TWI632386B - 測試訊號處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係一種測試訊號處理裝置，包含一衰減單元、一切換濾波單元、一放大單元，該衰減單元接收一原始測試訊號，根據一第一控制訊號衰減該原始測試訊號，產生一衰減訊號；該切換濾波單元電連接該衰減單元以接收該衰減訊號，並根據一第二控制訊號濾波該衰減訊號，產生一第一訊號；該放大單元電連接該切換濾波單元以接收該濾波訊號，放大該濾波訊號，產生一測試訊號。使用者通過操作一電腦產生該第一控制訊號及該第二控制訊號，以控制該衰減及濾波處理，因此避免了頻繁地手動更換濾波單元以改變測試環境時，導致的連接埠磨損及時間耗費。

Description

測試訊號處理裝置

一種訊號處理裝置，尤指一種測試訊號處理裝置。

在現有的電子電機相關實驗室及研發中心中，為了瞭解電子裝置在各種不同的使用環境下的功效，一般來說，會產生一測試訊號測試該電子裝置的功效，該測試訊號需經過特定的訊號衰減、訊號濾波、訊號放大等步驟以符合特定測試項目之環境規範。因此，當使用者須對電子裝置進行不同的測試項目時，須先對測試訊號進行不同之衰減、濾波、放大處理，以模擬不同的測試環境。然而，當需要更換模擬的測試環境時，必須要使用不同規格之衰減器、濾波器、放大器。也就是說，必須更換不同規格之衰減器、濾波器、放大器來進行測試，但更換不同規格之衰減器、濾波器、放大器時，須進行連接線拔插動作，以組成不同測試項目所需之測試環境。例如，在一測試環境中，該測試訊號是由一第一衰減器衰減後，經一第一濾波器濾波，輸入至一放大器進行放大；當使用者欲進行下一測試項目時，該使用者必須將該第一衰減器、該第一濾波器、該放大器之間的連接線拔除，並更換不同規格之衰減器、濾波器、放大器後重新連接，以進行下一測試項目。

由於使用者為組成不同之測試環境，必須不斷的插拔連接線，以更換成不同的測試環境，如此頻繁地在不同規格之儀器間進行拔插以重新連接，不僅容易造成儀器間之連接埠產生磨損而降低使用壽命，該磨損亦可能造 成訊號傳輸之誤差；此外，測試過程中因常須架設不同之測試環境，以人工進行該架設動作亦延長了整個測試時間，造成測試效率低落。因此，現有技術勢必要進行進一步改良。

有鑑於現有的測試訊號處理方式中，為了進行不同測試項目而須組成不同測試環境時，須以人工在不同儀器間進行連接埠拔插之動作，可能造成各個連接埠的磨損，手動操作亦延長測試時間造成測試效率低落。本發明提供一測試訊號處理裝置，係供接收一原始測試訊號。該測試訊號處理裝置包含有一衰減單元、一切換濾波單元、一放大單元。其中，該衰減單元包含有一第一控制訊號輸入端、一測試訊號輸入端及一衰減訊號輸出端，該測試訊號輸入端接收一原始測試訊號，該第一控制訊號輸入端接收一第一控制訊號，該衰減單元根據該第一控制訊號衰減該原始測試訊號，以產生一衰減訊號並由該衰減訊號輸出端輸出；該切換濾波單元包含有一衰減訊號輸入端、一第二控制訊號輸入端、一第一訊號輸出端，該衰減訊號輸入端電連接該衰減訊號輸出端以接收該衰減訊號，該第二控制訊號輸入端接收一第二控制訊號，該切換濾波單元根據該第二控制訊號濾波該衰減訊號，以產生一第一訊號並由該第一訊號輸出端輸出；該放大單元包含一第一訊號輸入端、一測試號輸出端，該第一訊號輸入端電連接該第一訊號輸出端以接收該第一訊號並，該放大單元放大該第一訊號，產生一測試訊號並由該測試號輸出端輸出。

