CN218213188U - 一种无线遥感探头及组网遥感探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线遥感探头及组网遥感探测系统，包括：信号探头与信号调理电路电连接；信号调理电路连接A/D转换电路；在时钟单元控制下A/D转换电路采集数据至FIFO存贮单元；MCU单元连接通信模块；量程切换电路与信号调理电路和MCU单元电连接；电池供电模块与信号调理电路、量程切换电路、时钟单元、A/D转换电路、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块电连接，为信号调理电路、量程切换电路、时钟单元、A/D转换电路、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块供电。本实用新型多路探头同时使用，可同步提供各不共地或远程信号传输设备测试节点的信号波形特征。

Description

一种无线遥感探头及组网遥感探测系统

技术领域

本实用新型属于电子测量技术领域，更具体地，涉及一种无线遥感探头及组网遥感探测系统。

背景技术

现代电子设备测量通过万用表、示波器、逻辑分析仪等进行在线测量，受空间环境影响，测试仪器无法可靠布置；在多路信号同步测试时，对不共地的信号必须采用不共地仪器分别进行测量，或对存在远程信号传输的电子设备进行测量时，仪器之间存在无法同步测量的难题。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种无线遥感探头及组网遥感探测系统，以通过多个独立的无线遥感探头实现信号的同时测量，旨在解决不共地信号无法同时测量的问题。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型提供了一种无线遥感探头，包括：信号探头、电池供电模块、信号调理电路、量程控制电路、A/D转换电路、时钟单元、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块；

所述信号探头与信号调理电路电连接；所述信号调理电路连接A/D转换电路；在时钟单元控制下所述A/D转换电路采集数据至FIFO存贮单元；所述MCU单元连接通信模块；所述量程切换电路与信号调理电路和MCU单元电连接；

所述电池供电模块与信号调理电路、量程切换电路、时钟单元、A/D转换电路、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块电连接，为信号调理电路、量程切换电路、时钟单元、A/D转换电路、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块供电。

在一个可选的示例中，所述信号探头为无源探头；信号调理电路完成交直流信号切换、信号补偿、信号跟随和程控放大；MCU单元控制时钟单元发送采样时钟，采样时钟控制A/D转换电路和FIFO存贮单元数据存贮；采样结束后，MCU单元读取采样数据通过通信模块发送至主控计算机；主控计算机完成数据的计算和显示。

在一个可选的示例中，所述信号探头为通用P6100系列100Mhz无源探头。

在一个可选的示例中，所述信号调理电路由AQY282SX光固态继电器完成交直流切换，由AD8065运放完成电压跟随，由压控可变增益运算放大器AD603完成信号的放大，由精密阻容电路完成信号补偿。

在一个可选的示例中，所述A/D转换电路由并行转换芯片AD9288完成。

在一个可选的示例中，所述FIFO存贮单元由两片IDT7206构成16K深度FIFO存贮单元。

在一个可选的示例中，所述时钟单元根据MCU单元按采样速率产生的PWM信号完成A/D转换和数据存贮时钟控制，同时时钟单元根据外部清零信号提供微秒级时钟零位，数据采集同时发送时间戳至FIFO存贮单元。

第二方面，本实用新型提供了一种组网遥感探测系统，包括上述第一方面提供的无线遥感探头和主控计算机；

所述主控计算机与多个无线遥感探头无线连接，控制多个遥感探头同步探测信号。

在一个可选的示例中，所述MCU单元采用含WIFI单元的ESP32，完成无线遥感探头的控制和与主控计算机的通信。

在一个可选的示例中，采集初始时主控计算机发送参数至各无线遥感探头，采集结束后对采集的数据按时间戳进行处理计算，完成数据的计算和显示。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型提供一种无线遥感探头及组网遥感探测系统，该探头采用可充电池供电，可精确测量电路采样点电压波形。多路探头同时使用，可同步提供各不共地或远程信号传输设备测试节点的信号波形特征。由于各无线遥感探头电气上相互隔离，能够实现诸如变压器输入输出端、DC-DC变换和光耦隔离输入输出端的同步测量；数据与时间戳同时采集，微秒级的时间戳精度可实现隔离信号输入输出波形的比对分析。

