[發明專利]基于STM32的太陽能便攜式示波器

在審

• 申請號: 201910918200.8
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110609161A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 崔淵;林煜;高倩;戴霞娟;陳祝洋;薛波;俞洋;陶為戈
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02;H02J7/35
• 代理公司: 32231 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 滕詣迪

1.一種基于STM32的太陽能便攜式示波器，其特征在于，包括太陽能電池供電電路、衰減電路、程控增益電路、檢波電路、信號搬移電路、STM32電路、信號發生器、用戶界面電路和藍牙通信模塊：所述的太陽能電池供電電路與各模塊電路電源相連，所述的衰減電路與外部信號輸入端口、程控增益電路相連，所述的程控增益電路與衰減電路、檢波電路、STM32電路、信號搬移電路相連，所述的檢波電路與衰減電路、程控增益電路相連，所述的信號搬移與程控增益電路、STM32電路相連，所述的STM32電路與信號搬移電路、信號發生器、用戶界面電路、藍牙通信模塊相連，所述的信號發生器與STM32電路、檢波電路相連；

外部輸入信號輸入后通過衰減電路，將輸入信號峰峰值控制在預設幅度值內；再由檢波電路得到幅值，由STM32電路判斷區間控制程控增益電路增益放大；增益后信號輸入信號搬移電路一端，另一端輸入電源分壓，實現信號中心點的搬移，將信號搬移，防止負電壓燒壞STM32電路內部的ADC模塊；最后由ADC模塊進行信號離散點采集，進行快速傅里葉變換，得到該信號的信號測量數據及頻譜信息；同時，系統控制信號發生器輸出掃頻信號，經由待測器件后再通過檢波模塊檢波得到幅值，繪制待測器件的幅頻特性曲線圖；完成系統測量后，STM32電路通過串口將信息發送給藍牙模塊，由藍牙發送至連接的手機端。

2.根據權利要求1所述的基于STM32的太陽能便攜式示波器，其特征在于：所述的程控增益電路包括PGA202程控增益芯片和運放AD811，實現帶寬為10MHz的增益控制，信號從Sig_IN口輸入，通過STM32電路的2根I/O口控制線輸入A0、A1控制口實現1,10,100,1000，4種增益變換，再由Sig輸出得到增益后的信號，使輸入信號幅值控制在330mV～3.3V。

3.根據權利要求2所述的基于STM32的太陽能便攜式示波器，其特征在于：程控增益模塊，當檢測峰值在0-3.3mV是，控制程控增益為1000；當檢測峰值在3.3-33mV時，控制程控增益為100；當檢測峰值在33-330mV時，控制程控增益為10；當檢測峰值在330～3300mV時，控制增益為1。

4.根據權利要求1所述的基于STM32的太陽能便攜式示波器，其特征在于：所述的太陽能電池供電電路包括太陽能充電板、充電鋰電池，采用太陽能充電板和鋰電池循環供電方式，鋰電池電量充足時，二極管左側電壓小于右側電壓，二極管截止，鋰電池單獨供電；當鋰電池電量不足時，二極管左側電壓大于右側電壓，二極管導通，太陽能充電板給鋰電池充電，最終實現循環用電。

5.根據權利要求1所述的基于STM32的太陽能便攜式示波器，其特征在于，所述的ADC模塊的輸入有3路，1路與衰減電路檢波輸出相連，2路與信號搬移電路輸出相連，3路與信號發生器檢波輸出相連；信號測量界面將輸入信號進行離散點采集后，通過FFT函數對離散信號數組進行2¹⁷點傅里葉變換，從而計算基波幅度與頻率，并將FFT變換前數組繪制在X-Y坐標軸中；頻譜分析界面同樣采集信號進行FFT變換，可以得到個頻點幅度，軟件查詢幅度最大的頻點得到基波，再測量基波頻率n倍的頻率點得到諧波，最后將得到的基波與各次諧波數據繪制在X-Y坐標軸中得到頻譜圖；幅頻特性測量界面系統DDS掃頻輸出接入外部測量器件，再通過AD637檢波得到各頻點幅值，存入數組，繪制對應幅頻特性曲線；最后通過串口和藍牙模塊，將測量信息發送至手機端。

6.根據權利要求1所述的基于STM32的太陽能便攜式示波器，其特征在于，所述的信號衰減電路包括2級AD811反相衰減。

7.根據權利要求1所述的基于STM32的太陽能便攜式示波器，其特征在于，所述的檢波電路包括AD637有效值檢波電路，其輸出為線性響應直流電壓，輸入信號幅度與輸出直流電壓關系為1:0.707，保證了3.3V信號輸入后檢波輸出電壓小于3.3V，能供ADC采集，此外該芯片內部集成運放，還可通過輸出校準滑阻調節輸出電壓，可調節至峰值。