CN101191831A - 示波器测试系统及方法 - Google Patents

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黄仁波
甘小林
何友光
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Abstract

本发明提供一种示波器测试方法，包括如下步骤：计算机向校准器发送指令，该校准器输出一个标准值信号，所述标准值信号经测试连接线传送给示波器；该示波器接收计算机的指令，对所述标准值信号进行测试；所述计算机接收示波器传回的测试值；比较所述标准值信号对应的标准值与测试值，以确定所述测试值和标准值之间的误差是否在该示波器的出厂规格之内；若所述测试值与标准值之间的误差在该示波器的出厂规格内，则该示波器合格；及若所述测试值与标准值之间的误差不在该示波器的出厂规格内，则该示波器不合格。另外，本发明还提供一种示波器测试系统。

Description

示波器测试系统及方法
技术领域
本发明涉及一种示波器测试系统及方法。
技术背景
在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测试仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器，它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测试实验结果必不可少的重要仪器。
示波器生产厂家在制造示波器时需要对示波器进行测试和检验。由于仪器本身的硬件电路有温度漂移和零点漂移，所以，示波器在使用前、使用过程中及维修后，均需要进行校准。所述校准是指将测试装置和一个与其相当或者更好的标准进行比较的过程。
在传统的技术领域，示波器的测试需要手动完成，测试系统如图1所示，该系统包括校准器1、在测试装置(Unit Under Test，UUT)2(即示波器)及测试连接线4。测试人员在测试UUT2时，需要手动记录测试数据，具体步骤包括：(a)用测试连接线4连接校准器1和UUT2；(b)设定UUT 2的待测试项目及量程；(c)在校准器1的面板上输入测试参数M1，使校准器1输出相应信号；
(d)UUT2接收信号，并读取UUT2的输出值M2，(e)M1和M2录入测试报告，进行数据处理与误差分析；(f)测试人员针对所生成的测试报告确定是否校准示波器。当测试人员在测试一台示波器时，会依据JJF 1057-1998数据存储示波器检定规范、JJG262-96模拟示波器检定规程，重复上述步骤。其中，测试双通道示波器，测试人员需要重复上述步骤59次，测试四通道示波器，需要重复上述步骤85次。可想而知，测试示波器的步骤很繁琐，测试人员容易疲劳，进而导致测试示波器的效率低下，且容易出现记录方面的错误。若示波器调整不准确，还会导致读值错误等人为误差。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种示波器测试系统，利用一个测试程序进行示波器的测试或校准，可以减少人为测试误差、提高测试效率与质量。
鉴于以上内容，有必要提供一种示波器测试方法，利用一个测试程序进行示波器的测试或校准，可以减少人为测试误差、提高测试效率与质量。
一种示波器测试系统，包括校准器、示波器及计算机，该校准器通过一条测试连接线与示波器相连，并通过串列通讯端口与计算机连接，所述示波器通过网络与该计算机连接，其特征在于，该计算机包括一个测试程序，该测试程序用于向所述校准器发送指令使得该校准器输出标准值信号，由所述示波器对该标准值信号进行测试，接收所述示波器所传回的测试值，比较所述标准值信号所对应的标准值和测试值以确定该示波器是否合格，并根据所述测试值与标准值生成测试报告。
一种示波器测试方法，包括步骤如下：计算机向校准器发送指令，该校准器输出一个标准值信号，所述标准值信号经一条测试连接线传送给示波器；该示波器接收计算机的指令，对所述标准值信号进行测试；所述计算机接收示波器传回的测试值；比较所述标准值信号所对应的标准值与测试值，以确定所述测试值和标准值之间的误差是否在该示波器的出厂规格之内；若所述测试值与标准值之间的误差在该示波器的出厂规格内，则该示波器合格；及若所述测试值与标准值之间的误差不在该示波器的出厂规格内，则该示波器不合格。
