CN207036908U - 一种信号发生器及手持式数字脉冲与电流校验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种信号发生器，包括主控制器、两个电压输出模式的乘法DAC、两个运算放大器、两个低通滤波器、阻抗和VI转换器；其中，主控制器由ARM芯片及其外围电路形成；一运算放大器依次与一低通滤波器及阻抗串接成电压脉冲信号输出支路；另一运算放大器依次与另一低通滤波器及VI转换器串接成电流信号输出支路；两个电压输出模式的乘法DAC相串接后并与主控制器相并接，且两个电压输出模式的乘法DAC之一还同时连接电压脉冲信号输出支路及电流信号输出支路的运算放大器。实施本实用新型，能同时输出脉冲电压信号和电流信号用于仪表的校验，并且具有更高的精度、稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号校验技术领域，尤其涉及一种信号发生器及手持式数字脉冲与电流校验仪。
背景技术
凡是产生测试信号的仪器都统称为信号发生器，且广泛用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。信号发生器在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量（如频率响应、噪声系数、电压表定度等）提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号，并且输出信号的参数（如频率、波形、输出电压或功率等）能在一定范围内进行精确调整，具有很好的稳定性。例如当要求进行系统的稳态特性测量时，信号发生器可以模拟振幅、频率已知的正弦信号源；又如当测试系统的瞬态特性时，信号发生器可以模拟前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。
在现有技术中，信号发生器只单独产生脉冲电压信号及电流信号之其一，且产生信号的强度较弱，无法用于仪表的校验。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种信号发生器及手持式数字脉冲与电流校验仪，能同时输出脉冲电压信号和电流信号用于仪表的校验，并且具有更高的精度、稳定性和可靠性。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种信号发生器，包括主控制器、两个电压输出模式的乘法DAC、两个运算放大器、两个低通滤波器、阻抗和VI转换器；其中，
所述主控制器由ARM芯片及其外围电路形成；
所述两个运算放大器之一依次与所述两个低通滤波器之一及所述阻抗串接成电压脉冲信号输出支路；
所述两个运算放大器之另一依次与所述两个低通滤波器之另一及所述VI转换器串接成电流信号输出支路；
所述两个电压输出模式的乘法DAC相串接后并与所述主控制器相并接，且所述两个电压输出模式的乘法DAC之一还同时连接所述电压脉冲信号输出支路及所述电流信号输出支路的运算放大器。
其中，所述同时连接两个运算放大器的乘法DAC的参考电压由与其连接的另一乘法DAC产生，且所述另一乘法DAC的参考电压由信号发生器内部稳压电流源产生。
其中，所述两个电压输出模式的乘法DAC均采用16位的AD5546。
其中，所述VI转换器具有四个控制档位，并与所述主控制器相连实现所述四个控制档位的调节。
其中，所述信号发生器内部稳压电流源提供5V直流电压。
其中，所述阻抗为50Ω。
本实用新型实施例还提供了一种手持式数字脉冲与电流校验仪，包括FPGA、液晶屏、按键、数据通信模块以及前述的信号发生器；其中，所述FPGA分别与所述信号发生器、液晶屏、按键及数据通信模块相连。
其中，所述数据通信模块上集成有USB接口、以太网接口、光纤接口以及WIFI无线接口。
与现有技术相对比，本实用新型实施例具有如下有益效果：
在本实用新型实施例中，通过一运算放大器依次与一低通滤波器及阻抗串接成电压脉冲信号输出支路，另一运算放大器依次与另一低通滤波器及VI转换器串接成电流信号输出支路，并采用两个电压输出模式的乘法DAC相串接产生不同的电压控制电压脉冲信号输出支路的电压脉冲信号和电流信号输出支路的电流信号变化，使得能够同时产生模拟探测器产生的微弱脉冲（uV 级）和微弱电流信号（10-11A级）用于仪表的校验，并且具有更高的精度、稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的信号发生器的平面结构示意图；
图2为本实用新型实施例二提供的手持式数字脉冲与电流校验仪的平面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，为本实用新型实施例一中，提供的一种信号发生器，包括主控制器1、两个电压输出模式的乘法DAC2、两个运算放大器3、两个低通滤波器4、阻抗5和VI转换器6；其中，
主控制器1由ARM芯片及其外围电路形成；
两个运算放大器3之一依次与两个低通滤波器4之一及阻抗5串接成电压脉冲信号输出支路，即一运算放大器3与一低通滤波器4及阻抗5串接成电压脉冲信号输出支路；
两个运算放大器3之另一依次与两个低通滤波器4之另一及VI转换器6串接成电流信号输出支路，即另一运算放大器3与另一低通滤波器4及VI转换器6串接成电压脉冲信号输出支路；
两个电压输出模式的乘法DAC2相串接后并与主控制器1相并接，且两个电压输出模式的乘法DAC2之一还同时连接电压脉冲信号输出支路及电流信号输出支路的运算放大器3。
应当说明的是，对应同时连接两个运算放大器3的乘法DAC2的参考电压由与其连接的另一乘法DAC2产生，而另一乘法DAC2的参考电压由信号发生器内部稳压电流源（如提供5V直流电压的电压源）产生，使得两个电压输出模式的乘法DAC2相串接输出的电压精度扩大一倍。
