一种多功能pxi模块集成测试仪器及其测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种多功能PXI模块集成测试仪器及其测试方法，采用合成仪器技术，将数字多用表、数字示波器、任意波形发生器、射频信号源、射频功率计、频谱分析仪、调制度分析仪、音频分析仪和总线测试仪等9种常用PXI仪器仪表功能模块集成为一台小型便携设备。本发明实现了测量、测控领域的多种测试功能的模块化组合，可满足各种测试需求，使测量、测控系统减小了体积、降低了能耗，提高了操控水平。
【专利说明】一种多功能PXI模块集成测试仪器及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子设备测量、测控等领域，尤其涉及一种多功能PXI模块集成测试仪器及其测试方法。
【背景技术】
[0002]现有电子设备测量、测控有如下两种方式:
1.测量、测控常用仪器有:数字多用表、数字示波器、任意波形发生器、射频信号源、射频功率计、频谱分析仪、调制度分析仪、音频分析仪和总线测试仪等，这些常规测试仪器都是独立设备，使用时占用较大操作面，成本较高，同时操作不便。
[0003]2.将数字多用表、数字示波器、任意波形发生器、射频信号源、射频功率计、频谱分析仪、调制度分析仪、音频分析仪和总线测试仪等常规测试仪器集成为一个ATE测控系统，可操作性有所提高，但是体积较大、成本和能耗都较高，不经济、不环保。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供了一种多功能PXI模块集成测试仪器，包括电源模块、系统控制单元、测试适配单元、输入及显示单元、被测设备电连接单元、PXI背板；
所述电源模块用于给整个系统供电；
所述系统控制单元运行有测试软件，所述测试软件根据输入的测试命令调用测试适配单元对应的测试模块，并将接收到的测试结果信息进行处理；
所述测试适配单元集成若干测试模块，所述若干测试模块包括万用表模块和/或频谱分析模块和/或总线分析模块和/或数字示波器模块和/或任意波形发生模块和/或射频信号源模块；各个测试模块均通过总线与PXI背板连接；所述频谱分析模块、总线测试模块、万用表模块、数字示波器模块用于信号测量，所述任意波模块与射频信号源模块用于信号输出；
输入及显示单元用于人机交互输入测试命令，并将系统控制单元处理后的测试结果在显示屏上予以显示；
被测设备电连接单元包含若干电连接接口，用于被测设备与仪器的电连接；
所述电源模块、系统控制单元、测试适配单元均与PXI背板连接；系统控制单元与显示屏连接；
所述PXI背板用于系统的数据交换。
[0005]进一步的，输入及显示单元包括显示屏及操控面板，所述显示屏用于人机交互输入测试命令，并将系统控制单元处理后的测试结果在显示屏上予以显示；所述操控面板包含若干按钮，用于输入按钮信息；所述显示屏与系统控制单元连接。
[0006]进一步的，还包括操控电路，所述操控电路包括键盘电路、电源开关电路；所述键盘电路用于将操控面板每一个按钮的信息转换为串行编码信息，交由系统控制单元处理；所述电源开关电路用于控制整机电源的开启和关闭；所述键盘电路与系统控制单元连接。
[0007]进一步的，所述键盘电路包含一个译码芯片、滤波器及其外围电容，所述译码芯片用于将操控面板每一个按钮的信息转换为串行编码信息，交由系统控制单元中央控制器处理，滤波器及其外围电容实现对输入电源的滤波，滤除杂波信号，避免杂波对按键的干扰。
[0008]进一步的，电源开关电路包含开关驱动管、磁保持继电器、开关继电器，所述开关驱动管与磁保持继电器连接，磁保持继电器与开关继电器连接，当按下电源开关时开关驱动管处于导通状态，磁保持继电器、开关继电器有电流流过，整机电源开启；释放电源开关时，开关驱动管处于截止状态，磁保持继电器、开关继电器无电流流过，整机电源处于关闭状态。
[0009]进一步的，还包括风扇及风扇控制电路，所述风扇控制电路包含滞回比较器及温度调节电阻器、电源芯片，所述温度调节电阻器用于调节风扇启动和关闭的温度，电源芯片用于为风扇供电，所述电源芯片具有启动/关闭引脚，所述启动/关闭引脚受滞回比较器控制。
[0010]进一步的，所述仪器设置通过USB接口和/或以太网口和/或GPIB接口，实现信息交互。
[0011]进一步的，还包括壳体，所述壳体包括上盖部件、前面板、底盖和后盖板部件，所述输入及显示模块设置在前面板上。
[0012]上述的多功能模块集成测试仪器进行测试的方法包括以下步骤:
1.将被测设备与被测设备电连接单元连接；
2.通过输入及显示单元选择测试模块，并可根据需要通过操控面板的按钮进行测试参数调节；
3.利用选择的一个或者多个测试模块对被测设备进行测试，获得被测设备的各个参数；
4.输入及显示单元显示测试结果。
[0013]本发明的有益效果为:
