電腦控制式多通道信號發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】一種電腦控制式多通道信號發(fā)生器，由主機和電腦兩部分組成，主機和電腦之間有USB連接線，主機包括外殼、交流電連線、電源開關(guān)、USB接口、信號輸出接口、機內(nèi)集成電路板、指示燈；其中USB接口、信號輸出接口在外殼的左右側(cè)；機內(nèi)集成電路板包括電源電路、多通道信號發(fā)生電路和主控電路，所述的多通道信號發(fā)生電路包括單片機電路、D／A轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、DC／DC電源電路，主控電路包括單片機電路、指示燈電路、USB接口電路；本裝置不但有常規(guī)信號發(fā)生器的所有功能，而且其多通道的信號同步輸出功能還可以模擬出集成電路板正常工作所需的信號，能快速判斷被測集成電路的好壞，還能模擬出各種復雜干擾信號來測試集成電路板的性能。
【專利說明】電腦控制式多通道信號發(fā)生器
[0001][【技術(shù)領域】]
[0002]本實用新型屬于集成電路板檢測用信號發(fā)生裝置，具體是電腦控制式多通道信號發(fā)生器。
[0003][【背景技術(shù)】]
[0004]信號發(fā)生器又稱信號源，是用于產(chǎn)生測試信號的儀器，在生產(chǎn)實踐和科技等領域中有著廣泛的應用:隨著電子技術(shù)的進步，半導體技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的集成電路板元器件越來越密集，功能越來越復雜，常規(guī)的信號發(fā)生器只能提供單個通道的信號，并且多臺信號發(fā)生器之間的信號不能同步，而且價格昂貴，這樣的信號發(fā)生器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代集成電路板的測試要求:本裝置利用電腦的強大計算功能組合單片機與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)多通道的信號輸出，本裝置不但有常規(guī)的信號發(fā)生器應有的功能，而且其多通道的信號同步輸出功能還可以模擬出集成電路板正常工作所需的信號，這個功能可以快速判斷被測集成電路的好壞，還能模擬出各種復雜干擾信號來測試集成電路板的性能，本裝置不但功能強大，其價格卻遠低于常規(guī)的信號發(fā)生器，本裝置目前采用20個通道，以后可以按需要擴展通道，最多可達255個通道，本裝置所要輸出的信號通常是2MHz以下的周期性信號，也可以通過更換內(nèi)部芯片來提高輸出信號的頻率，隨著芯片技術(shù)的不斷進步，芯片的頻率在不斷提升，價格在不斷降低。
[0005][
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種電腦控制式多通道信號發(fā)生器；
[0007]解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:本電腦控制式多通道信號發(fā)生器，由主機和電腦兩部分組成，主機和電腦之間有USB連接線，主機包括外殼、交流電連線、電源開關(guān)、USB接口、信號輸出接口、機內(nèi)集成電路板、指示燈，其中USB接口、信號輸出接口在外殼的左右側(cè)，機內(nèi)集成電路板在外殼的內(nèi)部；電路部分包括電源電路、多通道信號發(fā)生電路和主控電路，所述的電源電路包括變壓器、整流橋和穩(wěn)壓芯片，主控電路包括單片機電路、指示燈電路、USB接口電路:所述的多通道信號發(fā)生電路中的每個通道各自獨立，并且各通道的電路結(jié)構(gòu)完全相同，每個通道擁有獨立地址碼，每一通道的信號發(fā)生電路均包含一個單片機電路、一個D / A轉(zhuǎn)換電路、一個信號放大電路、一個DC/DC電源電路:上述電源電路、多通道信號發(fā)生電路和主控電路之間的連接關(guān)系是:電源電路的直流供電輸出端分別連接到主控電路的直流供電輸入端和多通道信號發(fā)生電路中各路DC / DC的輸入端，多通道信號發(fā)生電路中各通道單片機的串口通信引腳與主控電路中單片機的串口通信引腳連接。
[0008]所述的電源電路內(nèi)部的連接關(guān)系是:變壓器T1的初級線圈經(jīng)過熔絲F1接到電源開關(guān)SW1的一端，電源開關(guān)SW1的另一端接交流電連線，變壓器T1的各個次級線圈分別接整流橋D1和D2的輸入端，D1和D2的輸出端都接有濾波電容，整流橋D1的輸出端接穩(wěn)壓芯片U1的IN引腳，穩(wěn)壓芯片U1的OUT引腳接有濾波電容和電源指示燈DS115
