[发明专利]时域和频域综合测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试装置，尤其涉及一种电子测量仪器领域的时域、频域综合测试装置。

背景技术

电子测量仪器领域需一种既有示波器功能观测中低频信号，又有频谱分析仪功能观测高频信号。满足时域、频域综合测试需求且性价比高的测试设备，它能快速获取时域、频域波形及相关参数指标，来准确判断设备工作状态的正常与否，并将这些测试数据生成测试文本进入计算机交互管理体系。美国TEK公司2011年最新推出的MDO4000混合域示波器，同时具备时域、频域、时频域等多域波形测试功能。MDO4 000突破了时域和频域间的障碍，它从根本上改变了RF设计调试，在RF设计调试中，工程师需要将频域中的事件与引起这些事件的时域现象关联起来，混合信号示波器（MSO）如同是嵌入式设计测试的标准工具。混合域示波器将成为需求日益增加的带有RF功能设计的新标准。为突破国外技术壁垒，国内需研制一种时域频域综合测试的装置。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种时域和频域综合测试装置，其能为用户有选择的扩展测试功能，同时可观测时域和频域信号。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括前端信号链、采样及成像模块、数据交换模块、主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块、频谱分析模块、RF程控调理模块，前端信号链通过采样及成像模块与数据交换模块通信，RF程控调理模块通过频谱分析模块与主控模块通信，数据交换模块分别与主控模块、显示及用户交互模块、接口及扩展模块、电源模块电连接。

本系统采用模块化的思路设计实现。信号接入示波器后，首先进入前端信号链，对信号进行衰减、放大、滤波等环节，转换为符合ADC输入要求的信号，送入采样及成像模块。后者是整个系统的核心模块，其功能是通过ADC将信号量化取样转换为数字信号，将数字信号存储并通过数字荧光成像引擎转换为波形图像输出。每个模块可以接受两个通道的数据处理，因此系统共需要两个同样的采样及成像模块。两个模块的数据经过数据交换模块汇总并输出至显示及用户交互模块，向用户呈现出波形图像。该过程由主控计算机控制，主控计算机的控制指令和数据亦通过数据交换模块传达给采样及成像模块。RF信号接入RF通道后，经RF程控调理电路、频谱分析模块，模块的数据经过数据交换模块汇总并输出至显示及用户交互模块，向用户呈现出频谱分析图像，电源模块为系统提供可靠稳定的电源。

前端信号链包括转换开关、阻抗转换器、程控衰减器、程控衰减模块、程控增益模块、数模转换器，模拟输入信号连接转换开关后分别通过阻抗转换器、程控衰减器处理，通过转换开关与程控衰减模块连接，程控衰减模块与程控增益模块电连接，数模转换器分别与程控衰减模块、程控增益模块电连接。

采样及成像模块包括双通道模数转换器、DDR2-SDRAM存储器模组、QDR2-SRAM存储器、加密协议芯片、FPGA模块，双通道模数转换器、DDR2-SDRAM存储器模组、QDR2-SRAM存储器、加密协议芯片分别与FPGA模块电连接。FPGA模块包括采样控制器、存储管理器、高速数字荧光波形成像引擎、串化/解串器、随机数生成器、加密选件管理器，采样控制器通过存储管理器与高速数字荧光波形成像引擎电连接，高速数字荧光波形成像引擎分别连接串化/解串器、QDR2-SRAM存储器、波形运算处理器，采样控制器连接触发控制器，存储管理器分别连接存储控制器、FFT引擎，存储控制器与DDR2-SDRAM存储器模组连接，串化/解串器连接指令解码器，随机数生成器与加密选件管理器电连接，加密选件管理器与加密协议芯片电连接。

数据交换模块包括串行化/解串行单元、数据交换单元、指令解析器、视频图像叠加单元、PCI总线桥，串行化/解串行单元分别与数据交换单元、指令解析器电连接，数据交换单元、指令解析器分别与PCI总线桥电连接，数据交换单元与视频图像叠加单元电连接。

频谱分析模块包括衰减器、低通滤波器、混频器、中频滤波器、模数转换模块、数据处理及交换系统、可变本振发生器，衰减器通过低通滤波器连接混频器，混频器依次通过中频滤波器、模数转换模块与数据处理及交换系统连接，数据处理及交换系统通过可变本振发生器反馈回混频器。