帶萬用表功能的終端和系統的製作方法
2023-09-21 19:07:40
專利名稱：帶萬用表功能的終端和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，特別是一種帶有萬用表功能的終端和系統。
背景技術：
如今，以手機為代表的移動終端越來越朝著功能多樣化的方向發展，移動終端的處理能力越來越強大，並已成為人們日常生活中隨身攜帶的電子設備。
與此同時，人們在日常生活也經常會碰到一些電子設備的故障，這時就需要一些檢測和維修的工具，其中最常用的便是萬用表，然而，常用的電子萬
用表體積比較大，不方便攜帶，而且精度也不是很高，通常只能讀取3到5位的數據。此外，萬用表也不具有保存和處理數據的能力。
發明內容
本發明實施例提供一種帶萬用表功能的終端，包括
正表筆接口，用於接正表筆；負表筆接口，用於接負表筆；
第一選擇開關，用於選擇表筆接口與選定的前端採集電路的輸入端相連
接；
前端採集電路，用於採集要測量的電路模擬量；多路模擬控制電路，用於將前端採集電路採集的電路模擬量轉換為電壓信號；
模數轉換器，用於將來自多路模擬控制電路的模擬信號轉換為數位訊號；處理器，用於對模數轉換器輸出的信號進行處理，得到測量結果。
本發明實施例還提供一種終端和表筆構成的系統，包括如上所述的終
端和兩支表筆；所述表筆還用作所述終端的手寫筆。本發明實施例提供的終端和系統，可以讓用戶隨時隨地進行電路測量，同時由於現有終端的模數轉換器的精度比數字式萬用表要高得多，終端的處理器的處理能力也遠強於數字式萬用表，因此上述終端測量的精度也要高於數字式萬用表。
圖1是本發明一個實施例提供的終端和表筆的示意圖2是一種前端採集電路的結構示意圖3是一種交流信號發生模塊的結構示意圖4是本發明一個實施例中處理器控制第二選擇開關切換的結構示意圖。圖5是表筆不用時插接到手機機體上的 一種方式的示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。
如圖1所示，在本發明的一個實施例中，終端100包括如下模塊
正表筆接口 101，用於接正表筆(也就是通常的紅色表筆)；
負表筆接口 102，用於接負表筆(也就是通常的黑色表筆)；
如圖l所示，上述兩個接口用於接正負表筆201和202，表筆是萬用表的基本配件，而現在的終端很多都配有手寫筆，可以將手寫筆稍加改造作為表筆，同時，這些表筆仍可以作為手寫筆使用。表筆201和202可以如現有的手寫筆那樣，不用時插接到手機機體上，如圖5所示，圖中虛線框表示供表筆在不用時插入手機的深孔。當然，表筆不用時插接在手機機體上的方式不限於圖5所示，現有技術中有很多，此處不贅。
第一選擇開關104,用於選擇表筆接口與選定的前端採集電路的輸入端相連接。
前端釆集電路105，用於釆集要測量的電路模擬量；這個電路用於獲得想要測量的電路模擬量，例如，如果要測量電流，可以採用如圖2所示的電路，Ro是一個精密電阻，其兩個輸入端耦合到表筆接 口， Ro遠小於被測電路的電阻，幾乎不會改變被測電路中的電流，被測電流 在Ro上形成壓降，該壓降信號由輸出端輸入多路模擬控制電路110。測量電 壓、電阻等均可採用各自適用的電路，這一部分電路在現有的數字萬用表中 已有成熟的設計，此處不再詳細描述。
通常終端100包括至少2個前端採集電路，用於採集不同的電路模擬量， 如電流、電壓、阻抗等，在圖l中為簡i更起見，只畫出了一個前端採集電路。
多路模擬控制電路no,用於將前端釆集電路105採集的電路模擬量轉換 為電壓信號；
在現有技術中，手機等終端的電源管理電路為了更好的控制充電的電流， 本身即有多路模擬控制電路103這一模塊，因此可以利用現有終端的這一模 塊。
模數轉換器115,用於將來自多路模擬控制電路的模擬信號轉換為數字信
現有的終端中都帶有模數轉換器，本發明可以復用這一部件。
處理器120，用於對模數轉換器115輸出的信號進行處理，得到測量結果。
所述的處理可以由軟體進行。例如要測量電流，如果採用如圖2所示的 前端採集電路，Ro的大小是已知的，處理器將得自模數轉換器115的電壓信 號值除以Rq，便可以得到被測電流的大小。對於電阻、電壓等的測量均有成 熟的處理方式，此處不贅述。如果要測量的是交流有效值，則需要通過較為 複雜的計算。 一種直接的方式是通過積分算出有效值，即formula see original document page 7這裡，大寫字母代表的是交流有效值，而小寫字母代表的是瞬時值，T 代表周期。處理器120還可以處理得到交流平均值、最大值等參數，計算的 方法已很成熟，此處不再贅述。
本發明實施例提供的帶萬用表功能的終端，可以讓用戶隨時隨地進行電 路測量，同時由於現有終端的模數轉換器的精度比數字式萬用表要高得多， 終端的處理器的處理能力也遠強於數字式萬用表，因此上述終端測量的精度 也要高於數字式萬用表。
為了讓用戶得知測量結果，上述終端可以包括如下模塊 顯示模塊125，用於顯示所述測量結果；