本发明采用模块化设计，可通过不同的组合实现不同的测试功能，满足不同用户的需求；采用系统控制软件和人机操控界面，实现对各功能模块的操控。本发明实现了测量、测控领域的多种测试功能的模块化组合，可满足各种测试需求，使测量、测控系统减小了体积、降低了能耗，提高了操控水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明模块原理图。
[0015]图2是键盘电路原理图。
[0016]图3是电源开关控制电路原理图。
[0017]图4是本发明结构示意图。
[0018]图5是风扇控制电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]本发明的设计构思为:采用合成仪器技术，将数字多用表、数字示波器、任意波形发生器、射频信号源、射频功率计、频谱分析仪、调制度分析仪、音频分析仪和总线测试仪等9种常用PXI仪器仪表功能模块集成为一台小型便携设备。
[0020]下面对本发明技术方案进行详细说明。
[0021]如图1所示，本发明包括壳体及位于壳体内的电源模块、系统控制单元、测试适配单元、输入及显示单元、操控电路、PXI背板，设置在壳体上的被测设备电连接单元。
[0022]所述电源模块用于给整个系统供电。
[0023]所述系统控制单元运行有测试软件，所述测试软件根据输入的测试命令调用测试适配单元对应的测试模块，并将接受到的测试结果信息进行处理。
[0024]输入及显示单元用于人机交互输入测试命令，并将系统控制单元处理后的测试结果在显示屏上予以显示。此单元包括显示屏及操控面板，所述显示屏用于人机交互输入测试命令，并将系统控制单元处理后的测试结果在显示屏上予以显示；所述操控面板包含若干按钮，用于输入按钮信息；所述显示屏与系统控制单元连接。当然，此单元也可以为触摸屏。
[0025]所述测试适配单元集成若干测试模块，所述测试适配单元集成若干测试模块，所述若干测试模块包括万用表模块和/或频谱分析模块和/或总线分析模块和/或数字示波器模块和/或任意波形发生模块和/或射频信号源模块；各个测试模块均通过总线与PXI背板连接；所述频谱分析模块、总线测试模块、万用表模块、数字示波器模块用于信号测量，所述任意波模块与射频信号源模块用于信号输出。
[0026]各测试模块之间由PXI总线进行能量供给和信息交互，由通信线缆实现测试模块间以及测试模块与操控面板的互连互通。所述频谱分析模块(可进行频率测量、功率测量、调制度分析、频谱分析、音频分析)、总线测试模块、万用表模块(可进行电压、电流、电阻测量)、示波器模块用于信号测量，所述任意波模块(包括数字信号发生器、波形发生器)与射频信号源模块(包含单音信号、AM调制、PM调制、FM调制、脉冲调制)用于信号输出。以上各个测试模块均可选，用户可根据需要选配部分或全部。
[0027]所述操控电路包括键盘电路、电源开关电路。所述键盘电路用于将操控面板每一个按钮的信息转换为串行编码信息，交由系统控制单元处理；所述电源开关电路用于控制整机电源的开启和关闭；所述键盘电路与系统控制单元连接。被测设备电连接单元包含若干电连接接口，用于被测设备与仪器的电连接。键盘电路原理图如图2所示，译码芯片Ul为核心芯片，主要作用是将操控面板每一个按钮的信息转换为串行编码信息，交由系统控制单元处理。滤波器FLl及其外围电容实现对输入电源的滤波，滤除杂波信号，避免杂波对按键的干扰。
[0028]电源开关电路原理图如图3所示，Ql为开关驱动管，U5为磁保持继电器，U3为开关继电器。所述开关驱动管Ql与磁保持继电器U5连接，磁保持继电器U5与开关继电器U3连接，如果按下电源开关，则Ql处于导通状态，U5的K1、K2端有电流流过，此电流同样流过U3,由U3实现整机电源的开启。释放电源开关时，Ql处于截止状态，U5的Κ1、Κ2端无电流流过，此U3的I脚和8脚也无电流流过，由U3控制整机电源处于关闭状态。
[0029]被测设备电连接单元包含若干电连接接口，用于被测设备与仪器的电连接。这些电连接接口均设置在壳体外表面。
[0030]所述电源模块、系统控制单元、测试适配单元各个测试模块均与PXI背板连接；系统控制单元与显示屏、键盘电路连接。
[0031]所述PXI背板用于仪器的数据交换。
[0032]PXI背板通过总线与电源模块、系统控制单元、测试适配单元连接，所述系统控制单元通过VGA、USB与键盘电路、显示屏连接。
[0033]如图4所示，壳体包括以下几个部件:上盖部件、前面板、底盖、风扇组件、通风部件和后盖板部件，机箱结构采用便携式加固设计，箱体采用对流散热，采用优质铝合金制造，整个设备轻便。
[0034]优选的，本发明还包括风扇及风扇控制电路。风扇控制电路原理图如图5所示，U4为核心芯片，由U4及外围电路组成滞回比较器，R15为温度调节电阻器，调节该电阻阻值将改变风扇启动和关闭的温度。U2是为风扇供电的电源芯片，U2第5脚是电源的启动/关闭引脚，受U4的输出电压控制，为低电平时关闭电源，为高电平时启动电源转换。更优选的，在本发明底部设置有通风部件，所述通风部件与风扇配合工作，起到更好的散热作用。
