CN201133917Y - 便携式多功能通用测试仪 - Google Patents

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郭恩全
高天德
杨馥涛
马颖娇
高宝平
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Abstract

本实用新型提供一种便携式多功能通用测试仪，包括计算机，还包括多功能数据采集卡、示波器卡、万用表卡、一块信号分配板、两块信号输入板和一块输出滤波板，其中多功能数据采集卡、示波器卡和万用表卡直接与PCI或PXI总线连接；每个信号输入板的板卡有4个BNC插座，两块信号输入板共8个BNC输入通道，通过转接电缆2、转接电缆3、信号分配板和转接电缆1连接到多功能数据采集卡的模拟量输入端；信号分配板的一端与多功能数据采集卡的输入输出通道连接，另一端与信号输入板和输出滤波板连接。本实用新型体积小，移动方便，便于携带，功能多且具有通用性，应用范围广。

Description

便携式多功能通用测试仪
技术领域
本实用新型涉及一种测试仪器。
背景技术
目前在国内外还没有相同类型的产品。仅部分仪器功能在国内外有类似的台式仪器，以下就国内外相关领域发展情况作一说明：
在国外，主要有National Instruments公司、Agilent和LeCroy等几家公司经营相关产品。National Instruments公司主要生产和经营虚拟仪器硬件板卡及其软件平台，没有成套的多功能智能仪器；Agilent公司主要生产和经营单一功能的测试仪器；LeCroy公司主要以开发高速示波器PXI和CPCI模块为主，没有多功能的测试仪器产品。
国内主要有：哈工大仪器王、西安易达公司和北京迪阳公司，这些公司的产品均属万元以内的低端产品。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种便携式多功能通用测试仪，体积小，移动方便，便于携带，功能多且具有通用性，应用范围广。
本实用新型通过下述技术方案实现：一种便携式多功能通用测试仪，包括计算机，还包括多功能数据采集卡、示波器卡、万用表卡、一块信号分配板、两块信号输入板和一块输出滤波板，其中多功能数据采集卡、示波器卡和万用表卡直接与PCI或PXI总线连接，与计算机进行通信；两块信号输入板完成信号的输入功能，每个板卡有4个BNC插座，两块信号输入板共8个BNC输入通道，通过转接电缆2、转接电缆3、信号分配板和转接电缆1连接到多功能数据采集卡的模拟量输入端；信号分配板的一端与多功能数据采集卡的输入输出通道连接，另一端与信号输入板和输出滤波板连接，起到中间桥梁连接作用；输出滤波板的作用是输出信号，并滤除输出信号中的噪声，输出信号为多功能数据采集卡两路模拟信号的输出，其输出波形经过滤波电路滤波后连接至BNC插座。
本实用新型集多台仪器的功能于一体，利用虚拟仪器技术，基于PCI或PXI总线技术，把多种仪器功能集中在一台仪器中，形成以信号产生、采集、分析处理和波形显示为一体的多功能测试系统，就像一个移动实验室。适合于科研、开发、测量、测控等领域的使用，更适合于舰载、车载和外场试验。体积小，移动方便，便于携带，功能多且具有通用性。
附图说明
图1是本实用新型测试仪器组成图。
图2是本实用新型的电路连线图。
图3是本实用新型输出滤波板的信号处理框图。
图4是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
本实用新型根据所采用的总线平台为PCI总线或者PXI总线来选择各板卡模块为PCI板卡或PXI板卡。
多功能数据采集卡8作为系统中的一个主要的模拟输入和模拟输出模块，主要完成信号采集和输出，与自研板卡相连接实现部分仪器信号的输入和输出。它是任意波形发生器、数据记录仪、高速数据流盘与波形再现仪、动态信号分析仪和多功能相位计的支持模块，配以各个仪器独立的软件模块，实现各仪器的功能。
示波器卡5是数字示波器的支持模块，配以其独立的数字示波器软件模块，实现数字示波器的仪器功能。
万用表卡6是数字万用表的支持模块，配以其独立的数字万用表软件模块，实现数字万用表的仪器功能。
如图1和图4所示，计算机选用阿波罗便携式一体机1，总线选择PCI总线，多功能数据采集卡8选择NI PCI-6251多功能数据采集卡，示波器卡5选择NI PCI-5112示波器卡，万用表卡6选择NIPCI-4070万用表卡，信号输入板1、信号输入板2、信号分配板7和输出滤波板4都是自研板卡。
阿波罗便携式一体机的要求为：计算机必须预留7个PCI插槽，用来安装3块外购板卡和4块自研板卡。
NI PCI-6251：模拟量输入(单端16路/差分8路)，AD转换精度是16位，采样频率1.25MS/s，DA输出2路，DA输出精度是16位，DA更新率为2.8MS/s，DA输出电压为±5V和±10V，数字量输入/输出为24路。
NI PCI-5112：2通道同步采样，精度为8位，100MHz实时采样，100MHz带宽，50mVPP～50VPP输入(最大±37V直流偏移)，单通道有16到32MB存储器，触发方式有边沿触发、窗触发、滞后触发和数字触发。
