專利名稱：示波器探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于示波器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種示波器探頭。
背景技術(shù)：
示波器是觀測(cè)波形的電子儀器，一臺(tái)示波器(或一個(gè)示波器系統(tǒng))通常包括多個(gè) 波形通道，每個(gè)通道通過(guò)一個(gè)探測(cè)探頭或探測(cè)線引入被測(cè)信號(hào)。當(dāng)前示波器的探頭的主要 功能是將被測(cè)信號(hào)無(wú)失真的引入示波器，主要由探針、探頭線、示波器信號(hào)引入接頭等部分 組成。最通用的示波器探頭是高阻(1MQ)電壓探頭，探頭前端的探針包括針形的探頭觸
點(diǎn)、衰減比(如i0 : i、i : i等)選擇裝置等。探頭線一般為同軸電纜。示波器引入接頭
部分包括可調(diào)的補(bǔ)償電容器，并可通過(guò)BNC插頭接入示波器。由于探頭線一般比較長(zhǎng)，在應(yīng)
用中，當(dāng)同時(shí)測(cè)試的信號(hào)數(shù)較多時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)對(duì)測(cè)試連接關(guān)系(探頭前端〈一>通道號(hào)
或波形)不確定或懷疑測(cè)試連接可靠性需要驗(yàn)證的情況；或需要找到一個(gè)探頭的前端，改 為探測(cè)另一個(gè)信號(hào)。當(dāng)前的示波器探頭有一種解決方法，就是在探頭的前端用色環(huán)進(jìn)行標(biāo) 識(shí)，要求色環(huán)的顏色和探頭所連接的通道波形的顏色相同。當(dāng)前技術(shù)在應(yīng)用中有一些缺陷 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，有時(shí)需要同時(shí)測(cè)試的信號(hào)較多(可能會(huì)用到同步測(cè)試的多臺(tái)示波器 或系統(tǒng))，由于探頭有一定的長(zhǎng)度，并且可用于標(biāo)識(shí)的顏色種類有限，不可能為每個(gè)波形和 探頭前端的色環(huán)提供一個(gè)不同的容易識(shí)別的顏色，這時(shí)就不容易將一個(gè)顯示波形與測(cè)試探 頭前端進(jìn)行對(duì)應(yīng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種容易將測(cè)試探頭前端與波形通道一一對(duì)應(yīng)的示波 器探頭。 本實(shí)用新型所提供的示波器探頭，包括探針、探頭前端、探頭線及示波器引入接 頭，其特點(diǎn)是在所述的每個(gè)探頭前端上裝有一組由指示燈和控制按鍵構(gòu)成的指示、控制終 端，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端通過(guò)接口電路與示波器的 微處理器相接。 所述的接口電路由接口單片機(jī)、USB接口接插件構(gòu)成，接口單片機(jī)的主電源、差分 數(shù)據(jù)線、數(shù)字地分別接USB接口接插件的電源引腳線、差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳線、接地引腳線，USB接 口接插件接示波器的微處理器的USB 口，每個(gè)探頭前端上裝有的一組指示、控制終端中的 指示燈和控制按鍵分別采用發(fā)光二極管與多功能按鍵，發(fā)光二極管的負(fù)極與多功能按鍵的 一個(gè)觸點(diǎn)接地，發(fā)光二極管的正極與多功能按鍵的另一個(gè)觸點(diǎn)各通過(guò)一個(gè)電阻分別與接口 單片機(jī)I/O 口的兩位相接，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端分 別與接口單片機(jī)I/O 口的2N位相接。 所述的接口電路還可以是與示波器微處理器相接的N個(gè)三線連接器，每個(gè)探頭前 端上裝有的一組指示、控制終端中的指示燈和控制按鍵分別采用發(fā)光二極管與多功能按 鍵，發(fā)光二極管的負(fù)極與多功能按鍵的一個(gè)觸點(diǎn)接一個(gè)三線連接器的接地引腳線，發(fā)光二極管的正極與多功能按鍵的另一個(gè)觸點(diǎn)各通過(guò)一個(gè)電阻分別接這個(gè)三線連接器的兩個(gè)信 號(hào)引腳線，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端分別與N個(gè)三線連