相较于现有技术，所述的示波器测试系统及方法，利用一个测试程序进行示波器的测试或校准，对于双通道的示波器只需变换一次通道间的连线、对于四通道的示波器只需变换三次通道间的连线就可以自动完成示波器测试，该方法可以减少人为测试误差、提高测试效率与质量。
附图说明
图1是现有技术中的示波器测试系统示意图。
图2是本发明示波器测试系统较佳实施例的硬件架构图。
图3是本发明示波器测试方法较佳实施例的作业流程图。
图4是本发明图3中的时基测试流程图。
图5是本发明图3中的垂直偏转测试流程图。
图6是本发明图3中的上升时间测试流程图。
图7是本发明图3中的频带宽度测试流程图。
具体实施方式
如图2所示，是本发明示波器测试系统较佳实施例的硬件架构图。该系统包括校准器1、在测试装置(Unit Under Test，UUT)2(即示波器2)、计算机3，及连接校准器1和示波器2的测试连接线4。所述校准器1通过一个串行通讯端口5与所述计算机3相连。该计算机3通过网络6还与所述示波器2连接。其中，本实施例中的网络6为本地网或局域网，所述示波器2对应一个出厂规格。
所述计算机3内存储一个测试程序，该测试程序用于预先设定所述示波器2的通道数和带宽，设定该示波器2的测试项目及该测试项目的顺序。其中，所述通道数包括二通道和四通道，所述带宽包括300兆赫兹和500兆赫兹。本实施例中的测试项目依顺序包括时基测试、垂直偏转测试、上升时间测试和频带宽度测试。在本实施例中，若所述示波器2的通道数为二通道，则测试程序测试所述示波器2时测试人员需要手动变换一次测试连接线4在示波器2上的通道数，即变换一次通道间的连线，例如，测试程序完成“channel 1”的测试之后，测试人员将测试连接线4从“channel 1”处拔出，然后插入“channel 2”；若本实施例中的示波器2的通道数为四通道，则测试人员需要手动变换三次通道间的连线。
所述测试程序还用于预先设定示波器2的测试量程或测试点，再根据该测试量程或测试点向所述校准器1发送指令，由该校准器1输出相应的信号，即标准值，例如，测试程序设定示波器2的垂直偏转因素为1毫伏特每格(mV/div)，并向校准器1发出指令使得该校准器1输出幅值为6mV(1kHz)的标准值信号，该信号经测试连接线4传送到示波器2，示波器2对该信号进行测试，并将测试值传回计算机3。测试程序比较所述示波器2的测试值和校准器1所输出的标准值以确定所述测试值和标准值之间的误差是否在该示波器2的出厂规格之内，其中，若该比较结果符合该示波器2的出厂规格，则确定该示波器2合格；反之，若该比较结果不符合所述示波器2的出厂规格，则该示波器2不合格。所述测试程序还用于将所述测试值和标准值输入一个报告范本，生成一份测试报告。
如图3所示，是本发明示波器测试方法较佳实施例的作业流程图。首先，测试程序需要预先设定示波器2的通道数和带宽，设定示波器2的测试项目及该测试项目的顺序，所述带宽的设定是用于提高示波器2的效率，测试程序也可以不用设定带宽(步骤S1)。
测试程序设定示波器2的测试量程或测试点，并根据该测试量程或测试点所对应的数值向校准器1发送指令，校准器1接收所述指令并输出信号，即输出标准值(步骤S3)。
测试程序根据所述测试项目和顺序控制示波器2对校准器1所输出的标准值进行测试，其中，本实施例中的测试项目依顺序包括时基测试、垂直偏转测试、上升时间测试和频带宽度测试(步骤S5)。
该示波器2将测试值传回计算机3(步骤S7)。
测试程序接收该示波器2所传送的测试值，并比较所述测试值及与该测试值对应的标准值，并将所述测试值和标准值之间的误差与该示波器2的出厂规格进行比较，以确定该示波器2是否合格，具体而言，若所述测试值和标准值之间的误差在该示波器2的出厂规格之内，则该示波器2合格；若所述测试值和标准值之间的误差不在该示波器2的出厂规格之内，则该示波器2不合格，测试人员需要校正该示波器2直到该示波器2合格为止，若示波器2无法较正到合格，则需要对该示波器2进行维修(步骤S9)。
