[发明专利]具有万用表功能的示波器

说明书

技术领域

本发明涉及电变量测试领域，尤其涉及一种具有万用表功能的示波器。

背景技术

在电子测量基础仪器中，万用表是使用范围最广的测量仪器之一，而万用表上的电压测量、电阻测量、通断路测试是使用最多的功能。如果能够在示波器上，增加一个真正的高精度万用表功能，可以精确测量电压值、电阻值，测试是否短路，这样可以在使用示波器的同时，方便用户使用万用表的常用功能，具有很大的市场前景。

目前市场上有两类带有万用表功能的示波器。一类是手持示波表，手持示波表一般会增加两个独立万用表的接口和表笔，用于万用表测量。内部使用一个集成万用表芯片，来实现万用表功能，一般为4位半或更低精度的示波器。

另一类是在数字示波器的基础上，通过软件实现万用表电压测试功能。参照图1，由于现有技术的数字示波器一般采用高速ADC，绝大部分是8位ADC，由于ADC只有8位精度，所以能够实现的最高测量精度也只有2⁸＝256，即最大可以实现3位半的电压表测量。目前软件实现方式主要有两种：一种是使用示波器屏幕显示数据进行电压计算(这是示波器上电压测量的常用的实现方法)，由于屏幕显示数据一般为ADC采样数据进行压缩、抽取后的数据，不能够真正反应原始数据，导致测量精度下降，所以能够实现的测量精度较低；另一种是使用ADC采样的原始数据进行电压测量计算，能够最大的保留原始数据信息，能够尽可能的提高测量精度，最大也只能够实现3位半的精度。

现有技术中，手持示波表需要增加一个独立的万用表电路模块，电路比较复杂，仪器体积大，精度也不高。而使用软件实现，受示波器高速采样ADC的位数限制(一般高速ADC为8位)，只能实现最大精度为3位半的电压表功能。目前还未出现真正的在示波器测试通道上实现高精度万用表的示波器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有技术示波器中无法实现高精度万用表的问题，以及现有技术用硬件实现万用表时，需增加独立的万用表电路模块，电路复杂，仪器体积大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有万用表功能的示波器，包括一个信号输入端、一个输入级缓冲和加法电路模块、一个可编程放大器模块、一个D/A转换模块，一个控制处理模块；

所述信号输入端用于接收一个外部输入信号；

所述控制处理模块，用于控制所述D/A转换模块输出一个偏置直流信号至所述输入级缓冲和加法电路模块；

所述输入级缓冲和加法电路模块，用于将所述输入信号与所述偏置直流信号进行加法运算后，输出一个缓冲信号；

所述控制处理模块，还用于控制所述可编程放大器模块对所述缓冲信号进行增益放大，输出一个增益放大信号；

其特征在于，还包括一个分路线性电路模块，所述分路线性电路模块包括一个高频减法放大电路模块、一个耦合单元模块、一个高速ADC转换模块、一个低频放大电路模块和高精度低速ADC转换模块；

所述低频放大电路模块，用于对所述增益放大信号进行滤波，输出一个低频增益放大信号；

所述高频减法放大电路模块，用于将所述增益放大信号减去所述低频增益放大信号输出一个高频增益放大信号；

所述耦合单元模块，用于对所述高频增益放大信号进行高通滤波，输出一个高通增益放大信号；

所述高速ADC转换模块，用于对所述高通增益放大信号进行采样，并将采样后的高速采样数据输入控制处理模块；

所述低速ADC转换模块，用于对所述低频增益放大信号进行采样，并将采样后的低速采样数据输入控制处理模块；

所述控制处理模块，还用于将所述高速采样数据和所述低速采样数据相加成n位数据，n大于8小于等于24，并将n位数据进行平均值计算或有效值计算，并将计算结果进行显示。

作为一种举例，所述控制处理模块包括一个延时调节模块、一个插值模块、一个逐点相加模块、一个采样控制模块，一个电压表功能模块，所述延时调节模块，用于对所述高速采样数据进行延时，输出延时后的高速采样数据；所述插值模块，用于对所述低速采样数据进行插值运算，得到插值后的低速采样数据，所述逐点相加模块，用于将所述延时后的高速采样数据和所述插值后的低速采样数据相加，生成24位数据，所述采样控制模块用于控制示波器的采样、将采样后数据进行存储、显示，所述电压表功能模块，用于将24位数据进行平均值计算或有效值计算，并将计算结果进行显示。

作为一种举例，所述耦合单元模块采用RC高通滤波电路构成。