一种周期信号波形测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于测试装置领域，并公开了一种周期信号波形测试装置，其特征在于，其包括信号输入单元、键盘单元、PLC单元、信号采集处理单元、可编程控制器、显示单元，所述可编程控制器根据接收的信号输入通道信息来控制PLC单元，并通过PLC单元将对应的待测试周期信号波输入所述信号采集处理单元中；所述信号采集处理单元包括第一功能电路和第二功能电路。本发明专利技术通过采用可编程控制器来控制测试进程，整体测试过程可自动化进行，测试时间短，准确率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测试装置领域，更具体地，涉及一种周期信号波形测试装置。
技术介绍
周期信号波形广泛存在于各种电子产品中，是衡量产品性能的重要指标，因此波形测试在电子产品研发和电子测量中有着异常重要的作用。目前对周期信号波形的测量普遍采用的是人工检测方式，即采用示波器来测试周期信号波形的指标。然而，这种检测方式效率低、而且过度依赖测试仪表的测试准确度和测试人员的测试技能。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种周期信号波形测试装置，其可靠、便捷、自动化程度高。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种周期信号波形测试装置，其特征在于，其包括信号输入单元、键盘单元、PLC单元、信号采集处理单元、可编程控制器、显示单元，其中，所述信号接入单元用于接入待测试周期信号波；所述键盘单元用于选择与接入的待测试周期信号波相对应的信号输入通道，并将选择的信号输入通道信息发送给可编程控制器；所述可编程控制器根据接收的信号输入通道信息来控制PLC单元，并通过PLC单元将对应的待测试周期信号波输入所述信号采集处理单元中；所述信号采集处理单元包括第一功能电路和第二功能电路，其中，所述第一功能电路包括第一信号调理电路和波形整形电路，所述第一信号调理电路用于对待测试周期信号波进行调整后再传送给所述波形整形电路进行整形，所述第一信号调整电路包括第一分频电路和第一幅值调整电路，所述第一分频电路用于将待测试周期信号波的频率范围缩小到设定的测试范围内，所述第一幅值调整电路用于将待测试周期信号波的幅值调整到设定的测试范围内，所述波形整形电路用于将待测试周期信号波转变为方波并传送给可编程控制器，以使可编程控制器处理并获得方波信号的频率；所述第二功能电路包括第二信号调理电路、AD采样保持电路和AD转换电路构成，其中所述第二信号调理电路用于对待测试周期信号波进行调整后再传送给所述AD采样保持电路,其包括第二分频电路和第二幅值调整电路，所述第二分频电路用于将待测试周期信号波的频率范围缩小到合适的测试范围内，所述第二幅值调整电路用于将待测试周期信号波的幅值调整到设定的测试范围，所述AD采样保持电路用于保持采样值在AD转换的时间内不变，以得到合适的采样信号并且保证AD转换的精度，从而消除转换误差，所述AD转换电路用于将模拟信号转换为数字信号并传送给可编程控制器，以使所述可编程控制器处理并获得待测试周期信号波的幅值和/或种类和/或频率和/或峰峰值。所述输出显示单元由可编程控制器控制，用于将待测试周期信号波的幅值和/或种类和/或频率和/或峰峰值予以显示。优选地，所述可编程控制器处理获得待测试周期信号波的幅值的具体过程如下：可编程控制器根据方波的信号频率得到待测试周期信号波的信号周期，可编程控制器以此信号周期的大小来设置AD的采样周期，并进行一个周期的采样，确定N个采样点，这样可以得到这N个采样点的电压值，然后对这N个采样值进行排序，从而得到这N个采样点的最大电压值和最小电压值，则获得待测试周期信号波的幅值，进而通过最大电压值和最小电压值的差值获得待测试周期信号波的峰峰值。优选地，获取待测试信号波的种类的具体过程如下：获得待测试周期信号波的幅值后，再对这N个采样点的电压值进行离散数值计算，从而获得波形电压有效值Ueff，其中波形电压有效值并且Uk为第k次采样的电压值；然后，再根据傅里叶算法获得周期波形信号的基波有效值为其中，a和b分别为基波分量中正弦波和余弦波的幅值，并且 a = 1 N [ 2 Σ k = 1 N - 1 x k sin k 2 π N ] ]]> b = 1 N [ x 0 + 2 Σ k = 1 N - 1 x k cos k 2 π N + x N ] ]]>式中xk为第k次的采样值，x0和xN分别是k＝0和k＝N时的采样点的电压值；最后，得到波形系数如果计算得到的波形系数γ≈1，则输入周期信号波形为正弦波；如果计算得到的波形系数γ≈0.637，则输入周期信号波形为方波；如果计算得到的波形系数γ≈0.39，则输入周期信号波形为三角波，这样就能判断输入波形的种类。优选地，N＝500。优选地，所述PLC单元为具有多路输入和输出的继电器阵列。优选地，所述显示单元为液晶屏或TFT彩屏。优选地，所述可编程控制器为FPGA可编程控制器或MCU可编程控制器。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)、本专利技术通过采用可编程控制器来控制测试进程，整体测试过程可自动化进行，测试时间短，准确率高；2)、本专利技术由于波形输入单元可以接入多个不同幅值和/或不同频率和或不同种类的周期波形信号，并且可以与测试装置实现精确连接，因而其适用面广、整体成本低；3)、本专利技术的测试装置结构紧凑，操作简单，并可满足用户的个性化测试需求。