CN102468822B - 在信号源中避免继电器切档噪声的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法和装置，方法包括：判断用户的操作是否需要切换档位，若需要切换档位，则先关闭输出继电器，接着配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器；若不需要切换档位，则根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值。本发明实施例通过先关闭输出继电器，再配置乘法器及切档继电器，接着再打开输出继电器，使得在切档时继电器的触点回跳所产生的切档噪声，以及由切档顺序所引起的切档噪声得到了有效的消除，可以避免切档噪声对外部设备造成损坏。

Description

在信号源中避免继电器切档噪声的方法和装置

技术领域

本发明涉及信号发生领域，尤其是涉及一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法和装置。

背景技术

目前，信号源发生器的最高输出幅度和最低输出幅度可以相差很大，比如某种任意波发生器最高可以输出幅度可以为20Vpp的信号，最小可以输出幅度为10mVpp的信号，最大幅度与最小幅度的比值达到了2000∶1，要在如此大的范围内调节，一般需要设置不同的档位。

目前信号源发生器中的档位都是通过乘法器、衰减器、放大器以、衰减切换继电器、放大切换继电器及输出继电器来完成的，请参见图1，其为现有技术中一种信号源发生器中的档位构成示意图，在图1中，模拟信号进入乘法器后，乘法器将该模拟信号进行放大或缩小，乘法器具体的放大或缩小倍数可以由软件对其进行配置，然后信号依次经过衰减器及放大器后输出，其中衰减切换继电器A用于选通衰减器、放大切换继电器B用于选通放大器，输出继电器C用于控制输出与否，通过不同的衰减器和放大器的组合，即可以构成不同的档位，而通过配置乘法器的又可以使信号源发生器在一个档位内进行调节。

但是，目前的切档继电器(包括衰减切换继电器和放大切换继电器)以及输出继电器多为机械式继电器，而机械式继电器在切换的时候通常存在触电机械回跳的问题，请参见图2，其为现有技术中机械式继电器回跳时间的示意图，回跳时间长短因继电器的结构、动作原理不同而存在差异，但无论回跳时间长短，都会对电路产生影响，在回跳过程中，继电器触点处于反复接触且接触不稳定的状态，很容易产生电压尖峰，对于信号源来说，如果这个尖峰通过放大电路后会被放大，从而在信号源的输出端表现出毛刺现象。而这种现象在切档过程中出现，就称其为切档噪声。

另外，现有技术在切档的时候都是按照既定的一种顺序进行切换，比如先切换放大器，再切换衰减器，进而配置乘法器等。这就导致现有技术存在如下的问题：

当小档位切换到大档位时，尤其是从小档位中的较大值切换到大档位中的较小值时，比如小档位为0-2V，大档位为3-4V，而从2V切换到3V时，由于2V时乘法器配置的倍数较大，而大档位中3V时，乘法器只要配置较小的倍数，因此，如果先切换衰减器和放大器，再配置乘法器倍数，会使得切换完衰减器和放大器后至配置乘法器倍数之前这段时间内产生较大的信号，在信号频谱上表现为较大的尖峰，即切档噪声。

当从大档位切换至小档位时，尤其是从大档位中的较小值切换到小档位中的较大值时，如果先配置乘法器倍数，再切换衰减器和放大器，也会在配置乘法器倍数后至切换衰减器和放大器之前这段时间内产生切档噪声。

可见，现有技术中不论是继电器的触电回跳，还是固定顺序的切档操作，都会使信号源的输出产生切档噪声，这种切档噪声不但降低了信号源输出信号的品质，更重要的是切档噪声携带的能量有可能会损坏用户连接到信号源的设备，给用户造成巨大的损失，因此在用户的使用仪器的过程中，降低或消除切档过程中的切档噪声是一件非常重要且必要的事情。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法和装置，以消除信号源发生器在切档过程中所产生的切档噪声。

一方面，本发明实施例提供了一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法，包括：判断用户的操作是否需要切换档位，若需要切换档位，则先关闭输出继电器，接着配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器；若不需要切换档位，则根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值。

优选的，本发明实施例的方法中根据用户的操作配置乘法器或切换档位结束后，还包括：存储当前的档位信息的步骤。

优选的，本发明实施例的方法中配置乘法器及切档继电器包括：根据存储的当前档位信息以及需要切换的档位信息来配置乘法器及切档继电器。

另一方面，本发明实施例还提供了一种在信号源中避免继电器切档噪声的装置，包括：判断单元，用于判断用户的操作是否需要切换档位；控制单元，用于当所述判断单元判断需要切换档位时，先关闭输出继电器，接着配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器；以及用于当所述判断单元判断不需要切换档位时，根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值。

