一种探头、示波器、运动识别系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种探头、示波器、运动识别系统及方法，所述探头包括：探头尖、信号处理单元、同轴信号线及BNC接头，所述探头尖采集的被测信号通过所述信号处理单元缓冲处理后，经由所述同轴信号线及BNC接头后传输给示波器；其特征在于，所述探头还包括：一陀螺仪传感器，用于感应所述探头的运动，并基于所述探头的运动产生所述探头的运动数据；一接口板，连接所述陀螺仪传感器；一有源探头接口，连接所述接口板，用于将所述运动数据发送给所述示波器的传感器接口。本发明专利技术可以使用用户在测试距离示波器较远的被测信号时，可以轻松的控制示波器，使信号完整显示，而不需要回到示波器处进行操作。

Probe, oscillograph, motion identifying system and method

The present invention provides a probe, oscilloscope, motion recognition system and method, the probe comprises a probe tip and a signal processing unit, signal line and coaxial BNC connector, wherein the probe tip collects the measured signal through the signal processing unit buffer processing, via the signal line and coaxial BNC connector back lost to the oscilloscope; which is characterized in that the probe also includes a gyro sensor, used for sensing the movement of the probe, and the probe motion data based on motion generated by the probe; an interface board is connected with the gyro sensor; an active probe interface connected to the interface board for send the data to the motion sensor interface of the oscilloscope. The invention can easily control the oscilloscope when the user is testing the signal far away from the distance oscilloscope, so that the signal can be completely displayed without the need to go back to the oscilloscope to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种探头、示波器、运动识别系统及方法
本专利技术涉及信号测量及显示领域，尤其涉及一种探头、示波器、运动识别系统及方法。
技术介绍
示波器作为观测电子信号的仪器，示波器一般包含一个显示屏、各种按键和旋钮，用户可以通过按键和旋钮，设置垂直灵敏度、垂直偏置、水平灵敏度、触发等功能，使被测信号的波形以合适的幅度和周期稳定显示在显示屏上，便于用户进行观察和分析。示波器的输入通道一般通过示波器探头或连接线与被测信号连接，以获取电信号。示波器探头从供电类型上一般分为无源探头和有源探头；从被测信号类型上一般分为电压探头和电流探头。无源探头比较简单，一般由探头尖、阻容衰减网络、同轴线、BNC接头组成，通过BNC接头和示波器的BNC输入连接。有源探头一般包含探头尖、有源放大器电路、同轴信号线、供电信号线、BNC接头、接口板及探针组成，如图1所示。其中同轴信号线和供电信号线可以是不同的两根线缆，也可以是组合的复合线缆。接口板及探针和BNC接头一般也会做成一个整体，和示波器输入的BNC和接口进行匹配。探针用于探测被测信号，放大器将被测信号进行放大或衰减后输出，输出信号经过同轴信号线和BNC接头，和示波器输入通道连接，经过示波器内部电路，在示波器屏幕上进行显示。示波器通过接口板及探针，提供有源探头的供电电源以及偏置电压，通过供电信号线连接到有源放大器电路，给放大器提供电源及偏置信号，以使其工作。