一种通用化便携式多功能信号测试箱制造技术

本发明专利技术公开了一种通用化便携式多功能信号测试箱，包括DC/DC电源模块、FPGA最小系统、信号转接单元、调理电路、带载电路、触摸屏和两个开关阵列单元；DC/DC电源模块用于提供电能；FPGA最小系统连接两个开关阵列单元；信号转接单元的输入端连接信号输入端口；信号转接单元的输出端分别连接两个开关阵列单元的输入端和信号输出端口；其中一个开关阵列单元的输出端连接带载电路的一端，带载电路的另一端接地；另一个开关阵列单元连接调理电路的一端，调理电路的一端分别连接FPGA最小系统和信号输出端口；触摸屏与FPGA进行信息交互连接。能够减少重复设计、降低测试的复杂度和成本、缩短计算机类产品的研制周期。短计算机类产品的研制周期。短计算机类产品的研制周期。

【技术实现步骤摘要】
一种通用化便携式多功能信号测试箱


[0001]本专利技术属于嵌入式计算机测试领域，具体属于一种通用化便携式多功能信号测试箱。

技术介绍

[0002]工控机是目前军用计算机类产品在出厂测试或排故时必须使用的设备，主要对产品输入输出信号进行测试，工控机根据产品需要装有IO卡、AD卡、DA卡、通讯卡等，然而对产品模拟量信号输入输出的测试往往需要额外设计调理板对信号分压或放大后连接工控机测试。对产品的功率信号输出往往需要额外设计等效负载后与工控机连接进行带载能力测试，产品与工控机通过电缆连接后某些信号若有问题则无法用示波器或万用表等仪器直接测量，往往还需额外设计专用的转接箱在电缆中间转接以便用仪器测量信号质量。
[0003]综上所述，现有技术中的工控机对产品的测试需额外设计非标的调理板、等效负载、转接箱等工装，且不同工装需进行定期计量，常常重复占用了人力、物力、时间等资源且不易携带。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种通用化便携式多功能信号测试箱，可适应不同型号计算机类产品的测试，集成了调理、带载、信号转接等多种功能且易携带，从而减少重复设计、降低测试的复杂度和成本、缩短计算机类产品的研制周期。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种通用化便携式多功能信号测试箱，包括DC/DC电源模块、FPGA最小系统、信号转接单元、调理电路、带载电路、触摸屏和两个开关阵列单元；
[0007]所述DC/DC电源模块用于提供电能；
[0008]所述FPGA最小系统连接两个开关阵列单元；
[0009]所述信号转接单元的输入端连接信号输入端口；所述信号转接单元的输出端分别连接两个开关阵列单元的输入端和信号输出端口；
[0010]其中一个开关阵列单元的输出端连接带载电路的一端，带载电路的另一端接地；另一个开关阵列单元连接调理电路的一端，调理电路的一端分别连接FPGA最小系统和信号输出端口；
[0011]所述触摸屏与FPGA进行信息交互连接。
[0012]优选的，所述DC/DC电源模块的数量为两个，其中一个DC/DC电源模块用于将28V转为5V，5V对开关阵列单元和FPGA最小系统供电；另一个DC/DC电源模块用于将5V转为3.3V对触摸屏供电。
[0013]优选的，所述开关阵列单元为继电器。
[0014]优选的，所述FPGA最小系统包括供电单元、时钟电路、存储单元、JTAG接口和扩展单元；
[0015]所述供电单元用于对FPGA提供电能；
[0016]所述存储单元用于存储FPGA程序和数据；
[0017]所述时钟电路用于提供时钟源；
[0018]所述JTAG接口用于代码下载和调试；
[0019]所述扩展单元用于进行信息交互。
[0020]进一步的，所述扩展单元包括UART控制器、开关量控制模块和AD采集控制模块；
[0021]所述UART控制器扩展的2路RS422接口用于进行信息交互；所述开关量控制模块扩展的KO/KI接口用于控制IO信号，所述AD采集控制模块扩展的模拟量采集接口用于模拟量采集。
[0022]进一步的，所述触摸屏通过RS422接口与FPGA最小系统进行信息交互连接。
[0023]优选的，所述调理电路包括分压部分和放大部分，分压部分包括分压电阻，分压电阻将大于10V的信号进行分压；放大部分包括运算放大器，运算放大器对DA信号进行放大后输入到产品进行测试。
[0024]优选的，还包括WiFi模块，WiFi模块与FPGA最小系统进行信息交互，通过天线进行数据的无线发送和接收。
[0025]优选的，所述信号转接单元为金属化测试孔。
