專利名稱：一種用于測試裝置的多通道信號選擇器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試儀器，尤其是一種用于測試裝置的多通道信號選擇器。
測試系統中，有時對輸入信號有一定的變化要求，同時對多路信號也會采用分時服用的方法。這時采用單一的信號源發生器進行操作就顯得較為麻煩，而且還會帶有一定的手動誤差。因此為提高工作效率和測試穩定度而制作一個多通路選擇開關是迫切需要的，與此同時再加入自增益變化就更能化簡手動操控過程。這樣一來，信號輸入通道的選擇和增益變化控制就需要一個專門的單板電路來完成。同時電路要和計算機之間能夠掛鉤通信，以此讓電路接受高端控制，從而實現測試系統的可程控化。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下一種用于測試裝置的多通道信號選擇器，與受控測試儀器和被檢測設備電連接，其特征在于該選擇器包括增益變化范圍控制部分，控制單元部分和測試通路選擇部分組成，多通路的選擇由高端控制系統及計算機經通信接口發出指令，通過控制單元的單片機與計算機之間的串行通信實現；增益變化控制是經過計算機與控制單元部分之間的串行通信，由單片機發出選擇信號完成。
增益變化范圍控制部分包括輸入接口、光電開關、集成運算放大器、輸出接口，外部信號發生器發出的信號由輸入接口接收，由輸出接口發出到被檢測設備。
所述增益變化范圍控制部分的光電開關經輸入接口接受外來信號發生器發出的信號，并接受來自控制單元譯碼器發出的控制信號，根據設定電位值選擇接收信號的通路，集成運算放大器對信號發生器發出的信號進行放大，再由輸出接口輸出到被檢測設備。
控制單元部分包括單片機、控制光電開關的通路選擇的譯碼器、存儲程序的存儲單元、連接計算機的串行通信單元，單片機發出測試通路選擇信號到測試通路選擇部分控制測試通路選擇。
所述存儲單元包括分別與單片機連接的地址鎖存器、程序存儲器。
所述串行通信單元包括串行通信轉換器、通信接口，單片機經串行通信單元與計算機進行串行通信。
測試通路選擇部分包括繼電器、輸入接口，繼電器接收單片機發出的測試通路選擇信號，以及被檢測設備處理后的信號，由繼電器內部的跳變實現通路選擇，經輸出接口發送到測試儀器。
本實用新型的工作過程是計算機通過串行通信發送指令，單片機根據指令要求對經增益變化后的源信號輸出點進行選擇，根據收到的指令選擇信號通路，由單片機發出的選擇信號控制譯碼器、繼電器和光電開關的工作，被測試信號沿已知通路進行增益變化后由所選輸出點輸出。
本實用新型的有益效果表現在自增益多通路選擇開關能夠免去過去使用的手工操作規程。在其整個運行過程中，原始控制都由計算機發出，單片機再根據收到的原始控制信號來指揮電路進入正確的工作狀態。由于計算機的人機交付界面較為簡單易懂，操作也顯的人性化，從而便于理解和使用。因此用計算機控制測試過程能使工作更輕松簡單，并節省更多的人力資源和提高一定的工作效率。而自增益多通路選擇開關為搭建這個計算機測控系統提供了可行性的設計平臺，更為以后的設計工作打下了堅實的基礎。
由于上述通路的選擇過程要由計算機控制完成，而不是由開關電路本身控制完成。這就需要有一個有效的通信手段，而目前最有效的就是進行串行通信。
多通路的選擇必須由高端控制系統經通信接口發出指令完成。這主要通過單片機與計算機之間的串行通信實現。增益變化控制也要經過計算機與單板之間的通信，由單片機發出選擇信號從而完成。增益變化主要由集成運算放大電路實現。而且此電路能增強信號源的負載驅動能力，提高測試精確度，從而避免了因信號源驅動能力較弱引起的測試誤差。
整個開關電路主要由增益變化范圍控制部分，串行通信部分和控制信號輸出部分組成。其工作流程如下1、計算機通過串行通信發送指令；2、單片機根據指令要求對經增益變化后的源信號輸出點進行選擇；3、開關電路根據收到的指令選擇信號通路；4、由單片機發出的選擇信號控制譯碼器，繼電器和光電開關的工作；5、被測試信號沿已知通路進行增益變化后由所選輸出點輸出。
本實用新型在工作狀態下其信號流程共分為三部1、根據計算機發出的控制命令，測試裝置先對增益通路進行選擇。有4種增益變化可供選擇，控制信號由單片機發出。
經增益變化后的信號送給被測板；2、同時測試裝置還需對測試通路進行選擇。因被測板返回的測試信號共有2種，所以需經選擇后來決定此次被測信號；3、經過以上選擇后，由信號發生器送出0DB(800HZ)正弦信號到裝置中。信號經已選的增益通路后，被發送到被測試設備中。信號通過被測試設備后，將送回到測試裝置中去，并流入已確定的測試通道中供測試儀器采集。
電路部分采用的主要器件有4066光電開關，MCS-51系列芯片，AM27C512外擴只讀存儲片，74HC373地址鎖存器，MC1458運算放大器，ATF209集電器，4069與非門芯片，74HC138譯碼器，MAXIM232AEPE串行通信芯片和NPN三級管等。
