一种示波器探头的信号激励装置及示波器校准系统制造方法及图纸

本申请涉及一种示波器探头的信号激励装置及示波器校准系统，其中信号激励装置包括电源电路、驱动电路和测试电路，驱动电路用于产生预设频率和/或预设占空比的PWM驱动信号，测试电路用于在PWM驱动信号的作用下产生电流周期变化的第一校准信号且从电流测试端输出，以及产生电压周期变化的第二校准信号且从电压测试端输出。技术方案中，由于信号激励装置产生的第一校准信号、第二校准信号具有对齐的相位，则利用这两个校准信号能够分别对示波器的电流检测探头、电压检测探头进行零相位延迟的有效激励，从而保证示波器能够准确测量得到探头产生的电流信号和电压信号的相位变化情况，以便对相位滞后的信号进行相位补偿。以便对相位滞后的信号进行相位补偿。以便对相位滞后的信号进行相位补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种示波器探头的信号激励装置及示波器校准系统


[0001]本申请涉及示波器的
，具体涉及一种示波器探头的信号激励装置及示波器校准系统。

技术介绍

[0002]示波器是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具，现在的示波器多以数字示波器为主，因具有波形触发、存储、显示、测量、分析等功能而日益普及，随着科技及市场需求的快速发展，数字示波器被认为是工程师们的眼睛，其将作为一种必要的工具而用来应对工程师们的测量挑战。
[0003]利用示波器对被测电路进行测试测量时，还需要借助示波器的探头来执行测试测量任务，示波器探头是把被测信号连接到示波器输入上的设备，其性能对测量结果的准确性以及正确性至关重要，它实质上是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。
[0004]在对开关电源电路的测量过程中，经常会使用示波器配合电压探头和电流探头测量电路中开关管的开关损耗，然而，由于电压探头和电流探头的探头性能存在一定的不一致性，导致的相位延迟将会影响开关损耗的测量精度。在对交流电网的测量过程中，电压探头和电流探头的相位延迟也将对有功功率的测量结果产生影响，不可避免的造成测量精度降低的情况发生。