[0026]优选的，所述带载电路为贴片电阻。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0028]本专利技术提供一种通用化便携式多功能信号测试箱，通过功能整合，将以往非标带载工装+非标信号调理工装+信号转接工装共同完成的功能整合到一个便携式手提箱中，极大减少了计算机类产品测试工装的重复设计、产品体积以及成本，提高了工装的通用性和使用便利性，通过通用化设计，将测试箱作为一类产品的标准工装，避免了大量的重复设计，同时一套工装可重复使用，对不同产品的测试仅需制作对应电缆即可，有效降低了生产成本，在接口功能相当的情况下产品体积缩小至原体积的50％；通过FPGA扩展电路可实现的功能接口有：不少于40路调理电路、不少于20路带载电路、不少于300路信号转接、不少于2路RS422通信接口、1路Wifi接口等。
[0029]通过RS422与触摸屏进行通讯，对触摸屏人机交互界面进行人体工程学设计，使用者可通过触摸屏设置带载、调理、信号转接的通道，满足对不同产品的测试，设置完成后可对每一路的设置状态进行显示方便用户使用。
[0030]功能整合后的印制板安装在便携式手提箱中，采用机箱和包装箱一体化设计，可满足产品出厂测试、外场测试等不同场合的测试。
附图说明
[0031]图1为基于FPGA的信号测试箱设计原理图；
[0032]图2为信号转接、调理、带载电路示意图；
[0033]图3为调理电路放大部分示意图；
[0034]图4为液晶屏界面示意图；
[0035]图5为FPGA最小系统功能框图。
具体实施方式
[0036]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0037]本专利技术提出了一种基于FPGA的通用化便携式多功能信号测试箱的设计方法，采用FPGA最小系统+触摸屏的设计，通过软件定义仪器的思路，实现对不同计算机产品信号调理、带载、信号转接等功能，满足计算机类产品的出厂测试或排故需求。信号测试箱逻辑设计如图1所示。
[0038]本专利技术的一种通用化便携式多功能信号测试箱，包括DC/DC电源模块、FPGA最小系统、信号转接单元、调理电路、带载电路、触摸屏、WiFi模块和两个开关阵列单元；
[0039]DC/DC电源模块用于给FPGA最小系统、开关阵列、触摸屏、WIFI模块供电；FPGA最小系统运行FPGA软件实现对开关阵列的控制、以及与触摸屏、WiFi模块的信息交互功能；信号转接单元实现对输入输出信号的线路中测试；调理电路实现对输入模拟信号的分压和输出模拟信号的放大；带载电路实现大功率时序信号的带载测试；触摸屏实现将控制指令下发给FPGA最小系统，且将状态信息进行显示；WiFi模块实现通过手机远程下发控制指令或状态信息显示，作为触摸屏的功能备份。
[0040]DC/DC电源模块：模块1用于将28V转为5V，5V供开关阵列、FPGA最小系统使用，FPGA供电单元将5V转为FPGA所需的1.2V，2.5V，3.3V，模块2用于将5V转为3.3V供触摸屏、WiFi模块使用。
[0041]如图2所示，信号转接单元的输入端连接信号输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用化便携式多功能信号测试箱，其特征在于，包括DC/DC电源模块、FPGA最小系统、信号转接单元、调理电路、带载电路、触摸屏和两个开关阵列单元；所述DC/DC电源模块用于提供电能；所述FPGA最小系统连接两个开关阵列单元；所述信号转接单元的输入端连接信号输入端口；所述信号转接单元的输出端分别连接两个开关阵列单元的输入端和信号输出端口；其中一个开关阵列单元的输出端连接带载电路的一端，带载电路的另一端接地；另一个开关阵列单元连接调理电路的一端，调理电路的一端分别连接FPGA最小系统和信号输出端口；所述触摸屏与FPGA进行信息交互连接。2.根据权利要求1所述的一种通用化便携式多功能信号测试箱，其特征在于，所述DC/DC电源模块的数量为两个，其中一个DC/DC电源模块用于将28V转为5V，5V对开关阵列单元和FPGA最小系统供电；另一个DC/DC电源模块用于将5V转为3.3V对触摸屏供电。3.根据权利要求1所述的一种通用化便携式多功能信号测试箱，其特征在于，所述开关阵列单元为继电器。4.根据权利要求1所述的一种通用化便携式多功能信号测试箱，其特征在于，所述FPGA最小系统包括供电单元、时钟电路、存储单元、JTAG接口和扩展单元；所述供电单元用于对FPGA提供电能；所述存储单元用于存储FPGA程序和数据；所述时钟电路用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马元元，杨佩，李宁，程杰，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：