MC1458和多個電阻電容構成增益電路部分，它能夠實現對從信號源輸入信號的有效縮放控制，并能加強對后續電路的驅動能力。
MAXIM232AEPE芯片可直接外接計算機的串行通信口，它有雙組RS-232發送器和接收器需外接兩個電容。單片機的串行接口也同時接在MAXIM232AEPE上，這樣便能實現單片機與計算機之間的有效通信，為構建高端系統對電路的控制提供了一個平臺。
4066光電開關和ATF209集電器主要用于通路的選擇。4066的控制管腳外接在單片機的輸入輸出腳上，由單片機發出高電平信號來控制4066的導通與關閉，從而據此選擇一路增益作為有效的輸入通路。ATF209集電器1腳接在+5V電源輸入端，10腳與NPN三級管的擠滿電極相連，而三級管發射極和信號地相連，基極與單片機的I/O腳相接。當單片機發出信號以后促使NPN管的導通，同時就引起集電器內線圈上有電流通過導致開關點跳變。
整套單板電路抗干擾能力較強。開始工作時，從信號發生器送來的原始信號經音頻信號輸入端進入電路板。與此同時由計算機通過串行通信線送來的線路選擇信號也到達了單片機中。信號經響應后，單片機向4066開關和ATF209集電器送出開關切換電平。在邏輯電平的作用下4066開關會予以響應，由此選擇一條增益通路作為信號輸入線路。由于整套電路是為自動測試系統服務的，所以輸入信號要在送給被測板自環后再采集回開關電路。信號在被測板自環時要考慮是采集經被測板的放大電路放大后的信號，還是未經放大的信號。此時就需要在兩個采集點之間進行切換，而這可以通過ATF209集電器的跳變實現。作為附加電路，自激震蕩電路被加入自增益多通路選擇開關當中用于震鈴測試。
自增益多通路選擇開關電路合成了增益變化選擇，通路變換選擇和計算機高端通信控制等功能。這對構建整個自動測試系統的測試平臺部分起到了較大的幫助，為后續的開發工作打下較為堅實的基礎。
本實用新型裝置的外形結構如下長為250CM，寬為55.5CM，深為285。前面板有4個工作指示燈，2個信號輸入口，1個復位開關和1個電源開關。指示燈主要用于顯示工作狀態是否正常。后面板上有1個DB-9的RS-232接插口，1個電源輸入口和接地口。
權利要求1.一種用于測試裝置的多通道信號選擇器，與受控測試儀器和被檢測設備電連接，其特征在于該選擇器包括增益變化范圍控制部分，控制單元部分和測試通路選擇部分組成，多通路的選擇由高端控制系統及計算機經通信接口發出指令，通過控制單元的單片機與計算機之間的串行通信實現；增益變化控制是經過計算機與控制單元部分之間的串行通信，由單片機發出選擇信號完成。
2.根據權利要求1所述的一種用于測試裝置的多通道信號選擇器，其特征在于增益變化范圍控制部分包括輸入接口、光電開關、集成運算放大器、輸出接口，外部信號發生器發出的信號由輸入接口接收，由輸出接口發出到被檢測設備。
3.根據權利要求1或2所述的一種用于測試裝置的多通道信號選擇器，其特征在于所述增益變化范圍控制部分的光電開關經輸入接口接受外來信號發生器發出的信號，并接受來自控制單元譯碼器發出的控制信號，根據設定電位值選擇接收信號的通路，集成運算放大器對信號發生器發出的信號進行放大，再由輸出接口輸出到被檢測設備。
4.根據權利要求1所述的一種用于測試裝置的多通道信號選擇器，其特征在于控制單元部分包括單片機、控制光電開關的通路選擇的譯碼器、存儲程序的存儲單元、連接計算機的串行通信單元，單片機發出測試通路選擇信號到測試通路選擇部分控制測試通路選擇。
5.根據權利要求1或4所述的一種用于測試裝置的多通道信號選擇器，其特征在于所述存儲單元包括分別與單片機連接的地址鎖存器、程序存儲器。
6.根據權利要求1或4所述的一種用于測試裝置的多通道信號選擇器，其特征在于所述串行通信單元包括串行通信轉換器、通信接口，單片機經串行通信單元與計算機進行串行通信。
7.根據權利要求1或4所述的一種用于測試裝置的多通道信號選擇器，其特征在于測試通路選擇部分包括繼電器、輸入接口，繼電器接收單片機發出的測試通路選擇信號，以及被檢測設備處理后的信號，由繼電器內部的跳變實現通路選擇，經輸出接口發送到測試儀器。
專利摘要本實用新型針對現有測試系統中采用單一的信號源發生器進行操作的測試手段的缺陷，提供一種由計算機控制通道選擇的，用于輸入信號的增益變化通路的選擇，以及經被測電路自環后返回的測試信號的選擇的用于測試裝置的多通道信號選擇器。該選擇器包括增益變化范圍控制部分，控制單元部分和測試通路選擇部分組成，多通路的選擇由高端控制系統及計算機經通信接口發出指令，通過控制單元的單片機與計算機之間的串行通信實現；增益變化控制是經過計算機與控制單元部分之間的串行通信，由單片機發出選擇信號完成。本實用新型采用計算機控制測試過程能使工作更輕松簡單，并節省更多的人力資源和提高工作效率。
文檔編號H04B17/00GK2585500SQ0224513
公開日2003年11月5日 申請日期2002年12月16日 優先權日2002年12月16日
發明者巫宗躍 申請人:中國電子科技集團公司第三十研究所