时域和频域综合测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测试装置，尤其涉及一种电子测量仪器领域的时域、频域综合测试装置。本发明专利技术的时域和频域综合测试装置，包括前端信号链、采样及成像模块、数据交换模块、主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块、频谱分析模块、RF程控调理模块，前端信号链通过采样及成像模块与数据交换模块通信，RF程控调理模块通过频谱分析模块与主控模块通信，数据交换模块分别与主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块电连接。能为用户有选择的扩展测试功能，同时可观测时域和频域信号，观察任何时点上的RF频谱，观看频谱随时间或随器件状态的变化。

Time domain and frequency domain comprehensive testing device

The invention relates to a testing device, in particular to a time domain and frequency domain comprehensive testing device in the field of electronic measuring instruments. The invention of the time domain and frequency domain integrated test device, including front-end signal chain, sampling and imaging module, data exchange module, main control module, display module, and user interface and expansion module, power module, spectrum analysis module, RF programmable signal conditioning module, front-end chain through sampling and imaging module and data exchange module RF communications, program-controlled conditioning module analysis module and main control module communication through the spectrum, data exchange module and main control module, display module, and user interface and expansion module, power supply module is electrically connected with. The user can select the extended test function, while observing the time and frequency domain signals, observing the RF spectrum at any point in time, and watching the spectrum changes with time or the state of the device.

