CN109976301B - 多通道高速信号中断测试仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多通道高速信号中断测试仪，包括：多个高速大电流单向信号开关子系统；多个高速低电流双向信号开关子系统；触摸显示器，用于接收用户指令，并显示结果；控制板，控制板具有多个中断输出口，多个中断输出口分别与多个高速大电流单向信号开关子系统和多个高速低电流双向信号开关子系统相连，用于根据用户指令对多个高速大电流单向信号开关子系统和多个高速低电流双向信号开关子系统中的一个或多个进行控制，并获取控制结果以及在触摸显示器中显示。该中断测试仪可以使得中断时间和中断响应时间均能够满足测试要求；另外，采用可拆式硬件结构，方便了单通道因异常导致损坏时每个子开关的更换。

Description

多通道高速信号中断测试仪

技术领域

本申请涉及汽车测试技术领域，尤其涉及一种多通道高速信号中断测试仪。

背景技术

随着新能源电动汽车技术的发展，电动车的电机控制器可靠性、稳定性得到广泛关注。为验证电动车的电机控制器的低压控制电源、各采集、控制、驱动信号瞬间中断对电动汽车控制系统的影响，来完善电动汽车整体电控方案及电动参数标定。

目前行业中普通采用的技术是在信号输入、输出回路中串入继电器常闭触点，通过控制继电器线圈，断开信号回路的技术，实现模拟信号中断的目的。为验证电动车的电机控制器的低压控制电源、各采集、控制、驱动信号瞬间中断对电动汽车控制系统的影响，测试要求如下：要求信号中断响应需小于1uS，中断时间在1uS～10S之间可调。但是，现有技术中的继电器动作延时普遍在20mS-50mS之间，信号中断响应最小也只能做到20mS左右，而且中断时间和中断响应时间都无法满足测试要求。因此，现有技术中的中断测试仪有待改进。

发明内容

本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本申请的一个目的在于提出一种多通道高速信号中断测试仪。该中断测试仪可以使得中断时间和中断响应时间均能够满足测试要求；另外，采用可拆式硬件结构，方便了单通道因异常导致损坏时每个子开关的更换。

为达到上述目的，本申请一方面实施例提出的多通道高速信号中断测试仪，包括：多个高速大电流单向信号开关子系统；多个高速低电流双向信号开关子系统；触摸显示器，用于接收用户指令，并显示结果；控制板，所述控制板具有多个中断输出口，所述多个中断输出口分别与所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统相连，用于根据所述用户指令对所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统中的一个或多个进行控制，并获取控制结果以及在所述触摸显示器中显示。

根据本申请实施例的多通道高速信号中断测试仪，可通过控制板控制多个高速大电流单向信号开关子系统和多个高速低电流双向信号开关子系统，对汽车中的电机控制器的低压控制电源、各采集、控制、驱动信号瞬间中断模拟测试，其中，信号中断时间可在1uS～10S之间任意可调，信号中断响应时间小1uS，使得中断时间和中断响应时间均能够满足测试要求。另外，高速大电流单向信号开关子系统与高速低电流双向信号开关子系统均有一对差分信号，实现信号的单独隔离，即采用可拆式硬件结构，方便了单通道因异常导致损坏时每个子开关的更换。

另外，根据本申请上述实施例的多通道高速信号中断测试仪，还可以具有如下附加的技术特征：

所述多通道高速信号中断测试仪，还包括：多个接插件，所述多个接插件连接在所述控制板和所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统之间。

所述多个高速大电流单向信号开关子系统为两个，所述多个高速低电流双向信号开关子系统为八个。

所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统均包括信号隔离模块。

所述多通道高速信号中断测试仪，还包括：电源接反保护模块，用于对所述控制板进行反接保护。

所述多通道高速信号中断测试仪，还包括：过电压保护模块，用于对所述控制板进行过电压保护。

所述多通道高速信号中断测试仪，还包括：滤波模块，用于对输入至所述控制板的电压进行滤波。

每个所述高速大电流单向信号开关子系统均包括第一自检模块；每个所述高速低电流双向信号开关子系统均包括第二自检模块。

所述多通道高速信号中断测试仪，还包括：第三自检模块，所述第三自检模块设置在所述多个高速大电流单向信号开关子系统与所述多个高速低电流双向信号开关子系统之间，用于在所述多通道高速信号中断测试仪上电时，对由所述多个高速大电流单向信号开关子系统与所述多个高速低电流双向信号开关子系统组成的开关系统进行自检。

所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统，分别与所述控制板之间采用全隔离模式。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请一个实施例的多通道高速信号中断测试仪的结构示意图；

