CN219715566U - 用于示波器的智能探头及示波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于示波器的智能探头及示波器，智能探头包括探头和控制盒；探头包括：信号转换模块、第一控制模块以及第一通讯模块，控制盒包括：第二控制模块和第二通讯模块，第二控制模块与示波器的通讯接口连接，第二通讯模块与第一通讯模块有线通讯连接或者无线通讯连接。本技术方案通过设置探头和控制盒，利用示波器的通讯接口，将探头和示波器连接在一起，扩展示波器的通讯能力，使得示波器能够更方便地与多种探头进行通讯，通过控制盒使得不同厂家、不同型号的示波器和探头可以互相兼容，提高了设备的通用性和兼容性。

Description

用于示波器的智能探头及示波器

技术领域

本实用新型涉及示波器技术领域，尤其涉及一种用于示波器的智能探头及示波器。

背景技术

现有技术中示波器所配的探头为示波器厂家的专用探头，当该专用探头发生故障时，采用通用探头与示波器连接时，无法与示波器进行自动配对，存在操纵示波器复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种用于示波器的智能探头及示波器，以解决现有技术中通过通用探头与示波器连接时无法与示波器进行自动配对导致存在操纵示波器复杂的问题。

本实用新型实施例第一方面提供一种用于示波器的智能探头，所述智能探头包括探头和控制盒；

所述探头包括：

信号转换模块，其第一输入端为所述智能探头的信号输入端，其输出端为所述智能探头的信号输出端；

第一控制模块，其输出端连接所述信号转换模块的第二输入端；

第一通讯模块，其第一端连接所述第一控制模块的通讯端；

所述控制盒包括：

第二控制模块，其第一通讯端通过通讯线与所述示波器的通讯接口连接；

第二通讯模块，其第一端连接所述第二控制模块的第二通讯端，其与所述第一通讯模块有线通讯连接或者无线通讯连接。

优选地，所述探头还包括：

信号源，用于输出预设电压信号；

切换开关，其第一切换端连接所述信号源，其第二切换端连接所述信号转换模块的输出端，其公共端为所述探头的信号输出端。

优选地，所述第一通讯模块为第一无线通讯模块，所述通讯模块为第二无线通讯模块。

优选地，所述探头还包括第一配对按钮和配对指示灯，所述第一配对按钮连接所述第一控制模块，所述配对指示灯连接所述第一控制模块。

优选地，所述控制盒还包括第二配对按钮和配对状态灯，所述第二配对按钮连接所述第二控制模块，所述配对状态灯连接所述第二控制模块。

优选地，所述探头还包括供电模块，所述供电模块分别连接所述第一控制模块、所述信号转换模块以及所述第一通讯模块。

优选地，所述第二通讯模块的第二端连接外部电源。

优选地，所述智能探头还包括多芯线缆，所述多芯线缆的一端连接所述第一通讯模块，所述多芯线缆的另一端连接所述第二通讯模块。

本实用新型实施例第二方面提供一种示波器，所述示波器包括第一方面所述的智能探头。

本实用新型实施例的技术效果为：通过设置探头和控制盒，将探头通过控制盒中的第二控制模块连接到示波器进行配对，第二控制模块可以利用示波器的通讯接口，将探头和示波器连接在一起，可以将探头的配对操作和示波器的通讯操作分开，减少了示波器的操作流程，使得示波器和探头的配对操作更加简单和快速，通过控制盒向示波器发送探头连接信息，使得不同厂家、不同型号的示波器和探头可以互相兼容，提高了设备的通用性和兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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是本实用新型实施例一提供的一种用于示波器的智能探头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种用于示波器的智能探头的结构示意图；

图3是本实用新型实施例三提供的一种用于示波器的智能探头的结构示意图；

图4是本实用新型实施例四提供的一种基于光纤的信号传输系统的结构示意图；

图中：10、示波器；20、智能探头；30、探头；40、控制盒；101、显示屏；102、通道；301、信号转换模块；302、切换开关；303、信号源；304、第一控制模块；305、第一通讯模块；306、供电模块；307、第一配对按钮；308、配对指示灯；401、第二控制模块；402、第二通讯模块；404、第二配对按钮；405、配对状态灯。

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。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本实用新型教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