本發明的測試訊號處理裝置係供處理一原始測試訊號，根據不同測試項目所須之測試環境，使用者透過操作一電腦產生該第一控制訊號及第二控制訊號，控制該測試訊號處理裝置對該原始測試訊號進行不同的衰減及濾波處理，並輸出一經處理後的測試訊號；更換不同測試環境的過程中，不須以 人工進行重新連接以架設另一測試環境。此測試訊號處理裝置不僅避免了頻繁拔插儀器間連接埠造成連接埠磨損，導致訊號傳輸誤差的可能性，亦節省時間並有效提升實驗或測試進行的整體效率。

10‧‧‧衰減單元

11‧‧‧切換濾波單元

111‧‧‧切換開關

112‧‧‧濾波器

113‧‧‧訊號分配器

12‧‧‧放大單元

13‧‧‧通用介面匯流排

14‧‧‧邏輯電路控制板

20‧‧‧金屬外殼

I/P1‧‧‧測試訊號輸入端

I/P2‧‧‧第一控制訊號輸入端

I/P3‧‧‧第二控制訊號輸入端

I/P4‧‧‧第一電腦控制指令輸入端

I/P5‧‧‧第二電腦控制指令輸入端

O/P1‧‧‧測試訊號輸出端

圖1係本發明的測試訊號處理裝置的方塊示意圖。

圖2係本發明的測試訊號處理裝置的第一較佳實施例的方塊示意圖。

圖3係本發明的測試訊號處理裝置的第二較佳實施例的方塊示意圖。

圖4係本發明的測試訊號處理裝置的第一及第二較佳實施例的金屬外殼外觀示意圖。

圖5係本發明的測試訊號處理裝置的第三較佳實施例的方塊示意圖。

圖6係本發明的測試訊號處理裝置的金屬外殼外觀示意圖。

圖7係本發明的測試訊號處理裝置的測試訊號處理方法流程圖。

請參閱圖1所示，本發明的測試訊號處理裝置係供接收一原始測試訊號。該測試訊號處理裝置包含一衰減單元10、一切換濾波單元11、一放大單元12。該衰減單元10包含一測試訊號輸入端I/P1、一第一控制訊號輸入端I/P2、一衰減訊號輸出端；該測試訊號輸入端I/P1係供接收一原始測試訊號，該第一控制訊號輸入端I/P2係供接收一第一控制訊號。該衰減單元10根據該第一控制訊號對該原始測試訊號進行衰減處理以產生一衰減訊號，並由該衰減訊號輸出端輸出。

該切換濾波單元11包含一衰減訊號輸入端、一第二控制訊號輸入端I/P3、一第一訊號輸出端；該衰減訊號輸入端電連接衰減單元10的該衰減訊號輸出端以接收該衰減訊號，該第二控制訊號輸入端I/P3接收一第二控制訊號，該切換濾波單元11根據該第二控制訊號濾波該衰減訊號，以產生一第一訊號由該第一訊號輸出端輸出。

該放大單元12包含一第一訊號輸入端，一測試訊號輸出端O/P1；該第一訊號輸入端電連接該切換濾波單元11的第一測試訊號輸出端以接收該第一訊號，該放大單元12放大該第一訊號，產生一測試訊號，並由該測試訊號輸出端O/P1輸出該測試訊號。

由於該第一控制訊號及該第二控制訊號係經由一使用者操作一電腦產生，根據不同測試項目所需之測試環境，使用者可以設定產生不同的第一控制訊號或第二控制訊號，以控制該衰減單元10對該原始測試訊號進行不同程度的衰減，或控制該切換濾波單元11對該衰減訊號進行不同頻率範圍的濾波。使用者不須手動更換不同的衰減器或濾波器以架設不同的測試環境，避免了頻繁更換不同儀器造成連接埠磨損的可能，同時，由於使用者只須操作產生該第一控制訊號及該第二控制訊號，能有效率地調整測試環境，以節省時間，並有效提升實驗或測試進行的整體效率。

