CN212622733U

CN212622733U - 一种信号发生器和测试设备

Info

Publication number: CN212622733U
Application number: CN202120180261.1U
Authority: CN
Inventors: 徐宏宏; 雷新军; 叶金平
Original assignee: Wuhan Jingce Electronic Group Co Ltd; Wuhan Jingli Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Wuhan Jingce Electronic Group Co Ltd; Wuhan Jingli Electronic Technology Co Ltd; Wuhan Jingce Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2021-02-26
Anticipated expiration: 2031-01-22

Abstract

本申请涉及一种信号发生器和测试设备，涉及信号发生器技术领域，该信号发生器包括：信号产生模块，信号产生模块包括第一级DAC以及与第一级DAC信号连接的两个第二级DAC；各第二级DAC分别配接至少一个MUX，各MUX分别配接一功放模块。本申请对信号发生器进行改进，通过较少数量的DAC实现同样的信号生成功能，在满足当前信号发送工作需求的前提下，降低设备成本，为信号发生器的正常工作提供保障。

Description

一种信号发生器和测试设备

技术领域

本申请涉及信号发生器技术领域，具体涉及一种信号发生器和测试设备。

背景技术

平板显示技术是现代生活中不可或缺的一部分，应用领域十分广泛，目前主要的下游领域包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电视、显示器等，并且未来有可能在汽车电子、工业控制、电子标签、智慧医疗等新兴领域扮演重要角色。随着互联网的普及，智能化趋势的不断推进，未来5G应用带来的信息流冲击，显示屏作为人机交互的界面，其市场规模正在随着智能手机等终端设备数量的增加而不断扩大，面板需求量和出货面积逐年攀升。

随着新型显示技术的发展，QD-LCD、QLED、Mini-LED、Micro-LED等各种新型显示技术发展壮大，现阶段的图形信号发生器无法很好的适应当前的技术环境。因此急需一种新的信号发生器以满足当前使用需求。

实用新型内容

本申请提供一种信号发生器和测试设备，对信号发生器进行改进，通过较少数量的DAC实现同样的信号生成功能，在满足当前信号发送工作需求的前提下，降低设备成本，为信号发生器的正常工作提供保障。

第一方面，本申请提供了一种信号发生器，所述信号发生器包括：

信号产生模块，所述信号产生模块包括第一级DAC以及与所述第一级DAC信号连接的两个第二级DAC；

各所述第二级DAC分别配接至少一个MUX，各所述MUX分别配接一功放模块。

进一步的，所述信号发生器还包括供电单元、主控单元以及调控单元；

所述供电单元包括ACDC固定电源、DCDC电源以及ACDC可调电源；

所述ACDC固定电源与所述DCDC电源协同向所述主控单元、所述第一级DAC、所述第二级DAC以及所述MUX供电；

所述调控单元分别与所述ACDC可调电源以及所述主控单元信号连接；

所述ACDC可调电源向所述信号产生模块中的所述功放模块供电。

具体的，所述ACDC可调电源用于接收所述调控单元的电压调控信号，调控各所述功放模块的输出电压。

具体的，所述第一级DAC与所述第二级DAC的自身通道数量相同。

进一步的，所述信号发生器还包括信号采集单元，所述信号采集单元包括电流采集单元以及电压采集单元；

所述电流采集单元以及所述电压采集单元均与所述第一级DAC信号连接。

进一步的，所述信号发生器还包括输出接口单元；

所述输出接口单元与各所述功放模块信号连接。

进一步的，所述信号发生器还包括通讯接口单元；

所述通讯接口单元与所述主控单元信号连接；

所述ACDC固定电源与所述DCDC电源协同向所述通讯接口单元供电。

进一步的，所述信号发生器还包括显示单元；

所述显示单元与所述主控单元信号连接；

所述ACDC固定电源与所述DCDC电源协同向所述显示单元供电。

具体的，所述主控单元内部配置第一主控模块和第二主控模块；

所述第一主控模块为ARM或MCU；

所述第二主控模块为FPGA或CPLD。

第二方面，本申请提供了一种测试设备，其包括第一方面提及的信号发生器。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

（1）本申请对信号发生器进行改进，通过较少数量的DAC实现同样的信号生成功能，在满足当前信号发送工作需求的前提下，降低设备成本，为信号发生器的正常工作提供保障。

（2）本申请对信号发生器的供电单元进行改造，实现供电电压与信号产生模块中的功放模块的输出电压形成固定压差，在电流相同条件下，可实现热功耗不变。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提供的信号发生器的信号产生模块的结构框图；