【技术实现步骤摘要】
时域和频域综合测试装置
本专利技术涉及一种测试装置，尤其涉及一种电子测量仪器领域的时域、频域综合测试装置。
技术介绍
电子测量仪器领域需一种既有示波器功能观测中低频信号，又有频谱分析仪功能观测高频信号。满足时域、频域综合测试需求且性价比高的测试设备，它能快速获取时域、频域波形及相关参数指标，来准确判断设备工作状态的正常与否，并将这些测试数据生成测试文本进入计算机交互管理体系。美国TEK公司2011年最新推出的MDO4000混合域示波器，同时具备时域、频域、时频域等多域波形测试功能。MDO4000突破了时域和频域间的障碍，它从根本上改变了RF设计调试，在RF设计调试中，工程师需要将频域中的事件与引起这些事件的时域现象关联起来，混合信号示波器（MSO）如同是嵌入式设计测试的标准工具。混合域示波器将成为需求日益增加的带有RF功能设计的新标准。为突破国外技术壁垒，国内需研制一种时域频域综合测试的装置。
技术实现思路
本专利技术的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种时域和频域综合测试装置，其能为用户有选择的扩展测试功能，同时可观测时域和频域信号。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：其包括前端信号链、采样及成像模块、数据交换模块、主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块、频谱分析模块、RF程控调理模块，前端信号链通过采样及成像模块与数据交换模块通信，RF程控调理模块通过频谱分析模块与主控模块通信，数据交换模块分别与主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块电连接。本系统采用模块化的思路设计实现。信号接入示波器后，首先进入前端信号链，对信号进行衰减、放大、滤波等环节，转换为符合ADC输入要求的信号，送入采样及成像模块。后者是整个系统的核心模块，其功能是通过ADC将信号量化取样转换为数字信号，将数字信号存储并通过数字荧光成像引擎转换为波形图像输出。每个模块可以接受两个通道的数据处理，因此系统共需要两个同样的采样及成像模块。两个模块的数据经过数据交换模块汇总并输出至显示及用户交互模块，向用户呈现出波形图像。该过程由主控计算机控制，主控计算机的控制指令和数据亦通过数据交换模块传达给采样及成像模块。RF信号接入RF通道后，经RF程控调理电路、频谱分析模块，模块的数据经过数据交换模块汇总并输出至显示及用户交互模块，向用户呈现出频谱分析图像，电源模块为系统提供可靠稳定的电源。前端信号链包括转换开关、阻抗转换器、程控衰减器、程控衰减模块、程控增益模块、数模转换器，模拟输入信号连接转换开关后分别通过阻抗转换器、程控衰减器处理，通过转换开关与程控衰减模块连接，程控衰减模块与程控增益模块电连接，数模转换器分别与程控衰减模块、程控增益模块电连接。采样及成像模块包括双通道模数转换器、DDR2-SDRAM存储器模组、QDR2-SRAM存储器、加密协议芯片、FPGA模块，双通道模数转换器、DDR2-SDRAM存储器模组、QDR2-SRAM存储器、加密协议芯片分别与FPGA模块电连接。FPGA模块包括采样控制器、存储管理器、高速数字荧光波形成像引擎、串化/解串器、随机数生成器、加密选件管理器，采样控制器通过存储管理器与高速数字荧光波形成像引擎电连接，高速数字荧光波形成像引擎分别连接串化/解串器、QDR2-SRAM存储器、波形运算处理器，采样控制器连接触发控制器，存储管理器分别连接存储控制器、FFT引擎，存储控制器与DDR2-SDRAM存储器模组连接，串化/解串器连接指令解码器，随机数生成器与加密选件管理器电连接，加密选件管理器与加密协议芯片电连接。数据交换模块包括串行化/解串行单元、数据交换单元、指令解析器、视频图像叠加单元、PCI总线桥，串行化/解串行单元分别与数据交换单元、指令解析器电连接，数据交换单元、指令解析器分别与PCI总线桥电连接，数据交换单元与视频图像叠加单元电连接。频谱分析模块包括衰减器、低通滤波器、混频器、中频滤波器、模数转换模块、数据处理及交换系统、可变本振发生器，衰减器通过低通滤波器连接混频器，混频器依次通过中频滤波器、模数转换模块与数据处理及交换系统连接，数据处理及交换系统通过可变本振发生器反馈回混频器。本专利技术采用嵌入式多处理器和FPGA为主控管理器，采用Windows操作系统，构建一台不受形式和功能限制的具有示波器、频谱分析仪等功能便携式时域频域综合测试装置，可根据用户的测试需求对测试系统灵活组态，度身订制测试系统，且系统本身预留的功能扩展接口卡，能为用户有选择的扩展测试功能，同时可观测时域和频域信号，观察任何时点上的RF频谱，观看频谱随时间或随器件状态的变化。附图说明图1为本专利技术的整体模块示意图；图2为本专利技术的前端信号链模块示意图；图3为本专利技术的采样及成像模块示意图；图4为本专利技术的数据交换模块示意图；图5为本专利技术的频谱分析模块示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的时域和频域综合测试装置，包括前端信号链、采样及成像模块、数据交换模块、主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块、频谱分析模块、RF程控调理模块，前端信号链通过采样及成像模块与数据交换模块通信，RF程控调理模块通过频谱分析模块与主控模块通信，数据交换模块分别与主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块电连接示波器前端信号链，前端信号链实现了信号的放大、衰减、阻抗转换、滤波等信号调理工作。该部分的原理框图如图2所示：前端信号链包括转换开关、阻抗转换器、程控衰减器、程控衰减模块、程控增益模块、数模转换器，模拟输入信号连接转换开关后分别通过阻抗转换器、程控衰减器处理，通过转换开关与程控衰减模块连接，程控衰减模块与程控增益模块电连接，数模转换器分别与程控衰减模块、程控增益模块电连接。信号通过探头输入系统，经过高阻抗程控衰减器衰减后送入阻抗变换器进行1MΩ至50Ω的阻抗变换，能够提供约500MHz的模拟带宽。当输入阻抗选择为50Ω时，信号直接经过射频程控衰减器进行衰减。阻抗切换后使信号能够在低阻抗（50Ω）环境下传输，经过程控衰减器和程控增益放大器实现500MHz的模拟带宽以及2mV~1V/div的1-2-5步进增益/衰减。为实现增益和位移的数字控制，该部分设置了两个DAC。采样与成像模块，是本系统的核心模块，所有相关算法均在FPGA内得以实现。该部分的原理框图如图3所示：采样及成像模块包括双通道模数转换器、DDR2-SDRAM存储器模组、QDR2-SRAM存储器、加密协议芯片、FPGA模块，双通道模数转换器、DDR2-SDRAM存储器模组、QDR2-SRAM存储器、加密协议芯片分别与FPGA模块电连接。FPGA模块包括采样控制器、存储管理器、高速数字荧光波形成像引擎、串化/解串器、随机数生成器、加密选件管理器，采样控制器通过存储管理器与高速数字荧光波形成像引擎电连接，高速数字荧光波形成像引擎分别连接串化/解串器、QDR2-SRAM存储器、波形运算处理器，采样控制器连接触发控制器，存储管理器分别连接存储控制器、FFT引擎，存储控制器与DDR2-SDRAM存储器模组连接，串化/解串器连接指令解码器，随机数生成器与加密选件管理器电连接，加密选件管理器与加密协议芯片电连接。作为示波器的核心器件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时域和频域综合测试装置，其特征在于，包括前端信号链、采样及成像模块、数据交换模块、主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块、频谱分析模块、RF程控调理模块，前端信号链通过采样及成像模块与数据交换模块通信，RF程控调理模块通过频谱分析模块与主控模块通信，数据交换模块分别与主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块电连接；其中前端信号链包括转换开关、阻抗转换器、程控衰减器、程控衰减模块、程控增益模块、数模转换器，模拟输入信号连接转换开关后分别通过阻抗转换器、程控衰减器处理，通过转换开关与程控衰减模块连接，程控衰减模块与程控增益模块电连接，数模转换器分别与程控衰减模块、程控增益模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种时域和频域综合测试装置，其特征在于，包括前端信号链、采样及成像模块、数据交换模块、主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块、频谱分析模块、RF程控调理模块，前端信号链通过采样及成像模块与数据交换模块通信，RF程控调理模块通过频谱分析模块与主控模块通信，数据交换模块分别与主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块电连接；其中前端信号链包括转换开关、阻抗转换器、程控衰减器、程控衰减模块、程控增益模块、数模转换器，模拟输入信号连接转换开关后分别通过阻抗转换器、程控衰减器处理，通过转换开关与程控衰减模块连接，程控衰减模块与程控增益模块电连接，数模转换器分别与程控衰减模块、程控增益模块电连接。2.根据权利要求1所述的时域和频域综合测试装置，其特征在于，采样及成像模块包括双通道模数转换器、DDR2-SDRAM存储器模组、QDR2-SRAM存储器、加密协议芯片、FPGA模块，双通道模数转换器、DDR2-SDRAM存储器模组、QDR2-SRAM存储器、加密协议芯片分别与FPGA模块电连接。3.根据权利要求2所述的时域和频域综合测试装置，其特征在于，FPGA模块包括采样控制器、存储管理器、高速数字荧光波...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕华平，冯太明，
申请(专利权)人：江苏绿扬电子仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32