测试程序将所述测试值及标准值输入一个报告范本，产生一份测试报告，本实施例中的测试程序也可以在完成测试后先生成测试报告，然后比较测试报告中的测试值和标准值以确定该示波器2是否合格(步骤S11)。
在本实施例中，测试程序根据所设定的通道数，依次测试示波器2的每一个通道，其中，时基测试在第一通道进行后，无需在其它通道进行。另外，测试人员既可以在完成一个通道测试后生成测试报告，也可以在完成所有的通道测试后生成测试报告。
如图4所示，是本发明图3的步骤S5中的时基测试流程图。在开始时基测试前，计算机3需向校准器1及示波器2分别发送一个指令，以设定校准器1输出端及示波器2输入端的阻抗均为50欧姆，且计算机3向校准器1发送一个指令使得该校准器1输出一个时标信号，即输出一个标准值，例如，所述标准值为2ns时，校准器1根据该指令发送一个2ns的时标信号(步骤S401)。
测试程序根据所述时标信号对示波器2的时基进行测试，并显示测试值(步骤S403)。
示波器2将所述测试值传送给计算机3(步骤S405)。
测试程序存储所述测试值，以便后续生成测试报告(步骤S407)。
测试程序判断是否完成了所有的时基测试，若还有时基测试没有完成，则返回步骤S401继续下一个时基测试；若所有时基测试均已完成，则结束时基测试，开始下一测试项目(步骤S409)。
如图5所示，是本发明图3的步骤S5中的垂直偏转测试流程图。所述垂直偏转测试的方法与图4中的时基测试相似，首先，计算机3需向校准器1及示波器2分别发送一个指令，以设定校准器1输出端及示波器2输入端的阻抗均为1兆欧，由校准器1输出一个电压信号(即标准值)，例如，校准器1根据指令输出一个电压信号，其标准值为6mV(1000Hz)(步骤S501)。
示波器2对所述电压信号进行测试及显示测试值(步骤S503)。
示波器2将测试值传回计算机3(步骤S505)。
测试程序将所述测试值存储于计算机3中，以便后续生成测试报告(步骤S507)。
测试程序判断是否完成垂直偏转测试，若垂直偏转测试没有完成，则返回步骤S501继续下一个电压的垂直偏转测试；若所有的垂直偏转测试均已完成，则结束垂直偏转测试，开始下一测试项目(步骤S509)。
如图6所示，是本发明图3的步骤S5中的上升时间测试流程图。首先，测试程序根据产品用户手册中此项规格的要求先向示波器2发送指令，设定示波器2的垂直偏转因素X mV/div，再向校准器1发送指令使得该校准器1输出5X mV(1MHz)的信号，例如，测试程序设定示波器2的垂直偏转因素为1mV/div，校准器1产生一个5mV(1MHz)的快延脉冲信号，并将该快延脉冲信号发送给示波器2(步骤S601)。
示波器2对该快延脉冲信号进行上升时间测试并显示测试值(步骤S603)。
示波器2将测试值传回计算机3，例如，该测试值为4.95mV(步骤S605)。
测试程序存储所述测试值，以便后续生成测试报告(步骤S607)。
测试程序判断是否完成上升时间测试(步骤S609)。
若上升时间测试没有完成，则返回步骤S601继续下一个幅值量程的上升时间测试(步骤S611)。
若所有幅值量程的上升时间测试均已完成，则结束上升时间测试，开始示波器2的下一测试项目。
如图7所示，是本发明图3的步骤S5中的频带宽度测试流程图。所述频带宽度测试的方法步骤与图6中的上升时间测试步骤相似，计算机3需先向校准器1及示波器2分别发送一个指令使得校准器1的输出阻抗及示波器2接收端的阻抗均为50欧姆。测试程序设定示波器2的垂直偏转因素为V0mV/div，校准器1根据测试程序所设定的垂直偏转因素输出6V0mV(NMHz，N＝1，10，20，......)的正弦波信号(即标准值)，例如，测试程序设定示波器2的垂直偏转因素为1mV/div，校准器1输出的正弦波信号为6mV(1MHz)(步骤S701)。
示波器2对所述正弦波信号进行测试，并显示该正弦波信号及幅度的测试值(步骤S703)。
示波器2将测试值传回计算机3(步骤S705)。