图2是根据本申请另一个实施例的多通道高速信号中断测试仪的结构示意图；

图3是根据本申请实施例的中断测试仪的原理框图；

图4为本申请实施例的触摸显示器的参数设置界面的示例图；

图5为本申请实施例的数低电流双向开关子系统的外部示意图；

图6为本申请实施例的高速大电流单向开关子系统的外部示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

图1是根据本申请一个实施例的多通道高速信号中断测试仪的结构示意图。举例而言，本申请实施例的多通道高速信号中断测试仪可用于基于驱动电机控制信号中断测试的场景，例如，可用在汽车控制信号中断测试场景，还可以应用到轻轨控制信号中断测试等场景。比如，所述汽车可为新能源汽车，例如，电动汽车等。

如图1所示，该多通道高速信号中断测试仪100可以包括：多个高速大电流单向信号开关子系统110、多个高速低电流双向信号开关子系统120、触摸显示器130和控制板140。其中，在本申请的一个实施例中，每个高速大电流单向信号开关子系统110均包括第一自检模块；每个高速低电流双向信号开关子系统120均包括第二自检模块。也就是说，每个高速大电流单向信号开关子系统110和每个高速低电流双向信号开关子系统120均具有自检结构，例如，内部集成开关确保未上电时外部信号与内部电源绝缘。

作为一种示例，该多通道高速信号中断测试仪还可包括第三自检模块。其中，该第三自检模块可设置在多个高速大电流单向信号开关子系统110、多个高速低电流双向信号开关子系统120之间，用于在多通道高速信号中断测试仪上电时，对由多个高速大电流单向信号开关子系统110、多个高速低电流双向信号开关子系统120组成的开关系统进行自检。也就是说，所述多个高速大电流单向信号开关子系统110和多个高速低电流双向信号开关子系统120所组成的开关系统也可内置自检功能，并在中断测试仪100开机时进行自检。

具体地，触摸显示器130可用于接收用户指令，并显示结果。例如，该触摸显示器130可为5寸的OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器，该触摸显示器130上可显示参数设置界面，这样，用户可通过该参数设置界面进行参数设置，并在检测到用户点击确认时，触摸显示器130可接收用户所输入的参数设置相关信息并显示。其中，在本申请的实施例中，所述参数设置可以是某个或某些高速大电流单向信号开关子系统110和高速低电流双向信号开关子系统120的开启或关闭设置、设置对应的线束信号通道的名称、中断时间数字显示处设置OFF的时间等。

控制板140可具有多个中断输出口141，该多个中断输出口141可分别与多个高速大电流单向信号开关子系统110和多个高速低电流双向信号开关子系统120相连。其中，该控制板140可用于根据所述用户指令对该多个高速大电流单向信号开关子系统110和多个高速低电流双向信号开关子系统120中的一个或多个进行控制，并获取控制结果以及在所述触摸显示器130中显示。

也就是说，控制板140可根据用户输入的参数设置信息，实现对多个高速大电流单向信号开关子系统110和多个高速低电流双向信号开关子系统120中的一个或多个进行控制，并获取控制结果，并将所述控制结果在触摸显示器130中进行显示。

可选地，在本申请的一个实施例中，如图2所示，该多通道高速信号中断测试仪100还可包括：多个接插件150。其中，该多个接插件150可连接在控制板140和多个高速大电流单向信号开关子系统110、多个高速低电流双向信号开关子系统120之间。例如，每个高速大电流单向信号开关子系统110可通过一个接插件150连接到控制板140，同时，每个高速低电流双向信号开关子系统120也可通过一个接插件150连接到控制板140，这样，控制板140可通过接插件150将信号直接传送到对应的信号开关子系统。

可选地，在本申请的一个实施例中，多个高速大电流单向信号开关子系统110和多个高速低电流双向信号开关子系统120均可包括信号隔离模块。例如，所述信号隔离模块可采用一对差分信号以实现单独隔离的目的，这样，可以使得各个开关子系统信号完全隔离。也就是说，每个高速大电流单向信号开关子系统110和每个高速低电流双向信号开关子系统120中均可有一对差分信号，单独隔离，可采用可拆卸式硬件结构，以方便单通道因异常导致损坏时每个子开关的更换。

可选地，在本申请的一个实施例中，如图2所示，该多通道高速信号中断测试仪100还可包括：电源接反保护模块160。例如，该电源接反保护模块160可设置于控制板140上，以起到外部电源接反保护功能。

可选地，在本申请的一个实施例中，如图2所示，该多通道高速信号中断测试仪100还可包括：过电压保护模块170。例如，该过电压保护模块170可设置在控制板140上，以起到防过电压作用。

