一种基于模数转换器的测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于模数转换器的测量系统，用于测量电压幅值、电源纹波及信号频率。该系统包括人机交互模块、主控制器、信号处理模块、远处数据中心、电源模块。人机交互模块进行测试参数设置；主控制器将信号处理模块调整为相应的工作模式；信号处理模块将待测信号数字量后送入主控制器；主控制器按照预设的数据处理方法得到测试数据，对测试数据进行分析后送入人机交互模块以数值、图表等方式显示出测试结果；测试参数及测试结果均存储于远程数据中心，作为质量分析、售后追踪的历史数据。应用本实用新型专利技术的一种基于模数转换器的测量系统，不仅效率高、操作简便，对操作工人依赖性不强，易于实现与自动化生产、检测设备的整合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种基于模数转换器的测量系统
本技术属于自动化测试
，更具体地涉及一种基于模数转换器的测量系统，可以用于测量电压幅值、电源纹波以及信号频率。
技术介绍
随着工业生产及测试的智能化、全自动化的发展，自动化生产、检测越来越重要。现有的、成熟的办法大多为使用示波器或通用测试设备进行电压幅值、电源纹波、信号频率的测量，而这些方法在测量时必须由操作人工进行模式切换和复杂的参数设置等工作，这不仅要求操作人员有较高的专业素质，保证参数设置的合理性、测试结果数据的准确读取和正确的计算比对，而且费时、成本高、准确率低、工作量大。即便如此，依旧会引入一定的人为因素引起的误差。最为关键的是，示波器或通用测试设备成本较高且很难融合到现有的工业自动化生产线，难以实现自动化检测。同时，从技术角度来看，通用测试设备虽然通用性较强，但它的二次开发或者专用性较弱，在一些特定应用情况下会由于无法判断或者误判，会对生产的产品带来严重缺陷。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种基于模数转换器的测量系统，该系统可以实现电压幅值、电源纹波和信号频率的测量，同时克服了对通用测试设备和人工测量的依赖，实现了自动化生产、检测。本技术提供了一种基于模数转换器的测量系统，包括:对测试参数进行设置的人机交互模块，将待测信号进行数值化处理后输出数字信号的信号处理模块，以及接收所述人机交互模块的参数设置，根据设置的参数控制信号处理模块的工作模式，对所述数字信号进行数学运算后并将测试结果输出至所述人机交互模块及远程数据中心的主控制器。更进一步地，所述信号处理模块包括:在主控制器的控制下对输入的待测信号的耦合方式进行切换的模式切换模块，与所述模式切换模块连接，对待测信号的幅度进行衰减或放大处理的电平匹配模块，以及与所述电平匹配模块连接，将电平匹配模块输出的信号转换为数字量并输出至所述主控制器的模数转换器。更进一步地，所述电平匹配模块对待测信号的幅度进行衰减或放大的倍率是根据所述人机交互模块预设的量程来确定。更进一步地，所述模式切换模块包括用于实现交流耦合或直流耦合的耦合控制电路。更进一步地，所述电平匹配模块包括依次连接的一级增益电路、程控增益及电平平移电路和二级增益电路；一级增益电路用于对待测信号的幅度进行2倍衰减或10倍衰减处理；程控增益及电平平移电路用于实现差分转单端、放大及电平平移；二级增益电路用于对待测信号的幅度进 行5倍放大或10倍衰减处理。更进一步地，所述主控制器为CPU、MCU或FPGA。更进一步地，所述人机交互模块为键盘和液晶屏。本技术中人机交互模块进行测试参数设置；主控制器将信号处理模块调整为相应的工作模式；信号处理模块将待测信号数字量后送入主控制器；主控制器按照预设的数据处理方法得到测试数据，对测试数据进行分析后送入人机交互模块以数值、图表等方式显示出测试结果；测试参数及测试结果均存储于远程数据中心，作为质量分析、售后追踪的历史数据。应用本技术的一种基于模数转换器的测量系统，不仅效率高、操作简便，对操作工人依赖性不强，易于实现与自动化生产、检测设备的整合。附图说明图1是本技术提供的基于模数转换器的测量系统的模块结构原理框图；图2是本技术提供的基于模数转换器的测量系统中模式切换模块的具体电路图。具体实施方式为了使本技术的目的、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技术，并不用于限定本技术。本技术采用模数转换器实现电压幅值、电源纹波、信号频率的测量，继承了现有技术的主要优点，同时有效克服了对通用测试设备和人工测量的依赖，实现了自动化生产、检测。