顯示模塊可以通過多種方式顯示測量結果，最簡單的方式就是以數字的 形式顯示測量結果，例如顯示被測電流為100毫安。另外也可採用一些複雜 的方式，例如以表格的形式將二極體的參數或者交流信號的各個參數列出來， 再比如處理器120可以記錄不同時間的測量結果，並將測量結果與時間的關 系通過顯示模塊125以波形圖的形式顯示給用戶。這種顯示的方式可以讓用 戶把上述終端當成一個小型的示波器來使用。
此外，上述終端也可以包括如下才莫塊
語音播報模塊130，用於播報測量結果。
利用現有終端的存儲功能，還可以存儲測量結果，以供用戶事後查看， 或者進行進一步的處理。因此，上述終端還可以包括
存儲器135,用於存儲測量結果。
為了4全測電容和電感，上述終端還可以增加
交流信號產生模塊108，用於產生供測量電容或電感用的交流信號，其輸 出耦合到多路模擬控制電路110的輸入端。
眾所周知，電容和電感只有在交流電路中才能測出，而一般終端的電源 都是直流電源，為此需要一個模塊來產生交流信號。現有終端的處理器可以 通過通用輸入輸出"l妄口 ( General Input and Output Interface, GPIO )輸出方波信 號，該方波信號的頻率可以通過處理器的程序控制，例如通過若干個延時指令來控制。如圖3所示，在GPIO的輸出端串聯一個濾波電容Co,即可得到 一個供測量電容或電感用的正弦交流信號。當然，本領域技術人員可知，電 容Co可以被其他濾波電路取代。此模塊的另 一種實現方式是借用現有的終端 中的晶體振蕩器，該晶體振蕩器可以產生兆赫級(現有終端中一般為19.2兆 赫或26兆赫)的高頻信號，在測量電感和很小的電容(例如皮法級的電容) 時，用這種高頻交流信號比較合適。晶體振蕩器輸出的波形有正弦波和方波 兩種，若為正弦波，則可直接輸出到多路模擬控制電路，若為方波，則可如 前述的那樣在其輸出端串聯濾波電路以得到正弦波。
在傳統的萬用表中，用戶需要自己選擇量程範圍，如果量程選擇不當， 則不能得到正確的測量結果，嚴重的甚至會燒毀表頭，但是用戶往往難以事 先確知被測量的範圍，只能憑藉經驗或者通過試錯選擇量程，頗為不便。為 解決這一問題，在本發明的一個實施例中，在多路模擬控制電路110和模數 轉換器115之間插入如下模塊
第二選擇開關112,用於控制多路模擬控制電路110的輸出端與多路量程 控制模塊115的合適輸入端連通；
第二選擇開關112由處理器120控制，為了安全起見，如圖4所示，在 一個實施例中，第二選擇開關112的初始位置搭接在對應最大量程的那一路 輸入上，處理器120根據這一路的輸入處理得到測量結果，若該測量結果小 於一個閾值，則說明量程太大，此時處理器控制第二選擇開關切換到一個對 應較小量程的輸入端，處理器再測試該路得出的測量結果是否小於前述的閾 值，如果還是小於，則再切換到對應更小量程的輸入端，直到選擇到測量結 果大於前述閾值的量程為止。
多路量程控制模塊113，具有多個輸入端，每個輸入端對應一路放大電路， 所述放大電路用於對輸入的模擬信號進行放大，各路放大電路的放大係數不 同。
在現有的終端中，電源管理電路中即有此模塊，可以復用現有終端中的 這一部件。該模塊中各路放大電路的放大係數不同，其中，放大係數小的對 應大量程，放大係數大的對應小量程。這一實施例可以自動選擇合適的量程，方便了用戶，且避免了量程選擇 不當對終端可能造成的損害。
現在的終端都有非常豐富的外部接口 ，可以和其他電子設備例如計算機
進行互聯，利用這一特性，終端100還可以增加
數據接口 140，用於向連接到該接口的設備傳輸測量結果。
數據接口 140可以是通用串行總線(Universal Serial Bus, USB )、藍牙 (Bluetooth)等有線或無線接口。通過數據接口傳輸測量結果，可以讓用戶 依託其他電子設備更為強大的存儲和處理能力，對測量結果進行進一步的處 理。
在一個實施例中，上述終端100還可以包括 接口檢測模塊106，用於檢測表筆是否插入接口；
處理器120還用於當接口檢測模塊106檢測到表筆插入接口時，啟動萬 用表功能。
這樣在用戶插入表筆時終端自動啟動萬用表功能，方便了用戶的使用。
有時被測電路中的電流過大或者電壓過高，有可能燒毀終端，為此可以 在上述終端中添加如下;f莫塊
保護電路103，其輸入端耦合到表筆接口 101和102，其輸出端耦合到前 端採集電路105，用於防止過大的電流流過終端或者防止終端承受過高電壓。
加上這一電路，可以起到保護終端，防止測量過程損壞終端的效果。
終端的基本功能是進行通信，在測量過程中，終端有可能接到電話或者 簡訊等，終端需要對此進行處理，為此，終端100的處理器120還可以用於 當終端IOO接到電話呼叫或者簡訊時，中斷執行萬用表功能。
另外，以上實施例中分別說明的各技術、系統、裝置、方法以及各實施 例中分別說明的技術特徵可以進行組合，從而形成不脫離本發明的精神和原 則之內的其他的模塊，方法，裝置，系統及技術，這些根據本發明實施例的 記載組合而成的模塊，方法，裝置，系統及技術均在本發明的保護範圍之內。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各單元或各步驟可 以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布 在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程 序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行。或 者將它們分別製作成各個電路模塊，或者將它們中的多個單元或步驟製作成 單個電路模塊來實現。這樣，本發明不限制於任何特定的硬體和軟體結合。