[0009]所述的多通道信號發(fā)生電路內(nèi)部的連接關(guān)系是:多通道信號發(fā)生電路內(nèi)部各通道各自獨立，并且各通道的電路結(jié)構(gòu)完全相同:每一通道的信號發(fā)生電路均包含一個單片機電路、一個D / A轉(zhuǎn)換電路、一個信號放大電路、一個DC / DC電源電路；運放U3的輸出端與信號輸出接口的插針V連接，U3的輸出端直接與負輸入端連接，U3的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2的輸出端連接，U2的輸入端連接單片機U5的輸入輸出口，U5的輸入輸出口上還連接地址撥碼開關(guān)Si。
[0010]所述的王控電路內(nèi)部的連接關(guān)系是:王控電路包括單片機電路、指TjV燈電路、USB接口電路；單片機U6的輸入輸出口外接了指示燈DS2和USB接口電路。
[0011]所述的多通道信號發(fā)生電路的多路為2-255路。
[0012]所述的主控電路通過USB接口外接電腦。
[0013]本實用新型的有益效果是:當今社會電腦已經(jīng)非常普及，本裝置利用電腦的強大計算功能組合單片機與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)多通道的信號輸出，本裝置不但有常規(guī)的信號發(fā)生器應有的功能，而且其多通道的信號同步輸出功能還可以模擬出集成電路板正常工作所需的信號，這個功能可以快速判斷被測集成電路的好壞，還能模擬出各種復雜干擾信號來測試集成電路板的性能，本裝置不但功能強大，其價格卻遠低于常規(guī)的信號發(fā)生器；在多通道信號發(fā)生電路里，各通道都有單片機電路、D / A轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、DC / DC電源電路的做法使得各通道各自獨立，并且各通道的電路結(jié)構(gòu)完全相同；這樣便于在需要的時候擴展通道，也便于各通道獨立處理數(shù)據(jù)，提高了同步的精度和信號輸出的速率，并且在增加通道數(shù)量的情況下仍然能保持精度和速率不變。
[0014][【專利附圖】

【附圖說明】]
[0015]圖1是本裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本裝置的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖3是電源電路的電路圖:
[0018]圖4是多通道信號發(fā)生電路其中一路的電路圖；
[0019]圖5是主控電路的電路圖。
[0020][【具體實施方式】]
[0021]本實用新型結(jié)合實施例并參照附圖作進一步詳述:本電腦控制式多通道信號發(fā)生器，由主機和電腦兩部分組成，主機部分包括外殼1、交流電連線2、電源開關(guān)3、USB接口 4、信號輸出接口 5、機內(nèi)集成電路板6、指示燈7，其中USB接口 4和信號輸出接口 5在外殼的左右側(cè)，機內(nèi)集成電路板6在外殼的內(nèi)部；電路部分包括電源電路8、多通道信號發(fā)生電路9和主控電路10，所述的電源電路8包括變壓器、整流橋和穩(wěn)壓芯片，所述的多通道信號發(fā)生電路9中的每個通道各自獨立，并且各通道的電路結(jié)構(gòu)完全相同，每一通道的信號發(fā)生電路均包含一個單片機電路A、一個D / A轉(zhuǎn)換電路B、一個信號放大電路C、一個DC / DC電源電路D，所述的主控電路10包括單片機電路E、USB接口電路F、指示燈電路G。
[0022]上述電源電路8、多通道信號發(fā)生電路9和主控電路10的連接關(guān)系是:電源電路8的各路電源輸出端分別與多通道信號發(fā)生電路9中各路DC / DC的電源輸入端和主控電路10的電源輸入端連接，多通道信號發(fā)生電路9中各通道單片機通過串口與主控電路10中單片機連接。