图2为本申请实施例中提供的传统的信号发生器的信号产生模块的结构框图；

图3为本申请实施例中提供的信号发生器的供电单元的工作原理图；

图4为本申请实施例中提供的信号发生器的结构框图；

图5为本申请实施例中提供的信号发生器的信号产生模块在情况1时的工作原理图；

图6为本申请实施例中提供的信号发生器的信号产生模块在情况2时的工作原理图；

图7为本申请实施例中提供的信号发生器的信号产生模块在情况3时的工作原理图。

具体实施方式

术语解释：

DAC，Digital to Analog Convertor，数模转换器；

MUX，Multiplexer，数据选择器，即模拟开关；

ACDC电源，即AC/DC电源，Alternating Current / Direct Current电源，交流转直流电源；

DCDC，即DC/DC电源，Direct Current / Direct Current电源，直流电源；

LDO，Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器；

ARM，Advanced RISC Machines，ARM处理器；

MCU，Micro Control Unit，微控制单元；

FPGA，Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列；

CPLD， Complex Programming logic device, 复杂可编程逻辑器件；

SPI，Serial Peripheral Interface，串行外设接口；

IIC， Inter-Integrated Circuit，集成电路总线；

SOA，Safe Operating Area，安全工作区；

UART，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器；

LAN，Local Area Network，局域网；

USB，Universal Serial Bus，通用串行总线；

GPIO，General Purpose Input Output，通用输入/输出口；

IP，Internet Protocol，网际互连协议。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

本申请实施例提供一种信号发生器和测试设备，对信号发生器进行改进，通过较少数量的DAC实现同样的信号生成功能，在满足当前信号发送工作需求的前提下，降低设备成本，为信号发生器的正常工作提供保障。

为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：

一种信号发生器，该信号发生器包括：

信号产生模块，信号产生模块包括第一级DAC以及与第一级DAC信号连接的两个第二级DAC；

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

第一方面，参见图1~7所示，本申请实施例提供一种信号发生器，该信号发生器包括：

本申请实施例中，对信号发生器进行改进，通过较少数量的DAC实现同样的信号生成功能，在满足当前信号发送工作需求的前提下，降低设备成本，为信号发生器的正常工作提供保障。

需要说明的是，传统的信号发生器的信号产生模块如说明书附图的图2所示，即高速联输出DAC工作模式，信号产生模块随着需求的增加，对应的DAC数量、MUX数量以及功放模块数量均会增加，且相对于本申请的信号产生模块，其需要的DAC数量更多，成本更高；

本申请实施例的信号产生模块借助多通道DAC、模拟开关（MUX）以及功放电路组合，从而实现高压摆率；

如说明书附图的图1所示，以4通道DAC为例，输入通道需要8个，那么只需要3个DAC即可实现, 以此类推16个通道，或者更多通道，可实现更少的DAC，即低成本输出多信号通道。

优选的，各第二级DAC配接与自身通道数量相同的MUX，各MUX分别配接一功放模块；

所述第一级DAC与所述第二级DAC的自身通道数量相同。

在此，针对信号产生模块，进行实际操作时的使用说明：

情况1，如说明书附图的图5所示，第一级DAC和第二级DAC均为4通道，此情况为仅使用第一级DAC，这样最大限度的降低DAC的数量，达到降低成本，但四种电压全部为共用电压，无法实现直流输出时设定任意值；

情况2，如说明书附图的图6所示，第一级DAC和第二级DAC均为4通道，使用两级DAC，其中第一级DAC提供所有公共通道使用的公共电压，第二级DAC为每一个公共通道提供一阶独立任意可设置电压，满足直流输出时设定任意值；

情况3，如说明书附图的图7所示，第一级DAC为4通道，而第二级DAC为4通道，使用两级DAC，其中第一级DAC提供所有公共通道使用的公共电压，第二级DAC为每一个公共通道提供一阶独立任意可设置电压，满足直流输出时设定任意值，需要说明的是，图7中，为了示例方便，仅画出了一个第二级DAC，实际上是存在2个第二级DAC，此处为了示例方便进行了简化。