附图说明图1是按照本专利技术的伺服驱动板卡测试装置的整体结构示意图；图2是按照本专利技术的伺服驱动板卡测试装置的工作原理示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-液晶显示屏 2-信号输入接口(4个通道) 3-通道选择按钮(4个通道) 4-通道全选通按钮 5-通道全取消按钮 6-输入信号公共端(COM)7-电源接口 8-电源开关具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就能相互组合。参照图1、图2，所述信号输入单元用于将测试周期信号波形接入测试装置，本信号输入单元位于测试装置的前面板上，一共有4路波形输入接口。测量时，一次最多只能接入4路波形信号，只需要将四路波形信号通过接口座引入测试装置即可。所述键盘单元用于输入通道选择按键信息给可编程控制器，键盘单元上有6个按钮，分别是通道1选择按钮、通道2选择按钮、通道3选择按钮、通道4选择按钮、通道全选按钮、通道选择取消按钮；可编程控制器根据按键信息来控制PLC单元，通过PLC单元来选择哪一路波形输入到测试装置之中。具体的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种周期信号波形测试装置，其特征在于，其包括信号输入单元、键盘单元、PLC单元、信号采集处理单元、可编程控制器、显示单元，其中，所述信号接入单元用于接入待测试周期信号波；所述键盘单元用于选择与接入的待测试周期信号波相对应的信号输入通道，并将选择的信号输入通道信息发送给可编程控制器；所述可编程控制器根据接收的信号输入通道信息来控制PLC单元，并通过PLC单元将对应的待测试周期信号波输入所述信号采集处理单元中；所述信号采集处理单元包括第一功能电路和第二功能电路，其中，所述第一功能电路包括第一信号调理电路和波形整形电路，所述第一信号调理电路用于对待测试周期信号波进行调整后再传送给所述波形整形电路进行整形，所述第一信号调整电路包括第一分频电路和第一幅值调整电路，所述第一分频电路用于将待测试周期信号波的频率范围缩小到设定的测试范围内，所述第一幅值调整电路用于将待测试周期信号波的幅值调整到设定的测试范围内，所述波形整形电路用于将待测试周期信号波转变为方波并传送给可编程控制器，以使可编程控制器处理并获得方波信号的频率；所述第二功能电路包括第二信号调理电路、AD采样保持电路和AD转换电路构成，其中所述第二信号调理电路用于对待测试周期信号波进行调整后再传送给所述AD采样保持电路,其包括第二分频电路和第二幅值调整电路，所述第二分频电路用于将待测试周期信号波的频率范围缩小到合适的测试范围内，所述第二幅值调整电路用于将待测试周期信号波的幅值调整到设定的测试范围，所述AD采样保持电路用于保持采样值在AD转换的时间内不变，以得到合适的采样信号并且保证AD转换的精度，从而消除转换误差，所述AD转换电路用于将模拟信号转换为数字信号并传送给可编程控制器，以使所述可编程控制器处理并获得待测试周期信号波的幅值和/或种类和/或频率和/或峰峰值。所述输出显示单元由可编程控制器控制，用于将待测试周期信号波的幅值和/或种类和/或频率和/或峰峰值予以显示。...

【技术特征摘要】
1.一种周期信号波形测试装置，其特征在于，其包括信号输入单元、键盘单元、PLC单元、信号采集处理单元、可编程控制器、显示单元，其中，所述信号接入单元用于接入待测试周期信号波；所述键盘单元用于选择与接入的待测试周期信号波相对应的信号输入通道，并将选择的信号输入通道信息发送给可编程控制器；所述可编程控制器根据接收的信号输入通道信息来控制PLC单元，并通过PLC单元将对应的待测试周期信号波输入所述信号采集处理单元中；所述信号采集处理单元包括第一功能电路和第二功能电路，其中，所述第一功能电路包括第一信号调理电路和波形整形电路，所述第一信号调理电路用于对待测试周期信号波进行调整后再传送给所述波形整形电路进行整形，所述第一信号调整电路包括第一分频电路和第一幅值调整电路，所述第一分频电路用于将待测试周期信号波的频率范围缩小到设定的测试范围内，所述第一幅值调整电路用于将待测试周期信号波的幅值调整到设定的测试范围内，所述波形整形电路用于将待测试周期信号波转变为方波并传送给可编程控制器，以使可编程控制器处理并获得方波信号的频率；所述第二功能电路包括第二信号调理电路、AD采样保持电路和AD转换电路构成，其中所述第二信号调理电路用于对待测试周期信号波进行调整后再传送给所述AD采样保持电路,其包括第二分频电路和第二幅值调整电路，所述第二分频电路用于将待测试周期信号波的频率范围缩小到合适的测试范围内，所述第二幅值调整电路用于将待测试周期信号波的幅值调整到设定的测试范围，所述AD采样保持电路用于保持采样值在AD转换的时间内不变，以得到合适的采样信号并且保证AD转换的精度，从而消除转换误差，所述AD转换电路用于将模拟信号转换为数字信号并传送给可编程控制器，以使所述可编程控制器处理并获得待测试周期信号波的幅值和/或种类和/或频率和/或峰峰值。所述输出显示单元由可编程控制器控制，用于将待测试周期信号波的幅值和/或种类和/或频率和/或峰峰值予以显示。2.根据权利要求1所述的一种周期信号波形测试装置，其特征在于，所述可编程控制器处理获得待测试周期信号波的幅值的具体过程如下：可编程控制器根据方波的信号频率得到待测试周期信号波的信号周期，可编程控制器以此信号周期的大小来设置AD的采样周期，并进行一个周期的采样，确定N个采样点，这样可以得到这N个采样点的电压值，然后对这N个采样值进行排序，从而得到这N个采样点的最大电压值和最小电压值，则获得待测试周期信号波的幅值，进而通过最大电压值和最小电压值的差值获得待测试周期信号波的峰峰值。3.根据权利要求2所述的一种周期信号波形测试装置，其特征在于，获取待测试信号波的种类的具体过...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江涛，鲜飞，沈应龙，王婷，黄黎，闫秋红，
申请(专利权)人：武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42