CN213843928U - 一种测试仪器和数字电路正负基准信号的产生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测试仪器和数字电路正负基准信号的产生装置，包括差分放大单元、跟随器和窗口比较单元，差分放大单元的输入端与数字电路的微控制单元连接，差分放大单元的输出端分别与跟随器的输入端和窗口比较单元的输入端连接，跟随器的输出端与待测试设备连接，窗口比较单元用于输出正、负电平信号并与待测试设备连接，该数字电路正负基准信号的产生能够将微控制单元输入的正基准信号通过差分放大单元放大比较转化正、负基准信号并通过窗口比较单元进行正负判断对应输出端输出，解决了微控制单元输入的基准信号在临界点反复跳变情况，也解决数字电路中无法产生正负可调基准信号的问题。

Description

一种测试仪器和数字电路正负基准信号的产生装置

技术领域

本实用新型涉及数字电路技术领域，具体地，涉及一种测试仪器和数字电路正负基准信号的产生装置。

背景技术

随着经济与科技的不断发展，相应的测试仪器中数字电路的技术也有所提高，但是对数字电路技术的要求也不断提高。在测试仪器的数字电路中，常常需要输出可调的正负基准，一般产生这种信号的数字电路较为复杂，成本高。而现有的测试仪器的数字电路中无法产生可调正负基准。

因此，需提供一种测试仪器和数字电路正负基准信号的产生装置，以解决现有技术的不足。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种测试仪器和数字电路正负基准信号的产生装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种数字电路正负基准信号的产生装置，应用于测试仪器上，包括差分放大单元、跟随器和窗口比较单元，所述差分放大单元的输入端与数字电路的微控制单元连接，所述差分放大单元的输出端分别与所述跟随器的输入端和所述窗口比较单元的输入端连接，所述跟随器的输出端与待测试设备连接，所述窗口比较单元用于输出正、负电平信号并与所述待测试设备连接。

优选地，所述差分放大单元包括第一连接端、第二连接端、放大器、第一输出端和第二输出端，所述第一连接端和所述第二连接端分别与所述微控制单元和所述放大器的输入端连接，所述放大器的输出端分别与所述第一输出端和所述第二输出端连接，所述第一输出端与所述跟随器连接，所述第二输出端与所述窗口比较单元连接。

优选地，所述第一连接端与所述放大器的正极输入端连接，所述第二连接端与所述放大器的负极输入端连接，所述放大器的输出端还串联第十八电阻后接地。

优选地，所述跟随器的输入端与所述第一输出端之间连接有第一电阻，所述跟随器的输出端串联第二电阻与所述待测试设备连接。

优选地，所述第二输出端串联第十一电阻与所述窗口比较单元连接，所述窗口比较单元包括正向比较器和反向比较器，所述正向比较器与所述第十一电阻连接之间串联有第二十电阻，所述第二十电阻的两端并联有第二半导体器件；所述反向比较器与所述第十一电阻连接之间串联有第三电阻，所述第三电阻的两端并联有第一半导体器件。

优选地，所述第二半导体器件的负极与所述正向比较器的输入端连接，所述正向比较器的输出端输出的是高电平信号；所述第一半导体器件的正极与所述反向比较器的输入端连接，所述反向比较器的的输出端输出的是低电平信号。

优选地，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件均为二极管。

优选地，所述微控制单元为STM32F103RCT6型号芯片的单片机。

本实用新型还提供一种测试仪器，包括上述所述的数字电路正负基准信号的产生装置。

本实用新型的有益效果为：与现有技术相比，该测试仪器和数字电路正负基准信号的产生装置，包括差分放大单元、跟随器和窗口比较单元，差分放大单元的输入端与数字电路的微控制单元连接，差分放大单元的输出端分别与跟随器的输入端和窗口比较单元的输入端连接，跟随器的输出端与待测试设备连接，窗口比较单元用于输出正、负电平信号并与待测试设备连接，该数字电路正负基准信号的产生能够将微控制单元输入的正基准信号通过差分放大单元放大比较转化正、负基准信号并通过窗口比较单元进行正负判断对应输出端输出，解决了微控制单元输入的基准信号在临界点反复跳变情况，也解决数字电路中无法产生正负可调基准信号的问题。