請參閱圖2所示，在本發明的第一較佳實例中，該切換濾波單元11進一步包含一切換開關111、複數濾波器112、一訊號分配器113；該切換開關111連接該衰減訊號輸入端及該第二控制訊號輸入端I/P3，且包含複數訊號輸出端。該第二控制訊號輸入端I/P3接收該第二控制訊號，該切換開關111根據該第二控制訊號控制其中一訊號輸出端連接該衰減訊號輸入端，使得該衰減訊號由該其中一訊號輸出端輸出；各該濾波器112分別包含一輸入端及一輸出端， 各該濾波器112的輸入端電連接該切換開關111的各該訊號輸出端，以接收該衰減訊號。

在本較佳實施例中，各該濾波器112係分別濾除不同頻段之訊號。由於各該濾波器112係分別用於濾除不同頻率範圍的訊號成分，藉由控制該衰減訊號由該切換開關111的其中一訊號輸出端輸出，即可控制該衰減訊號通過其中一濾波器112，濾除一特定頻率範圍的訊號成分。

該訊號分配器113連接該第一訊號輸出端，且包含複數訊號輸入端；各該訊號輸入端分別電連接各該濾波器112的輸出端，以接收該經濾波後的衰減訊號。該訊號分配器113將接收到的訊號整合成該第一訊號由該第一訊號輸出端輸出。

該切換開關111接收該第二控制訊號，根據該第二控制訊號控制該衰減訊號通過其中一濾波器112，以進行該特定測試環境所需之濾波，再經由該訊號分配器113整合該經濾波後的衰減訊號，以產生該第一訊號自該第一訊號輸出端輸出。此過程中使用者只須控制產生該第二控制訊號，即可對該衰減訊號進行一特定的濾波處理，不須進行任何拔插及連接儀器的動作。

請參閱圖3所示，在本發明的第二較佳實施例中，該切換濾波單元11包含一切換開關111、至少一濾波器112、一訊號分配器113，該切換開關111連接該第二控制訊號輸入端I/P3、該衰減訊號輸入端，且該切換開關111包含至少一訊號輸出端及一原始衰減訊號輸出端。該切換開關111根據該第二控制訊號控制該衰減訊號輸入端與該訊號輸出端或該原始衰減訊號輸出端連接，以輸出該衰減訊號；該濾波器112具有一輸入端及一輸出端；該濾波器112的輸入端電連接該切換開關111的該訊號輸出端。該訊號分配器113連接該第一訊號輸出端，且包含至少一訊號輸入端及一原始衰減訊號輸入端，其中該訊號輸入端電連接該濾波器112的輸出端，且該訊號分配器113的原始衰減訊號輸入端直 接電連接該切換開關111的原始衰減訊號輸出端。換句話說，根據該第二控制訊號，該切換開關111控制該衰減訊號通過該濾波器112以濾除一特定頻率範圍的訊號成分，再由該濾波器112的輸出端輸出至該訊號分配器113的訊號輸入端，或該切換開關111控制該衰減訊號由該原始衰減訊號輸出端直接輸出至該訊號分配器113的原始衰減訊號輸入端。該訊號分配器113再將該經濾波的衰減訊號或該原始衰減訊號，整合成該第一訊號自該第一訊號輸出端輸出。

根據該第二控制訊號，該切換開關111可以控制該衰減訊號經過該濾波器112進行一特定的濾波處理，或直接經由該原始衰減訊號輸出端輸出至該訊號分配器113的原始衰減訊號輸入端。在一些測試項目指定的測試環境中，該測試訊號不須濾波，此較佳實施例令使用者得以經由產生該第二控制訊號，對該衰減訊號進行一特定的濾波或不濾波，並整合為該第一訊號自該第一訊號輸出端輸出。