另外，第一级DAC、第二级DAC、MUX器件的通道数可以不用保持相同，根据实际使用情况可灵活搭配；

说明书附图的图5~7仅列举出部分组合，其他可根据实际需求搭配使用。

进一步的，该信号发生器还包括供电单元、主控单元以及调控单元；

供电单元包括ACDC固定电源、DCDC电源以及ACDC可调电源；

ACDC固定电源与DCDC电源协同向主控单元、第一级DAC、第二级DAC以及MUX供电；

调控单元分别与ACDC可调电源以及主控单元信号连接；

ACDC可调电源向信号产生模块中的功放模块供电。

其中，ACDC可调电源用于接收调控单元的电压调控信号，调控各功放模块的输出电压。

如说明书附图的图4所示，为了清楚的表示电路连接情况，将供电单元分为两处，实际使用时，供电单元只有一个，此处仅为便于进行附图显示而进行的调整。

需要说明的是，主控单元用于控制信号发生器的其他单元，分工合作，实现可以输出点屏需要的信号，采集所需要的电流和电压信息，配置有种类较多的接口和显示，人机界面友好；

供电单元主要将市电转换成设备需要的直流电，给到设备内部所有电路供电使用，需要更低的电压时，通过DCDC电源转换成需要的低电压，如果更低的纹波要求时，可以使用LDO进行转换。

另外，ACDC可调电源可实现供电电压与信号产生模块中的功放模块的输出电压形成固定压差，在电流相同条件下，可实现热功耗不变。

具体的，主控单元内部配置第一主控模块和第二主控模块；

第一主控模块为ARM或MCU；

第二主控模块为FPGA或CPLD。

具体的，调控单元为DAC或SPI或IIC。

具体操作时，通过数字接口SPI或者IIC、或者使用DAC模拟信号动态调节ACDC电源的输出电压，保持功放在SOA（Safe Operating Area）范围内，可完美实现低电压大电流的驱动，同时可降低80%左右的热功耗，降低整机热量；

SOA即安全工作区，是由一系列（电压，电流）坐标点形成的一个二维区域，开关器件正常工作时的电压和电流都不会超过该区域，只要器件工作在SOA区域内就是安全的，超过这个区域就存在危险。

进一步的，信号发生器还包括信号采集单元，信号采集单元包括电流采集单元以及电压采集单元；

电流采集单元以及电压采集单元均与第一级DAC信号连接。

具体的，电流采集单元的电流采集链，将电流信号转变电压信号（I/V转换），然后通过运算放大器调节信号大小，符合信号链传输特性；

电压采集单元的电压采集链，将输出信号电压的大小通过运算放大器调节信号大小，符合信号链传输特性。

进一步的，信号发生器还包括输出接口单元；

输出接口单元与各功放模块信号连接。

具体的，输出接口单元主要以牛角座作为输出接口为主，还可根据具体需求进行调整，支持客户定制化的接口。

进一步的，信号发生器还包括通讯接口单元；

通讯接口单元与主控单元信号连接；

ACDC固定电源与DCDC电源协同向通讯接口单元供电。

具体的，通讯接口单元提供串口（UART）、网口（LAN）、USB、SPI、IIC以及GPIO，接口种类繁多，较为灵活的实现与第三方通讯。

进一步的，信号发生器还包括显示单元；

显示单元与主控单元信号连接；

ACDC固定电源与DCDC电源协同向显示单元供电。

具体的，显示单元包括数码管、液晶显示屏或发光二极管，发光二极管可以实时显示设备运行状态，数码管或者液晶显示屏可显示设备IP、错误代码以及具体的运行状态，提供友好的人机界面。

第二方面，本申请实施例提供一种测试设备，其包括第一方面提及的信号发生器。本领域内人员可以理解，本申请实施例提及的测试设备，除包含信号发生器，还可以包括取像模块、图像处理模块、压接治具模块等功能模块中的一种或几种，本申请对此不作限定。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种信号发生器，其特征在于，所述信号发生器包括：

2.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括供电单元、主控单元以及调控单元；

所述供电单元包括ACDC固定电源、DCDC电源以及ACDC可调电源；

3.如权利要求2所述的信号发生器，其特征在于：

所述ACDC可调电源用于接收所述调控单元的电压调控信号，调控各所述功放模块的输出电压。

4.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于：

所述第一级DAC与所述第二级DAC的自身通道数量相同。

5.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括信号采集单元，所述信号采集单元包括电流采集单元以及电压采集单元；

6.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括输出接口单元；

所述输出接口单元与各所述功放模块信号连接。

7.如权利要求2所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括通讯接口单元；

所述通讯接口单元与所述主控单元信号连接；

8.如权利要求2所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括显示单元；

所述显示单元与所述主控单元信号连接；

所述ACDC固定电源与所述DCDC电源协同向所述显示单元供电。

9.如权利要求2所述的信号发生器，其特征在于：

所述主控单元内部配置第一主控模块和第二主控模块；

所述第一主控模块为ARM或MCU；

所述第二主控模块为FPGA或CPLD。

10.一种测试设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的一种信号发生器。