CN108957355B - 通过测试和测量仪器的附件接口的模块化电源监视 - Google Patents

Abstract

通过测试和测量仪器的附件接口的模块化电源监视。一种模块化电源，包括被配置为输出电压的电压调节器、被配置为连接到被测设备并从调节器输出电压的第一输出、连接到电压调节器的微控制器以及被配置为连接到测试和测量仪器的接口。所述接口包括被配置为从测试和测量仪器接收功率的输入和被配置为输出第一输出的信号特性的第二输出。

Description

通过测试和测量仪器的附件接口的模块化电源监视

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2017年5月17日提交的、名称为MODULAR POWER SUPPLY MONITORINGBY UTILIZING ACCESSORY INTERFACES OF AN OSCILLOSCOPE的美国临时申请号No.62/507,714的权益，通过引用将其全文合并于此。

技术领域

本公开的实施例涉及电源，并且特别地涉及利用测试和测量仪器的接口接收功率并输出模块化电源的信号特性的模块化电源。

背景技术

当利用测试和测量仪器测试被测设备（DUT）时，经常利用电源。例如，电源可以向被测设备提供特别的电压以利用测试和测量仪器监视和/或记录来自DUT的各种信号。用户可能需要经常（often times）监视诸如由电源供应到DUT的电流和/或电压之类的电源的信号特性。

某些电源在电源上直接提供电流监视和波形显示功能。然而，电源的此类内部监视是有限的。例如，电源的测量系统的带宽通常是有限的，这可能阻止电源的测量系统正确地测量电流改变的快速渡越时间（transit time）。

在某些情况下，可以采用示波器来测量来自电源的电输出以补偿电源的测量系统的受限性质，或者如果电源不包括测量系统，则可以采用示波器来测量来自电源的电输出。然而，电源可以不与示波器同步。因此，从电源输出的信号的波形可以不与示波器测量的其他波形准确地对准。在某些情况下，可以采用电流探针测量来自电源的电流并且在示波器上显示来自电源的电流。然而，这种测试配置是既复杂又昂贵的。

本公开的实施例解决了现有技术的这些和其他的问题。

附图说明

图1是根据本公开的某些实施例的测试和测量系统的框图。

图2是根据本公开的某些实施例的适用于通过图1的测试和测量系统监视的模块化电源的框图。

图3是如在图1的测试和测量仪器上显示的、由模块化电源产生的示例波形的图。

具体实施方式

本公开讨论了一种模块化电源，其可以被插入测试和测量仪器的输入插座（receptacle）的附件接口（accessory interface）。测试和测量仪器可以例如是示波器。模块化电源可以通过附件接口接收来自测试和测量仪器的功率和命令。然后，模块化电源可以向被测设备（DUT）提供预配置的和/或编程的电压/电流。模块化电源也可以包括通过次级输出连接到测试和测量仪器的输入的内置电流感测电路。测试和测量仪器可以识别模块化电源并配置输入通道用于实时测量和显示模块化电源的诸如电流或电压之类的信号特性。

图1是图示了根据本公开的某些实施例的测试和测量系统的框图。测试和测量仪器系统通过连接到测试和测量仪器120的模块化电源110向DUT 100提供功率，测试和测量仪器120诸如是由Tektronix公司制造的MDO3000系列示波器。如将在下面关于图2更详细地讨论的模块化电源110在第一输出112处向DUT 100输出电压Vo并且还向DUT 100提供接地连接114。

模块化电源110还包括接口116以直接连接到测试和测量仪器120的接收器122。例如，接口116可以是多用途（Versatile）探针接口（VPI）插头，其电地连接到测试和测量仪器120的VPI接收器。然而，正如本领域中普通技术人员将理解的那样，接口116和接收器120分别不限制于VPI接口和接收器，但可以是具有下面讨论的特征的任何合适类型的接口和接收器，诸如通常用于将探针连接到测试和测量仪器120的另一接口。通过接口116和接收器122，测试和测量仪器120能够自动地标识模块化电源110并配置接收器122的输入通道用于测量模块化电源110的信号特性。