测试程序存储所述测试值，用于后续生成测试报告(步骤S707)。
测试程序将测试值与1兆赫兹的正弦波信号的幅度进行比较，判断该测试值是否大于或等于0.707V0(步骤S709)。
若所述测试值小于或等于0.707V0，则结束频带宽度测试的步骤，而此时若校准器1输出信号的频率为f，则f与f0(f0为正弦波信号起始点的频率，通常为0Hz)的差即为示波器的带宽。然后，测试程序可以根据所设定的通道数开始下一通道的测试；若所述测试值大于0.707V0，则校准器1根据幅值不变、频率以(N+10)MHz的变化规律输出正弦波信号，本实施例中的测试程序返回步骤S701，重复S703至S709的步骤(步骤S711)。
本实施例中的测试程序可以预先设置测试参数进行示波器2的测试，对于双通道的示波器2，测试人员只需变换一次通道间的连线、对于四通道的示波器只需变换三次通道间的连线就可以自动完成示波器2的测试，而不用测试人员反复手动输入测试参数。

Claims (10)

1.一种示波器测试系统，该系统包括校准器、示波器及计算机，该校准器通过一条测试连接线与示波器相连，并通过串列通讯端口与计算机连接，所述示波器通过网络与该计算机连接，其特征在于，该计算机包括一个测试程序，该测试程序用于向所述校准器发送指令使得该校准器输出标准值信号，由所述示波器对该标准值信号进行测试，接收所述示波器所传回的测试值，比较所述标准值信号所对应的标准值和测试值以确定该示波器是否合格，并根据所述测试值与标准值生成测试报告。
2.如权利要求1所述的示波器测试系统，其特征在于，所述计算机存储有示波器的出厂规格，所述测试程序通过将所述测试值与标准值进行比较以确定所述测试值与标准值之间的误差是否在该示波器的出厂规格之内。
3.如权利要求2所述的示波器测试系统，其特征在于，若所述测试值与标准值之间的误差不在该示波器的出厂规格之内，则该示波器不合格，若所述测试值与标准值之间的误差在该示波器的出厂规格值内，则该示波器合格。
4.如权利要求2所述的示波器测试系统，其特征在于，所述测试程序还用于预先设定测试项目及顺序，及预先设定示波器的通道数和带宽。
5.如权利要求4所述的示波器测试系统，其特征在于，所述测试项目包括时基测试、垂直偏转测试、上升时间测试和频带宽度测试。
6.一种示波器测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
计算机向校准器发送指令，该校准器输出一个标准值信号，所述标准值信号经一条测试连接线传送给示波器；
该示波器接收计算机的指令，对所述标准值信号进行测试；
所述计算机接收示波器传回的测试值；
比较所述标准值信号所对应的标准值与所述测试值，以确定所述测试值和标准值之间的误差是否在该示波器的出厂规格之内；
若所述测试值与标准值之间的误差在该示波器的出厂规格内，则该示波器合格；及
若所述测试值与标准值之间的误差不在该示波器的出厂规格内，则该示波器不合格。
7.如权利要求6所述的示波器测试方法，其特征在于，该方法还包括步骤：将所述测试值和标准值输入一个报告范本，生成一份测试报告。
8.如权利要求6所述的示波器测试方法，其特征在于，该方法还包括步骤：设定需测试的项目及顺序，该测试项目包括时基测试、垂直偏转测试、上升时间测试和频带宽度测试。
9.如权利要求8所述的示波器测试方法，其特征在于，所述设定需测试的项目及顺序包括设定示波器的通道数。
10.如权利要求9所述的示波器测试方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤：
根据所设置的通道数按上述测试步骤进行示波器下一通道的测试以得到测试值；
比较该通道的标准值和测试值，以确定该通道的测试值和标准值之间的误差是否在该示波器的出厂规格之内；
若该通道的测试值与标准值之间的误差在该示波器的出厂规格内，则该示波器合格；及
若该通道的测试值与标准值之间的误差不在示波器的出厂规格内，则该示波器不合格。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080604