NI PCI-4070：61/2位数字万用表，12种集成测量功能，测量精度为10～23位柔性测量精度，1.8MS/s带隔离波形采集，带隔离的±300VDC/Vrms电压输入。
信号输入板1/信号输入板2：每个信号输入板有4个BNC插座，共8个BNC输入插座，它们通过内部总线与多功能数据采集卡的8路差分输入通道连接，实现8路信号的输入。
信号分配板7：如图2所示，信号分配板通过转接电缆1与多功能数据采集卡8连接，通过转接电缆2与信号输入板1连接，通过转接电缆3与信号输入板2连接，通过转接电缆4与输出滤波板4连接。
输出滤波板4：输出信号为NI多功能数据采集卡两路模拟信号的输出，其输出波形经过滤波电路滤波后连接至BNC插座，其最终输出信号有如下的要求：
1)输出信号为正弦波、三角波、锯齿波和方波，可以通过软件进行选择。
2)正弦波输出信号的频率≤40KHz，其他波形的频率≤20KHz，频率输出精度≤0.04％。
3)输出信号的最大幅值为±10V，幅值输出精度≤2.5％。
4)输出通道的各种低通滤波器为7阶LC巴特沃斯滤波器。
5)输出阻抗为50Ω。
6)方波的上升沿/下降沿≤1μS。
7)正弦波非线性失真度≤1％。
输出滤波板的信号处理框图如图3所示，共有两路信号输出，输出信号为DAC0OUT和DAC1OUT，此两路输出信号的控制信号分别为多功能数据采集卡的数字输出信号DIO0、DIO1、DIO2、DIO3和DIO4、DIO5、DIO6、DIO7。具体控制信号见表1和表2。
表1DAC0OUT控制信号设置
  信号类型   DIO0   DIO1   DIO2   DIO3   滤波器的选择
三角波锯齿波 0 0 1 1   低通滤波器2低通滤波器3低通滤波器4
  方波   0   1   1   0   低通滤波器5
  正弦波   1   1   0   0   低通滤波器1
  直通   0   0   0   0
表2DAC1OUT控制信号设置
  信号类型   DIO4   DIO5   DIO6   DIO7   滤波器的选择
三角波锯齿波 0 0 1 1   低通滤波器2低通滤波器3低通滤波器4
  方波   0   1   1   0   低通滤波器5
  正弦波   1   1   0   0   低通滤波器1
  直通   0   0   0   0
任意波形发生器输出正弦波、三角波、锯齿波和方波，以下对任意波形发生器输出不同波形时采用不同滤波器作一说明(参考图3)。
a)正弦波采用低通滤波器1可有效地滤除D/A转换台阶和噪声，使信号更光滑控制信号为“1100”。
b)三角波、锯齿波采用低通滤波器2、低通滤波器3和低通滤波器4并联使用，可有效滤除D/A输出产生的台阶和噪声，其中低通滤波器3和4的滤波频率比低通滤波器2的高，对于锯齿波起到补偿高频损失的作用，有效地减小了锯齿波的下冲现象，控制信号为“0011”。
c)方波采用低通滤波器5可以滤除小信号时的干扰噪声，控制信号为“0110”。
如图4所示，在阿波罗便携式一体机1的PCI插槽中分别安装好NI PCI-6251多功能数据采集卡8，NI PCI-5112示波器卡5，NIPCI-4070万用表卡6，信号输入板1、信号输入板2、信号分配板7和输出滤波板4；按图2的要求连接好转接电缆1、转接电缆2、转接电缆3和转接电缆4；在便携式一体机中安装每台仪器对应的独立软件模块，便可以较好地实现本实用新型。本实用新型的软件由动态信号分析仪、任意波形发生器、多通道数据记录仪、多功能相位计、高速数据流盘与波形再现仪、数字示波器和数字万用表7个相互独立的软件模块组成。

Claims (2)

1、一种便携式多功能通用测试仪，包括计算机，其特征是还包括多功能数据采集卡(8)、示波器卡(5)、万用表卡(6)、一块信号分配板(7)、两块信号输入板和一块输出滤波板(4)，其中多功能数据采集卡(8)、示波器卡(5)和万用表卡(6)直接与PCI或PXI总线连接，两块信号输入板通过转接电缆2、转接电缆3、信号分配板(7)和转接电缆1连接到多功能数据采集卡(8)的模拟量输入端；信号分配板(7)的一端与多功能数据采集卡(8)的输入输出通道连接，另一端与信号输入板和输出滤波板(4)连接。
2、如权利要求1所述的一种便携式多功能通用测试仪，其特征是信号输入板的每个板卡有4个BNC插座，两块信号输入板共8个BNC输入通道。
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Xi'an Hualei Shipbuilding Industry Co.,Ltd.

Assignor: Shaanxi Hitech Electronic Co., Ltd.

Contract record no.: 2010610000054

Denomination of utility model: Portable multifunctional universal tester

Granted publication date: 20081015

License type: Exclusive License

Record date: 20100906

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081015

Termination date: 20161012