接器相接。 本實(shí)用新型在每個(gè)探頭前端上裝有一組由指示燈和控制按鍵構(gòu)成的指示、控制終 端，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端通過(guò)接口電路與示波器 的微處理器相接。由示波器的微處理器將N個(gè)探頭的N組指示、控制終端與示波器各個(gè)波 形通道一一對(duì)應(yīng)，指示燈的工作狀態(tài)由示波器的微處理器根據(jù)通道波形狀態(tài)來(lái)控制，探頭 前端的指示燈根據(jù)需要可以有幾種指示狀態(tài)滅、亮、閃爍；滅表示對(duì)應(yīng)通道的波形是關(guān)閉 的，亮表示對(duì)應(yīng)通道的波形是打開(kāi)的，閃爍表示對(duì)應(yīng)通道的波形是打開(kāi)的，并且是當(dāng)前正在 操作的波形當(dāng)使用者通過(guò)示波器面板選擇一個(gè)波形或操作一個(gè)波形時(shí)，對(duì)應(yīng)探頭前端的 指示燈閃爍。有時(shí)為了避免指示燈的光對(duì)被測(cè)試電路產(chǎn)生影響，通過(guò)示波器界面的設(shè)置可 以禁止指示燈的指示功能。也可以使用指示燈不同的顏色特性表示通道波形不同的狀態(tài)。 位于示波器探頭的前端的控制按鍵，方便操作，可以用來(lái)向示波器發(fā)出指令，反方向確認(rèn)與 其對(duì)應(yīng)的示波器屏幕上顯示的波形，可以方便地用于測(cè)試連接關(guān)系的驗(yàn)證，或用于更新測(cè) 量的波形通道，探頭前端的控制按鍵附加的特性是可以用來(lái)方便地實(shí)現(xiàn)一些生產(chǎn)線快速智 能測(cè)試清屏、自動(dòng)定標(biāo)、更新測(cè)試、進(jìn)行下一個(gè)參數(shù)測(cè)試等?？捎貌煌陌存I時(shí)長(zhǎng)代表不同 的控制，以節(jié)省按鍵個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)更多的控制。 本實(shí)用新型所提供的示波器探頭由于在探頭前端設(shè)置了一組由指示燈和控制按 鍵構(gòu)成的指示、控制終端，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端通 過(guò)接口電路與示波器的微處理器相接。由示波器的微處理器將N組指示、控制終端與示波 器各個(gè)波形通道一一對(duì)應(yīng)，從指示、控制終端上指示燈的工作狀態(tài)可以很方便地了解當(dāng)前 操作波形的狀況，位于示波器探頭的前端的控制按鍵，方便操作，可以用來(lái)向示波器發(fā)出指 令，反方向確認(rèn)與其對(duì)應(yīng)的示波器屏幕上顯示的波形，可以方便地用于測(cè)試連接關(guān)系的驗(yàn) 證，或用于更新測(cè)量的波形通道。本實(shí)用新型所提供的示波器探頭實(shí)現(xiàn)了探頭前端與波形 通道的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖1是本實(shí)用新型所提供的示波器探頭指示、控制終端與示波器間電路原理框 圖； 圖2是本實(shí)用新型所提供的示波器探頭的外形、結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型所提供的示波器探頭的指示、控制終端與接口電路連接的第一 個(gè)實(shí)施例的電路圖； 圖4是本實(shí)用新型所提供的示波器探頭的指示、控制終端與接口電路連接的第二 個(gè)實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施。