CN104020331B

CN104020331B - 示波器

Info

Publication number: CN104020331B
Application number: CN201410284448.0A
Authority: CN
Inventors: 任斌; 余泽超; 林泽凯; 吴健超; 王浩新
Original assignee: Dongguan University of Technology
Current assignee: Guangdong Ike Industrial Co ltd
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-06-23
Also published as: CN104020331A

Abstract

本发明公开了一种示波器，其包括采集端与显示端；所述采集端包括信号输入接口模块、信号调理模块、数据采集模块、充电模块以及第一无线收发模块；所述显示端包括第二无线收发模块、波形显示模块以及波形控制模块；所述充电模块分别连接所述信号输入接口模块、所述信号调理模块、所述数据采集模块以及所述第一无线收发模块；所述信号输入接口模块、所述信号调理模块、所述数据采集模块以及所述第一无线收发模块顺序连接；所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块采用无线方式无线连接；所述第二无线收发模块、所述波形显示模块以及所述波形控制模块顺序连接。

Description

示波器

技术领域

本发明涉及示波技术，特别是涉及一种示波器。

背景技术

示波器作为一种电子测量仪器，在各种电子产品的研发和维护方面尤为常用。虽然传统示波器的功能齐全，但它也有体积过大、价格昂贵、成本高等严重缺陷，对于个人开发或工程师外出检修等有着种种的限制。

此外，传统示波器只能让操作者近距离操作和测量，并且不能保存波形和发送波形图给其他人员查看和分析。进一步地，传统示波器只能作为示波器使用，不能兼作为信号发生源使用，给研发和测量人员带来了很多的不便。

并且，现有技术存在结构复杂，能耗高等问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种新的携带方便、采集端与显示端分离设置、连接简单的示波器，本发明的其他技术方案，还解决了充电方便、携带方便、控制方便的技术问题。

本发明的一个技术方案是：一种示波器，其包括采集端与显示端；

所述采集端包括用于输入信号的信号输入接口模块、用于输入信号的信号调理模块、用于采集数据的数据采集模块、用于供电的充电模块以及用于收发无线信号的第一无线收发模块；

所述显示端包括用于收发无线信号的第二无线收发模块、用于显示波形的波形显示模块以及用于控制波形的波形控制模块；

所述充电模块分别连接所述信号输入接口模块、所述信号调理模块、所述数据采集模块以及所述第一无线收发模块；

所述信号输入接口模块、所述信号调理模块、所述数据采集模块以及所述第一无线收发模块顺序连接；

所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块采用无线方式无线连接；

所述第二无线收发模块、所述波形显示模块以及所述波形控制模块顺序连接。

例如，所述示波器中，所述第一无线收发模块为用于采用蓝牙方式收发无线信号的第一蓝牙收发模块，所述第二无线收发模块为用于采用蓝牙方式收发无线信号的第二蓝牙收发模块，所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块采用蓝牙方式无线连接。