实施例一

本实用新型实施例一提供一种用于示波器的智能探头及示波器，以解决现有技术中通过通用探头与示波器连接时无法与示波器进行自动配对导致存在操纵示波器复杂的问题。

本实用新型实施例一提供的技术方案，如图1所示，提供一种用于示波器10的智能探头20，示波器10上设有8个通道102、显示屏101以及通讯接口103，智能探头20包括探头30和控制盒40；

探头30包括：

信号转换模块301，其第一输入端为智能探头20的信号输入端，其输出端为智能探头20的信号输出端，以连接示波器10的通道。

第一控制模块304，其输出端连接信号转换模块301的第二输入端；

第一通讯模块305，其第一端连接第一控制模块304的通讯端；

控制盒40包括：

第二控制模块401，其第一通讯端通过通讯线与示波器10的通讯接口103连接；

第二通讯模块402，其第一端连接第二控制模块401的第二通讯端，其与第一通讯模块305有线通讯连接或者无线通讯连接。

其中，智能探头20的探头连接外部待检测信号时，通常需要对外部信号进行处理，以适应示波器的输入电路和测量范围，同时还要保证信号传输的准确性和稳定性。信号转换模块301用于将外部待检测信号转换成示波器可以接受的信号。信号转换模块301可以包括放大器、衰减器、滤波器等，以适应不同的信号类型和测量范围。还可以配备其他功能的模块，例如微分器、积分器等，用于处理复杂的信号波形。

其中，第一控制模块304用于控制信号转换模块301开始工作进行信号转换。

作为一种示例，第一控制模块304可以包括多个芯片，例如，用于选择不同的信号源和量程，例如ADG1612；用于将探头测量到的信号转换成数字信号，例如ADCMP605。用于放大探头测量到的微弱信号，例如AD8421。用于增加放大器的灵敏度和精度，例如AD8605。用于控制探头的功能和通讯，例如PIC16F1938。用于实现高速数字信号处理，例如XC6SLX9。

其中，控制盒40与探头30是两个分离的结构，控制盒40中的第二控制模块401与探头中的第一控制模块304通讯连接。

其中，示波器10通常使用的是标准的通讯协议和接口，与示波器10通讯的接口包括USB、Ethernet、GPIB、RS-232等，第二控制模块401可以采用以下芯片：

1、FTDI芯片：FTDI(Future Technology Devices International)是一家专门生产USB接口芯片和模块的公司，其产品可以实现USB和UART之间的转换，从而实现与示波器的通讯。如FTDI的FT232RL芯片。

2、Ethernet模块：Ethernet模块可以实现示波器与计算机之间的网络通讯，通过TCP/IP协议传输数据。常见的Ethernet模块包括Wiznet系列模块和ENC28J60模块等。

3、GPIB通讯芯片：GPIB(General Purpose Interface Bus)是一种广泛使用的测试和测量设备的通信标准，常用的GPIB控制芯片包括NI GPIB-USB-HS和TUSB GPIB接口等。

4、RS-232转USB模块：RS-232是一种常见的串口通信协议，可以使用RS-232转USB模块将RS-232信号转换为USB信号，从而实现与示波器的通讯。

其中，第一控制模块304和第二控制模块401可以通过第一通讯模块305和第二通讯模块402进行无线通讯连接，也可以通过线缆进行有线通讯连接。

本实施例的工作过程如下：将智能探头20中的探头连接示波器10上的通道102，将智能探头20中的第二控制模块401连接示波器10上的通讯接口103，第一控制模块304通过第一通讯模块305和第二通讯模块402向第二控制模块401发送连接信息，第二控制模块401通过示波器10的通讯接口103向示波器10发送连接信息，信号转换模块301对待检测信号进行处理后输出至示波器10，示波器10的显示单元101显示待检测信号的检测结果。

本实施例提供的一种用于示波器的智能探头的技术效果为：通过设置探头和控制盒，将探头通过控制盒中的第二控制模块连接到示波器，第二控制模块可以利用示波器的通讯接口，与示波器通讯，将探头和示波器连接在一起，可以将探头的配对操作和示波器的通讯操作分开，减少了示波器的操作流程，使得示波器和探头的配对操作更加简单和快速。通过控制盒向示波器发送探头连接信息，使得不同厂家、不同型号的示波器和探头可以互相兼容，提高了设备的通用性和兼容性。

