一種針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備的製作方法
2023-10-18 07:40:04 1
專利名稱：一種針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備的製作方法
技術領域：
本發明提出一種針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，屬於信號測試測
量領域。
背景技術：
傳統的信號測試測量儀器往往只具有單一功能，而實際工作中所遇到的信號繁多複雜，需要的測試測量儀器不止一種，以測試放大器為例，測試放大器時，通常需要三臺儀器的聯合工作信號源產生一定的激勵信號，如幅度、頻率固定的正弦波，送入放大器的輸入端，電壓表檢測放大器的直流工作點，示波器監測放大器的輸出以評估放大器的性能；且傳統的信號測試測量儀器普遍存在體積大、攜帶困難、通信不便等問題。本發明提出的單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，在保證各項測量測試精度的前提下，具有體積小、功耗低、數據交換方便、人機互動界面友好等特點。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對傳統信號測試測量儀器的單一功能，提供一種針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，功能包括示波器、信號源、萬用表、音頻分析儀等；多種功能的並行操作將給實際工作帶來很大的好處。為達到上述目的，本發明的技術解決方案是一種針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，包括微處理器(MCU)、現場可編程門陣列(FPGA)晶片、IXD顯示屏、通信接口，其特徵在於還包括多功能並行操作軟體平臺可實現示波器、多用表、任意波形發生器、音頻分析器等功能；所述的FPGA晶片負責完成高速處理和實時處理工作；所述MCU負責沒有實時性要求的算法。所述針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備選用EP3C40型FPGA晶片；所述設備選用的MCU主頻高達400MHz。所述針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備實現示波器功能時，示波器的採樣、成像、波形分析、顯示疊加過程由FPGA晶片完成；MCU負責⑶I的處理，並設置FPGA晶片的寄存器。所述針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備實現多用表功能時，MCU完成 ADC數據的接入、數據的處理和存儲、⑶I的處理；FPGA晶片負責產生激勵信號。所述針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備實現任意波形發生器功能時， FPGA晶片內含數字合成器和波形存儲器，並產生可變頻率的信號輸出；MCU負責GUI處理， 存放待發生波形，並在需要產生時送往FPGA晶片的波形存儲器。所述針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備實現音頻分析器功能時，MCU 負責音頻信息的採樣、記錄、時域分析、頻域分析、數據存儲以及GUI處理。所述針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備的示波器、多用表、任意波形發生器、音頻分析器功能可並行使用，也可單獨使用。
本發明與現有技術相比有如下優點在保證各項測量測試精度的前提下，具有體積小、功耗低、數據交換方便、人機互動界面友好等特點。同時該設備能夠包含多臺儀器的功能且能實現多功能並行操作。下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案進行進一步的說明。
圖1是示波器工作過程；圖2是多用表工作過程；圖3是任意波形發生器工作過程；圖4是音頻分析器工作過程。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明為一種針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，包括微處理器 (MCU)、現場可編程門陣列(FPGA)晶片、IXD顯示屏、通信接口，其特徵在於還包括多功能並行操作軟體平臺可實現示波器、多用表、任意波形發生器、音頻分析器等功能；所述的 FPGA晶片負責完成高速處理和實時處理工作；所述MCU負責沒有實時性要求的算法。所述針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備選用EP3C40型FPGA晶片；所述設備選用的MCU主頻高達400MHz。所述針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備的示波器、多用表、任意波形發生器、音頻分析器功能可並行使用，也可單獨使用。針對多功能並行操作的任務，具體處理工作分配為FPGA在綜合測試的過程中負責完成高速數據存儲、高速數據合成、波形成像處理、顯示疊加和波形分析等功能。實現這些功能所需的FPGA大體資源消耗如下表所示
權利要求
1.一種針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，包括微處理器(MCU)、現場可編程門陣列(FPGA)晶片、IXD顯示屏、通信接口，其特徵在於還包括多功能並行操作軟體平臺可實現示波器、多用表、任意波形發生器、音頻分析器等功能；所述的FPGA晶片負責完成高速處理和實時處理工作；所述MCU負責沒有實時性要求的算法。
2.如權利要求1所述的針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，其特徵在於， 所述設備選用EP3C40型FPGA晶片；所述設備選用的MCU主頻高達400MHz。
3.如權利要求1所述的針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，其特徵在於， 所述設備實現示波器功能時，示波器的採樣、成像、波形分析、顯示疊加過程由FPGA晶片完成；MCU負責⑶I的處理，並設置FPGA晶片的寄存器。
4.如權利要求1所述的針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，其特徵在於， 所述設備實現多用表功能時，MCU完成ADC數據的接入、數據的處理和存儲、GUI的處理； FPGA晶片負責產生激勵信號。
5.如權利要求1所述的針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，其特徵在於， 所述設備實現任意波形發生器功能時，FPGA晶片內含數字合成器和波形存儲器，並產生可變頻率的信號輸出；MCU負責⑶I處理，存放待發生波形，並在需要產生時送往FPGA晶片的波形存儲器。
6.如權利要求1所述的針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，其特徵在於， 所述設備實現音頻分析器功能時，MCU負責音頻信息的採樣、記錄、時域分析、頻域分析、數據存儲以及⑶I處理。
7.如權利要求1所述的針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，其特徵在於， 所述設備的示波器、多用表、任意波形發生器、音頻分析器功能可並行使用，也可單獨使用。
全文摘要
本發明提出一種針對單一測量儀器實現多功能並行操作的設備，包括微處理器(MCU)、現場可編程門陣列(FPGA)晶片、LCD顯示屏、通信接口，還包括多功能並行操作軟體平臺可實現示波器、多用表、任意波形發生器、音頻分析器等功能；FPGA晶片負責完成高速處理和實時處理工作；MCU負責沒有實時性要求的算法。通過對不同功能中各任務處理工作的合理分配，及強大、合理的硬體選型，保證設備能夠全面實現多功能並行操作。
文檔編號G01R31/00GK102495317SQ20111041118
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者宋雲衢, 趙凱 申請人:江蘇綠揚電子儀器集團有限公司