可选地，在本申请的一个实施例中，如图2所示，该多通道高速信号中断测试仪100还可包括：滤波模块180。例如，该滤波模块180可设置在控制板140上，以起到输入电源滤波作用。

作为一种示例，所述多个高速大电流单向信号开关子系统110和多个高速低电流双向信号开关子系统120，可分别与控制板140之间采用全隔离模式。也就是说，所有高速大电流单向信号开关子系统110和高速低电流双向信号开关子系统120与控制板140可采用全隔离模式。这样，通过采用全隔离模式，使得多通道高速信号中断测试仪中的各部件成为独立个体，采用可拆卸式硬件结构，以方便各部件因异常导致损坏时各部件的更换。

为了使得本领域技术人员更加了解本申请的结构和功能，下面将举例对本申请的中断测试仪进行详细描述。

举例而言，假设本申请实施例的中断测试仪可用于新能源汽车电机控制器的模拟信号中断测试场景中。在本示例中，以该多个高速大电流单向信号开关子系统110为两个、该多个高速低电流双向信号开关子系统120为八个为例。如图3所示，该中断测试仪100可包括触摸显示器130、控制板140、两个高速大电流单向信号开关子系统110和八个高速低电流双向信号开关子系统120。其中，该控制板140可以是DSP核心控制板，该DSP核心控制板可作为主控CPU，并可采用高速中断输出口与10个开关子系统连接，该10个开关子系统可采用全隔离模式，互不干扰。另外，触摸显示器130中可具有一个触发开关131，用户可通过该触发开关131开启测试。其中，该触发开关131可通过通信方式与DSP核心控制板连接。

例如，该DSP核心控制板中可包括电源转换、DSP外围电路。其中，在电源转换部分外部电源DC12V由J1接插件引入，电源接反保护模块DA1起到外部电源接反保护功能，过电压保护模块DA2起到防过电压作用，滤波模块CA1、CA2、CA9、CA10和CA11起到输入电源滤波作用。通过电源模块UA1将电源DC12V转换为DC3.3V后，并通过滤波模块CA4、CA5和CA6进行电源滤波；通过电源模块UA2将电源转换为DC1.9V后经滤波模块CA7、CA8滤波；通过电源模块UA3将外部电源DC12V转换为DC5V后经滤波模块CA13、CA14滤波。为DSP核心控制板上提供芯片所需的DC5V、DC3.3V、DC1.9V电源。DSP规划了20个高速中断输出通道，1路LAN通信接口，其中该DSP核心控制板中还可包括晶振XM1，用于为DSP提供时钟。此外，该DSP核心控制板可通过Header 18接口连接到触摸显示器130进行通信交互。另外，该DSP核心控制板中的驱动处理模块U1、U2、U3可将DSP输出的20个通道大高速中断信号进行驱动处理，分别通过接插件P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10将信号直接传输到对应的信号开关子系统，同时给每个信号开关子系统模块供电。

单个高速大电流单向信号开关子系统110可由大电流开关，电压为0～48V，电流6A构成，用于电源开关，双路开关只能过参考信号地的正信号，开关内阻<100mΩ。例如，单个高速大电流单向信号开关子系统110可由以下电路构成：通过接插件P2连接到DSP核心控制板，电源模块U2将DSP核心控制板DC5V电源转为为DC±18V电源，通过稳压芯片U3将DC18V电源转换成DC5V电源来为信号隔离模块U4供电。通过电源模块U6将电源DC18V转换为DC12V来为后面驱动提供电源。其中，单个高速大电流单向信号开关子系统110中还可具有电源隔离芯片和信号隔离模块U4，可使各个关子系统信号完全隔离。此外，单个高速大电流单向信号开关子系统110中还可包括驱动电路Q3、Q4和Q7、Q8，来驱动高速MOS管Q2和Q6，通过高速MOS管Q2和Q6的高速通断来实现两个通道的大电流单向开关控制。

单个高速低电流双向信号开关子系统120可由8组子开关系统组成，其中，该8组子开关系统可为小信号开关，电压范围：±15V，电流±200mA。此外，每组可为2路，组间隔离，2路信号间可接受差分信号，开关内阻<1000mΩ，信号带宽10Mhz。例如，单个高速低电流双向信号开关子系统120可由以下电路构成：通过接插件P2连接到DSP核心控制板，电源模块U2将DSP核心控制板DC5V电源转为为DC±18V电源来为电源隔离芯片U1供电,通过稳压芯片U3将DC18V电源转换成DC5V电源来为U4芯片供电，其中，U4为信号隔离模块，可使各个关子系统信号完全隔离。信号隔离模块U4输出的隔离信号连接到电源隔离芯片U1高速模拟开关，从而实现两个通道数低电流双向开关控制。

