[發明專利]一種實現數字示波器陣列并行的校準系統

在審

• 申請號: 202110401229.6
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113126014A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 宋佳玲;高巖晶;何鵬;朱宇潔;景標;李建
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院計量測試中心
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 葉明博

本發明涉及一種實現數字示波器陣列并行的校準系統，它包括信號源組輸出模塊、電阻測量模塊、開關拓撲結構和控制裝置；所述信號源組輸出模塊用于輸出四種信號，并通過線纜和所述開關拓撲結構達到機箱信號輸出端；所述電阻測量模塊用于進行電阻測量，對數字示波器輸入電阻進行校準，并通過線纜和所述開關拓撲結構達到機箱信號輸出端；所述控制裝置內置有并行校準軟件，實現對各個模塊和被校準示波器進行控制，在顯示器上運行并行校準軟件，完成對數字示波器陣列的并行按需校準。本發明可實現五臺數字示波器合計25個示波器通道并行校準功能，硬件具有四種基本信號輸出模塊和電阻測量功能，通過切換路由開關實現信號源組與示波器組的自由切換。

技術領域

本發明涉及示波器校準技術領域，尤其涉及一種實現數字示波器陣列并行的校準系統。

背景技術

數字示波器是應用最廣泛的時域測量儀器，在一些大型物理診斷平臺或大型綜合測試控制臺中，數字示波器的四個采集通道通常不能滿足測試需求，于是將數十上百臺數字示波器通過局域網組成數字示波器陣列測試系統，完成對大型試驗裝置眾多電參數和物理參數的直接或間接的多通道準確測量，為裝置的研制、性能確定和實驗調試提供可靠、必要的依據。

數字示波器的計量標準裝置方面，從項目完整性講，目前的計量裝置基本可以完成一定帶寬范圍內(20GHz)數字示波器的全項目計量，但均是采用的單一逐臺逐通道方式，即串行、單路的工作模式。此類計量裝置可以由多臺具備不同信號輸出功能的分立設備組成，也可以由單臺或少量集成度較高的綜合多功能校準設備組成，從標準配置成本、使用便捷性和計量發展趨勢看，后者是首選，國外主要產品有美國FULKE公司的5820A、9500等多功能校準儀，美國泰克公司早期的TM504、CG5011等插件式或多功能集成校準設備；國內主要產品有江蘇南鋒公司的NF4608A、NF4609A等，國營南華廠的SO3、SO6、NH4602(可程控)等，中國計量院華電公司研制的POC-2(可程控)多功能校準儀。

目前，美國FULKE公司生產的9500多功能校準儀是目前世界上指標最高、功能最全的多功能校準設備，是一款集成度較高的多功能校準設備，單臺設備配接不同的有源探頭可方便的完成6.4GHz帶寬以下數字示波器的校準，是國內外各大型計量結構在脈沖計量方面的主流配置。但是9500受限于其內部的硬件結構，5個信號輸出通道的主功能信號無法并行同步輸出，計量過程僅能采取單通道逐一計量的方式進行，已經成為進一步提高多通道數據采集類設備計量效率的瓶頸問題，對動輒成百上千采集通道的數字示波器陣列而言，9500的校準能力和效率已經顯得疲軟。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供了一種實現數字示波器陣列并行的校準系統，解決了現有校準設備存在的不足。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種實現數字示波器陣列并行的校準系統，它包括信號源組輸出模塊、電阻測量模塊、開關拓撲結構和控制裝置；

所述信號源組輸出模塊用于輸出穩幅正弦波信號、時標信號、快沿信號和直流電壓信號，并通過線纜和所述開關拓撲結構達到機箱信號輸出端；

所述電阻測量模塊用于進行電阻測量，對數字示波器輸入電阻進行校準，并通過線纜和所述開關拓撲結構達到機箱信號輸出端；

所述控制裝置內置有并行校準軟件，實現對各個模塊和被校準數字示波器進行控制，在顯示器上運行并行校準軟件，完成對數字示波器陣列的并行按需校準。

所述信號源組輸出模塊包括直流單元、時標單元、穩幅正弦波單元和快沿脈沖單元；

所述直流單元通過PXIe總線接口進行控制，實現五路并行輸出直流電壓信號的功能，為校準數字示波器直流偏置和直流增益提供直流電壓信號；

所述時標單元實現單路輸出時標信號的功能，用于數字示波器時間基準的校準；

所述穩幅正弦波單元實現兩路并行輸出穩幅正弦波的功能，用于數字示波器頻帶寬度和觸發靈敏度的校準；