專利名稱：一種袖珍萬用數字存儲示波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量電變量和波形的裝置，特別涉及一種袖珍萬用數字存儲示波器。
目前的示波器可分為模擬示波器和數字示波器。其中數字示波器具有波形采樣、波形存儲、波形分析等多種功能，可以捕捉、分析各種復雜或非周期的波形信號，因而應用日益廣泛。但現有數字示波器多采用CRT顯示，需采用交流220V電源供電，耗電多，體積大，不易攜帶，調整、操作復雜，價格昂貴，并且不具備頻率計的功能、信號發生器的功能和萬用表的功能。
本實用新型的目的在于提出一種袖珍萬用數字存儲示波器，采用液晶顯示，高速A/D采樣，綜合了數字存儲示波器、頻率計、信號發生器和數字萬用表等四種測量儀器的功能，采用可充電電池和便攜穩壓電源供電，具有體積小、便于攜帶、操作簡便、使用靈活、價格低廉等優點。
本實用新型包含一單片微型計算機系統，A/D轉換器的輸出數據線、液晶顯示器的數據線、鍵盤電路的輸出數據線均與單片微型計算機系統的數據線相連。波形發生器的控制線、寬帶放大器的控制線、模擬開關的控制線、衰減器的控制線、信號變換器的控制線均與單片微型計算機系統的輸出口相連。衰減器的輸出信號線和信號變換器的輸出信號線均與模擬開關的輸入信號線相連，模擬開關的輸出信號線與寬帶放大器的輸入信號線相連，寬帶放大器的輸出信號線與A/D轉換器的輸入信號線相連。供電系統向以上各部分的電源端供電。
電壓信號經過衰減器、模擬開關、寬帶放大器送入A/D轉換器，轉換為數字信號，數字信號送入單片躲開計算機系統，轉換為圖形信號或頻率值送入液晶顯示器，將電壓信號的波形或頻率值顯示出來。
單片微型計算機系統向波形發生器輸出波形、頻率控制信號，波形發生器產生相應的波形輸出。
數字萬用表的測量信號送入信號變換器變換為電壓信號，電壓信號經模擬開關、寬帶放大器送入A/D轉換器轉換為數字信號，數字信號送入單片微型計算機系統轉換為數碼信號，送入液晶顯示器，將數字萬用表的測量信號的測量值顯示出來。
操作者的操作動作通過鍵盤電路轉換為開關信號，送入單片微型計算機系統。
單片微型計算機系統發出衰減倍數控制信號至衰減器。
單片微型計算機系統發出檔位選擇控制信號至信號變換器。
單片微型計算機系統發出功能選擇控制信號至模擬開關。
單片微型計算機系統發出掃速控制信號至A/D轉換器。
單片微型計算機系統發出波形、頻率控制信號至波形發生器。
由于采用了液晶顯示器，使袖珍萬用數字存儲示波器的體積減小很多，耗電降低，從而可以采用電池供電，便于攜帶。
由于采用了單片微型計算機系統，袖珍萬用數字存儲示波器可以綜合了數字存儲示波器、數字萬用表，頻率計和信號發生器等四種測量儀器的功能，使用靈活、方便。
圖1是本實用新型的結構原理圖。
圖2是A/D轉換器的電路原理圖。
以下結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作詳細的說明。
參見圖1，A/D轉換器(2)的輸出數據線、液晶顯示器(3)的數據線、鍵盤電路(4)的輸出數據線均與單片躲開計算機系統的數據線相連。波形發生器(5)的控制線、寬帶放大器(6)的控制線、模擬開關(7)的控制線、衰減器(8)的控制線、信號變換器(9)的控制線均與單片微型計算機系統(1)的輸出口相連。衰減器(8)的輸出信號線和信號變換器(9)的輸出信號線均與模擬開關(7)的輸入信號線相連，模擬開關(7)的輸出信號線與寬帶放大器(6)的輸入信號線相連，寬帶放大器(6)的輸出信號線與A/D轉換器(2)的輸入信號線相連。
電源電路(10)向單片微型計算機系統(1)，A/D換器(2)，液晶顯示器(3)，鍵盤電路(4)，波形發生器(5)，寬帶放大器(6)，模擬開關(7)，衰減器(8)，信號變換器(9)供電。
電壓信號經過衰減器(8)、模擬開關(7)、寬帶放大器(6)送入A/D轉換器(2)，轉換為數字信號，數字信號送入單片微型計算機系統(1)，轉換為圖形信號或頻率值，送入液晶顯示器(3)，將電壓信號的波形或頻率值顯示出來。
單片微型計算機系統(1)向波形發生器(5)輸出波形、頻率控制信號，波形發生器(5)產生相應的波形輸出。
數字萬用表的測量信號送入信號變換器(9)，變換為電壓信號，電壓信號經模擬開關(7)，寬帶放大器(6)送入A/D轉換器(2)，轉換數字信號，數字信號送入單片微型計算機系統(1)，轉換為數碼信號，送入液晶顯示器(3)，將數字萬用表的測量信號的測量值顯示出來。
操作者的操作動作通過鍵盤電路(4)轉換為開關信號，送入單片微型計算機系統(1)。
單片微型計算機系統(1)發出衰減倍數控制信號至衰減器(8)。
單片微型計算機系統(1)發出檔位選擇控制信號至信號變換器(9)。
單片微型計算機系統(1)發出功能選擇控制信號至模擬開關(7)。