优选的，本发明实施例的装置还包括：存储单元，用于当所述控制单元操作结束后，存储当前的档位信息。

优选的，本发明实施例的装置中当所述判断单元判断需要切换档位时，所述控制单元具体用于：先关闭输出继电器，接着根据存储的当前档位信息以及需要切换的档位信息来配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器。

本发明实施例通过先关闭输出继电器，再配置乘法器及切档继电器，接着再打开输出继电器，使得在切档时继电器的触点回跳所产生的切档噪声，以及由切档顺序所引起的切档噪声得到了有效的消除，可以避免切档噪声对外部设备造成损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种信号源发生器中的档位构成示意图；

图2为现有技术中机械式继电器回跳时间的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种信号源输出端的信号示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种在信号源中避免继电器切档噪声的装置结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种在信号源中避免继电器切档噪声的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示为本发明实施例提供的一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法流程示意图，该方法包括如下步骤：

S301：判断用户的操作是否需要切换档位，若需要切换则进入步骤S302，否则根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值。

用户在操作信号源发生器时，会设置一输出值，本发明实施例先根据该设置的输出值判断该输出值是否在当前档位内，如果在当前档位内，则不需要切档，只要配置乘法器，即可在当前档位内输出该用户所需的输出值，如果不在当前档位内，则需要通过下述步骤进行切档操作。

S302：进行关闭输出继电器的操作，使信号源暂时无输出。

S303：配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值。

在本发明实施例中，对配置乘法器及切档继电器的先后顺序并没有限制，另外本发明实施例对配置切档继电器的具体顺序也没有限制，比如可以先配置衰减切换继电器来选通衰减器，也可以先配置放大切换继电器来选通放大器等。

S304：打开输出继电器，使信号正常输出。

本发明实施例通过先关闭输出继电器，再配置乘法器及切档继电器，接着再打开输出继电器，使得在切档时继电器的触点回跳所产生的切档噪声，以及由切档顺序所引起的切档噪声得到了有效的消除。

这是由于切档继电器的切换操作所产生的尖峰有可能会通过放大器放大，使得噪声在输出端表现得较为明显，而输出继电器的操作由于没有经过放大，因此如果选用较优的继电器，即可忽略其对信号输出的影响，当采用上述切档方法时，由于在切档时输出继电器被关闭，因此整个切档过程中就存在输出继电器的切档噪声，而该噪声又可以忽略，从而可以解决由继电器切换时触电回跳所产生的噪声。再者，由于切档时输出继电器被关闭，即使乘法器和切档继电器的具体操作顺序不同，其也不会在输出端产生切档噪声。可见通过上述方法可以有效地消除切档过程中的切档噪声，可以避免切档噪声对外部设备造成损坏。

为了使本发明的有益效果更加明显，下面通过一具体实施例对其进行说明。如图4所示为本发明实施例提供的一种信号源输出端的信号示意图，其检测的是输出继电器前端的信号，比如图1中M点位置的信号。信号线1表示现有技术中当从较小档位中的2Vpp切换到较大档位中的3Vpp时M点的输出情况，而信号线2表示应用本发明实施例的方法后从2Vpp切换到3Vpp时M点的输出情况。

由图4可见，现有技术中由于切档继电器的触电回跳会在切换的瞬时出现瞬时的零电平的尖峰以及远大于3Vpp的尖峰，而采用了本发明的方法后，当关闭输出继电器后，有一瞬时的零电平，而已经看不到尖峰，可见采用不发明实施例的方法可以有效地消除切档噪声。

如图5所示为本发明实施例提供的另一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法流程示意图，该方法包括如下步骤：

S501：判断用户的操作是否需要切换档位，若不需要切换则进入步骤S502，否则进入步骤S503。

用户在操作信号源发生器时，会设置一输出值，本发明实施例先根据该设置的输出值判断该输出值是否在当前档位内，如果在当前档位内，则不需要切档，否则即需要切档。

S502：根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值，并进入步骤S506。

如果不需要切档，则说明用户的操作在当前档位内，此时只需要配置乘法器即可达到用户所需的输出值。

S503：进行关闭输出继电器的操作，使信号源暂时无输出。

S504：配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值。

在本发明实施例中，对配置乘法器及切档继电器的先后顺序并没有限制，另外本发明实施例对配置切档继电器的具体顺序也没有限制。作为本发明的一个实施例，本步骤中可以根据存储的当前档位信息以及需要切换的档位信息来配置乘法器及切档继电器，即通过比较需要切换的档位信息和当前档位信息来决定具体配置步骤即参数。

