[发明专利]一种示波器校准仪方波幅度测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量领域，尤其涉及一种示波器校准仪方波幅度测量系统及方法。

背景技术

请参阅图1，其为现有的示波器校准方波幅度测量方法的一种常见原理图。该方法其为高速取样数字电压表法，校准仪设置为“方波校准电压”功能，频率置“1kHz”。取样数字多用表置“直流电压，采样测量”功能，量程置“自动”。积分周期(NPLC)置“0.01”，依次设置相应的采样延迟时间(0.0012s，0.0007s)，分别测量方波校准电压的顶部和底部电压值，并将顶值电压减去底值电压，其差值即为方波幅度。该方法只适用于自身带同步触发信号功能的示波器校准仪。

对于自身不带同步触发信号功能的示波器校准仪，示波器校准方波幅度测量方法一般采用脉冲幅度比较仪法。如图2所示，其为脉冲幅度比较仪法的原理电路图。校准仪置为“方波校准电压”功能，频率置“1kHz”。脉冲幅度比较仪电压置被测电压值。数字多用表置“直流电压”测量功能，量程置“自动”。高灵敏度示波器Y轴衰减与被测电压幅度相应，扫速置“5ms/div”。按说明书要求调节高灵敏示波器的Y轴“灵敏度”、Y轴“位移”和比较仪的平衡电压，使示波器显示斩波电压和被测波顶(底)部电压相等，分别读取数字多用表的电压值。将顶值电压减去底值电压，其值即为方波幅度。

虽然，该方法对自身不带同步触发信号功能的示波器校准仪示波器测量校准仪方波幅度测量，但是，由于数字多用表、脉冲幅度比较仪、高灵敏度示波器等测量不确定度分量来源较多，造成测量不确定度分量大，无法对小量程的信号进行合格与否的判别，同时存在测量精准度不够等问题。

如何对任何种类示波器标准仪，特别是不受自身是否带有同步触发信号功能限制的标准仪，也可以进行方波幅度测量，而且也解决测量准确度高，测量不确定度分量少，可以对小量程信号也能进行合格与否的判别，这正是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种示波器校准仪方波幅度测量系统及方法，利用函数信号发生器的方波信号，模拟同步触发信号功能的概念，使得自身不带同步触发信号功能的示波器校准仪，也能利用类似高速取样数字电压表法的方法，进行方波幅度测量。

一种示波器校准仪方波幅度测量系统，适应包括自身不带有同步触发信号功能示波器校准仪的测量，包括数字电压表，还包括频率计、发生器和程控电脑；

频率计：分别连接所述示波器校准仪、程控电脑，用于接收示波器校准仪幅度信息，读取当前其频率信息，并将之传送至程控电脑；

发生器：分别连接频率计、程控电脑和数字电压表，用于接收程控电脑的控制产生信号将所述信号叠加至频率计，经所述频率计读取所述频率信号后提交到所述程控电脑；并且经过所述程控电脑认可后其输出的最终信号作为示波器校准仪同步触发信息传递至所述数字电压表；

程控电脑：用于控制发生器调整产生信号的频率，并且在频率计采集所述示波器校准仪当前产生信号的频率与所述发生器产生信号的频率在预设被认可为同步范围内，允许所述发生器输出其最终信号；

数字电压表，其外触发端口连接发生器，示波器校准仪的方波信号加入取样数字多用表的测量输入端口；完成所述方波测量。

一种示波器校准仪方波幅度测量方法，适应包括自身不带有同步触发信号功能示波器校准仪的测量，包括以下步骤：

频率计接收示波器校准仪幅度信息，读取当前其频率信息，并将之传送至程控电脑；

发生器接收程控电脑的控制产生信号将所述信号叠加至频率计，经所述频率计读取所述频率信号后提交到所述程控电脑；

程控电脑对比所述示波器校准仪当前产生信号的频率与所述发生器产生信号的频率是否处于同步状态，若是，允许发生器输出最终信号作为示波器校准仪同步触发信息传递至所述数字电压表，否则调整发生器产生的信号频率，再次叠加至频率计；

数字电压表设置“直流电压，采样测量”功能，量程置“自动”，依次设置相应的采样延迟时间，完成所述方波测量。

该方法与现有的两种测试方法相比，其测量不确定度分量，远小于脉冲幅度比较仪法，与高速取样数字电压表法的测量不确定度分量大小一样，但适用于任何种类的示波器校准仪，不受自身是否带有同步触发信号功能的限制。

附图说明

图1是现有技术中一种常见的示波器校准仪方波幅度测量系统的原理图；

图2为现有技术中一种没有同步信号的示波器校准仪方波幅度测量系统的原理图；

图3为本发明一种没有同步信号的示波器校准仪方波幅度测量系统的原理图。