單片微型計算機系統(1)發出掃速控制信號至A/D轉換器(2)。
單片微型計算機系統(1)發出波形、頻率控制信號至波形發生器(5)。
參見圖2，A/D轉換器由A/D轉換芯片(11)、數據緩沖存儲器(12)、地址發生器(13)、頻率轉換器(14)、時鐘發生器(15)組成。
A/D轉換芯片(11)的輸出數據線與數據緩沖存儲器(12)的輸入數據線相連，數據緩沖存儲器(12)的地址線與地址發生器(13)的地址線相連，地址發生器(13)的計數脈沖信號線與頻率轉換器(14)的輸出信號線相連，頻率轉換器(14)的時鐘信號線與時鐘發生器(15)的輸出信號線相連。
電壓信號VIN經A/D轉換芯片(11)轉換為數字量，送入數據緩沖存儲器(12)暫存，單片微型計算機系統(1)通過數據線DB讀取數據量。
單片微型計算機系統(1)的輸出口FC發出掃速控制信號送至頻率轉換器(14)頻率控制線的。
輸入的電壓信號經A/D轉換芯片(11)轉換為數字信號，數字信號送入數據緩沖存儲器(12)暫存，數字信號通過數據線送入單片微型計算機系統(1)。時鐘發生器(15)產生時鐘信號送入頻率轉換器(14)，單片微型計算機系統(1)發出的掃速控制信號也送入頻率轉換器(14)，頻率轉換器(14)產生計數脈沖信號送入地址發生器(13)，地址發生器(13)產生地址信號送入數據緩沖存儲器(12)。
實施例參見圖1，單片微型計算機系統(1)可選用MCS 51/96/196系列單片機，也可選用Z8、MC68等系列單片機。
液晶顯示器(3)可選用任何一種點陣式圖形液晶顯示器，如國產的EDM12864A，日本的DMF697NY等。
鍵盤電路(4)可選用塑料薄膜表面粘貼鍵盤，也可選用彈性橡膠鍵盤和機械式鍵盤。
波形發生器(5)選用任何一種具有多種波形發生功能的波形發生芯片，如ICL8038，或采用D/A變換法產生所需波形。
寬帶放大器(6)可選用任何一種寬帶放大器芯片或高速運放，如LM318、AD844N、LT1028等。
模擬開關(7)可選用CD4051，CD4052，CD053等芯片。
衰減器(8)可采用任何一種脈沖分壓電路形式。
信號變換器(9)對電流信號可采用串聯取樣電阻法將電流信號轉換為電壓信號，電阻的測量可采用恒流源電路，將電阻值轉換為與之相對應的電壓信號，或將被測電阻與標準電阻串聯，采用分壓法將電阻值轉換為與之相對應的電壓信號。
電源電路(10)。系統可采用電池供電，或由外接穩壓電源供電。可采用集成電源變換電路產生負電壓和高電壓，如ICL7660，MAX716，MAX743等。
參見圖2，A/D轉換芯片(11)可選用任何一種高速AD芯片，如KSV3208、BT218、AD公司的AD773AJD或Harris公司的CA3306。CA3318等。
數據緩沖存儲器(12)可選用任何一種SRAM芯片，如6116，6264，62256等。
地址發生器(13)可選用任何一種高速計數器，如74HC4040，74HC4060等。
頻率轉換器(14)可選用任何一種多路開關，如74LS151，74LS152，74LS251等。
權利要求1·一種袖珍萬用數字存儲示波器，包括一單片微型計算機系統，本實用新型的特征是，A/D轉換器的輸出數據線、液晶顯示器的數據線、鍵盤電路的輸出數據線均與單片微型計算機系統的數據線相連。波形發生器的控制線、寬帶放大器的控制線、模擬開關的控制線、衰減器的控制線、信號變換器的控制線均與單片微型計算機系統的輸出口相連。衰減器的輸出信號線和信號變換器的輸出信號線均與模擬開關的輸入信號線相連，模擬開關的輸出信號線與寬帶放大器的輸入信號線相連，寬帶放大器的輸出信號線與A/D轉換器的輸入信號線相連。
2·根據權利要求1所述的示波器，其特征在于，所說的A/D轉換器由A/D轉換芯片、數據緩沖存儲器、地址發生器、頻率轉換器、時鐘發生器組成。A/D轉換芯片的輸出數據線與數據緩沖存儲器的輸入數據線相連，數據緩沖存儲器的地址線與地址發生器的地址線相連，地址發生器的計數脈沖信號線與頻率轉換器的輸出信號線相連，頻率轉換器的時鐘信號線與時鐘發生器的輸出信號線相連。
專利摘要一種袖珍萬用數字存儲示波器，包括一單片微型計算機系統，及與其相連的A/D轉換器、液晶顯示器、鍵盤電路、波形發生器、寬帶放大器、模擬開關、衰減器、信號變換器，綜合了數字存儲示波器、頻率計、信號發生器和數字萬用表等四種測量儀器的功能，采用可充電電池和便攜穩壓電源供電，具有體積小、便于攜帶、操作簡便、使用靈活、價格低廉等優點。
文檔編號G01R13/00GK2244197SQ9524541
公開日1997年1月1日 申請日期1995年11月20日 優先權日1995年11月20日
發明者裴云慶, 戴先樂, 楊旭, 王兆安 申請人:西安交通大學, 吳縣天樂自動化技術開發有限責任公司