测试和测量仪器120的接收器122包括用于接收来自模块化电源的输入信号的到示波器的输入端口，但也包括用于向模块化电源110提供功率的信号线，以及用于在模块化电源110与测试和测量仪器120之间的数据和命令通信的信号线。即，模块化电源110从测试和测量仪器接收器122直接接收其功率。

测试和测量仪器120可以包括，例如，用以接收来自DUT 100的信号的一个或多个另外的输入124，以及用户接口126，其可以包括显示器（未示出），和处理器128。用户可以通过用户接口126编程模块化电源110以指示模块化电源110向DUT 100输出特别的电压。在DUT 100的启动期间，用户可以选择例如模块化电源110来输出诸如3V之类的第一电压。在预定时间量或测试和测量仪器120的DUT 100的特别检测的信号特性之后，用户可以选择模块化电源110来输出诸如2V之类的第二电压用于测试的其余部分。即，用户可以通过测试和测量仪器120用户接口126改变模块化电源110的输出。

在第一输出112处的实际电压Vo输出以及在第一输出112处的电流可以通过到接收器122的接口116发送到测试和测量仪器120用于在用户接口126上的显示。接收器122向处理器128发送来自模块化电源110的接收信号用于处理，然后，处理器128将处理过的信号发送到用户接口126用于显示。如本领域技术人员将理解的那样，也可以通过其他输入端口124接收来自DUT 100的信号用于监视，并且来自DUT 100的信号可以显示在用户接口126上。

因此，图1的测试和测量系统允许模块化电源110的电流、电压、和/或其他电特性由测试和测量仪器120控制并在测试和测量仪器的用户接口126上显示。

图2是根据本公开的某些实施例的图1的示例模块化电源110的框图。模块化电源110可以包括连接到测试和测量仪器120的VPI插头接口202。然而，如上所述，本公开的实施例不限于这样的接口。接口202包括输出204以将来自模块化电源110的信号输出到测试和测量仪器120。接口202也包括输入206以接收来自测试和测量仪器的功率。输入206也可以发送和接收来自测试和测量仪器120的命令信号和数据，或附加输入可以被包括在模块化电源110内以向/从测试和测量仪器120发送和接收数据和命令信号，或接收来自测试和测量仪器120的附加功率。

模块化电源110也包括微控制器单元（MCU）208和电压调节器210，其可以是例如直流（DC）到DC的电压调节器。MCU 208可以是任何形式的处理器/控制器，诸如专用集成电路、数字信号处理器、现场可编程门阵列或微处理器。MCU 208接收来自测试和测量仪器120的命令，其指示将在第一输出112处由模块化电源110输出的电压和/或电流。

MCU 208可以向电压调节器210发送信号,其指示在连接到DUT 100的第一输出112处输出的电压。放大器212被连接到第一输出112以及被直接连接到来自电压调节器210的输出，放大器212通过电阻器214（Rsense）与输出分离。这允许放大器212测量跨电阻器214的电流。放大器212可以增加被测量电流的增益用于向测试和测量仪器120的传输。将电流Isense通过输出204从放大器212的输出发送到测试和测量仪器120。

MCU 208可以通过接口202向测试和测量仪器120输出第二电压，Vsense。MCU 208通过电阻器216连接到第一输出112,以确定由电压调节器210输出的电压。此外，电压调节器210也可以包括输入218以接收在第一输出112处的电压作为反馈环来确定被电压调节器210输出的电压的准确性。例如，如果在输入218处的电压比预期的更大或更小，则电压调节器210可以基于反馈调整任何输出电压。