以上只是本發明的較佳實施例，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本 發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種終端，包括正表筆接口，用於接正表筆；負表筆接口，用於接負表筆；第一選擇開關，用於選擇表筆接口與選定的前端採集電路的輸入端相連接；前端採集電路，用於採集要測量的電路模擬量；多路模擬控制電路，用於將前端採集電路採集的電路模擬量轉換為電壓信號；模數轉換器，用於將來自多路模擬控制電路的模擬信號轉換為數位訊號；處理器，用於對模數轉換器輸出的信號進行處理，得到測量結果。
2. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括第二選擇開關，用於控制所述多路模擬控制電路的輸出端與多路量程控 制模塊的合適輸入端連通；多路量程控制模塊，具有多個輸入端，每個輸入端對應一路放大電路， 所述放大電路用於對輸入的模擬信號進行放大，各路放大電路的放大係數不 同，其輸出端耦合到所述模數轉換器的輸入端；所述處理器還用於當測量結果小於給定的閾值時，控制所述第二選擇開 關切換到所述多路量程控制模塊對應較小量程的輸入端。
3. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括交流信號產生模塊，用於產生供測量電容或電感用的交流信號，其輸出 耦合到多路模擬控制電路的輸入端。
4. 如權利要求3所述的終端，其特徵在於，所述交流信號產生模塊具體包 括通用輸入輸出接口，用於產生方波信號；第一濾波電路，串聯在所述通用輸入輸出接口的輸出端上，其交流輸出 端為所述交流信號產生模塊的輸出端。
5. 如權利要求3所述的終端，其特徵在於，所述交流信號產生模塊具體包 括第一晶體振蕩器，用於產生正弦波信號； 或者，第二晶體振蕩器，用於產生方波信號；第二濾波電路，串聯在所述第二晶體振蕩器的輸出端上，其交流輸出端 為所述交流信號產生模塊的輸出端。
6. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括 顯示模塊，用於顯示所述測量結果。
7. 如權利要求6所述的終端，其特徵在於所述處理器還用於控制所述顯示模塊以表格的形式顯示被測二極體或者 交流電的各項參數；或者，所述處理器還用於記錄不同時間的測量結果，並控制所述顯示模塊以波 形圖的形式顯示測量結果與時間的關係。
8. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括 語音播才艮;f莫塊，用於播報測量結果。
9. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括 存儲器，用於存儲測量結果。
10. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括 數據接口 ，用於向連接到所述數據接口的設備傳輸測量結果。
11. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括 接口檢測模塊，用於檢測表筆是否插入接口 ；處理器還用於當所述接口檢測模塊檢測到表筆插入接口時，啟動萬用表 功能。
12. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括保護電路，其輸入端耦合到所述正表筆接口和所述負表筆藉口，其輸出 端耦合到所述前端採集電路，用於防止過大的電流流過所述終端或者防止所 述終端承受過高電壓。
13. 如權利要求l所述的終端，其特徵在於，還包括所述處理器還可以用於當所述終端接到電話呼叫或者簡訊時，中斷執行 萬用表功能。
14. 一種終端和表筆構成的系統，包括如權利要求1至13任一項所述的 終端和兩支表筆；所述表筆還用作所述終端的手寫筆。
全文摘要
本發明提供一種帶萬用表功能的終端，包括正表筆接口，用於接正表筆；負表筆接口，用於接負表筆；第一選擇開關，用於選擇表筆接口與選定的前端採集電路的輸入端相連接；前端採集電路，用於採集要測量的電路模擬量；多路模擬控制電路，用於將前端採集電路採集的電路模擬量轉換為電壓信號；模數轉換器，用於將來自多路模擬控制電路的模擬信號轉換為數位訊號；處理器，用於對模數轉換器輸出的信號進行處理，得到測量結果。本發明還提供一種終端和表筆構成的系統，包括如上所述的終端和兩支表筆；所述表筆還用作所述終端的手寫筆。
文檔編號H04M1/21GK101668057SQ20091019016
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者錢澤旭 申請人:深圳華為通信技術有限公司