例如，所述示波器中，所述充电模块内部设置锂电池。

例如，所述示波器中，所述锂电池为聚合物锂离子蓄电池。

例如，所述示波器中，各所述聚合物锂离子蓄电池分散设置。

例如，所述示波器中，所述数据采集模块采用HT32F1765作为主控芯片。

例如，所述示波器中，所述显示端为智能终端。

例如，所述示波器中，所述智能终端为手机。

例如，所述示波器中，所述智能终端采用安卓系统。

例如，所述示波器中，所述充电模块为大电流充电模块。

采用上述方案，本发明的采集端与显示端分离设置、无线连接，携带方便，使用简单，可以制成轻巧的便携产品，具有较好的工业生产价值。

附图说明

图1为本发明示波器的一实施例；

图2为本发明示波器采集端信号控制的一实施例；

图3为本发明示波器流程实现的一实施例；

图4为本发明示波器结构的一实施例；

图5为本发明示波器显示端所显示内容的一实施例；

图6为本发明示波器显示端所显示内容的另一实施例。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

例如，如图4所示，一种示波器，其包括采集端与显示端；所述采集端包括用于输入信号的信号输入接口模块、用于输入信号的信号调理模块、用于采集数据的数据采集模块、用于供电的充电模块以及用于收发无线信号的第一无线收发模块；所述显示端包括用于收发无线信号的第二无线收发模块、用于显示波形的波形显示模块以及用于控制波形的波形控制模块；例如，所述显示端为智能终端。例如，所述智能终端为手机，例如，显示波形和控制均在android手机触摸屏上实现。例如，所述智能终端采用安卓系统。又如，所述充电模块为大电流充电模块。例如，采集端和android手机可分离，采集端有一个蓝牙模块，通过蓝牙模块与android手机进行收发数据，实现对波形进行显示和操作。这样的采集端与显示端分离式设计，显示端可以在一定距离内操作和测量，不再是只能在信号源处操作和测量，使用方便。例如，一种示波器，其包括若干个采集端与若干个显示端，各采集端与各显示端组成一个无线连接的小型网络，这样，可以方便地进行教学演示等。

所述充电模块分别连接所述信号输入接口模块、所述信号调理模块、所述数据采集模块以及所述第一无线收发模块；所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块采用无线方式无线连接；所述第二无线收发模块、所述波形显示模块以及所述波形控制模块顺序连接。例如，所述第一无线收发模块为用于采用蓝牙方式收发无线信号的第一蓝牙收发模块；所述第二无线收发模块为用于采用蓝牙方式收发无线信号的第二蓝牙收发模块，所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块采用蓝牙方式无线连接。所述充电模块分别连接所述信号输入接口模块、所述信号调理模块、所述数据采集模块以及所述第一蓝牙收发模块；例如，所述示波器中，所述充电模块内部设置锂电池。例如，所述锂电池为聚合物锂离子蓄电池。一个例子是，各所述聚合物锂离子蓄电池分散设置。例如，各所述聚合物锂离子蓄电池分别设置于采集端的各个空位，从而有助于工业产品设计，可以制备体型较小的产品。

其中，如图4所示，所述信号输入接口模块、所述信号调理模块、所述数据采集模块以及所述第一蓝牙收发模块顺序连接；所述第一蓝牙收发模块与所述第二蓝牙收发模块采用蓝牙方式无线连接；所述第二蓝牙收发模块、所述波形显示模块以及所述波形控制模块顺序连接。例如，所述数据采集模块采用HT32F1765作为主控芯片；如图1所示，一个例子是，基于HT32F1765芯片与android系统的示波器，采用Cortex-M3作为处理器内核，信号输入后经过信号调理模块、到Cortex-M3处理器内核进行数据采集和数据处理后经蓝牙收发模块将数据传送给android手机并显示和控制波形。例如，所述数据采集模块，分别与信号调理模块、蓝牙收发模块相连，android手机对Cortex-M3发过来的数据进行接收并通过安卓软件设置显示和控制波形。

又如，所述数据采集模块分别连接信号输入接口模块、信号调理模块以及第一无线收发模块；例如，采集端的信号控制如图2所示，信号输入接口模块实现信号输入，在程控放大器中，由HT32F1765控制程控放大的放大倍数；在模数转换中，由HT32F1765通过定时器触发AD采样，在存储器中，由HT32F1765实现外部触发DMA传输，在第一蓝牙收发模块中，由HT32F1765使能蓝牙发送，从而实现整体控制。

又如，示波器的流程实现如图3所示，采集端开始启动，执行硬件和系统的初始化，然后判断是否收到控制命令，是则修改控制命令，例如，修改数据采集的控制命令，进行数据采集，否则直接进行数据采集，AD采样，然后采用DMA通道方式进行蓝牙数据传输。显示端开始启动后，进行蓝牙匹配，判断是否存在界面控制，是则通过蓝牙发送控制命令，然后接收蓝牙数据，实现波形显示；否则直接接收蓝牙数据，实现波形显示。