人机交互的触摸显示器130可采用5寸的触摸屏，以方便用户通过该触摸屏进行参数设置，触摸显示器130在接收用户输入的参数设置信息时可进行显示。如图4所示，为触摸显示器130的参数设置界面的示例图，其中，该界面的左侧中“CH1_A”、“CH2_A”、…、“CH10_+”依次对应后面板的1～10路的A通道，该界面的右侧中“CH1_B”、“CH2_B”、…、“CH10_-”依次对应后面板的1～10路的B通道。其中，可通过不同的颜色来区分该通道ON状态和OFF状态，并可通过特定颜色来表示禁用通道的切断功能，即为常闭状态。点击左侧A通道和右侧B通道所对应的按钮，可以设置对应的线束信号通道的名称，中断时间数字显示处为设置OFF的时间，设置范围0.001ms～9999.999ms，设置值小于0.01ms时中断时间固定为1us。

例如，以中断测试CAN信号测试为例，采用子系统为:数低电流双向开关子系统，如图5所示。CAN信号的参考地需要与开关子系统的地连接起来，差分对信号需要使用同一个开关子系统的输出。又如，以中断接励磁信号测试为例，采用子系统为：高速大电流单向开关子系统，如图6所示，励磁的参考地与3个开关子系统的地全部短接，每个差分对使用同一组开关子系统。

根据本申请实施例的多通道高速信号中断测试仪，可通过控制板控制多个高速大电流单向信号开关子系统和多个高速低电流双向信号开关子系统，对汽车中的电机控制器的低压控制电源、各采集、控制、驱动信号瞬间中断模拟测试，其中，信号中断时间可在1uS～10S之间任意可调，信号中断响应时间小1uS，使得中断时间和中断响应时间均能够满足测试要求。另外，高速大电流单向信号开关子系统与高速低电流双向信号开关子系统均有一对差分信号，实现信号的单独隔离，即采用可拆式硬件结构，方便了单通道因异常导致损坏时每个子开关的更换。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种多通道高速信号中断测试仪，其特征在于，包括：

多个高速大电流单向信号开关子系统；

多个高速低电流双向信号开关子系统；

触摸显示器，用于接收用户指令，并显示结果；

控制板，所述控制板具有多个中断输出口，所述多个中断输出口分别与所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统相连，用于根据所述用户指令对所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统中的一个或多个进行控制，并获取控制结果以及在所述触摸显示器中显示；

所述用户指令包括参数设置，所述参数设置包括所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统的开启或关闭设置、设置对应的线束信号通道的名称、中断时间数字显示处设置OFF的时间；

其中，单个高速大电流单向信号开关子系统由大电流开关构成，所述开关内阻小于100毫欧，单个高速低电流双向信号开关子系统由8组子开关系统组成，其中，所述8组子开关系统为小信号开关，所述开关内阻小于1000毫欧；

其中，所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统均包括信号隔离模块；

所述多个高速大电流单向信号开关子系统和所述多个高速低电流双向信号开关子系统，分别与所述控制板之间采用全隔离模式。

2.如权利要求1所述的多通道高速信号中断测试仪，其特征在于，还包括：

多个接插件，所述多个接插件连接在所述控制板和所述多个高速大电流单向信号开关子系统之间，以及，所述多个接插件连接在所述控制板和所述多个高速低电流双向信号开关子系统之间。

3.如权利要求1所述的多通道高速信号中断测试仪，其特征在于，所述多个高速大电流单向信号开关子系统为两个，所述多个高速低电流双向信号开关子系统为八个。

4.如权利要求1所述的多通道高速信号中断测试仪，其特征在于，还包括：

电源接反保护模块，用于对所述控制板进行反接保护。

5.如权利要求1所述的多通道高速信号中断测试仪，其特征在于，还包括：

过电压保护模块，用于对所述控制板进行过电压保护。

6.如权利要求1所述的多通道高速信号中断测试仪，其特征在于，还包括：

滤波模块，用于对输入至所述控制板的电压进行滤波。

7.如权利要求1所述的多通道高速信号中断测试仪，其特征在于，每个所述高速大电流单向信号开关子系统均包括第一自检模块；每个所述高速低电流双向信号开关子系统均包括第二自检模块。

8.如权利要求1所述的多通道高速信号中断测试仪，其特征在于，还包括：

第三自检模块，所述第三自检模块设置在所述多个高速大电流单向信号开关子系统与所述多个高速低电流双向信号开关子系统之间，用于在所述多通道高速信号中断测试仪上电时，对由所述多个高速大电流单向信号开关子系统与所述多个高速低电流双向信号开关子系统组成的开关系统进行自检。

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