圖1是本實(shí)用新型所提供的示波器 探頭指示、控制終端與示波器間電路原理框圖，圖2是本實(shí)用新型所提供的示波器探頭的 外形、結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)圖1 :在每個(gè)探頭上裝有一組由指示燈和控制按鍵構(gòu)成的指示、控制終端，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端通過(guò)接口電路與示波 器的微處理器相接。由示波器的微處理器將N個(gè)探頭的N組指示、控制終端與示波器各個(gè)波 形通道一一對(duì)應(yīng)，指示燈的工作狀態(tài)由示波器的微處理器根據(jù)通道波形狀態(tài)來(lái)控制。接口 電路可放置在數(shù)字示波器中，也可放置在示波器探頭內(nèi)，還可與指示、控制終端一起做成一 個(gè)附加裝置。接口電路接收并傳輸數(shù)字示波器的指令，控制指示燈的工作狀態(tài)，指示燈根據(jù) 需要可以有幾種指示狀態(tài)滅、亮、閃爍。滅表示對(duì)應(yīng)通道的波形是關(guān)閉的，亮表示對(duì)應(yīng)通道 的波形是打開(kāi)的，閃爍表示對(duì)應(yīng)通道的波形是打開(kāi)的，并且是當(dāng)前選中或正在操作的波形。 指示燈的工作狀態(tài)由示波器的微處理器根據(jù)通道波形狀態(tài)來(lái)確定?？刂瓢存I可以用來(lái)向示 波器發(fā)出指令，反方向確認(rèn)與其對(duì)應(yīng)的示波器屏幕上顯示的波形，可以方便地用于測(cè)試連 接關(guān)系的驗(yàn)證，或用于更新測(cè)量的波形通道。示波器的微處理器不斷掃描控制按鍵的工作 狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)按鍵的狀態(tài)改變時(shí)，控制相應(yīng)的指示燈的工作隨之改變。接口電路可以全部或 部分放置在數(shù)字示波器內(nèi)部，如鍵盤掃描電路中或每個(gè)信號(hào)輸入通道的通道電路中。參見(jiàn) 圖2 :示波器探頭由探頭前端1、探針2、探頭線3、示波器引入接頭4構(gòu)成，引入接頭4上有 控制信號(hào)插座5，探頭前端1上有指示燈，指示燈外圍設(shè)置透明圓環(huán)6，指示燈的光線進(jìn)入透 明圓環(huán)6，能夠從探頭前端的各個(gè)面看到指示燈，在圓環(huán)內(nèi)反射傳播到周圈，指示燈采用發(fā) 光二極管?？刂瓢存I7設(shè)置在探頭前端，控制按鍵采用多功能按鍵。 圖3是本實(shí)用新型所提供的示波器探頭的指示、控制終端與接口電路連接的第一 個(gè)實(shí)施例的電路圖。參見(jiàn)圖3 :在這個(gè)實(shí)施例中接口電路由單片機(jī)U1、USB接口接插件J1構(gòu) 成，每個(gè)探頭前端上裝有的指示、控制終端中的指示燈和控制按鍵分別采用發(fā)光二極管與 多功能按鍵，這個(gè)實(shí)施例中示波器有3個(gè)波形通道，與示波器3個(gè)波形通道相接的3個(gè)探頭 的3組指示、控制終端由發(fā)光二極管V1、多功能按鍵K1，發(fā)光二極管V2、多功能按鍵K2，發(fā) 光二極管V3、多功能按鍵K3構(gòu)成，發(fā)光二極管V1、V2、V3的負(fù)極接地，發(fā)光二極管V1、V2、V3 的正極分別通過(guò)電阻Rl、 R3、 R5接單片機(jī)Ul中P0 口的P0. 0、 P0. 2、 P0. 6，多功能按鍵Kl、 K2、K3 一端接地，另一端分別通過(guò)電阻R2、R4、R6接單片機(jī)Ul中P0 口的P0. 1、P0. 3、P0. 7 ; 單片機(jī)U1的主電源Vcc、差分?jǐn)?shù)據(jù)線D-、 D+、數(shù)字地Vss分別接USB接口接插件Jl的電源 引腳線1、差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳線2、3，接地引腳線4， USB接口接插件J1接示波器的微處理器的 USB 口。由示波器的微處理器將三組指示、控制終端與示波器的三個(gè)波形通道一一對(duì)應(yīng)，每 組控制終端的指示燈和按鍵，按所對(duì)應(yīng)的示波器探頭連接的示波器通道統(tǒng)一編號(hào)，使得控 制關(guān)系不會(huì)混亂。 