其中，所述信号输入接口模块用于输入外部信号，经所述信号调理模块后输入到具有微处理器的所述数据采集模块中，由所述数据采集模块采用DMA(Direct Memory Access，直接存储器存取)方式将信号数据传输到所述第一蓝牙收发模块；例如，所述第二蓝牙收发模块接收所述信号数据，传输到所述波形显示模块进行显示，并由所述波形控制模块对所述波形显示模块所显示的波形进行控制。

又如，所述采集端还包括第一开关模块，用于控制所述采集端的启动与关闭；所述显示端还包括第二开关模块、参数设置模块、存储模块以及波形输出模块；所述第二开关模块用于控制所述显示端的启动与关闭。

其中，所述参数设置模块分别连接所述波形显示模块、所述存储模块以及所述波形输出模块，用于设置波形显示参数、波形输出参数，并存储于所述存储模块；所述存储模块还连接所述波形显示模块，用于在所述波形显示模块显示波形时缓存，以及在所述波形控制模块控制下存储；所述波形输出模块连接所述波形显示模块用于生成图形文件并输出；所述参数设置模块设置语音输入单元，用于采用语音输入方式，进行参数设置，并在获得预设语音信息时，将各参数存储于所述存储模块；所述波形输出模块设置环境噪音输入单元，由其生成环境噪音参考图形，用于在生成图形文件并输出时，添加所述环境噪音参考图形作为背景。

例如，所述显示端还设置存储模块与分享模块，所述存储模块用于将波形保存，所述分享模块用于调用所述存储模块的波形，进行远距离发送，例如发送给其他工程师；例如，android手机对Cortex-M3发过来的数据进行接收并通过安卓软件显示波形后可执行指令将波形保存起来并可调用发到其他手机或电脑上，这样用户不仅可以自己分析，也可以让其他工程师帮忙分析和指导。

又如，所述显示端还设置波形生成模块，其分别与所述波形显示模块、所述第二蓝牙模块连接，用于根据函数生成波形，通过所述波形显示模块进行显示，并通过所述第二蓝牙模块发送给所述第一蓝牙模块，经过数据采集模块、信号调理模块后，从信号输入接口模块输出，使得信号输入接口模块能够作为信号输出端使用，从而在采集端输出相应的信号波形，在实用中可以作为信号发生器使用，有较好的应用价值。

例如，在手机终端输入函数公式，在采集端输出相应的信号波形。例如，android终端将指令经过蓝牙发送到HT32F1765，实现输出相应的波形以及占空比的调节，在手机终端输入函数公式，在采集端输出相应的信号波形，实现信号发生。

需要说明的是，本发明各实施例多采用HT32F1765芯片作用应用示例，但本发明不局限于仅使用所述HT32F1765芯片，本领域技术人员可以采用各种现有的相关芯片进行数据采集等相关处理工作。

例如，一种基于HT32F1765&android的示波器，包括采集端和手机终端，采集端包括信号输入接口模块、信号调理模块、数据采集模块、可快速充电模块、蓝牙收发模块。该实施例体积小，经设计，其尺寸为10cm×2cm，重量为26g，可快速充电，方便携带与使用。例如，其可以通过Cortex-M3处理器将数据经过蓝牙发送到android手机上并在手机上实现波形的显示，数据测量，FFT变换，自动调节波形，显示调节，触发方式和类型，添加横竖轴线，自校正，衰减10倍，存储与调用波形等示波器的功能，非常实用。在手机上实现波形的显示，如图5或图6所示，非常方便、直观，易于控制。

例如，一种示波器，其包括采集端以及显示端，所述采集端与所述显示端无线连接；例如，所述采集端与所述显示端蓝牙连接。例如，所述采集端容置于一笔形本体内部；所述笔形本体的笔尖位置设置一通孔；例如，一种示波器，所述笔形本体的笔尖位置设置一通孔；所述采集端容置于一笔形本体内部，并且，所述采集端的所述信号输入接口模块的信号输入端设置于所述笔形本体的笔尖位置，且通过所述通孔凸出于所述笔形本体的外部；也就是说，所述采集端本体位于笔形本体内部，信号输入端凸出于所述笔形本体的外部；所述笔形本体的笔尖位置外部还设置一圆筒形的海绵套，用于在被挤压时露出所述信号输入端；并且，沿所述海绵套内壁设置若干塑料环，用于保护所述信号输入端。圆筒形的海绵套套置信号输入端，海绵套的外径比笔形本体的外径小。

