[实用新型]智能存贮示波及逻辑分析卡

说明书

本实用新型属电子测量技术，特别是应用计算机实现对各种电信号进行精确的定性和定量分析。

长期以来，模拟示波器一直是电信号测量的主要工具，它能把抽象的各种电信号和非电量信号直观地显示在示波管的屏幕上，以便对电信号进行精确的定性和定量分析，但存在以下问题：在慢扫描情况下，有闪烁现象，特别是对于快速地单次信号过快地扫过屏幕，难以对被测信号进行分析，即它仅适用于观察周期信号，无法对波形进行记录。随着数字电路、大规模集成电路及微处理技术的发展，出现了数字存贮示波器，它基本上克服了模拟示波器存在的问题，仍然存在价格昂贵、操作烦琐、难以掌握等问题，不能得到普及应用，特别是其对信号的后处理功能不强，也不灵活，且不具备逻辑分析等功能，因此不能做到一机多用(参见《现代数字存贮示波器原理与应用》电子工业出版社1989年5月版)

本实用新型的目的，在于利用现有计算机资源，提供一种功能多，价格低廉，操作简便的智能存贮示波及逻辑分析卡，以便在普通的计算机上实现数字存贮数波器及逻辑分析仪的功能，而且能够对所采集数据进行多种形式的后处理，特别是频谱分析和电网谐波监测。

本实用新型的目的是这样实现的：利用计算机本身的存贮功能和扩展的I/O口，本实用新型采用先进的程控技术和高速模数转换技术，设计一种电路卡，可直接与计算机的扩展I/O口相连，并配以支持软件来实现对电信号的测量和分析。对于数字存贮示波部分，本实用新型通过模拟电路实现对被测电信号的电压幅度高低的放大或衰减，以及外界输入信号和后续电路的隔离；同时，通过模拟电路产生一触发信号送入到数字电路。数字电路主要完成对被测电信号的模数变换和高速静态随机存贮缓存，有关对信号的采集、过程控制、分析、显示、存贮等等，主要由支持软件来完成。在进行逻辑分析时，主要利用数字电路将被测数字信号的数据直接送入高速静态随机存贮器，同时触发信号由被测数字和预置的信号相等时产生，实现触发，对信号进行逻辑分析的过程由支持软件来完成。在对电信号进行数字存贮示波和逻辑分析的过程中，数字电路和模拟电路中各芯片的工作状态和预置数据，利用软件通过接口电路来完成数据的输入输出。对电信号可以通过控制软件实现频谱分析和电网谐波监测。

由于本实用新型采用了先进的程控技术和高速模数转换技术，实现了对被测电信号的显示、存贮、分析，有以下的有益效果。

1.使用高效、简捷灵活，只要将本实用新型提供的电路卡直接插入微机的扩展槽内，其余的测试过程即可通过键盘来完成；2.测量得到的波形可通过计算机永久保存，并可将测量信号的波形与存贮的波形进行分析比较；3.信号后处理功能增强，可对信号进行频谱分析、电网谐波监测；4.具有对信号的逻辑分析功能；5.本实用新型价格低廉，远比购买一台数字存贮示波器便宜得多。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型模拟电路部分的原理图。

图2为本实用模拟电路部分中程控直流电平产生器A3的电路原理图

图3为本实用新型数字电路与逻辑分析部分的原理图。

图4为本实用新型数字示波工作过程程序框图

图5为本实用新型逻辑分析工作过程程序框图

图6为本实用新型数字电路与逻辑分析部分中的数据开关DK1的电路原理图

图7为本实用新型数字电路与逻辑分析部分中的数据开关DK2的电路原理图

图8为本实用新型模拟电路中程控分频器D4的电路原理图

图9为本实用新型与计算机扩展I/O连接的接口电路原理图

首先描述数字存贮示波的工作过程。图1中，输入的模拟信号为被测电路号，当被测电信号通过电压跟随器A1时，由于电压跟随器具有高输入阻抗和电流放的性质，就实现了外界输入信号和后续电路的隔离；然后，信号经过程控增益放大器A2，根据需要将信号进行放大或者衰减；由于图3中，数模变换器D1仅接受电平在0～5V的信号，而A2经程控增益放大器A2输出的信号电平在-12V～+12V之间，所以要对信号进行电位平移。本实用新型采用由数模变换器和电压放大器组成的程控直流电平产生器，产生一直流电压和程控增益放大器A2输出的信号一同送入电位平移加法器A4，使两电压相加后输出一电平在0～5V之间的被测信号；同时由程控触发基准电平产生器A5产生基准电压，同程控增益放大器A2输出信号一起送入触发比较器A6，来产生触发信号。