[0035]本发明还设置USB接口、以太网口或GPIB接口，实现与外部设备的信息交互。
[0036]下面对本发明的使用方法进行说明。
[0037]步骤1:将被测设备与被测设备电连接单元连接；
步骤1:通过输入及显示单元选择测试模块，并可根据需要通过操控面板的按钮进行测试参数调节；
步骤3:利用选择的一个或者多个测试模块对被测设备进行测试，获得被测设备的各个参数；
步骤4:输入及显示单元显示测试结果；
步骤5:根据需要进行结果打印或者信息交互。
[0038]本发明的有益效果为:
本发明采用模块化设计，可通过不同的组合实现不同的测试功能，满足不同用户的需求；采用系统控制软件和人机操控界面，实现对各功能模块的操控。本发明实现了测量、测控领域的多种测试功能的模块化组合，可满足各种测试需求，使测量、测控系统减小了体积、降低了能耗，提高了操控水平。
【权利要求】
1.一种多功能PXI模块集成测试仪器，其特征在于，包括电源模块、系统控制单元、测试适配单元、输入及显示单元、被测设备电连接单元、PXI背板； 所述电源模块用于给整个系统供电； 所述系统控制单元运行有测试软件，所述测试软件根据输入的测试命令调用测试适配单元对应的测试模块，并将接收到的测试结果信息进行处理； 所述测试适配单元集成若干测试模块，所述若干测试模块包括万用表模块和/或频谱分析模块和/或总线分析模块和/或数字示波器模块和/或任意波形发生模块和/或射频信号源模块；各个测试模块均通过总线与PXI背板连接；所述频谱分析模块、总线测试模块、万用表模块、数字示波器模块用于信号测量，所述任意波模块与射频信号源模块用于信号输出； 输入及显示单元用于人机交互输入测试命令，并将系统控制单元处理后的测试结果在显示屏上予以显示； 被测设备电连接单元包含若干电连接接口，用于被测设备与仪器的电连接； 所述电源模块、系统控制单元、测试适配单元各个测试模块均与PXI背板连接；系统控制单元与显示屏连接； 所述PXI背板用于系统的数据交换。
2.如权利要求1所述的多功能模块集成测试仪器，其特征在于，输入及显示单元包括显示屏及操控面板，所述显示屏用于人机交互输入测试命令，并将系统控制单元处理后的测试结果在显示屏上予以显示；所述操控面板包含若干按钮，用于输入按钮信息；所述显示屏与系统控制单元连接。
3.如权利要求2所述的多功能模块集成测试仪器，其特征在于，还包括操控电路，所述操控电路包括键盘电路、电源开关电路；所述键盘电路用于将操控面板每一个按钮的信息转换为串行编码信息，交由系统控制单元处理；所述电源开关电路用于控制整机电源的开启和关闭；所述键盘电路与系统控制单元连接。
4.如权利要求3所述的多功能模块集成测试仪器，其特征在于，所述键盘电路包含一个译码芯片、滤波器及其外围电容，所述译码芯片用于将操控面板每一个按钮的信息转换为串行编码信息，交由系统控制单元中央控制器处理，滤波器及其外围电容实现对输入电源的滤波，滤除杂波信号，避免杂波对按键的干扰。
5.如权利要求3所述的多功能模块集成测试仪器，其特征在于，电源开关电路包含开关驱动管、磁保持继电器、开关继电器，所述开关驱动管与磁保持继电器连接，磁保持继电器与开关继电器连接，当按下电源开关时开关驱动管处于导通状态，磁保持继电器、开关继电器有电流流过，整机电源的开启；释放电源开关时，开关驱动管处于截止状态，磁保持继电器、开关继电器无电流流过，整机电源处于关闭状态。
6.如权利要求1所述的多功能模块集成测试仪器，其特征在于，还包括风扇及风扇控制电路，所述风扇控制电路包含滞回比较器及温度调节电阻器、电源芯片，所述温度调节电阻器用于调节风扇启动和关闭的温度，电源芯片用于为风扇供电，所述电源芯片具有启动/关闭引脚，所述启动/关闭引脚受滞回比较器控制。
7.如权利要求1所述的多功能模块集成测试仪器，其特征在于，所述仪器设置通过USB接口和/或以太网口和/或GPIB接口，实现信息交互。
8.如权利要求1所述的多功能模块集成测试仪器，其特征在于，还包括壳体，所述壳体包括上盖部件、前面板、底盖和后盖板部件，所述输入及显示模块设置在前面板上。
9.一种应用权利要求1?8中任一项所述的多功能模块集成测试仪器进行测试的方法，其特征在于，所述测试方法包括: 将被测设备与被测设备电连接单元连接； 通过输入及显示单元选择测试模块，并可根据需要通过操控面板的按钮进行测试参数调节； 利用选择的一个或者多个测试模块对被测设备进行测试，获得被测设备的各个参数； 输入及显示单元显示测试结果。
【文档编号】G05B19/042GK104133139SQ201410367717
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】林春材 申请人:成都天奥测控技术有限公司