例如，为解决夹持以便于携带的技术问题，所述笔形本体还设置笔夹，用于夹持于外部，这样可以达到方便携带的技术效果。

所述信号输入端设置于所述笔形本体的笔尖位置，且通过所述通孔凸出于所述笔形本体的外部；这样，在使用时，只需手持笔形本体，就能够很好地控制信号输入端采集获得信号。例如，为解决便于控制信号输入端以采集的技术问题，所述笔形本体还设置若干凹部，用于手持时易于获得稳固的手持效果，这样可以达到控制信号输入端方便使用的技术效果。

所述笔形本体的笔尖位置外部还设置一圆筒形的海绵套，用于在被挤压时露出所述信号输入端；并且，沿所述海绵套内壁设置若干塑料环，用于保护所述信号输入端。例如，所述示波器中，所述塑料环的厚度为0.8至1.2毫米；例如，所述塑料环的厚度为0.9或者1.0毫米。例如，所述塑料环为圆环形，所述厚度是所述塑料环的圆环的外径与内径的差值。适当的厚度有利于在弹性和保护之间获得一个较好的平衡效果，既能保护信号输入端，又能在采集信号的时候方便实用。例如，为了解决海绵套的弹性与实际使用的需求问题，圆筒形的海绵套的厚度是所述塑料环的厚度的2至5倍，其外径时是所述笔形本体的外径的50％至80％；例如，所述塑料环的厚度为1.1毫米，所述海绵套的厚度为2.2至5.5毫米；例如2.7、3.2、3.3或4毫米。这样，达到的技术效果是：有助于在使用时轻松地挤压、扒开或者推移海绵套，露出所述信号输入端；并且，还有助于保护信号输入端。

例如，所述示波器中，所述海绵套包裹各所述塑料环。例如，海绵套中设置有若干凹槽，每一所述塑料环陷入一所述凹槽内部。这样，可以设计成一个单独的工业零部件，有利于生产组装和使用维护，容易更换。例如，所述示波器中，各所述塑料环连贯设置为螺旋形。例如，设置一个类似于弹簧的塑料螺旋，更好的是，海绵套中对应设置有连续的凹槽，塑料螺旋陷入所述凹槽内部，形成一个整体。

例如，所述笔形本体设置有容置采集端的容置腔与通孔，其中，为了解决固定采集端的技术问题，容置腔设置圆形垫片以及若干环形套件；其中，圆形垫片设置于采集端远离所述信号输入端的一端部与所述笔形本体远离所述信号输入端的一端部之间；各所述环形套件分别套置采集端，且设置于采集端与所述笔形本体的内壁之间，从而达到固定与保护采集端的技术效果。又如，所述笔形本体还设置一控制开关，用于控制采集端的信号采集与无线传输。例如，所述控制开关为一按键。

例如，所述示波器中，所述笔形本体设置笔帽，其外部设置一层太阳能电池板，用于为所述采集端供电。例如，所述笔帽为棱柱体，例如，四棱柱、六棱柱或者三棱柱等，太阳能电池板采用扣接方式，扣接固定于所述笔帽的外部。例如，太阳能电池板围合形成所述笔帽。这样，可以实现太阳能电池板给采集端供电或者充电的技术效果。