本实用新型提供一种无线遥感探头及组网遥感探测系统，实现远程信号传输设备测试节点的信号波形同步测量。在中继无线路由器支持下，可实现200M范围内含有远程信号传输的复杂系统的同步测量。可实现电气隔离(不共地)信号点的同步精确测量，可在不增加信号线条件下实现任意多点信号的测量，可实现大范围内含有远程信号传输的复杂系统的同步测量。

附图说明

图1是本实用新型提供的无线遥感探头原理框图；

图2是本实用新型提供的无线遥感探头组网测量示意图；

图3是本实用新型提供的无线遥感探头对电气隔离信号同步测量示意图；

图4是本实用新型提供的无线遥感探头组网测量流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的目的在于通过多个独立的无线遥感探头实现信号的同时测量，旨在解决不共地信号无法同时测量的问题。本实用新型提供了一种可组网在线遥测探头，该探头采用可充电池供电，可精确测量电路采样点电压波形。多路探头同时使用，可同步提供各不共地或远程信号传输设备测试节点的信号波形特征。由于各无线遥感探头电气上相互隔离，能够实现诸如变压器输入输出端、DC-DC变换和光耦隔离输入输出端的同步测量；数据与时间戳同时采集，微秒级的时间戳精度可实现隔离信号输入输出波形的比对分析。

本实用新型的另一目的在于实现远程信号传输设备测试节点的信号波形同步测量。本实用新型提供了一种无线遥感探头组网技术，在中继无线路由器支持下，可实现200M范围内含有远程信号传输的复杂系统的同步测量。

图1是本实用新型提供的无线遥感探头原理框图，如图1所示，包括：信号探头、电池供电模块、信号调理电路、量程控制电路、A/D转换电路、时钟单元、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块。信号探头与信号调理电路电连接；所述信号调理电路连接A/D转换电路；在时钟单元控制下所述A/D转换电路采集数据至FIFO存贮单元；所述MCU单元连接通信模块；所述量程切换电路与信号调理电路和MCU单元电连接；电池供电模块与信号调理电路、量程切换电路、时钟单元、A/D转换电路、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块电连接，为信号调理电路、量程切换电路、时钟单元、A/D转换电路、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块供电。

信号探头为无源探头；信号调理电路完成交直流信号切换、信号补偿、信号跟随和程控放大；MCU单元控制时钟单元发送采样时钟，采样时钟控制A/D转换和FIFO存贮单元数据存贮；采样结束后，MCU单元读取采样数据通过通信模块发送至上位机；上位机完成数据的计算和显示，包含周期、频率、峰峰值、FFT变换等信号特征。

信号探头为通用P6100系列100Mhz无源探头，也是最常用的示波器探头；所述信号调理电路由AQY282SX光固态继电器完成交直流切换，由AD8065运放完成电压跟随，由压控可变增益运算放大器AD603完成信号的放大，由精密阻容电路完成信号补偿；所述A/D转换由并行转换芯片AD9288完成，FIFO存贮由两片IDT7206构成16K深度FIFO存贮单元；所述时钟单元根据MCU单元按采样速率产生的PWM信号完成A/D转换和数据存贮时钟控制，同时时钟单元根据外部清零信号提供微秒级时钟零位，数据采集同时发送时间戳至FIFO；MCU单元采用含WIFI单元的ESP32，完成无线遥感探头的控制和与上位机的通信。

下面通过具体的实施例并结合附图2-附图4对本实用新型做进一步的详细描述。

步骤1：如图2所示，3个探头同时根据外部清零信号进行时间单元清零，这样保证数据采集时间戳一致；

具体地，主机与3个无线遥感探头无线连接，控制多个遥感探头同步探测信号。采集初始时发送量程、交直流、触发条件等参数至各无线遥感探头，采集结束后对数据按时间戳进行处理计算，完成数据的计算和显示，包含周期、频率、峰峰值、FFT变换等信号特征。