实施例二

本实用新型实施例二提供一种用于示波器的智能探头，解决实施例一中多个探头连接示波器时如何实现检测探头连接示波器通道的问题。

本实用新型实施例二提供的技术方案，如图2所示，基于实施例一提供的技术方案，探头30还包括：

信号源303，用于输出预设电压信号；

切换开关302，其第一切换端连接信号源303，其第二切换端连接信号转换模块301的输出端，其公共端为探头30的信号输出端。

其中，信号源303用于输出特定电压信号，例如，特定电压信号可以为一组特定电压值，或者一个特定电压波形。

其中，切换开关302包括两个切换端和一个公共端，切换端输入信号，公共端输出信号，当切换端连接信号源303时，公共端输出信号源303产生特定电压信号。

本实施例二的工作过程如下：将智能探头20中的探头30连接示波器10上的通道，将控制盒40中的第二控制模块401连接示波器上的通讯接口103，第一控制模块304控制切换开关302的第一切换端连接信号源303，信号源303通过切换开关302向示波器输出特定电压信号，第一控制模块304向第二控制模块401发送连接信息，第二控制模块401使示波器10扫描通道，当检测到特定电压信号时实现示波器10与探头30进行配对，配对成功后第一控制模块304控制切换开关302的第二切换端连接信号转换模块301，信号转换模块301对待检测信号进行处理后输出至示波器10，示波器10的显示单元101显示待检测信号的检测结果。

本实施例二提供的一种用于示波器的智能探头的技术效果为：通过在探头中设置信号源和切换开关，通过信号源在所连接的通道中输出特定电压信号，再通过第二控制模块使示波器进行检测，当检测到探头输出特定电压信号的通道时，实现了与探头的自动配对。

实施例三

本实用新型实施例三提供一种用于示波器的智能探头，解决实施例一中如何实现第一控制模块和第二控制模块进行无线连接的问题。

本实用新型实施例三提供的技术方案一，如图3所示，基于实施例二提供的技术方案，第一通讯模块305为第一无线通讯模块，第二通讯模块402为第二无线通讯模块。

其中，第一控制模块304通过第一无线通讯模块和第二无线通讯模块与第二控制模块401进行无线通讯，无线通讯模块可以采用以下模块：WiFi模块、蓝牙模块以及ZigBee模块。

本技术方案一的技术效果在于：通过在探头和控制盒中设置无线通讯模块，可以将探头和控制盒之间的数据进行无线传输，避免了使用传统有线传输方式所需的布线和连接，减少了工程成本和维护难度；由于无线通讯模块的信号传输是通过电磁波进行的，相对于有线传输方式，其对环境的影响更小，稳定性更高；无线通讯模块可以使探头和控制盒之间的连接更加灵活，使得探头可以轻松地移动和安装，增强了应用的便捷性和灵活性。

本实用新型实施例三提供的技术方案二，如图3所示，基于实施例一提供的技术方案，探头30还包括第一配对按钮307，第一配对按钮307连接第一控制模块304。探头30还包括配对指示灯308，配对指示灯308连接第一控制模块304。控制盒40还包括第二配对按钮404，第二配对按钮404连接第二控制模块401。控制盒40还包括配对状态灯405，配对状态灯405连接第二控制模块401。

其中，当第一配对按钮307和第二配对按钮404按下时，探头中的第一通讯模块305和第二通讯模块402进行配对，当第一通讯模块305和第二通讯模块402配对成功时，配对指示灯308和配对状态灯405均处于点亮状态。

本实施例三提供的技术方案的技术效果为：在探头和控制盒上设有配对按钮和配对指示灯，通过按下配对按钮，可以快速简便地完成第一通讯模块和第二通讯模块的配对操作，可以快速检查配对状态，确保操作正确。通过配对按钮和指示灯，可以确保探头只与控制盒进行通信，提高了设备的安全性和稳定性。