图3图示了测试和测量仪器120的用户接口126的显示。测试和测量仪器120通过接收器122在模块化电源110的电压输出112处接收电流，其可以在用户接口126的显示上被实时显示。如图3中看到的那样，在模块化电源110的电压输出112处的实际电压也在接收器122上被接收并在用户接口126的显示上被实时显示。这允许用户直接在测试和测量仪器120的输出上实时分析模块化电源110的实际输出。

测试和测量仪器120可以显示由模块化电源110产生的任何波形。如图3中所示，测试和测量仪器120可以实时地显示由模块化电源110供应的电流和电压。虽然没有示出，但是显示也可以包括响应于接收的来自模块化电源110的电压和电流由DUT产生的波形。来自DUT的波形可以与模块化电源110的输出同步。

本当前公开的方面容许各种修改和替代形式。具体方面已经通过示例的方式在附图中被示出，并在下文中被详细地描述。然而，应当指出，出于讨论清楚性的目的呈现了本文中公开的示例并且本文中公开的示例不旨在将公开的一般概念的范围限制为本文中所描述的具体方面，除非明确地进行限制。同样地，本公开旨在涵盖依据附图和权利要求的所描述的方面的全部修改、等同物以及替代物。

在说明书中对方面、示例等的引用指示描述的项目可以包括特定的特征、结构或特性。然而，每个公开的方面可以或可以不必包括该特定的特征、结构或特性。而且，除非特别地指出，这样的短语不一定指代相同的方面。此外，当结合特定的方面描述特定的特征、结构或特性时，可以结合另一公开的方面采用这样的特征、结构或特性，无论这样的特征是否结合这样的其他公开的方面被明确地描述。

本公开的方面可以在特别创建的硬件上、在固件、数字信号处理器上或在包括根据编程指令操作的处理器的专门编程的通用计算机上操作。如本文所用的术语控制器或处理器旨在包括微处理器、微计算机、专用集成电路（ASIC）和专用硬件控制器。本公开的一个或多个方面可以体现在诸如在一个或多个程序模块中之类的计算机可用数据和计算机可执行指令中，由一个或多个计算机（包括监视模块），或其他设备执行。通常，程序模块包括例程、程序、对象、部件、数据结构等，当它们被计算机或其他设备中的处理器执行时，执行特定任务或实现特定的抽象数据类型。计算机可执行指令可以存储在非暂时性计算机可读介质上，非暂时性计算机可读介质诸如是硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、随机存取存储器（RAM）等。如本领域技术人员将会理解的那样，可以在各方面中按照希望组合或分配程序模块的功能性。此外，可以在固件或硬件等同物中整体地或部分地体现功能性，固件或硬件等同物诸如是集成电路、FPGA以及诸如此类。特定数据结构可以用于更有效地实现本公开的一个或多个方面，并且在本文中描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围中构思此类数据结构。

可以在某些情况中、在硬件、固件、软件中或以其任何组合实现公开的方面。也可以将公开的方面实现为一个或多个或非暂时性计算机可读介质承载的或在一个或多个或非暂时性计算机可读介质上存储的指令，其可以由一个或多个处理器读取并且执行。此类指令可以被称作计算机程序产品。如本文中讨论的计算机可读介质意味着可以由计算设备访问的任何介质。通过示例而并非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。

计算机存储介质意味着任何可以被用于存储计算机可读信息的介质。通过示例而并非限制，计算机存储介质可以包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器（EFPROM）、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器（CD-ROM）、数字视频盘（DVD），或其他光盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备，以及以任何技术实现的任何其他易失性或非易失性、可移动或非可移动的介质。计算机存储介质排除信号本身和信号传输的暂时形式。

通信介质意味着可以被用于计算机可读信息的通信的任何介质。通过示例而并非限制，通信介质可以包括同轴线缆、光纤线缆、空气或适合于电、光、射频（RF）、红外、声学或其他类型的信号的通信的任何其他介质。

