一種示波器智能化有源探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及示波器領(lǐng)域，尤其指用在示波器上的有源探頭領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，示波器為公眾所知，如圖1所示，示波器I上一般均包括有用于顯示波形的顯示屏15、各種按鍵13、調(diào)節(jié)旋鈕14以及信號(hào)輸入接口等；在信號(hào)輸入接口上連接探頭，即可對(duì)被測(cè)物的物理信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。
[0003]示波器探頭對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性以及正確性至關(guān)重要，它是連接被測(cè)物與示波器輸入接口的電子部件。最簡(jiǎn)單的探頭是連接被測(cè)物與示波器輸入端的一根導(dǎo)線，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，過(guò)去50年中，各種示波器I探頭接口設(shè)計(jì)一直在不斷演進(jìn)，以滿足提高的儀器帶寬速度和測(cè)量性能要求。在最早的年代，探頭接口通常使用香蕉式插頭。在20世紀(jì)60年代以來(lái)，普通BNC接口 12 (英文全稱:Bayonet Nut Connector，中文全稱:卡扣配合型連接器，這個(gè)名稱形象地描述了這種接頭外形)成為常用的探頭接口類型，因?yàn)锽NC接口 12體積更小、頻率更高。BNC接口 12仍用于測(cè)試和測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)，當(dāng)前更高質(zhì)量的BNC接口 12提供了接近4GHz的最大可用帶寬功能。
[0004]在此基礎(chǔ)上，復(fù)雜的有源探頭也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，有源探頭為具有放大、信號(hào)處理、控制等復(fù)雜功能的探頭，包含或依賴有源器件，如晶體管或運(yùn)算放大器等。目前，一些大型的示波器研發(fā)和制造的跨國(guó)公司設(shè)計(jì)了多種有源探頭，其一般通過(guò)連接到示波器上的專用接口上。其有源探頭一般由探頭本體100、線纜和和探頭連接頭組成，其探頭連接頭一般連接到示波器上的專用接口 16上；探頭本體100內(nèi)一般包括處理電路和傳感器等，以將要測(cè)量的物理信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后通過(guò)該線纜經(jīng)探頭連接頭傳遞給示波器I ;為實(shí)現(xiàn)該有源探頭的功能，其內(nèi)集成了對(duì)探頭供電的多路電源以及探頭和示波器之間通信的端口 ；即其線纜和探頭連接頭內(nèi)集成有電源、通信和信號(hào)線路。
[0005]為了他們的利益，這些跨國(guó)公司的探頭接口都是專用的和不公開(kāi)通信協(xié)議的，而且不同的廠家都是不一樣的。用戶買了一個(gè)示波器I后，用戶幾乎沒(méi)有其他選擇，只能購(gòu)買他們昂貴的專用探頭。
[0006]目前第三方非原廠有源探頭同樣可實(shí)現(xiàn)各種物理量的測(cè)量等各種功能，但其不具備通信功能，需要操作者手動(dòng)進(jìn)行設(shè)置，這使得非專業(yè)或者此前沒(méi)有使用過(guò)該有源探頭的操作者在操作該示波器和有源探頭時(shí)，容易出錯(cuò)。即智能化程度較低。
[0007]總之，現(xiàn)有原廠提供的有源探頭雖然智能化程度較高，但其通用性較差，其成本也較高。而第三方非原廠的有源探頭雖然便宜，但是無(wú)通信功能，智能化程度低，使用不方便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為解決現(xiàn)有原廠提供的專用探頭雖然智能化程度較高，但其通用性較差，其成本也較高。而第三方非原廠的有源探頭雖然便宜，但是無(wú)通信功能，智能化程度低，使用不方便的問(wèn)題。本實(shí)用新型提供了一種示波器智能化有源探頭。
[0009]本實(shí)用新型提供了一種示波器智能化有源探頭，包括探頭本體、USB連接線和信號(hào)連接線；
[0010]所述USB連接線末端設(shè)有與示波器上USB接口連接的USB插頭；所述信號(hào)連接線末端設(shè)有與示波器上信號(hào)接口連接的信號(hào)接頭；
[0011]所述探頭本體包括傳感器、信號(hào)處理電路和MCU ;所述USB連接線和所述信號(hào)連接線從所述探頭本體引出；
[0012]所述傳感器連接所述信號(hào)處理電路；所述信號(hào)處理電路連接所述信號(hào)連接線；
[0013]所述USB連接線內(nèi)的電源線路連接所述信號(hào)處理電路、所述傳感器和所述MCU，為所述信號(hào)處理電路、所述傳感器和所述MCU提供電源；
[0014]所述USB連接線內(nèi)的通信線路連接所述MCU，實(shí)現(xiàn)所述MCU與所述示波器之間的通信；所述MCU連接所述信號(hào)處理電路和所述傳感器，控制所述信號(hào)處理電路和所述傳感器。
[0015]本實(shí)用新型提供的該智能化有源探頭，無(wú)需對(duì)原有示波器做出改變，只要在該有源探頭上集成USB連接線和信號(hào)連接線即可，其適用在任何具備USB接口和BNC接口的示波器上，利用USB接口供電和通訊，可以替代示波器原廠專用接口的功能。其通用性大大提高，智能化程度高，同時(shí)，可用其替代昂貴的專用探頭，成本相對(duì)較低。
[0016]優(yōu)選地，所述探頭本體內(nèi)設(shè)有電源隔離模塊，所述電源隔離模塊包括電源輸入端和電源輸出端；所述USB連接線的電源線路連接至所述電源隔離模塊的電源輸入端；所述電源隔離模塊的電源輸出端連接至所述信號(hào)處理電路、所述傳感器和所述MCU。
[0017]優(yōu)選地，所述探頭本體內(nèi)設(shè)有通信隔離模塊，所述通信隔離模塊設(shè)置在所述USB連接線的通信線路和所述MCU之間。