S505：打开输出继电器，使信号正常输出。

S506：存储当前的档位信息，为下一次切档操作提供支持。

本发明实施例通过先关闭输出继电器，再配置乘法器及切档继电器，接着再打开输出继电器，使得在切档时继电器的触点回跳所产生的切档噪声，以及由切档顺序所引起的切档噪声得到了有效的消除，可以避免切档噪声对外部设备造成损坏。。

如图6所示为本发明实施例提供的一种避免继电器切档噪声的装置结构示意图，包括判断单元610和控制单元620，其中判断单元610和控制单元620相连。

判断单元610用于判断用户的操作是否需要切换档位。用户在操作信号源发生器时，会设置一输出值，第一判断单元610先根据该设置的输出值判断该输出值是否在当前档位内，如果在当前档位内，则不需要切档，反之则需要切档。

控制单元620用于当判断单元610判断需要切换档位时，先关闭输出继电器，接着配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器；以及用于当判断单元610判断不需要切换档位时，根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值。

本发明实施例通过先关闭输出继电器，再配置乘法器及切档继电器，接着再打开输出继电器，使得在切档时继电器的触点回跳所产生的切档噪声，以及由切档顺序所引起的切档噪声得到了有效的消除，可以避免切档噪声对外部设备造成损坏。具体对有益效果的描述可以参见图3所对应的实施例。

如图7所示为本发明实施例提供的另一种避免继电器切档噪声的装置结构示意图，包括判断单元710、控制单元720和存储单元730，其中控制单元720分别和判断单元710及存储单元730相连。

判断单元710用于判断用户的操作是否需要切换档位。用户在操作信号源发生器时，会设置一输出值，第一判断单元610先根据该设置的输出值判断该输出值是否在当前档位内，如果在当前档位内，则不需要切档，反之则需要切档。

控制单元620用于当判断单元610判断需要切换档位时，先关闭输出继电器，接着根据存储的当前档位信息以及需要切换的档位信息来配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器；以及用于当判断单元610判断不需要切换档位时，根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值。

存储单元730用于当控制单元720操作结束后，存储当前的档位信息。

本发明实施例通过先关闭输出继电器，再配置乘法器及切档继电器，接着再打开输出继电器，使得在切档时继电器的触点回跳所产生的切档噪声，以及由切档顺序所引起的切档噪声得到了有效的消除，可以避免切档噪声对外部设备造成损坏。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种在信号源中避免继电器切档噪声的方法，其特征在于，所述方法包括：

判断用户的操作是否需要切换档位，若需要切换档位，则先关闭输出继电器，接着配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器；

若不需要切换档位，则根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值；

其中，判断用户的操作是否需要切换档位包括：根据所述用户操作信号源发生器时设置的输出值判断该输出值是否在当前档位内，如果该输出值在所述当前档位内，则不需要切换档位，如果该输出值不在所述当前档位内，则需要切换档位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据用户的操作配置乘法器或切换档位结束后，还包括：存储当前的档位信息的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述配置乘法器及切档继电器包括：

根据存储的当前档位信息以及需要切换的档位信息来配置乘法器及切档继电器。

4.一种在信号源中避免继电器切档噪声的装置，其特征在于，包括：

判断单元，用于判断用户的操作是否需要切换档位；

控制单元，用于当所述判断单元判断需要切换档位时，先关闭输出继电器，接着配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器；以及用于当所述判断单元判断不需要切换档位时，根据用户的操作配置乘法器在当前档位内调节输出值；

其中，所述判断单元，具体用于根据所述用户操作信号源发生器时设置的输出值判断该输出值是否在当前档位内，如果该输出值在所述当前档位内，则不需要切换档位，如果该输出值不在所述当前档位内，则需要切换档位。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：

存储单元，用于当所述控制单元操作结束后，存储当前的档位信息。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，当所述判断单元判断需要切换档位时，所述控制单元具体用于：先关闭输出继电器，接着根据存储的当前档位信息以及需要切换的档位信息来配置乘法器及切档继电器以达到所需的输出值，再打开所述输出继电器。