一种示波器探头控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种示波器探头控制系统，其特征在于，包括示波器探头、继电器控制模块和快速放电模块：所述示波器探头对待测信号(Signal)进行采样并将所述待测信号(Signal)发送至继电器控制模块；所述继电器控制模块分别与所述快速放电模块和示波器系统电连接；所述快速放电模块包括信号检测比较单元和电容放电单元，所述信号检测比较单元用于检测所述待测信号电容电压是否超过基准电压，若是，则驱动所述电容放电单元进行放电。本发明专利技术不仅可以正常测量电源信号，而且在电源残压较高的情况下可以加速电源电容放电，保护了待测设备和测试仪表，增加了测试操作的安全性，同时也提升了测试效率。

An oscilloscope probe control system and method

The invention discloses an oscilloscope probe control system, which is characterized by including an oscilloscope probe, a relay control module and a fast discharge module: the oscilloscope probe samples the measured signal and transmits the signal to the relay control module; the relay control module and the relay control module are respectively connected with each other. The fast discharge module is electrically connected with the oscilloscope system, and the fast discharge module includes a signal detection comparison unit and a capacitance discharge unit, which is used to detect whether the capacitance voltage of the signal to be measured exceeds the reference voltage or, if so, to drive the capacitance discharge unit to discharge. The invention can not only measure the power supply signal normally, but also accelerate the discharge of the power supply capacitance under the condition of high residual voltage, protect the equipment to be tested and the test instrument, increase the safety of the test operation, and improve the test efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种示波器探头控制系统及方法
本专利技术涉及示波器领域，尤其涉及一种示波器探头控制系统及方法
技术介绍
示波器探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要，它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。最简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线，复杂的探头由阻容元件和有源器件组成。简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰，而且本身等效电容较大，造成被测电路的负载增加，使被测信号失真。目前，在硬件电气信号测量过程中，特别是电压信号测试过程中，由于电容的存在，使得电源模块下电后在一段时间内仍然存在着残压，如果残压值较高，而且有没有及时被泄放掉，那么对人身和设备都存在着安全隐患，譬如触电危险或者潜在损坏测试设备。现有技术中，大部分的解决电源残压的方法几乎都是通过对电源电容加速放电来完成的，但是这种方法大部分都是脱离了实时的测试系统，对电容进行放电来完成的。在一个复杂的测试系统中，独立处理单板电容放电也比较困难，因为测试仪表和待测单板间有着电缆或信号线的连接，若处理不当，有可能在加速电压泄放过程中导致测试仪器表出现潜在损坏。例如公开号为CN105652048A的专利公开了一种示波器探头，包括至少一用于采集模拟电信号的探针、USB接口、模数转换电路及数据接收单元。该USB接口用于与一便携式电子装置连接。该模数转换电路与该至少一探针电连接，用于将至少一探针采集的模拟电信号转换为数字信号。该数据接收单元，电连接于该模数转换电路及该USB接口之间，用于接收模数转换电路输出的数字信号并存储该数字信号，以供于该USB接口连接的便携式电子装置获取并根据该数字信号进行显示。本专利技术还提供一种便携式电子装置及便携式测量设备。利用本专利技术的示波器探头、便携式电子装置及便携式测量设备，可实现示波器功能，并便于携带。该专利技术没有快速放电结构，通常需要脱离实时的测试系统进行放电。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种示波器探头控制系统及方法，不仅可以正常测量电源信号，而且在电源残压较高的情况下可以加速电源电容放电，保护了待测设备和测试仪表，增加了测试操作的安全性，同时也提升了测试效率。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种示波器探头控制系统，包括示波器探头、继电器控制模块和快速放电模块：所述示波器探头对待测信号(Signal)进行采样并将所述待测信号(Signal)发送至继电器控制模块；所述继电器控制模块分别与所述快速放电模块和示波器系统电连接；所述快速放电模块包括信号检测比较单元和电容放电单元，所述信号检测比较单元用于检测所述待测信号电容电压是否超过基准电压，若是，则驱动所述电容放电单元进行放电。优选的，所述信号检测单元包括放大器(U1)，稳压二极管(D1)：所述放大器(U1)正相输入端包括分压电阻(R2)和分压电阻(R3)，所述放大器(U1)反相输入端包括稳压二极管(D1)和调压电阻(R1)，当放大器(U1)同相输入端(+)输入电压大于反相输入端(-)输入电压时输出高电平H，否则，输出低电平L。优选的，所述电容放电模块包括晶体管(Q1)和晶体管(Q2)，所述晶体管(Q1)和所述放大器(U1)输出端之间串联电阻(R4)，所述晶体管(Q2)并联有电阻(R5)并与电阻(R6)串联，当所述放大器(U1)输出高电平H时，所述晶体管(Q1)和晶体管(Q2)导通形成放电通道。优选的，所述电阻(R4)与电容(C1)并联、所述电阻(R6)与电容(C3)并联构成加速电路。优选的，所述电容放电单元还包括发光二极管(D2)，当所述晶体管(Q1)和所述晶体管(Q2)导通时所述发光二极管点亮。优选的，所述继电器控制模块包括继电器(J1)和晶体管电路，所述继电器(J1)包括第一开关触点(1,2)和第二开关触点(3,4)，所述第一开关触点(1,2)将所述待测信号(Signal)连接至示波器系统，当所述继电器断开时所述第二开关触点(3,4)将所述待测信号(Signal)连接至快速放电模块；所述晶体管电路包括晶体管(Q3)和控制开关(K1)，当控制开关(K1)拉上电源(VCC)时所述晶体管(Q3)导通。优选的，所述控制开关(K1)为单刀双掷开关，用于控制继电器的线圈上电或失电，当所述控制开关(K1)上拉至电源(VCC)时导通晶体管(Q3)，所述继电器闭合；当所述控制开关(K1)下拉至接地端(GND)时晶体管(Q3)截止。优选的，所述晶体管(Q3)采用NPN型三极管，两端分别接入电阻(R7)和(R9)作为分压电阻。优选的，所述继电器模块还包括还包括续流二极管(D3)，在所述继电器失电后提供电流泄放通道。相应的，还提供一种示波器探头控制方法，包括步骤：S1、待测信号采样：示波器探头对待测信号进行采样并将所述待测信号连接至继电器控制模块；S2、继电器模块控制：继电器模块将待测信号连接至示波器系统或快速放电模块；S3、快速放电模块放电：快速放电模块检测所述待测信号电容电压是否超过基准电压，若是，则驱动所述电容放电单元进行放电。与现有技术相比，本专利技术通过示波器探头对待测信号进行采样和测量，继电器模块用于控制信号的连接和切换，快速放电模块提供了一种快速放电途径，用于实现电容残压的泄放和消除。整个技术方案设计简单，操作方便，在实际操作中不仅增加了测试操作的安全性，同时也提升了测试效率。附图说明图1为实施例一提供的一种示波器探头控制系统结构示意图；图2为实施例一提供的一种示波器探头控制系统的示波器探头电路图；图3为实施例一提供的一种示波器探头控制系统的继电器控制模块电路图；图4为实施例一提供的一种示波器探头控制系统的快速放电模块电路图；图5为实施例二提供的一种示波器探头控制方法流程图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例一本实施例提供一种示波器探头控制系统，如图1所示，包括示波器探头、继电器控制模块和快速放电模块：所述示波器探头对待测信号(Signal)进行采样并将所述待测信号(Signal)发送至继电器控制模块；所述继电器控制模块分别与所述快速放电模块和示波器系统电连接；所述快速放电模块包括信号检测比较单元和电容放电单元，所述信号检测比较单元用于检测所述待测信号电容电压是否超过基准电压，若是，则驱动所述电容放电单元进行放电。现有技术中，大部分的解决电源残压的方法几乎都是通过对电源电容加速放电来完成的，但是这种方法大部分都是脱离了实时的测试系统，对电容进行放电来完成的。在一个复杂的测试系统中，独立处理单板电容放电也比较困难，因为测试仪表和待测单板间有着电缆或信号线的连接，若处理不当，有可能在加速电压泄放过程中导致测试仪器表出现潜在损坏。本实施例提供的技术方案主要包括探头、继电器控制、快速放电三个模块，示波器探头对待测信号进行采样和测量，继电器模块用于控制信号的连接和切换，快速放电模块提供了一种快速放电途径，用于实现电容残压的泄放和消除：(1)示波器探头这里的示波器探头主要适用于无源系统常规电源电压(直流48V以下)的测量，交流电源电压譬如AC220V等不在本专利技术设计方案考虑之内。从测量原理上看，探头等效电路如图2所示，Signal代指示波器探头探针检测的信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种示波器探头控制系统，其特征在于，包括示波器探头、继电器控制模块和快速放电模块：所述示波器探头对待测信号(Signal)进行采样并将所述待测信号(Signal)发送至继电器控制模块；所述继电器控制模块分别与所述快速放电模块和示波器系统电连接；所述快速放电模块包括信号检测比较单元和电容放电单元，所述信号检测比较单元用于检测所述待测信号电容电压是否超过基准电压，若是，则驱动所述电容放电单元进行放电。