目前，有源探头的接口板及探针的功能主要是供电、偏置电压调节、探头识别、探头信息通信。现有的探头识别技术一般是在探头接口板上设置不同的电阻，当连接示波器时，示波器对电阻进行检测，根据电阻值映射不同的探头类型和探头衰减比，并自动设置示波器的探头设置信号。探头信息通信功能一般用于高端探头，在探头接口板上安装存储器或单片机，用于存储探头信息，诸如序列号、校准信号等，当连接探头时，探头和示波器上的处理器进行通信，示波器识别探头的序列号和校准信息，并以此设置模拟通道和探头接口板的输出，使探头和示波器模拟通道工作在合适的状态。无论是无源探头还是有源探头，现有的示波器探头的功能仅仅是对被测信号进行探测，并将信号传输给示波器进行显示，而无法对示波器进行操作控制，需要用户对示波器进行操作，才能使显示器显示的波形最佳。使用探头的同时还需要操作示波器，通常有以下几种情况：(1)信号幅度不合适，需要调节示波器垂直灵敏度，使显示的信号幅度充满示波器屏幕。(2)信号偏出屏幕上方或下发，需要调节示波器垂直偏移电平，使信号全部回到屏幕中间。(3)屏幕显示的信号周期过密或过稀疏，无法完整的观察信号，需要调节示波器水平灵敏度，使屏幕内完整显示信号一个或多个周期，方便用于观察分析。(4)信号无法稳定显示，需要调节示波器的触发功能，如触发方式、触发电平等，使信号稳定触发并显示在屏幕上。(5)其他功能，如自动设置、单次触发等。使用现有示波器和探头时，如果需要调节示波器，特别是调整和波形相关的垂直灵敏度、垂直偏置电压、水平灵敏度或触发时，用户需要一手持探头，将探头探针尖稳定的接触被测信号，另一个手对示波器进行操作，由于操作时人眼会看着示波器，探头可能会由于身体位移，导致无法一直接触被测信号，甚至探头尖可能将间距较小的两个信号短接，引起被测电路故障，使用时非常不方便。当被测信号为两个信号时，需要用户两只手均持探头对不同的被测信号进行测试，此时如果需要对示波器进行操作，就需要放下探头或者请求另一个人进行协助，或者借助复杂昂贵的夹具，使用不方便。而且现有示波器探头的探头线长度较长，一般为1.5米左右，当探头对较远被测电路进行探测时，用户的手可能无法触及示波器，这是就需要另一个人协助操作示波器，或者离开被测电路对示波器进行操作，然后再来探测被测电路，使用时也是非常方便的。另外，现有的示波器探头主要是对电信号进行测量，还没有对振动信号进行测量的示波器探头。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种探头、示波器、运动识别系统及方法。本专利技术一方面提供了一种探头，所述探头包括：探头尖、信号处理单元、同轴信号线及BNC接头，所述探头尖采集的被测信号通过所述信号处理单元缓冲处理后，经由所述同轴信号线及BNC接头后传输给示波器；所述探头还包括：一陀螺仪传感器，用于感应所述探头的运动，并基于所述探头的运动产生所述探头的运动数据；一接口板，连接所述陀螺仪传感器；一有源探头接口，连接所述接口板，用于将所述运动数据发送给所述示波器的传感器接口。在一实施例中，所述探头的运动包括：所述探头在用户操作下的运动或所述探头随被测物体振动产生的运动。在一实施例中，当所述陀螺仪传感器为单轴陀螺仪传感器时，所述运动数据包括所述探头在Z轴方向上的倾角及角加速度信号，和/或所述探头被敲击的次数及频率，其中所述Z轴与所述单轴陀螺仪传感器所处的平面垂直。在一实施例中，当所述陀螺仪传感器为双轴陀螺仪传感器时，所述运动数据包括所述探头在X轴及Y轴方向上的倾角及角加速度信号，和/或所述探头被敲击的次数及频率，其中所述X轴及Y轴确定的平面与所述陀螺仪传感器所处的平面平行。在一实施例中，当所述陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器时，所述运动数据包括所述探头在X轴、Y轴、Z轴三轴方向上的倾角及角加速信号，和/或所述探头被敲击的次数及频率，其中所述X轴及Y轴确定的平面与所述三轴陀螺仪传感器所处平面平行，所述Z轴与所述三轴陀螺仪传感器所处的平面垂直。在一实施例中，所述陀螺仪传感器为MEMS陀螺仪。本专利技术另一方面还提供了一种示波器，用于处理权利要求所述探头的运动数据，所述示波器包括：BNC输入端口、输入放大单元，A/D转换单元、波形处理单元及显示单元，所述BNC输入端口接收所述被测信号，然后依次经过所述输入放大单元，A/D转换单元、波形处理单元后进入所述显示单元进行显示；所述示波器还包括：陀螺仪传感器接口、信号处理芯片及控制芯片；其中，所述陀螺仪传感器接口通过所述有源探头接口与所述探头连接，用于接收所述陀螺仪传感器产生的所述运动数据；所述信号处理芯片连接所述陀螺仪传感器接口，对所述运动数据进行识别，生成识别结果；所述控制芯片根据所述识别结果控制所述示波器动作。