當(dāng)通過(guò)示波器的前面板操作某一通道的波形時(shí)，由示波器的微處理器控制對(duì)應(yīng)的 控制終端的指示燈(發(fā)光二極管)顯示狀態(tài)對(duì)應(yīng)變化，當(dāng)操作探頭前端的多功能操作按鍵 Kl、 K2或K3時(shí)，示波器微處理器對(duì)相應(yīng)通道的波形執(zhí)行所設(shè)定的操作，通過(guò)探頭上的多功 能按鍵對(duì)通道波形執(zhí)行的操作可以通過(guò)用戶界面設(shè)定，所設(shè)定的操作可以包括打開(kāi)或關(guān)閉 波形、清除波形、記錄測(cè)量結(jié)果等。針對(duì)不同的按鍵時(shí)間長(zhǎng)度示波器微處理器可以執(zhí)行不同 的任務(wù)，不同的按鍵時(shí)間時(shí)長(zhǎng)執(zhí)行的具體任務(wù)可以在示波器的界面中設(shè)定。也可以為操作 者的連續(xù)多次按鍵操作設(shè)定不同的任務(wù)序列，如第一次清除波形、第二次采集一次波形，第 三次測(cè)量并記錄測(cè)量結(jié)果等。 對(duì)于探頭前端的多功能操作按鍵的安裝或固定方式，要方便操作而又不影響信號(hào) 探測(cè)。由于手的按鍵動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致探頭前端的移動(dòng)，所以有時(shí)需要在按下鍵前將探頭前端離開(kāi)被測(cè)點(diǎn)，按下鍵后再將探頭前端接觸被測(cè)點(diǎn)，示波器對(duì)按鍵操作的響應(yīng)要延遲足夠的時(shí) 間(檢測(cè)到按鍵松開(kāi)后等待3秒以上)，必須等到探頭前端重新穩(wěn)定的接觸到被測(cè)點(diǎn)后，才 能夠執(zhí)行按鍵操作的響應(yīng)。為避免手的按鍵動(dòng)作導(dǎo)致探頭前端的移動(dòng)，按鍵與其在探頭前 端的附著固定點(diǎn)之間可以是一小段柔性電纜。這個(gè)實(shí)施例中的接口電路可與指示、控制終 端一起做成一個(gè)探頭的附加裝置。 圖4是本實(shí)用新型所提供的示波器探頭上指示、控制終端與接口電路連接的第二 個(gè)實(shí)施例電路圖。參見(jiàn)圖4 :這個(gè)實(shí)施例中示波器有4個(gè)波形通道，在這個(gè)實(shí)施例中接口 電路是4個(gè)接入示波器的三線連接器C0N1-C0N4，每個(gè)探頭前端上裝有的指示、控制終端中 的指示燈和控制按鍵分別采用發(fā)光二極管與多功能按鍵，所述示波器有4個(gè)波形通道，與 示波器4個(gè)波形通道相接的4個(gè)探頭的4組指示、控制終端由發(fā)光二極管VI'、多功能按鍵 Kl'，發(fā)光二極管V2'、多功能按鍵K2'，發(fā)光二極管V3'、多功能按鍵K3'及發(fā)光二極管V4'、 多功能按鍵K4'構(gòu)成的4組指示、控制終端，所述4組指示、控制終端中發(fā)光二極管V1'的 負(fù)極與多功能按鍵K1'的一端、發(fā)光二極管V2'的負(fù)極與多功能按鍵K2'的一端、發(fā)光二極 管V3'的負(fù)極與多功能按鍵K3'的一端、發(fā)光二極管V4'的負(fù)極與多功能按鍵K4'的一端 分別接三線連接器C0N1-C0N4的接地引腳1 ;發(fā)光二極管V1'的正極與多功能按鍵K1'的另 一端、發(fā)光二極管V2'的正極與多功能按鍵K2'的另一端、發(fā)光二極管V3'的正極與多功能 按鍵K3'的另一端、發(fā)光二極管V4'的正極與多功能按鍵K4'的另一端依次分別通過(guò)電阻 Rl' 、R2'、電阻R3' 、R4'、電阻R5' 、R6'、電阻R7' 、R8'接第一只至第四只接入示波器的三線 連接器C0N1、C0N2、C0N3、C0N4的信號(hào)引腳3、引腳2。這種結(jié)構(gòu)的示波器探頭的4組指示、 控制終端通過(guò)三線連接器C0N1、 C0N2、 C0N3、 C0N4直接接入示波器的微處理器，由示波器的 微處理器控制與各個(gè)波形通道相對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管的工作狀態(tài)，同時(shí)，示波器的微處理器 不斷掃描多功能操作按鍵的工作狀態(tài)，操作者可通過(guò)探頭上的多功能操作按鍵選擇波形通 道，進(jìn)行波形確認(rèn)，對(duì)相應(yīng)通道的波形執(zhí)行所設(shè)定的操作，反過(guò)來(lái)再控制相應(yīng)的發(fā)光二極管 的工作，探頭前端上裝有的指示、控制終端可以直接和當(dāng)前技術(shù)的探頭設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。
