CN204330849U - 一种多功能实验用虚拟仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多功能实验用虚拟仪器，包括第一电平处理电路、第二电平处理电路、第一AD采样电路、FPGA处理芯片、存储器、处理部件、显示器和键盘，所述第一AD采样电路与第一电平处理电路、第二电平处理电路分别相连接，所述第一AD采样电路、FPGA处理芯片、存储器和处理部件依次相连接，所述处理部件与显示器、键盘分别相连接。本实用新型将示波器、万用表和频谱分析仪结合为一体，具有体积小、成本低的优点。

Description

一种多功能实验用虚拟仪器

技术领域

本实用新型提出了一种实验设备，尤其是涉及一种同时具有示波器和三用表功能的实验用虚拟仪器。

背景技术

示波器是一种电子测量仪器，在需要观察电路的电压、电流波形及调试、分析、判断电路故障的场合都会用到示波器，示波器可观察相对于时间的瞬时电压，它可显示波形的形状并可测量幅度、频率和相位等参数。示波器和一些适当的传感器配合，还可以观察一些非电量的变化。

万用表又称为复用表、多用表、三用表、繁用表等，是电力电子等部门不可缺少的测量仪表，一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。万用表按显示方式分为指针万用表和数字万用表。是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数(如β)等。

频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测 量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。

但是，现有技术中的示波器、万用表和频谱分析仪的功能都非常单一，体积很大，导致实验台体积很大，且操作不便，成本很高。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种将示波器、万用表和频谱分析仪结合为一体的虚拟仪器。本实用新型提供的一种多功能实验用虚拟仪器，采用的技术方案如下：

一种多功能实验用虚拟仪器，包括第一电平处理电路、第二电平处理电路、第一AD采样电路、FPGA处理芯片、存储器、处理部件、显示器和键盘，第一AD采样电路与第一电平处理电路、第二电平处理电路分别相连接，第一AD采样电路、FPGA处理芯片、存储器和处理部件依次相连接，处理部件与显示器、键盘分别相连接。

进一步特征为还包括网络接口电路，网络接口电路与处理部件相连接。

进一步特征为还包括第三电平处理电路、第四电平处理电路、第五电平处理电路、第二AD采样电路、总线通讯电路和光电隔离电路，第三电平处理电路、第四电平处理电路和第五电平处理电路都与第二AD采集电路相连接，第二AD采集电路、总线通讯电路和光电隔离电路依次相连接，光电隔离电路与处理部件相连接。

进一步特征为还包括电源管理模块，电源管理模块与处理部件相 连接。

进一步特征为处理部件为CPU。

进一步特征为显示器为触控显示器。

本实用新型同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本实用新型中的虚拟仪器将示波器、万用表和频谱分析仪结合为一体，与现有技术相比，不仅体积小，便于携带，而且大大的减少了成本，利于推广使用。

2、本实用新型的显示器为触控显示器，在使用时可通过触控显示器直接进行控制，操作起来方便快捷。

3、本实用新型具有网络接口电路，使得本虚拟仪器可通过该网络接口电路接入到以太网中，将虚拟仪器测得的结果通过以太网发送到主服务器端，使得管理者可通过主服务器远程观察到所有虚拟仪器的结果，减少了管理者的工作量，节省人力。

4、本实用新型具有光电隔离电路，将完成万用表功能的电路与其他电路隔离开来，使得设备的使用更加安全、可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种多功能实验用虚拟仪器的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1所示，涉及一种多功能实验用虚拟仪器，包括第一电平处理电路1、第二电平处理电路2、第一AD采样电路3、FPGA处理芯片4、存储器5、处理部件6、显示器7和键盘8，第一电平处理电路1与第一AD采样电路3相连接，第二电平处理电路2与第一AD采样电路3相连接，第一AD采样电路3、FPGA处理芯片4、存储器5和处理部件6依次相连接，处理部件6与显示器7、键盘8分别相连接。FPGA处理芯片4的型号为EPM1270，存储器5为双口RAM存储器，型号为IS61LV25616。