在第一及第二較佳實例中，請參閱圖4所示，該測試訊號處理裝置進一步包含一金屬外殼20，該金屬外殼20具有一內部空間，其中，該衰減單元10、該切換濾波單元11、該放大單元12設置於該金屬外殼20的內部空間，且該衰減單元10的測試訊號輸入端I/P1設置於該金屬外殼20上，以供電連接一原始測試訊號源，該衰減單元10第一控制訊號輸入端I/P2設置於該金屬外殼20上，以接收一第一控制訊號；該切換濾波單元11第二控制訊號輸入端I/P3設置於該金屬外殼20上，以接收一第二控制訊號；該放大單元12的測試訊號輸出端O/P1設置於該金屬外殼20上，以供輸出該測試訊號。

該金屬外殼20提供使用者一清晰且容易連接的輸入、輸出介面，使用者僅需連接一測試訊號源以輸入原始測試訊號，並輸入該第一及第二控制訊號，即可控制處理測試訊號的測試環境，避免更換儀器導致連接埠磨損，亦提供一屏蔽外來電磁波訊號干擾的保護殼。

請參閱圖5所示，在本發明的第三較佳實例中，該訊號處理裝置進一步包含一通用介面匯流排13及一邏輯電路控制板14。其中，該通用介面匯流排13包含一第一電腦控制指令輸入端I/P4及一第一控制訊號輸出端。該第一電腦控制至指令輸入端I/P4係供連接一電腦，以接收一第一電腦控制指令，且該第一控制訊號輸出端電連接該衰減單元10的第一控制訊號輸入端；該通用介面匯流排13根據該第一電腦控制指令產生該第一控制訊號，以自該第一控制訊號輸出端輸出至該衰減單元10的第一控制訊號輸入端I/P2。

該邏輯電路控制板14包含一第二電腦控制指令輸入端I/P5及一第二控制訊號輸出端。該第二電腦控制指令輸入端I/P5係供連接一電腦，以接收一第二電腦控制指令，且該第二控制訊號輸出端電連接該切換濾波單元11的第二控制訊號輸入端I/P3；該邏輯電路控制板14根據該第二電腦控制指令產生該第二控制訊號以自該第二控制訊號輸出端輸出至該切換濾波單元11的第二控制訊號輸入端I/P3。

該通用介面匯流排13及該邏輯電路控制板14分別接收由一電腦產生的第一電腦控制指令及第二電腦控制指令，並分別產生該第一控制訊號及該第二控制訊號。該通用介面匯流排13係依據該衰減單元10可接受之控制訊號格式產生該第一控制訊號；類似的，該邏輯電路控制板14係依據該切換開關111可接受的邏輯控制訊號格式產生該第二控制訊號。透過該通用介面匯流排13及該邏輯電路控制板14的轉譯，使用者僅需操作一連接至該通用介面匯流排13及該邏輯電路控制板14的電腦，以發送該第一電腦控制指令及該第二電腦控制指令，就可以控制該衰減單元10及該切換濾波單元11進行衰減及濾波。

請參閱圖6所示，本發明的測試訊號處理裝置進一步包含一金屬外殼20，該金屬外殼20具有一內部空間，其中，該衰減單元10、該切換濾波單元11、該放大單元12、該通用介面匯流排13、該邏輯電路控制板14設置於該金 屬外殼20的內部空間，且該衰減單元10的測試訊號輸入端I/P1設置於該金屬外殼20上，以供電連接一原始測試訊號源；該放大單元12的測試訊號輸出端O/P1設置於該金屬外殼20上，以供輸出該測試訊號；該通用介面匯流排13的第一電腦控制指令輸入端I/P4設置於該金屬外殼20上，以供電連接一電腦以接收該第一電腦控制指令；該邏輯電路控制板14的第二電腦控制指令輸入端I/P5設置於該金屬外殼20上，以供電連接一電腦以接收一第二電腦控制指令。