[0018]優(yōu)選地，所述USB插頭內(nèi)包括5v端子、接地端子、D+端子和D-端子；
[0019]所述5v端子和接地端子通過(guò)兩條電源線連接至所述電源隔離模塊的電源輸入端;
[0020]所述D+端子和D-端子通過(guò)兩條通信線連接至所述通信隔離模塊。
[0021]優(yōu)選地，所述探頭本體上設(shè)有指示燈、探頭旋鈕和探頭按鍵，所述指示燈、探頭旋鈕和探頭按鍵連接到所述MCU。
[0022]優(yōu)選地，所述探頭本體上還設(shè)有顯示面板，所述顯示面板連接到所述MCU。
[0023]優(yōu)選地，所述電源隔離模塊和通信隔離模塊為光電隔離器件或電磁隔離模塊。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的有源探頭與示波器連接示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中提供的有源探頭與示波器連接示意圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中提供的有源探頭原理示意圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中提供的有源探頭中USB插頭具體接線示意圖。
[0028]其中，1、示波器；11、USB接口 ；12、BNC接口 ；13、按鍵；14、調(diào)節(jié)旋鈕；15、顯示屏；16、專用接口 ；100、探頭本體；2、USB連接線；3、信號(hào)連接線；4、信號(hào)處理電路；5、傳感器；6、MCU ;7、電源隔離模塊；8、通信隔離模塊；21、信號(hào)接頭；31、USB插頭；3a、電源線路；3b、通信線路；a、探頭按鍵；b、探頭旋鈕；c、指示燈；d、顯示面板；e、被測(cè)物；31a、D+端子；31b、D-端子；31c、5v端子;31d、接地端子;3al、5v電源線；3a2、接地線；3bl、D+數(shù)據(jù)線;3b2、D-數(shù)據(jù)線。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0030]申請(qǐng)人在研發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如何打破跨國(guó)公司的技術(shù)壁皇和規(guī)則限制，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)廠家的當(dāng)務(wù)之急，如【背景技術(shù)】中所說(shuō)，示波器智能化有源探頭的設(shè)計(jì)和研發(fā)是申請(qǐng)人重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目，有效降低智能化有源探頭的成本，并保證其有源探頭的性能，是申請(qǐng)人的研發(fā)方向。為此，申請(qǐng)人做了很多努力，最終有了突破。
[0031]如圖1、所示，目前大部分的示波器I為上已經(jīng)集成有USB接口 11，該USB接口 11可迅速準(zhǔn)確地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、進(jìn)行打印以及連接USB鍵盤等。其與USB插頭31配套使用，USB采用四線電纜，其中兩根是用來(lái)傳送數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游設(shè)備提供電源。而現(xiàn)有專用探頭中正好也需要通信線路3b和電源線路3a ;而現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)NBC接口也是集成在示波器I上的；如此，如圖2所示，只要制作帶有與示波器I上USB接口 11連接的USB連接線2和以及與示波器I上BNC接口 12連接的信號(hào)連接線3的有源探頭，即可完全實(shí)現(xiàn)上述【背景技術(shù)】中提到的專用探頭的功能。采用該有源探頭，無(wú)需對(duì)原有示波器I做出改變，只要在該有源探頭上集成USB連接線2和信號(hào)連接線3即可，其適用在任何具備USB接口 11和BNC接口 12的示波器I上，利用USB接口 11供電和通訊，可以替代示波器I原廠專用接口的功能。其通用性大大提高，智能化程度高，同時(shí)，可用其替代昂貴的專用探頭，成本相對(duì)較低。下面將結(jié)合下述實(shí)施例和說(shuō)明書附圖對(duì)其進(jìn)行解釋。
[0032]實(shí)施例
[0033]本例提供了一種示波器I有源探頭，如圖2所示，包括探頭本體100、USB連接線2和信號(hào)連接線3 ；
[0034]如圖3所示，所述USB連接線2末端設(shè)有與示波器I上USB接口 11連接的USB插頭31 ;所述信號(hào)連接線3末端設(shè)有與示波器I上信號(hào)接口連接的信號(hào)接頭21 ;
[0035]所述探頭本體100包括傳感器5、信號(hào)處理電路4和MCU6(英文全稱:MicroControl Unit，中文名稱為微控制單元)；所述USB連接線2和所述信號(hào)連接線3從所述探頭本體100引出；
[0036]所述傳感器5連接所述信號(hào)處理電路4 ;所述信號(hào)處理電路4連接所述信號(hào)連接線3 ;所述傳感器5負(fù)責(zé)檢測(cè)被測(cè)物e的物理信號(hào)，如光、磁、電壓、電流信號(hào)等，并將其轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。然后將其通過(guò)信號(hào)處理電路4后經(jīng)信號(hào)連接線3傳遞給示波器I進(jìn)行顯示。
[0037]該信號(hào)連接線3為標(biāo)準(zhǔn)的BNC連接線，上述信號(hào)接頭21 —般為標(biāo)準(zhǔn)BNC連接器，其可與示波器I上的BNC接口 12匹配。
[0038]USB (英文全稱:Universal Serial Bus，中文全稱:通用串行總線)，是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備的一種串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是