本实用新型的优选方式为：本实用新型的一种虚拟仪器还包括网络接口电路9，网络接口电路9与处理部件6相连接，在本实施例中的网络接口电路9中的芯片型号为DM9000。

本实用新型的一种多功能实验用虚拟仪器还包括第三电平处理电路10、第四电平处理电路11、第五电平处理电路12、第二AD采 样电路13、总线通讯电路14和光电隔离电路15，第三电平处理电路10、第四电平处理电路11和第五电平处理电路12都与第二AD采集电路13相连接，第二AD采集电路13、总线通讯电路14和光电隔离电路15依次相连接，光电隔离电路15与处理部件6相连接。

本实用新型的一种多功能实验用虚拟仪器还包括电源管理模块16，电源管理模块16与处理部件6相连接

处理部件6为CPU，且处理部件6的型号为arm9s3c2440。

显示器7为触控显示器。

示波器功能和频谱分析仪功能的实现：第一电平处理电路1、第二电平处理电路2的一端分别与A、B两个相同的信号输入通道相连接，用于采集信号，经过受控电平处理后，第一AD采样电路3进行高速AD采样，采样数据随机存储入双口RAM存储器中，存储数据达到要求后产生中断，通知处理部件6读取，采集数据经过处理部件6滤波处理后形成波形并通过显示器7进行显示，同时相关数据可通过网络接口电路9提交发送至指定地址的上位机。此流程中的第一电平处理电路1、第二电平处理电路2的调整参数和RAM存储大小均受控于键盘上设置的幅度和扫描周期档位。

万用表功能的实现：待测交直流电流与第三电平处理电路10相连接，待测交直流电压与第四电平处理电路11相连接，待测电阻与第五电平处理电路12相连接，交直流电压数据、交直流电流数据和电阻数据通过电平处理后，第二AD采样电路13进行高速AD采样，电平处理电路受控于电流、电压和电阻档位的设置，对输入的信号进 行放大、缩小及电平平移等处理。上述经告诉AD采样处理后的交直流电压数据、交直流电流数据和电阻数据随即通过通讯总线提交发送给处理部件6，这些数据在处理部件6内进行滤波处理、有效值计算等处理后将交直流电压数值、交直流电流数值和电阻数值通过显示屏7进行显示，同时交直流电压数值、交直流电流数值和电阻数值通过网络接口电路9提交发送至指定地址的上位机。因万用表功能可测试市电等高压信号，为了保障安全，万用表功能电路与其他电路采用光电隔离电路15处理。

本实用新型中的多功能实验用虚拟仪器将示波器、万用表和频谱分析仪结合为一体，与现有技术相比，不仅体积小，便于携带，而且大大的减少了成本，利于推广使用。

本实用新型的显示器为触控显示器，在使用时可通过触控显示器直接进行控制，操作起来方便快捷。

本实用新型具有网络接口电路，使得本虚拟仪器可通过该网络接口电路接入到以太网中，将虚拟仪器测得的结果通过以太网发送到主服务器端，使得管理者可通过主服务器远程观察到所有虚拟仪器的结果，减少了管理者的工作量，节省人力。

本实用新型具有光电隔离电路，将完成万用表功能的电路与其他电路隔离开来，使得设备的使用更加安全、可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能实验用虚拟仪器，其特征在于，包括第一电平处理电路、第二电平处理电路、第一AD采样电路、FPGA处理芯片、存储器、处理部件、显示器和键盘，所述第一AD采样电路与第一电平处理电路、第二电平处理电路分别相连接，所述第一AD采样电路、FPGA处理芯片、存储器和处理部件依次相连接，所述处理部件与显示器、键盘分别相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能实验用虚拟仪器，其特征在于，还包括网络接口电路，所述网络接口电路与处理部件相连接。

3.根据权利要求1所述的一种多功能实验用虚拟仪器，其特征在于，还包括第三电平处理电路、第四电平处理电路、第五电平处理电路、第二AD采样电路、总线通讯电路和光电隔离电路，所述第三电平处理电路、第四电平处理电路和第五电平处理电路都与第二AD采集电路相连接，所述第二AD采集电路、总线通讯电路和光电隔离电路依次相连接，所述光电隔离电路与处理部件相连接。

4.根据权利要求1所述的一种多功能实验用虚拟仪器，其特征在于，还包括电源管理模块，所述电源管理模块与处理部件相连接。

5.根据权利要求1所述的一种多功能实验用虚拟仪器，其特征在于，所述处理部件为CPU。

6.根据权利要求1所述的一种多功能实验用虚拟仪器，其特征在于，所述显示器为触控显示器。