[0023]電源電路8內(nèi)部的連接關(guān)系是:變壓器T1的初級線圈經(jīng)過熔絲F1接到電源開關(guān)Sff1的一端，電源開關(guān)SW1的另一端接交流電連線，變壓器T1的各個次級線圈分別接整流橋D1和D2的輸入端，D1和D2的輸出端都接有濾波電容，整流橋D1的輸出端接穩(wěn)壓芯片U1的IN引腳，穩(wěn)壓芯片U1的OUT引腳接有濾波電容和電源指示燈DS115[0024]根據(jù)串口通信負載能力，多通道信號發(fā)生電路9的多路為2-255路，其內(nèi)部的連接關(guān)系是:多通道信號發(fā)生電路9內(nèi)部各通道各自獨立，并且各通道的電路結(jié)構(gòu)完全相同:每一通道的信號發(fā)生電路均包含一個單片機電路A、一個D / A轉(zhuǎn)換電路B、一個信號放大電路C、一個DC / DC電源電路D ;信號放大電路C中的運放U3的輸出端與信號輸出接口的插針VS連接，U3的輸出端直接與負輸入端連接，U3的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2的輸出端連接，U2的輸入端連接單片機U5的輸入輸出口，U5的輸入輸出口上還連接地址撥碼開關(guān)S:。
[0025]所述的主控電路10內(nèi)部的連接關(guān)系是:主控電路10包括單片機電路E、USB接口電路F、指示燈電路G ;指示燈電路G中的DS2的負極與單片機U6的輸入輸出口連接，DS2的正極通過電阻R6與+5V電源連接:USB接口電路F中的USB接口芯片U7的UD+引腳與USB接口 J1的UD+引腳連接，U7的UD-引腳與J1的UD-引腳連接，U7的D0-D7引腳、INT#引腳、WR#引腳、RD#引腳、A0#引腳、CS#引腳分別與單片機U6的輸入輸出口連接:
[0026]參見圖1，本裝置的主機有一個外殼1，外殼面上有220V、50Hz的交流電插頭2和交流電的電源開關(guān)3 ;外殼側(cè)面有USB接口 4，本裝置需通過USB連接線插接在電腦上使用:信號輸出接口 5在外殼I另一側(cè)，用于輸出各種信號，信號輸出接口 7的插針分為信號發(fā)生插針VS和電源地插針GS，分上下二排并從左到右按序排列，信號發(fā)生插針在上排，編號從左到右為VS1到VSn，電源地的插針在下排，編號從左到右為GS1到GSn，在測量電氣設備時，信號發(fā)生插針VS按自定義約定的順序連接被測設備的輸入引腳，接地插針GS與被測設備的對應地連接，本裝置的電路部分制成機內(nèi)集成電路板6，安裝在外殼I的內(nèi)部，是本裝置的核心部件:外殼I的面上還有指示燈7,提示本裝置的工作狀態(tài)。
[0027]參見圖2，本裝置的電路部分由三個電路組成:一是主控電路10，負責管理多通道信號發(fā)生電路、與電腦11交換數(shù)據(jù)等:二是電源電路8，將輸入220V的交流電壓轉(zhuǎn)換成+5V、+24V的直流電壓給本裝置提供直流電壓:三是多通道信號發(fā)生電路9，每個通道各自獨立，并且各通道的電路結(jié)構(gòu)完全相同，每個通道的地址是由地址撥碼開關(guān)決定的，當?shù)刂窊艽a開關(guān)處于全OFF狀態(tài)時地址由軟件設定，每一通道的信號發(fā)生電路均包含一個單片機電路A、一個D / A轉(zhuǎn)換電路B、一個信號放大電路C、一個DC / DC電源電路D:本裝置目前采用20個通道，以后可以按需要擴展通道，最多可達255個通道:機內(nèi)集成電路板6是指本裝置外殼內(nèi)部承擔工作的集成電路板。
[0028]圖3是電源電路的電路圖，SW1是電源開關(guān)，F(xiàn)1是1.5A保險絲，R2是保護變壓器的壓敏電阻，變壓器T1將輸入的交流220V電壓轉(zhuǎn)換成低壓，D1-D2是把交流電壓轉(zhuǎn)成近似直流電壓的橋式整流橋，C1-C5是濾波電容，U1是穩(wěn)壓芯片=U1的OUT端輸出+5V給主控電路10供電，整流橋D2的輸出端輸出接近24V的直流電壓給多通道信號發(fā)生電路9中的DC / DC供電；指示燈DS1是電源指示燈。
[0029]圖4是多通道信號發(fā)生電路9中一個通道的電路圖，本裝置的單片機U5采用高速、低功耗、強抗干擾的新一代STC12C5A60S2，其內(nèi)部集成了 MAX810專用復位電路，D / A轉(zhuǎn)換電路B中的U2采用低成本精密的12位、雙極性的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD5412，AD5412自帶+5V基準電壓輸出，信號放大電路C中的U3米樣ADA4000-1 ;本裝置在輸出信號時，由電腦程序發(fā)送波形信息給主控電路10中的單片機U6,由單片機U6發(fā)把波形信息分配到各通道的單片機電路A的單片機U5中，單片機U5根據(jù)信息內(nèi)容按時序把數(shù)據(jù)送到D / A轉(zhuǎn)換電路B，由U2進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出模擬信號，U2的VOUT引腳輸出的模擬信號送到信號放大電路C中U3的正輸入端，U3的負輸入端信號與輸出端直接連接，組成跟隨器電路，模擬信號經(jīng)過運放U3放大后輸送到信號輸出接口 5的插針VS端。