例如，所述示波器中，所述采集端设置HT32F1765作为主控芯片。例如，采用HT32F1765芯片以及android系统的示波器，采用Cortex-M3作为处理器内核，优选的，还设置一信号调理模块以及蓝牙收发模块，信号从信号输入端输入后经过信号调理模块，进行信号调理后传输到Cortex-M3处理器内核进行数据采集和数据处理后，经蓝牙收发模块采用蓝牙数据传输方式，将数据传送给android系统的显示端，并显示和控制波形。例如，采用android系统的终端对cortex-M3发过来的数据进行蓝牙接收并通过安卓软件显示和控制波形，通过触摸屏上的图标控制，可快捷地进行相关设置，能将信号数据和波形大量地存储起来，并能方便地读取这些信号数据和波形；并且，利用智能终端，本发明还可以作为信号发生器使用，并且可以在手机终端输入函数公式，在采集端输出相应的信号波形。

本发明有效地解决了目前示波器体积大，成本高，结构复杂，测量受限，不能兼作信号发生器使用等问题。

例如，采用HT32F1765作为主控芯片，同时再加上蓝牙传输和手机显示来实现数字示波，该数字示波器将实现对波形的分析、通过FFT从频域分析信号特性、通过改变定时器来实现作为信号发生器功能、通过手机终端实现波形保存、调用以及发送。

并且，在如今智能触屏手机越来越流行的时代，本发明利用手机触摸屏显示出信号波形以及输入操作命令，通过触控操作，让波形缩放、移动、菜单选择变得简洁灵活，没有台式示波器繁琐的操作面板，给人一种全新的操控感受。既可以节省按键所占的空间，又符合了现在人们对电子产品的操作习惯，给示波器这种电子测量仪器增加了一种时尚感。

另外可以将转换后的数据信号和相关参数信息存入手机内存卡中，并能调用和发送给其他人员检查和分析，能远距离操作和测量，也可作为信号发生器使用，同时该示波器不仅用起来方便，可快速充电，价格也是非常的便宜，预计不久将会得到广泛的应用。

需要说明的是，本发明的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的示波器，这样，可以实现更便宜，携带方便，功耗低，集测量、运算、分析于一体的智能化测量仪器，特别适合小型化、智能化的市场趋势。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种示波器，其特征在于，包括采集端与显示端；

所述第二无线收发模块、所述波形显示模块以及所述波形控制模块顺序连接；

所述采集端还包括第一开关模块，用于控制所述采集端的启动与关闭；所述显示端还包括第二开关模块、参数设置模块、存储模块以及波形输出模块；所述第二开关模块用于控制所述显示端的启动与关闭；

所述参数设置模块分别连接所述波形显示模块、所述存储模块以及所述波形输出模块，用于设置波形显示参数、波形输出参数，并存储于所述存储模块；所述存储模块还连接所述波形显示模块，用于在所述波形显示模块显示波形时缓存，以及在所述波形控制模块控制下存储；所述波形输出模块连接所述波形显示模块用于生成图形文件并输出；所述参数设置模块设置语音输入单元，用于采用语音输入方式，进行参数设置，并在获得预设语音信息时，将各参数存储于所述存储模块；所述波形输出模块设置环境噪音输入单元，由其生成环境噪音参考图形，用于在生成图形文件并输出时，添加所述环境噪音参考图形作为背景。

2.根据权利要求1所述示波器，其特征在于，所述第一无线收发模块为用于采用蓝牙方式收发无线信号的第一蓝牙收发模块，所述第二无线收发模块为用于采用蓝牙方式收发无线信号的第二蓝牙收发模块，所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块采用蓝牙方式无线连接。

3.根据权利要求2所述示波器，其特征在于，所述充电模块内部设置锂电池。

4.根据权利要求3所述示波器，其特征在于，所述锂电池为聚合物锂离子蓄电池。

5.根据权利要求4所述示波器，其特征在于，各所述聚合物锂离子蓄电池分散设置。

6.根据权利要求1至5任一所述示波器，其特征在于，所述数据采集模块采用HT32F1765作为主控芯片。

7.根据权利要求6所述示波器，其特征在于，所述显示端为智能终端。

8.根据权利要求7所述示波器，其特征在于，所述智能终端为手机。

9.根据权利要求8所述示波器，其特征在于，所述智能终端采用安卓系统。

10.根据权利要求9所述示波器，其特征在于，所述充电模块为大电流充电模块。