該金屬外殼20包覆該衰減單元10、該切換濾波單元11、該放大單元12，由於電磁波無法穿透金屬層，該金屬外殼20提供該訊號處理過程一屏蔽保護，避免該測試訊號在衰減、濾波、放大處理過程中受到任何外來電磁波的干擾，亦防止使用者無意間碰觸或移動該衰減單元10、切換濾波單元11、放大單元12、通用介面匯流排13、邏輯電路控制板14導致各該儀器間的連接埠鬆脫。

此外，該測試訊號處理裝置具有一電源模組，係供電連接一電源以接收電力，供該測試訊號處理裝置運作。

請繼續參閱圖6所示，在本較佳實例中，該衰減單元10的測試訊號輸入端I/P1為一同軸電纜連接埠，供輸入一同軸電纜原始測試訊號；該放大單元的測試訊號輸出端O/P1為一同軸電纜連接埠，供輸出一同軸電纜測試訊號。該通用介面匯流排13第一電腦控制指令輸入端I/P4及該邏輯電路控制板14第二電腦控制指令輸入端I/P5分別為一USB連接埠，以供分別電連接電腦的USB連接埠以接收該第一電腦控制指令及該第二電腦控制指令。

該金屬外殼20提供使用者一清晰且容易連接的輸入、輸出、調控介面，使用者僅需連接一測試訊號源以輸入原始測試訊號、一或二電腦以提供該第一及第二電腦控制指令，即可快速控制處理測試訊號的測試環境，避免 更換儀器導致連接埠磨損，或人員無意碰觸導致連接埠鬆脫的可能性，亦提供一屏蔽外來電磁波訊號干擾的保護殼。

請參閱圖7所示，根據上述內容可整理出一測試訊號處理方法，係由該測試訊號處理裝置所執行，該方法包含有以下步驟：接收一原始測試訊號(S701)；接收一第一控制訊號(S702)；根據該第一控制訊號，衰減該原始測試訊號，產生一衰減訊號(S703)；接收一第二控制訊號(S704)；根據該第二控制訊號，濾波該衰減訊號，產生一第一訊號(S705)；放大該第一訊號，產生一測試訊號(S706)。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

Claims (10)

