǒng)控制單元處理；所述電源開關(guān)電路用于控制整機電源的開啟和關(guān)閉；所述鍵盤電路與系統(tǒng)控制單元連接。
4.如權(quán)利要求3所述的多功能模塊集成測試儀器，其特征在于，所述鍵盤電路包含一個譯碼芯片、濾波器及其外圍電容，所述譯碼芯片用于將操控面板每一個按鈕的信息轉(zhuǎn)換為串行編碼信息，交由系統(tǒng)控制單元中央控制器處理，濾波器及其外圍電容實現(xiàn)對輸入電源的濾波，濾除雜波信號，避免雜波對按鍵的干擾。
5.如權(quán)利要求3所述的多功能模塊集成測試儀器，其特征在于，電源開關(guān)電路包含開關(guān)驅(qū)動管、磁保持繼電器、開關(guān)繼電器，所述開關(guān)驅(qū)動管與磁保持繼電器連接，磁保持繼電器與開關(guān)繼電器連接，當(dāng)按下電源開關(guān)時開關(guān)驅(qū)動管處于導(dǎo)通狀態(tài)，磁保持繼電器、開關(guān)繼電器有電流流過，整機電源的開啟；釋放電源開關(guān)時，開關(guān)驅(qū)動管處于截止?fàn)顟B(tài)，磁保持繼電器、開關(guān)繼電器無電流流過，整機電源處于關(guān)閉狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的多功能模塊集成測試儀器，其特征在于，還包括風(fēng)扇及風(fēng)扇控制電路，所述風(fēng)扇控制電路包含滯回比較器及溫度調(diào)節(jié)電阻器、電源芯片，所述溫度調(diào)節(jié)電阻器用于調(diào)節(jié)風(fēng)扇啟動和關(guān)閉的溫度，電源芯片用于為風(fēng)扇供電，所述電源芯片具有啟動/關(guān)閉引腳，所述啟動/關(guān)閉引腳受滯回比較器控制。
7.如權(quán)利要求1所述的多功能模塊集成測試儀器，其特征在于，所述儀器設(shè)置通過USB接口和/或以太網(wǎng)口和/或GPIB接口，實現(xiàn)信息交互。
8.如權(quán)利要求1所述的多功能模塊集成測試儀器，其特征在于，還包括殼體，所述殼體包括上蓋部件、前面板、底蓋和后蓋板部件，所述輸入及顯示模塊設(shè)置在前面板上。
9.一種應(yīng)用權(quán)利要求1?8中任一項所述的多功能模塊集成測試儀器進行測試的方法，其特征在于，所述測試方法包括: 將被測設(shè)備與被測設(shè)備電連接單元連接； 通過輸入及顯示單元選擇測試模塊，并可根據(jù)需要通過操控面板的按鈕進行測試參數(shù)調(diào)節(jié)； 利用選擇的一個或者多個測試模塊對被測設(shè)備進行測試，獲得被測設(shè)備的各個參數(shù)； 輸入及顯示單元顯示測試結(jié)果。
【文檔編號】G05B19/042GK104133139SQ201410367717
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】林春材 申請人:成都天奧測控技術(shù)有限公司