【技术特征摘要】
1.一种示波器探头控制系统，其特征在于，包括示波器探头、继电器控制模块和快速放电模块：所述示波器探头对待测信号(Signal)进行采样并将所述待测信号(Signal)发送至继电器控制模块；所述继电器控制模块分别与所述快速放电模块和示波器系统电连接；所述快速放电模块包括信号检测比较单元和电容放电单元，所述信号检测比较单元用于检测所述待测信号电容电压是否超过基准电压，若是，则驱动所述电容放电单元进行放电。2.如权利要求1所述的一种示波器探头控制系统，其特征在于，所述信号检测单元包括放大器(U1)，稳压二极管(D1)：所述放大器(U1)正相输入端包括分压电阻(R2)和分压电阻(R3)，所述放大器(U1)反相输入端包括稳压二极管(D1)和调压电阻(R1)，当放大器(U1)同相输入端(+)输入电压大于反相输入端(-)输入电压时输出高电平H，否则，输出低电平L。3.如权利要求1所述的一种示波器探头控制系统，其特征在于，所述电容放电模块包括晶体管(Q1)和晶体管(Q2)，所述晶体管(Q1)和所述放大器(U1)输出端之间串联电阻(R4)，所述晶体管(Q2)并联有电阻(R5)并与电阻(R6)串联，当所述放大器(U1)输出高电平H时，所述晶体管(Q1)和晶体管(Q2)导通形成放电通道。4.如权利要求3所述的一种示波器探头控制系统，其特征在于，所述电阻(R4)与电容(C1)并联、所述电阻(R6)与电容(C3)并联构成加速电路。5.如权利要求1所述的一种示波器探头控制系统，其特征在于，所述电容放电单元还包括发光二极管(D2)，当所述晶体管(Q1)和所述晶体管(Q2)导...

【专利技术属性】
技术研发人员：游少剑，
申请(专利权)人：四川斐讯信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51