權(quán)利要求一種示波器探頭，包括探針、探頭前端、探頭線及示波器引入接頭，其特征是在所述的每個(gè)探頭前端上裝有一組由指示燈和控制按鍵構(gòu)成的指示、控制終端，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端通過(guò)接口電路與示波器的微處理器相接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的示波器探頭，其特征是所述的接口電路由接口單片機(jī)、USB接口接插件構(gòu)成，接口單片機(jī)的主電源、差分?jǐn)?shù)據(jù)線、數(shù)字地分別接USB接口接插件的電源引腳線、差分?jǐn)?shù)據(jù)引腳線、接地引腳線，USB接口接插件接示波器的微處理器的USB 口，每個(gè)探頭前端上裝有的一組指示、控制終端中的指示燈和控制按鍵分別采用發(fā)光二極管與多功能按鍵，發(fā)光二極管的負(fù)極與多功能按鍵的一個(gè)觸點(diǎn)接地，發(fā)光二極管的正極與多功能按鍵的另一個(gè)觸點(diǎn)各通過(guò)一個(gè)電阻分別與接口單片機(jī)I/O 口的兩位相接，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端分別與接口單片機(jī)I/O 口的2N位相接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的示波器探頭，其特征是所述的接口電路是與示波器微處理器相接的N個(gè)三線連接器，每個(gè)探頭前端上裝有的一組指示、控制終端中的指示燈和控制按鍵分別采用發(fā)光二極管與多功能按鍵，發(fā)光二極管的負(fù)極與多功能按鍵的一個(gè)觸點(diǎn)接一個(gè)三線連接器的接地引腳線，發(fā)光二極管的正極與多功能按鍵的另一個(gè)觸點(diǎn)各通過(guò)一個(gè)電阻分別接這個(gè)三線連接器的兩個(gè)信號(hào)引腳線，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端分別與N個(gè)三線連接器相接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于示波器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種示波器探頭。該示波器探頭包括探針、探頭前端、探頭線及示波器引入接頭，在每個(gè)探頭前端上裝有一組由指示燈和控制按鍵構(gòu)成的指示、控制終端，與示波器N個(gè)波形通道相接的N個(gè)探頭的N組指示、控制終端通過(guò)接口電路與示波器的微處理器相接。由示波器的微處理器將N個(gè)探頭上的N組指示、控制終端與示波器各個(gè)波形通道一一對(duì)應(yīng)，由示波器的微處理器根據(jù)通道波形狀態(tài)來(lái)控制指示燈的工作，位于探頭前端的多功能操作按鍵方便操作，可以方便地用于測(cè)試連接關(guān)系的驗(yàn)證或用于更新測(cè)量的波形通道，這種示波器探頭容易實(shí)現(xiàn)將測(cè)試探頭前端與波形通道的一一對(duì)應(yīng)，并且可以在探頭前端方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)波形的快捷控制。
文檔編號(hào)G01R13/00GK201477127SQ20092018720
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者戚瑞民 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所