步骤2：按信号采集需要进行布置，如图3所示，探头1接变压器1、2端，探头2接变压器3、4端，探头3接变压器5、6端，可实现电气隔离(即不共地)信号点的同步测量；

步骤3：组网后上位机通过无线通信与探头进行连接；显示各探头初始状态，各探头初始为自动量程、采样频率100KHz；如连接不成功，可适当调整探头位置，保证信号联通；

步骤4：根据需求选定触发条件探头(主探头)，并设置触发条件(上升沿、下降沿、电平、时钟延时触发)；

步骤5：根据技术条件按需求设置各探头量程，采样频率。如无技术条件，可设定为自动量程，采样频率为最高；

步骤6：主探头根据触发条件发送同步命令，各探头采样开始；

步骤7：采样数据发送至上位机显示处理；

步骤8：上位机根据需求分别调整各探头量程或采样频率，重复采样；

步骤9：上位机发送采样结束命令至各探头，具体流程图参见图4所示。

本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线遥感探头，其特征在于，包括：信号探头、电池供电模块、信号调理电路、量程控制电路、A/D转换电路、时钟单元、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块；

所述信号探头与信号调理电路电连接；所述信号调理电路连接A/D转换电路；在时钟单元控制下所述A/D转换电路采集数据至FIFO存贮单元；所述MCU单元连接通信模块；所述量程切换电路与信号调理电路和MCU单元电连接；

所述电池供电模块与信号调理电路、量程切换电路、时钟单元、A/D转换电路、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块电连接，为信号调理电路、量程切换电路、时钟单元、A/D转换电路、FIFO存贮单元、MCU单元以及通信模块供电。

2.根据权利要求1所述的无线遥感探头，其特征在于，所述信号探头为无源探头；信号调理电路完成交直流信号切换、信号补偿、信号跟随和程控放大；MCU单元控制时钟单元发送采样时钟，采样时钟控制A/D转换电路和FIFO存贮单元数据存贮；采样结束后，MCU单元读取采样数据通过通信模块发送至主控计算机；主控计算机完成数据的计算和显示。

3.根据权利要求1所述的无线遥感探头，其特征在于，所述信号探头为通用P6100系列100Mhz无源探头。

4.根据权利要求1所述的无线遥感探头，其特征在于，所述信号调理电路由AQY282SX光固态继电器完成交直流切换，由AD8065运放完成电压跟随，由压控可变增益运算放大器AD603完成信号的放大，由精密阻容电路完成信号补偿。

5.根据权利要求1所述的无线遥感探头，其特征在于，所述A/D转换电路由并行转换芯片AD9288完成。

6.根据权利要求1所述的无线遥感探头，其特征在于，所述FIFO存贮单元由两片IDT7206构成16K深度FIFO存贮单元。

7.根据权利要求1所述的无线遥感探头，其特征在于，所述时钟单元根据MCU单元按采样速率产生的PWM信号完成A/D转换和数据存贮时钟控制，同时时钟单元根据外部清零信号提供微秒级时钟零位，数据采集同时发送时间戳至FIFO存贮单元。

8.一种组网遥感探测系统，其特征在于，包括多个权利要求1至7任一项所述的无线遥感探头和主控计算机；

所述主控计算机与多个无线遥感探头无线连接，控制多个遥感探头同步探测信号。

9.根据权利要求8所述的组网遥感探测系统，其特征在于，所述MCU单元采用含WIFI单元的ESP32，完成无线遥感探头的控制和与主控计算机的通信。

10.根据权利要求8所述的组网遥感探测系统，其特征在于，采集初始时主控计算机发送参数至各无线遥感探头，采集结束后对采集的数据按时间戳进行处理计算，完成数据的计算和显示。

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