示例

本文中公开的技术的说明性示例在下面提供。所述技术的实施例可以包括下面描述的示例中的任何一个或多个和任何组合。

示例1是一种模块化电源，包括被配置为输出预设置电压的电压调节器；被配置为连接到被测设备并输出来自调节器的预设置电压的第一输出；连接到电压调节器的微控制器；以及被配置为连接到测试和测量仪器的接口。所述接口可以包括被配置为从测试和测量仪器接收电功率的输入和被配置为输出第一输出的信号特性的第二输出。

示例2是示例1的模块化电源，其中电压调节器和微控制器从接口的输入接收电功率。

示例3是示例1和示例2中任何一个的模块化电源，其中信号特性是电流。

示例4是示例3的模块化电源，其中接口还包括被配置为在第一输出处输出电压的第三输出。

示例5是示例1-4中任何一个的模块化电源，其中信号特性是电压。

示例6是示例1-5中任何一个的模块化电源,其中微控制器向电压调节器输出命令以输出在预定电平处的电压。

示例7是示例6的模块化电源，其中输入是第一输入，还包括第二输入以接收来自测试和测量仪器的命令。

示例8是示例7的模块化电源，其中来自测试和测量仪器的命令包括输出在预定电平处的电压持续第一时间段并且然后输出在第二预定电平处的电压。

示例9是一种用于模块化电源的方法，所述方法包括在模块化电源的微控制器和电压调节器处接收来自测试和测量仪器的电功率；生成从微控制器到电压调节器的信号，所述信号指示到输出的第一电压；基于来自微控制器的、指示第一电压的信号，在连接到被测设备的第一输出处输出来自电压调节器的电压；以及在连接到测试和测量仪器的第二输出处输出第一输出的信号特性。

示例10是示例9的方法，还包括通过微控制器向测试和测量仪器输出在第一输出处的电压。

示例11是示例9和示例10中任何一个的方法，还包括在微控制器处接收来自测试和测量仪器的信号以输出在电压调节器处的第一电压并且从微控制器到电压调节器的信号是基于来自测试和测量仪器的信号的。

示例12是示例11的方法，其中接收的信号可以包括命令以输出第一电压持续预定时间量并且然后当预定时间量已经流逝时输出不同于第一电压的第二电压。

示例13是示例9-12中任何一个的方法，其中信号特性是电流。

示例14是示例9-13中任何一个的方法，其中信号特性是电压。

示例15是一个或多个具有在其上存储的指令的计算机可读存储介质，当所述指令通过模块化电源的微控制器执行时，使得模块化电源生成从微控制器到电压调节器的、指示由电压调节器输出第一电压的信号；基于来自微控制器的、指示第一电压的信号，在连接到被测设备的第一输出处输出来自电压调节器的电压；以及在直接连接到测试和测量仪器的接口的第二输出处输出第一输出的信号特性。

示例16是示例15的一个或多个计算机可读存储介质，还包括指令，所述指令使得模块化电源通过微控制器向测试和测量输出在第一输出处的电压。

示例17是示例15和示例16中任何一个的一个或多个计算机可读存储介质，还包括指令，所述指令使得模块化电源在微控制器处接收来自测试和测量仪器的信号以在电压调节器处输出第一电压，并且从微控制器到电压调节器的信号是基于来自测试和测量仪器的信号的。

示例18是示例17的一个或多个计算机可读存储介质，其中接收的信号可以包括命令以输出第一电压持续预定时间量并且然后当预定时间量已经流逝时输出不同于第一电压的第二电压。

示例19是示例15-18中任何一个的一个或多个计算机可读存储介质，其中信号特性是电流。

示例20是示例15-19中任何一个的一个或多个计算机可读存储介质，其中信号特性是电压。

所公开主题的之前描述的版本具有曾经被描述或对于本领域技术人员而言将清楚的许多优势。即使如此，不是在所公开的装置、系统或方法的所有版本中都需要这些优势或特征。

此外，本撰写的说明书参考特定特征。将理解：在本说明书中的公开包括那些特定特征的所有可能组合。例如，在特定方面的上下文中公开特定特征的情况下，该特征也可以在其他方面的上下文中尽可能地使用。