在一实施例中，所述探头的运动包括：所述探头在用户操作下的运动；所述信号处理芯片具体用于对所述运动数据进行手势识别，并结合预存储的手势与示波器控制命令映射表生成对应的控制命令；所述控制芯片具体用于根据所述控制命令控制所述示波器动作。在一实施例中，所述探头的运动包括：所述探头随被测物体振动产生的运动；所述信号处理芯片具体用于将所述运动数据转换成电信号；所述控制芯片具体用于控制所述示波器显示所述电信号。在一实施例中，所述示波器还包括一个存储单元，用于储存所述手势与示波器控制命令映射表。在一实施例中，所述示波器还包括一信号处理单元，连接在所述陀螺仪传感器接口与信号处理芯片之间，当所述运动数据为模拟信号时，用于将所述模拟信号转换为数字信号。本专利技术还提供了一种运动识别系统，所述运动识别系统包括：至少一个所述的探头，以及一个所述的示波器。本专利技术另外提供了一种运动识别方法，应用于所述的运动识别系统，所述运动识别方法包括：所述探头的陀螺仪传感器感应用户操作所述探头的手势，并基于所述手势产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探头，所述探头包括：探头尖、信号处理单元、同轴信号线及BNC接头，所述探头尖采集的被测信号通过所述信号处理单元缓冲处理后，经由所述同轴信号线及BNC接头后传输给示波器；其特征在于，所述探头还包括：一陀螺仪传感器，用于感应所述探头的运动，并基于所述探头的运动产生所述探头的运动数据；一接口板，连接所述陀螺仪传感器；一有源探头接口，连接所述接口板，用于将所述运动数据发送给所述示波器的传感器接口。

【技术特征摘要】
1.一种探头，所述探头包括：探头尖、信号处理单元、同轴信号线及BNC接头，所述探头尖采集的被测信号通过所述信号处理单元缓冲处理后，经由所述同轴信号线及BNC接头后传输给示波器；其特征在于，所述探头还包括：一陀螺仪传感器，用于感应所述探头的运动，并基于所述探头的运动产生所述探头的运动数据；一接口板，连接所述陀螺仪传感器；一有源探头接口，连接所述接口板，用于将所述运动数据发送给所述示波器的传感器接口。2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述探头的运动包括：所述探头在用户操作下的运动或所述探头随被测物体振动产生的运动。3.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，当所述陀螺仪传感器为单轴陀螺仪传感器时，所述运动数据包括所述探头在Z轴方向上的倾角及角加速度信号，和/或所述探头被敲击的次数及频率，其中所述Z轴与所述单轴陀螺仪传感器所处的平面垂直。4.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，当所述陀螺仪传感器为双轴陀螺仪传感器时，所述运动数据包括所述探头在X轴及Y轴方向上的倾角及角加速度信号，和/或所述探头被敲击的次数及频率，其中所述X轴及Y轴确定的平面与所述双轴陀螺仪传感器所处的平面平行。5.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，当所述陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器时，所述运动数据包括所述探头在X轴、Y轴、Z轴三轴方向上的倾角及角加速信号，和/或所述探头被敲击的次数及频率，其中所述X轴及Y轴确定的平面与所述三轴陀螺仪传感器所处的平面平行，所述Z轴与所述三轴陀螺仪传感器所处的平面垂直。6.根据权利要求5所述的探头，其特征在于，所述陀螺仪传感器为MEMS陀螺仪。7.一种示波器，用于处理权利要求1-6中任一项所述探头的运动数据，所述示波器包括：BNC输入端口、输入放大单元，A/D转换单元、波形处理单元及显示单元，所述BNC输入端口接收所述被测信号，然后依次经过所述输入放大单元，A/D转换单元、波形处理单元后进入所述显示单元进行显示；其特征在于，所述示波器还包括：陀螺仪传感器接口、信号处理芯片及控制芯片；其中，所述陀螺仪传感器接口通过所述有源探头接口与所述探头连接，用于接收所述陀螺仪传感器产生的所述运动数据；所述信号处理芯片连接所述陀螺仪传感器接口，对所述运动数据进行识别，生成识别结果；所述控制芯片根据所述识别结果控制所述示波器动作。8.根据权利要求7所述的示波器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史慧，王悦，王铁军，李维森，
申请(专利权)人：苏州普源精电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32