技术实现思路

[0005]本申请主要解决的技术问题是：如何对示波器的电压检测探头和电流检测探头进行相位校准。为解决上述问题，本申请提供一种示波器探头的信号激励装置及示波器校准系统。
[0006]根据第一方面，本申请实施例提供了一种示波器探头的信号激励装置，包括：电源电路，用于产生预设等级的直流电；驱动电路，与所述电源电路连接，用于产生预设频率和/或预设占空比的PWM驱动信号；测试电路，与所述电源电路和所述驱动电路连接，且包括电流测试端和电压测试端；所述电流测试端用于连接示波器的电流检测探头，所述电压测试端用于连接示波器的电压检测探头；所述测试电路用于在所述PWM驱动信号的作用下产生电流周期变化的第一校准信号且从所述电流测试端输出，以及产生电压周期变化的第二校准信号且从所述电压测试端输出；所述第一校准信号和所述第二校准信号具有对齐的相位，且分别能够对所述电流检测探头、所述电压检测探头进行信号激励。
[0007]所述驱动电路包括时基芯片U1，电阻R4、R5，电容C1、C2、C3、C4；所述时基芯片U1包括供电端、接地端、释放端、临界端、电压控制端、触发端、复位端和输出端；其中，供电端接入预设等级的直流电且经过电容C2接地，并且供电端经过电阻R4与释放端连接；其中，释放端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与触发端、临界端连接，且电阻R5的另一端经过电容C3接地；其中，电压控制端经过电容C4接地，复位端接入预设等级的直流电且经过电容C1接地；其中，输出端用于输出预设频率或预设占空比的PWM驱动信号。
[0008]所述时基芯片U1输出的PWM驱动信号的预设频率用公式表示为f＝1.44/[(R4+2
×
R5)
×
C3]；和/或，所述时基芯片U1输出的PWM驱动信号的预设占空比用公式表示D＝R5/(R4+2
×
R5)。
[0009]所述测试电路包括三极管Q1、线圈ID、电阻R2、电阻R3、端口J1；所述三极管Q1包括第一端、第二端和控制端，所述三极管Q1的第一端与所述线圈ID的一端连接，所述线圈ID的另一端与端口J1连接，且经过电阻R2连接至预设等级的直流电；所述三极管Q1的第二端接地，所述三极管Q1的控制端经过电阻R3与所述驱动电路连接且用于接收所述PWM驱动信号；所述线圈ID的一侧形成有多重绕线，且具有环绕多重绕线的感应端口，所述感应端口作为所述测试电路的电流测试端；所述端口J1与所述三极管Q1的第二端之间形成有电势差，且所述端口J1作为所述测试电路的电压测试端。
[0010]所述测试电路还包括开关S1和电阻R1；所述开关S1和所述电阻R1串联后与所述电阻R2并联；所述开关S1用于在示波器的电流检测探头的量程大于预设量程阈值时闭合。
[0011]所述电源电路包括受电端口J3和电容C5；所述受电端口J3用于接入外部的直流电源，所述受电端口J3的正极端和接地端之间串联接入电容C5；所述电源电路产生的直流电的预设等级为5V至3.3V中的任意电压等级。
[0012]根据第二方面，本申请实施例提供了一种示波器校准系统，包括上述第一方面中所述的信号激励装置，还包括示波器和用于所述示波器的电流检测探头、电压检测探头；所述示波器包括第一信号通道、第二信号通道和处理器；所述电流检测探头与所述信号激励装置中测试电路的电流测试端连接，且能够将检测到的电流信号传输至所述示波器的第一信号通道；所述第一信号通道用于将所述电流信号转换为数字化的第一波形数据且发送至所述处理器；所述电压检测探头与所述信号激励装置中测试电路的电压测试端连接，且能够将检测到的电压信号传输至所述示波器的第二信号通道；所述第二信号通道用于将所述电压信号转换为数字化的第二波形数据且发送至所述处理器；所述处理器用于对所述第一波形数据和所述第二波形数据进行相位补偿，并保存相位补偿所需的相位差值。
[0013]所述处理器包括：获取模块，用于从所述第一信号通道和所述第二信号通道分别获取产生的第一波形数据和第二波形数据；波形比较模块，用于将所述第一波形数据和所述第二波形数据分别对应的波形进行时域比较，确定两个波形中上升沿位置或者下降沿位置的相位差值；相位补偿模块，用于根据所述相位差值对相位滞后的那一个波形进行相位补偿，以使得所述第一波形数据和所述第二波形数据分别对应的波形在上升沿位置或下降沿位置得以相位对齐。
[0014]所述示波器还包括供电端口；所述供电端口与所述信号激励装置中的电源电路连接，用于向所述电源电路提供直流电。
[0015]所述示波器还包括显示器，所述显示器用于对相位补偿前和/或相位补偿后的第一波形数据和第二波形数据分别对应的波形进行显示。
[0016]本申请的有益效果是：
[0017]上述实施例提供的一种示波器探头的信号激励装置及示波器校准系统，其中信号激励装置包括电源电路、驱动电路和测试电路，驱动电路用于产生预设频率和/或预设占空比的PWM驱动信号，测试电路用于在PWM驱动信号的作用下产生电流周期变化的第一校准信号且从电流测试端输出，以及产生电压周期变化的第二校准信号且从电压测试端输出。技
术方案中，由于信号激励装置产生的第一校准信号、第二校准信号具有对齐的相位，则利用这两个校准信号能够分别对示波器的电流检测探头、电压检测探头进行零相位延迟的有效激励，从而保证示波器准确测量得到电流信号和电压信号的相位延迟变化。其中，在示波器校准系统中，通过电流检测探头、电压检测探头将信号激励装置连接至示波器，为示波器获取电流波形和电压波形的相位差值提供了技术实现条件，也能够对相位滞后的信号进行相位上的补偿，从而达到对电流检测探头和电压检测探头的相位校准目的。
附图说明
[0018]图1为本申请一种实施例中示波器探头的信号激励装置的结构图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种示波器探头的信号激励装置，其特征在于，包括：电源电路，用于产生预设等级的直流电；驱动电路，与所述电源电路连接，用于产生预设频率和/或预设占空比的PWM驱动信号；测试电路，与所述电源电路和所述驱动电路连接，且包括电流测试端和电压测试端；所述电流测试端用于连接示波器的电流检测探头，所述电压测试端用于连接示波器的电压检测探头；所述测试电路用于在所述PWM驱动信号的作用下产生电流周期变化的第一校准信号且从所述电流测试端输出，以及产生电压周期变化的第二校准信号且从所述电压测试端输出；所述第一校准信号和所述第二校准信号具有对齐的相位，且分别能够对所述电流检测探头、所述电压检测探头进行信号激励。2.如权利要求1所述的信号激励装置，其特征在于，所述驱动电路包括时基芯片U1，电阻R4、R5，电容C1、C2、C3、C4；所述时基芯片U1包括供电端、接地端、释放端、临界端、电压控制端、触发端、复位端和输出端；其中，供电端接入预设等级的直流电且经过电容C2接地，并且供电端经过电阻R4与释放端连接；其中，释放端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与触发端、临界端连接，且电阻R5的另一端经过电容C3接地；其中，电压控制端经过电容C4接地，复位端接入预设等级的直流电且经过电容C1接地；其中，输出端用于输出预设频率或预设占空比的PWM驱动信号。3.如权利要求1所述的信号激励装置，其特征在于，所述时基芯片U1输出的PWM驱动信号的预设频率用公式表示为f＝1.44/[(R4+2
×
R5)
×
C3]；和/或，所述时基芯片U1输出的PWM驱动信号的预设占空比用公式表示D＝R5/(R4+2
×
R5)。4.如权利要求1所述的信号激励装置，其特征在于，所述测试电路包括三极管Q1、线圈ID、电阻R2、电阻R3、端口J1；所述三极管Q1包括第一端、第二端和控制端，所述三极管Q1的第一端与所述线圈ID的一端连接，所述线圈ID的另一端与端口J1连接，且经过电阻R2连接至预设等级的直流电；所述三极管Q1的第二端接地，所述三极管Q1的控制端经过电阻R3与所述驱动电路连接且用于接收所述PWM驱动信号；所述线圈ID的一侧形成有多重绕线，且具有环绕多重绕线的感应端口，所述感应端口作为所述测试电路的电流测试端；所述端口J1与所述三极管Q1的第二端之间形成有电势差，且所述端口J1作为所述测...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾显华，谢炳涛，陈永东，
申请(专利权)人：深圳市鼎阳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：