实施例四

本实用新型实施例四提供一种用于示波器的智能探头，解决实施例一中如何实现第一控制模块和第二控制模块进行有线连接的问题。

本实用新型实施例四提供的技术方案，如图4所示，基于实施例二提供的技术方案，探头还包括供电模块306，供电模块306分别连接第一控制模块304、信号转换模块301以及第一通讯模块305。其中，供电模块306用于对第一控制模块304和信号转换模块301进行供电。探头30内设置供电模块306具有以下优点：内置电源可以减小探头的尺寸，使其更加便携和易于携带。内置电源可以提供稳定的电压和电流，从而提高测量精度。特别是在测量低电平信号时，内置电源可以提供足够的放大倍数，以确保测量精度。内置电源可以减少电路中的线路，从而降低故障率，提高探头的可靠性。

进一步的，第二通讯模块402的第二端连接外部电源。智能探头20还包括多芯线缆，多芯线缆的一端连接第一通讯模块305，多芯线缆的另一端连接第二通讯模块402。

其中，第二通讯模块402还通过多芯电缆为供电模块306供电，进而使供电模块306为信号转换模块301和第一控制模块304进行供电。

其中，控制盒40与探头30之间连接的多芯线缆包括：

地线：在电路中，所有的信号都需要一个回路，这个回路通常是地线。因此，探头需要将地线与被测电路的地线连接起来，以确保正确地测量信号。

电源线：电源线用于将控制盒40的电源传输到探头30的供电模块306。

通讯线：通讯线用于实现第一控制模块304与第二控制模块401之间的通讯。

其中，控制盒40设有与示波器10上的通道对应的通道，第二通讯模块4021可以为8个通道口，当探头30通过多芯电缆连接控制盒上的通道1时，以及探头30通过信号线连接示波器的通道1时，此时，控制盒40的通道与示波器10的通道一一对应，可以不需要对通道进行检测，当多个探头分别连接示波器和控制盒上的通道时，需要对探头连接的示波器通道依次检测。

本技术方案的技术效果在于：通过在探头和控制盒之间设置多芯电缆，可以将电源线和通讯线集成到多芯线缆中，可以减小线缆数量，从而使系统更加简洁；同时线缆尺寸小，更便于携带；此外，通过使用单一的线缆，可以减少线路数量和接头，从而减少故障率和提高可靠性。最后多芯线缆可以提供更好的防护性能，以保护探头和第二控制模块免受外界干扰和损坏。

实施例五

本实用新型实施例五提供一种示波器，包括实施例一至实施例四提供的智能探头。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于示波器的智能探头，其特征在于，所述智能探头包括探头和控制盒；

所述探头包括：

信号转换模块，其第一输入端为所述智能探头的信号输入端，其输出端为所述智能探头的信号输出端；

第一控制模块，其输出端连接所述信号转换模块的第二输入端；

第一通讯模块，其第一端连接所述第一控制模块的通讯端；

所述控制盒包括：

第二控制模块，其第一通讯端通过通讯线与所述示波器的通讯接口连接；

第二通讯模块，其第一端连接所述第二控制模块的第二通讯端，其与所述第一通讯模块有线通讯连接或者无线通讯连接。

2.如权利要求1所述的智能探头，其特征在于，所述探头还包括：

信号源，用于输出预设电压信号；

切换开关，其第一切换端连接所述信号源，其第二切换端连接所述信号转换模块的输出端，其公共端为所述探头的信号输出端。

3.如权利要求2所述的智能探头，其特征在于，所述第一通讯模块为第一无线通讯模块，所述通讯模块为第二无线通讯模块。

4.如权利要求3所述的智能探头，其特征在于，所述探头还包括第一配对按钮和配对指示灯，所述第一配对按钮连接所述第一控制模块，所述配对指示灯连接所述第一控制模块。

5.如权利要求3所述的智能探头，其特征在于，所述控制盒还包括第二配对按钮和配对状态灯，所述第二配对按钮连接所述第二控制模块，所述配对状态灯连接所述第二控制模块。

6.如权利要求2所述的智能探头，其特征在于，所述探头还包括供电模块，所述供电模块分别连接所述第一控制模块、所述信号转换模块以及所述第一通讯模块。

7.如权利要求6所述的智能探头，其特征在于，所述第二通讯模块的第二端连接外部电源。

8.如权利要求7所述的智能探头，其特征在于，所述智能探头还包括多芯线缆，所述多芯线缆的一端连接所述第一通讯模块，所述多芯线缆的另一端连接所述第二通讯模块。

9.一种示波器，其特征在于，所述示波器包括权利要求1至8任意一项所述的智能探头。