1. 一種測試訊號處理裝置，係供接收一原始測試訊號，且該測試訊號處理裝置包含：一衰減單元，包含一第一控制訊號輸入端、一測試訊號輸入端及一衰減訊號輸出端，該第一控制訊號輸入端係供接受一第一控制訊號，該測試訊號輸入端係供接收該原始測試訊號，該衰減單元根據該第一控制訊號衰減該原始測試訊號，以產生一衰減訊號自該衰減訊號輸出端輸出；一切換濾波單元，包含一第二控制訊號輸入端、一衰減訊號輸入端及一第一訊號輸出端，該衰減訊號輸入端電連接該衰減單元的衰減訊號輸出端，以接收該衰減訊號；該第二控制訊號輸入端接受一第二控制訊號，該切換濾波單元根據該第二控制訊號濾波該衰減訊號，產生一第一訊號自該第一訊號輸出端輸出；以及一放大單元，包含一第一訊號輸入端及一測試訊號輸出端，該第一訊號輸入端電連接該切換濾波單元的第一訊號輸出端，以接收該第一訊號，該放大單元放大該第一訊號，產生一測試訊號，並由該測試訊號輸出端輸出該測試訊號；其中，該切換濾波單元進一步包含：一切換開關，連接該第二控制訊號輸入端及該衰減訊號輸入端，且該切換開關包含複數訊號輸出端；其中該切換開關根據該第二控制訊號控制該衰減訊號輸入端與其中一訊號輸出端連接；複數濾波器，各該濾波器分別具有一輸入端及一輸出端，且各該濾波器的輸入端分別電連接該切換開關的各該訊號輸出端；其中各該濾波器分別濾除不同頻段之訊號； 一訊號分配器，連接該第一訊號輸出端，且該訊號分配器包含複數訊號輸入端；各該訊號分配器的各該訊號輸入端分別電連接各該濾波器的輸出端，以接收各該濾波器輸出之經濾波後的衰減訊號，並整合成該第一訊號自該第一訊號輸出端輸出。
2. 如請求項1所述之測試訊號處理裝置，其中該切換開關進一步包含一原始衰減訊號輸出端；其中該切換開關根據該第二控制訊號控制該衰減訊號輸入端連接其中一訊號輸出端或該原始衰減訊號輸出端；該訊號分配器進一步包含一原始衰減訊號輸入端，且該訊號分配器的該原始衰減訊號輸入端直接電連接該切換開關的該原始衰減訊號輸出端，以接收原始的該衰減訊號，並由該訊號分配器整合該經濾波後的衰減訊號及原始的該衰減訊號，以產生該第一訊號自該第一訊號輸出端輸出。
3. 如請求項1或2所述之測試訊號處理裝置，進一步包含：一通用介面匯流排(General Purpose Interface Bus；GPIB)，包含：一第一電腦控制指令輸入端，係供接受一第一電腦控制指令；其中該通用介面匯流排根據該第一電腦控制指令產生該第一控制訊號；及一第一控制訊號輸出端，電連接該衰減單元的第一控制訊號輸入端，並傳送該第一控制訊號至該第一訊號控制端。
4. 如請求項1或2所述之測試訊號處理裝置，進一步包含：一邏輯電路控制板，包含：一第二電腦控制指令輸入端，係供接收一第二電腦控制指令，且該邏輯電路控制板根據該第二電腦控制指令產生該第二控制訊號；一第二控制訊號輸出端，電連接該切換濾波單元的第二控制訊號輸入端，並傳送該第二控制訊號至該第二控制訊號輸入端。
5. 如請求項1或2所述之測試訊號處理裝置，係進一步包含有： 一金屬外殼，該金屬外殼具有一內部空間；其中該衰減單元、該切換濾波單元及該放大單元係設置於該金屬外殼的內部空間；其中該衰減單元的第一控制訊號輸入端及該測試號輸入端係設置於該金屬外殼上；其中該切換濾波單元的第二控制訊號輸入端係設置於該金屬外殼上；其中該放大單元的測試訊號輸出端係設置於該金屬外殼上。
6. 如請求項3所述之測試訊號處理裝置，係進一步包含：一金屬外殼，該金屬外殼具有一內部空間；其中該衰減單元、該切換濾波單元、該放大單元及該通用介面匯流排係設置於該金屬外殼的內部空間；其中該切換濾波單元的第一控制訊號輸入端電連接該通用介面匯流排的第一控制訊號輸出端；其中該衰減單元的測試訊號輸入端係設置於該金屬外殼上；其中該放大單元的測試訊號輸出端係設置於該金屬外殼上；其中該通用介面匯流排的第一電腦控制指令輸入端係設置於該金屬外殼上。
7. 如請求項4所述之測試訊號處理裝置，係進一步包含：一金屬外殼，該金屬外殼具有一內部空間；其中該衰減單元、該切換濾波單元、該放大單元及該邏輯電路控制板係設置於該金屬外殼的內部空間；其中該衰減單元的第一控制訊號輸入端係設置於該金屬外殼上；其中該放大單元的測試訊號輸出端係設置於該金屬外殼上；其中該邏輯電路控制板的第二電腦控制指令輸入端係設置於該金屬外殼上。
8. 如請求項5所述之測試訊號處理裝置，其中：該測試訊號輸入端和該測試訊號輸出端為一同軸電纜連接埠。
9. 如請求項6所述之測試訊號處理裝置，其中：該測試訊號輸入端和該測試訊號輸出端為一同軸電纜連接埠；該第一電腦控制指令輸入端為一通用序列匯流排(Universal Serial Bus；USB)連接埠。
10. 如請求項7所述之測試訊號處理裝置，其中：該測試訊號輸入端和該測試訊號輸出端為一同軸電纜連接埠；該第二電腦控制指令輸入端為一USB連接埠。