附图说明：

图1为本实用新型所述数字电路正负基准信号的产生装置的电路框架图。

图2为本实用新型所述数字电路正负基准信号的产生装置差分放大单元的电路原理图。

图3为本实用新型所述数字电路正负基准信号的产生装置跟随器的电路原理图。

图4为本实用新型所述数字电路正负基准信号的产生装置窗口比较单元的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1，本实用新型的数字电路正负基准信号的产生装置，应用于测试仪器上，包括差分放大单元10、跟随器20和窗口比较单元30，差分放大单元10的输入端与数字电路的微控制单元40连接，差分放大单元10的输出端分别与跟随器20的输入端和窗口比较单元30的输入端连接，跟随器20的输出端与待测试设备50连接，窗口比较单元30用于输出正、负电平信号并与待测试设备50连接。

在本实用新型的实施例中，通过微控制单元40输出的两路基准信号IN1和IN2输入该数字电路正负基准信号的产生装置中，经过差分放大单元10放大基准信号IN1和IN2的数值，并由差分放大单元10输出放大基准信号IN1和IN2的信号OUT1。在差分放大单元10中，当基准信号IN2小于基准信号IN1时，差分放大单元10输出信号OUT1为正值；当基准信号IN2大于基准信号IN1时，差分放大单元10输出信号OUT1为负值。差分放大单元10输出信号OUT1再分成两路，一路的差分放大单元10输出信号OUT1经过一个跟随器20作为双向基准的输出信号OUT2，另一路的差分放大单元10输出信号OUT1进入窗口比较单元30，进行正负信号符号的判断。若差分放大单元10输出信号OUT1为正，则窗口比较单元30输出端OUT+输出信号为高电平信号；若差分放大单元10输出信号OUT1出为负，则窗口比较单元30输出端OUT-为低电平信号。在本实施例中，差分放大单元10放大基准信号IN1和IN2的数值的倍数视具体情况而定。窗口比较单元30输出的电平信号是可调的。

需要说明的是，该数字电路正负基准信号的产生装置能够将微控制单元输入的正基准信号通过差分放大单元放大比较转化正、负基准信号并通过窗口比较单元进行正负判断对应输出端输出，充分利用窗口比较单元的迟滞电路的优点，解决了微控制单元输入的基准信号在临界点反复跳变情况。

在本实用新型实施例中，微控制单元40优先选为STM32F103RCT6型号芯片的单片机。微控制单元40输出的两路基准信号IN1和IN2可以通过STM32F103RCT6芯片的DAC1和DAC2引脚连接端输出。其中，DAC1引脚连接端输出1.5V作为基准信号IN1与差分放大单元10连接，DAC2引脚连接端输出0～3V作为基准信号IN2与差分放大单元10连接。

本实用新型提供的一种数字电路正负基准信号的产生装置能够将微控制单元输入的正基准信号通过差分放大单元放大比较转化正、负基准信号并通过窗口比较单元进行正负判断对应输出端输出，解决了微控制单元输入的基准信号在临界点反复跳变情况，也解决数字电路中无法产生正负可调基准信号的问题。

如图2所示，在本实用新型的实施例中，差分放大单元10包括第一连接端、第二连接端、放大器U1A、第一输出端和第二输出端，第一连接端和第二连接端分别与微控制单元10和放大器U1A的输入端连接，放大器U1A的输出端分别与第一输出端和第二输出端连接，第一输出端与跟随器20连接，第二输出端与窗口比较单元30连接。其中，第一连接端与放大器U1A的正极输入端连接，第二连接端与放大器U1A的负极输入端连接，放大器U1A的输出端还串联第十八电阻R18后接地。

需要说明的是，第一连接端串联第七电阻R7与放大器U1A的输入端引脚3连接，第七电阻R7与放大器U1A的输入端引脚3还连接第五电阻R5和第十七电容C17，第五电阻R5与第十七电容C17并联连接后接地。第二连接端串联第十电阻R10与放大器U1A的输入端引脚2连接，第十电阻R10与放大器U1A的输入端引脚2还连接第十四电阻R14和第二十一电容C21，第十四电阻R14与第二十一电容C21并联后与第十八电阻R18连接。在本实施例中，差分放大单元10主要用于产生正、负的基准信号。