另外，当在本申请中引用具有两个或更多限定的步骤或操作的方法时，可以以任何顺序或同时执行所述限定的步骤或操作，除非上下文排除那些可能性。

虽然为了说明的目的已经图示和描述了本公开的具体方面，但是将理解在不背离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种修改。因此，除了所附权利要求书之外，本公开不应受到限制。

Claims (19)

1.一种模块化电源，包括：

电压调节器，被配置为输出预设置电压；

第一输出，被配置为连接到被测设备并输出来自电压调节器的预设置电压；

微控制器，其连接到电压调节器；以及

接口，被配置为连接到测试和测量仪器，所述接口包括：

输入，被配置为从测试和测量仪器接收电功率，以及

第二输出，被配置为输出第一输出的信号特性。

2.根据权利要求1所述的模块化电源，其中电压调节器和微控制器接收来自接口的输入的电功率。

3.根据权利要求1所述的模块化电源，其中信号特性是电流。

4.根据权利要求3所述的模块化电源，其中接口还包括被配置为输出在第一输出处的电压的第三输出。

5.根据权利要求1所述的模块化电源，其中信号特性是电压。

6.根据权利要求1所述的模块化电源，其中微控制器向电压调节器输出命令以输出在预定电平处的电压。

7.根据权利要求6所述的模块化电源，其中，输入是第一输入，还包括第二输入以接收来自测试和测量仪器的命令。

8.根据权利要求7所述的模块化电源，其中来自测试和测量仪器的命令包括输出在预定电平处的电压持续第一时间段并且然后输出在第二预定电平处的电压。

9.一种用于模块化电源的方法，所述方法包括：

在模块化电源的微控制器和电压调节器处接收来自测试和测量仪器的电功率；

生成从微控制器到电压调节器的信号，所述信号指示到输出的第一电压；

基于来自微控制器的、指示第一电压的信号，在连接到被测设备的第一输出处输出来自电压调节器的电压；以及

在连接到测试和测量仪器的第二输出处输出第一输出的信号特性。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括通过微控制器向测试和测量仪器输出在第一输出处的电压。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括在微控制器处接收来自测试和测量仪器的信号以输出在电压调节器处的第一电压并且从微控制器到电压调节器的信号是基于来自测试和测量仪器的信号的。

12.根据权利要求11所述的方法，其中接收的信号包括命令以输出第一电压持续预定时间量并且然后当预定时间量已经流逝时输出不同于第一电压的第二电压。

13.根据权利要求9所述的方法，其中信号特性是电流。

14.根据权利要求9所述的方法，其中信号特性是电压。

15.一个或多个具有在其上存储的指令的计算机可读存储介质，当所述指令通过模块化电源的微控制器执行时，使得模块化电源：

生成从微控制器到电压调节器的、指示由电压调节器输出的第一电压的信号；

基于来自微控制器的、指示第一电压的信号，在连接到被测设备的第一输出处输出来自电压调节器的电压；

在直接连接到测试和测量仪器的接口的第二输出处输出第一输出的信号特性；以及

在微控制器处接收来自测试和测量仪器的信号以在电压调节器处输出第一电压，并且从微控制器到电压调节器的信号是基于来自测试和测量仪器的信号的。

16.根据权利要求15所述的一个或多个计算机可读存储介质，还包括指令，所述指令使得模块化电源通过微控制器向测试和测量仪器输出在第一输出处的电压。

17.根据权利要求15所述的一个或多个计算机可读存储介质，其中接收的信号包括命令以输出第一电压持续预定时间量并且然后当预定时间量已经流逝时输出不同于第一电压的第二电压。

18.根据权利要求15所述的一个或多个计算机可读存储介质，其中信号特性是电流。

19.根据权利要求15所述的一个或多个计算机可读存储介质，其中信号特性是电压。

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