应当说明的是，VI转换器6有多个可调档位，需通过与主控制器1相连并由主控制器1控制档位的调节，如具有四个控制档位，由主控制器1相连实现四个控制档位的调节。
在一个实施例中，两个电压输出模式的乘法DAC2均采用16位的AD5546，每个电压输出模式的乘法DAC2的输出为REF*D/216，因此两个电压输出模式的乘法DAC2的最终输出为REF*{D1,D2}/232，其中，{D1,D2}表示一个乘法DAC输出控制数值D1和另一个乘法DAC输出控制数值D2（同时连接电压脉冲信号输出支路及电流信号输出支路）的拼接，共32位。
此时，两个电压输出模式的乘法DAC2最终产生可编程的电压V，该电压分别跟随后进入电压脉冲信号输出支路及电流信号输出支路：
进入电压脉冲信号输出支路时，可编程电压V在运算放大器3跟随后先进行低通滤波器4，最大输出频率106Hz。滤波后的脉冲波形经过阻抗5（如50Ω）后作为最终可编程脉冲输出；
进入电流信号输出支路时，可编程电压V在另一运算放大器3跟随后先进行另一低通滤波器4后送至VI转换器6，将V转换为I。其中VI转换部分有4个档位，分别对应电阻（1GΩ，10MΩ，100KΩ，1KΩ），V/R为最终的电流输出，通过V与档位电阻R的控制能够产生10-11A~10-3A范围的可编程电流。
如图2所示，为本实用新型实施例二中，提供的一种手持式数字脉冲与电流校验仪，包括FPGAa、液晶屏b、按键c、数据通信模块d以及信号发生器e；其中，FPGAa分别与信号发生器e、液晶屏b、按键c及数据通信模块d相连；数据通信模块d上集成有USB接口、以太网接口、光纤接口以及WIFI无线接口。
由于本实用新型实施例二中的信号发生器与本实用新型实施例一中的信号发生器具有相同的结构及连接关系，因此具体请参见图1及本实用新型实施例一中的信号发生器相关内容，在此不再一一赘述。
在本实用新型实施例二中，FPGAa用于按键采集、液晶显示控制、信号发生器输出控制、网络数据输出等；液晶屏b采用3.5寸的液晶模块，由SOC芯片直接控制，直观显示当前的脉冲幅度、脉冲周期、脉宽、电流值、脉冲和电流的变化周期以及温度等相关参数；按键c采用4个功能键+1个确定键的方式完成输出数值的确定、输出波形的重启等控制命令。
与现有技术相对比，本实用新型实施例具有如下有益效果：
在本实用新型实施例中，通过一运算放大器依次与一低通滤波器及阻抗串接成电压脉冲信号输出支路，另一运算放大器依次与另一低通滤波器及VI转换器串接成电流信号输出支路，并采用两个电压输出模式的乘法DAC相串接产生不同的电压控制电压脉冲信号输出支路的电压脉冲信号和电流信号输出支路的电流信号变化，使得能够同时产生模拟探测器产生的微弱脉冲（uV 级）和微弱电流信号（10-11A级）用于仪表的校验，并且具有更高的精度、稳定性和可靠性。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种信号发生器，其特征在于，包括主控制器、两个电压输出模式的乘法DAC、两个运算放大器、两个低通滤波器、阻抗和VI转换器；其中，
所述主控制器由ARM芯片及其外围电路形成；
所述两个运算放大器之一依次与所述两个低通滤波器之一及所述阻抗串接成电压脉冲信号输出支路；
所述两个运算放大器之另一依次与所述两个低通滤波器之另一及所述VI转换器串接成电流信号输出支路；
所述两个电压输出模式的乘法DAC相串接后并与所述主控制器相并接，且所述两个电压输出模式的乘法DAC之一还同时连接所述电压脉冲信号输出支路及所述电流信号输出支路的运算放大器。
2.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述同时连接两个运算放大器的乘法DAC的参考电压由与其连接的另一乘法DAC产生，且所述另一乘法DAC的参考电压由信号发生器内部稳压电流源产生。
3.根据权利要求2所述的信号发生器，其特征在于，所述两个电压输出模式的乘法DAC均采用16位的AD5546。
4.根据权利要求3所述的信号发生器，其特征在于，所述VI转换器具有四个控制档位，并与所述主控制器相连实现所述四个控制档位的调节。
5.根据权利要求4所述的信号发生器，其特征在于，所述信号发生器内部稳压电流源提供5V直流电压。
6.根据权利要求5所述的信号发生器，其特征在于，所述阻抗为50Ω。
7.一种手持式数字脉冲与电流校验仪，其特征在于，包括FPGA、液晶屏、按键、数据通信模块以及如权利要求1-6中任一项所述的信号发生器；其中，所述FPGA分别与所述信号发生器、液晶屏、按键及数据通信模块相连。
8.根据权利要求7所述的校验仪，其特征在于，所述数据通信模块上集成有USB接口、以太网接口、光纤接口以及WIFI无线接口。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107144711A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-09-08 | 中广核研究院有限公司 | 一种信号发生器及手持式数字脉冲与电流校验仪 |
| CN109307806A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-02-05 | 北京东方计量测试研究所 | 一种高准确度的标准信号源 |
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2017
- 2017-06-07 CN CN201720654861.0U patent/CN207036908U/zh active Active
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