图1示出了本技术提供的基于模数转换器的测量系统的模块结构原理，为了便于说明，仅示出了与本技术相关的部分，详述如下:基于模数转换器的测量系统包括人机交互模块1、主控制器2和信号处理模块5,人机交互模块I对测试参数进行设置，信号处理模块5将待测信号进行数值化处理后输出数字信号，主控制器2接收人机交互模块I的参数设置，根据设置的参数控制信号处理模块5的工作模式，对数字信号进行数学运算后并将测试结果输出至人机交互模块I。本技术提供的基于模数转换器的测量系统可以用于测量电压幅值、电源纹波及信号频率。该测量系统包括人机交互模块1、主控制器2和信号处理模块5，工作时还需要外部的电源模块4和远程数据中心3的配合。人机交互模块I进行测试参数设置；主控制器2将信号处理模块5的功能调整为相应的工作模式；信号处理模块5将待测信号数值化后送入主控制器2 ;主控制器2按照预设的数据处理方法得到测试数据，对测试数据进行分析后送入人机交互模块I以数值、图表等方式显示出测试结果；测试参数及测试结果均存储于远程数据中心，作为质量分析、售后追踪的历史数据。应用本技术不仅效率高、操作简便，对操作工人依赖性不强，易于实现与自动化生产、检测设备的整合。在本技术中，主控制器2接收人机交互模块的参数设置、硬件工作模式控制、对待测信号模数转换后的数字信号进行数学运算(滤波、均方根、傅立叶变换)、将待测数据传送至远程数据中心、将测试结果在人机交互模块上显示。主控制器2可以为CPU、MCU或FPGA 等。在本技术中，人机交互模块I用于实现待测信号的类型选择、参数范围选择，测试结果数据的显示。人机交互模块I可以为键盘、液晶屏或其它方式的输入、输出设备。在本技术中，信号处理模块5包括:模式切换模块51、电平匹配模块52和模数转换器53，在主控制器2的控制下工作模式切换模块51对输入的待测信号的交流耦合、直流耦合进行切换，电平匹配模块52与模式切换模块51连接，对待测信号的幅度进行衰减或放大处理，模数转换器53与电平匹配模块52连接,将电平匹配模块52输出的信号转换为数字信号并输出至主控制器2。其中，模式切换模块51用于输入信号的稱合方式控制；即交流(AC)稱合、直流(DC)耦合。例如:使用交流(AC)差分耦合方式，可以从高共模信号上取出差摸信号。根据实际需要，可以在此处增加隔离模块，实现隔离测量更好的增强了待测信号的类型和输入范围。电平匹配模块52用于输入信号的幅度衰减或放大，倍率是根据人机交互模块预设的量程来确定。比如:待测信号为(T25V，模数转换的输入范围为O飞V，则电平匹配设定为衰减5倍；待测信号为(T500mV，模数转换的输入范围为(T5V，则电平匹配设定为放大10倍。模数转换器53可以选用特定功能的模数转换器芯片，将输入的模拟信号转换为数字信号，送入主控制进行处理。例如:若主控制器自带模数转换器且精度满足设计需求，则此部分可以去掉；若选用独立的模数转换器芯片，可以参考ADI公司的AD9237芯片。本技术提供的基于模数转换器的测量系统的工作原理如下:根据输入信号类型、参数范围等在人机交互模块I上进行参数设置(选择测量项目、参数范围量程。如:电压幅值、纹波或频率)。主控制器2接收到参数设置后，将信号处理模块5的功能调整为相应的工作模式(根据待测信号类型进行模式切换、根据量程调整增益)适合当前测量；待测信号经过信号处理模块5处理后(增益调整、模数转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模数转换器的测量系统，其特征在于，包括：对测试参数进行设置的人机交互模块，将待测信号进行数值化处理后输出数字信号的信号处理模块，以及接收所述人机交互模块的参数设置，根据设置的参数控制信号处理模块的工作模式，对所述数字信号进行数学运算后并将测试结果输出至所述人机交互模块及远程数据中心的主控制器。

【技术特征摘要】
1.一种基于模数转换器的测量系统，其特征在于，包括: 对测试参数进行设置的人机交互模块， 将待测信号进行数值化处理后输出数字信号的信号处理模块，以及接收所述人机交互模块的参数设置，根据设置的参数控制信号处理模块的工作模式，对所述数字信号进行数学运算后并将测试结果输出至所述人机交互模块及远程数据中心的主控制器。2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述信号处理模块包括: 在主控制器的控制下对输入的待测信号的耦合方式进行切换的模式切换模块， 与所述模式切换模块连接，对待测信号的幅度进行衰减或放大处理的电平匹配模块，以及 与所述电平匹配模块连接，将电平匹配模块输出的信号转换为数字量并输出至所述主控制器的模数转换器。3.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永丰，姚宇亮，吴紫薇，
申请(专利权)人：武汉华中数控股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：