[0030]圖5是主控電路電路圖，主控電路10由單片機電路E、USB接口電路F、指示燈電路I組成，單片機電路E中的單片機U6采用高速、低功耗、強抗干擾的新一代STC12C5A60S2，USB接口芯片U7采用CH372 ;單片機U6的輸入輸出口外接了指示燈DS2和USB接口芯片U7,U7的UD+、UD-引腳與USB接口 J1的UD+、UD-引腳連接。
[0031]本裝置的主機需要連接電腦才能工作，由電腦端執(zhí)行程序發(fā)送對應的波形信息給主機，由主機按收到的指令信息控制各通道按時序輸出各種信號，由于通道多，而且各通道保持同步輸出，因此本裝置能用于復雜集成電路板的測試，而且其價格非常實惠，這是單通道信號發(fā)生器不能滿足的。
【權(quán)利要求】
1.一種電腦控制式多通道信號發(fā)生器，由主機和電腦(11)兩部分組成，主機和電腦(11)之間有USB連接線，其特征是主機部分包括外殼(I)、交流電連線(2)、電源開關(guān)(3)、USB接口(4)、信號輸出接口(5)、機內(nèi)集成電路板(6)、指示燈(7)，其中USB接口(4)和信號輸出接口(5)在外殼的左右側(cè)，機內(nèi)集成電路板(6)在外殼的內(nèi)部:機內(nèi)集成電路板(6)上的電路包括電源電路(8)、多通道信號發(fā)生電路(9)和主控電路(10)，所述的電源電路(8)包括變壓器、整流橋和穩(wěn)壓電路，主控電路(10)包括單片機電路(E)、USB接口電路(F)指示燈電路(G)，多通道信號發(fā)生電路(9)內(nèi)部各通道各自獨立，并且各通道的電路結(jié)構(gòu)完全相同，每一通道的信號發(fā)生電路均包含一個單片機電路(A)、一個D / A轉(zhuǎn)換電路(B)、一個信號放大電路(C)、一個DC/DC電源電路⑶；上述電源電路(8)、多通道信號發(fā)生電路(9)和主控電路(10)的連接關(guān)系是:電源電路⑶的直流供電輸出端分別連接到主控電路(10)的直流供電輸入端和多通道信號發(fā)生電路(9)中各路DC/ DC的輸入端，多通道信號發(fā)生電路(9)中各通道單片機的串口通信引腳與主控電路(10)中單片機的串口通信引腳連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電腦控制式多通道信號發(fā)生器，其特征是所述的電源電路(8)內(nèi)部的連接關(guān)系是:變壓器T1的初級線圈經(jīng)過熔絲F1接到電源開關(guān)SW1的一端，電源開關(guān)Sff1的另一端接交流電連線，變壓器T1的各個次級線圈分別接整流橋D1和D2的輸入端，D1和D2的輸出端都接有濾波電容，整流橋D1的輸出端接穩(wěn)壓芯片U1的IN引腳，穩(wěn)壓芯片U1的OUT引腳接有濾波電容和電源指示燈DS115
3.如權(quán)利要求1所述的電腦控制式多通道信號發(fā)生器，其特征是所述的多通道信號發(fā)生電路(9)內(nèi)部的連接關(guān)系是:多通道信號發(fā)生電路(9)內(nèi)部各通道各自獨立，并且各通道的電路結(jié)構(gòu)完全相同；每一通道的信號發(fā)生電路均包含一個單片機電路(A)、一個D / A轉(zhuǎn)換電路(B)、一個信號放大電路(C)、一個DC / DC電源電路⑶；運放U3的輸出端與信號輸出接口的插針VS連接，U3的輸出端直接與負輸入端連接，U3的正輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2的輸出端連接，U2的輸入端連接單片機U5的輸入輸出口，U5的輸入輸出口上還連接地址撥碼開關(guān)Sp
4.如權(quán)利要求1所述的電腦控制式多通道信號發(fā)生器，其特征是所述的主控電路(10)內(nèi)部的連接關(guān)系是:主控電路(10)包括單片機電路(E)、USB接口電路(F)和指示燈電路(G);單片機U17的輸入輸出口上分別接有指示燈電路和USB接口電路。
【文檔編號】G05B19/042GK203502774SQ201320603634
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】楊立民 申請人:臨安科泰通信科技有限公司