如图3所示，在本实用新型的实施例中，跟随器U1B的输入端与第一输出端之间连接有第一电阻R1，跟随器U1B的输出端串联第二电阻R2与待测试设备50连接。

如图4所示，在本实用新型的实施例中，第二输出端串联第十一电阻R11与窗口比较单元30连接，窗口比较单元30包括正向比较器U1D和反向比较器U1C，正向比较器U1D与第十一电阻R11连接之间串联有第二十电阻R20，第二十电阻R20的两端并联有第二半导体器件D2；反向比较器U1C与第十一电阻R11连接之间串联有第三电阻R3，第三电阻R3的两端并联有第一半导体器件D1。第二半导体器件D2的负极与正向比较器U1D的输入端连接，正向比较器U1D的输出端输出的是高电平信号；第一半导体器件D1的正极与反向比较器U1C的输入端连接，反向比较器U1C的的输出端输出的是低电平信号。

需要说明的是，第一半导体器件D1和第二半导体器件D2均优先选为二极管。窗口比较单元30由正向比较器U1D和反向比较器U1C构成，主要将差分放大单元10输出正、负信号反馈给待测试设备50。采用正向比较器U1D和反向比较器U1C这两个迟滞比较器的特点使得输出的电平信号不会在临界点反复的跳变，造成误判。在本实施例中，正向比较器U1D和反向比较器U1C的电压的范围为V1～+15V，-15V到V2。正向比较器U1D和反向比较器U1C正负的死区分别为V1，V2。

实施例二：

本实用新型还提供一种测试仪器，包括上述的数字电路正负基准信号的产生装置。

需要说明的是，该数字电路正负基准信号的产生装置已在实施例一中详细描述了，在此实施例二中不再对数字电路正负基准信号的产生装置进行详细描述。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种数字电路正负基准信号的产生装置，应用于测试仪器上，其特征在于，包括差分放大单元、跟随器和窗口比较单元，所述差分放大单元的输入端与数字电路的微控制单元连接，所述差分放大单元的输出端分别与所述跟随器的输入端和所述窗口比较单元的输入端连接，所述跟随器的输出端与待测试设备连接，所述窗口比较单元用于输出正、负电平信号并与所述待测试设备连接。

2.根据权利要求1所述的数字电路正负基准信号的产生装置，其特征在于，所述差分放大单元包括第一连接端、第二连接端、放大器、第一输出端和第二输出端，所述第一连接端和所述第二连接端分别与所述微控制单元和所述放大器的输入端连接，所述放大器的输出端分别与所述第一输出端和所述第二输出端连接，所述第一输出端与所述跟随器连接，所述第二输出端与所述窗口比较单元连接。

3.根据权利要求2所述的数字电路正负基准信号的产生装置，其特征在于，所述第一连接端与所述放大器的正极输入端连接，所述第二连接端与所述放大器的负极输入端连接，所述放大器的输出端还串联第十八电阻后接地。

4.根据权利要求2所述的数字电路正负基准信号的产生装置，其特征在于，所述跟随器的输入端与所述第一输出端之间连接有第一电阻，所述跟随器的输出端串联第二电阻与所述待测试设备连接。

5.根据权利要求2所述的数字电路正负基准信号的产生装置，其特征在于，所述第二输出端串联第十一电阻与所述窗口比较单元连接，所述窗口比较单元包括正向比较器和反向比较器，所述正向比较器与所述第十一电阻连接之间串联有第二十电阻，所述第二十电阻的两端并联有第二半导体器件；所述反向比较器与所述第十一电阻连接之间串联有第三电阻，所述第三电阻的两端并联有第一半导体器件。

6.根据权利要求5所述的数字电路正负基准信号的产生装置，其特征在于，所述第二半导体器件的负极与所述正向比较器的输入端连接，所述正向比较器的输出端输出的是高电平信号；所述第一半导体器件的正极与所述反向比较器的输入端连接，所述反向比较器的输出端输出的是低电平信号。

7.根据权利要求5所述的数字电路正负基准信号的产生装置，其特征在于，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件均为二极管。

8.根据权利要求1所述的数字电路正负基准信号的产生装置，其特征在于，所述微控制单元为STM32F103RCT6型号芯片的单片机。

9.一种测试仪器，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的数字电路正负基准信号的产生装置。

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