一種示波器智能化有源探頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及示波器領域，尤其指用在示波器上的有源探頭領域。
【背景技術】
[0002]眾所周知，示波器為公眾所知，如圖1所示，示波器I上一般均包括有用于顯示波形的顯示屏15、各種按鍵13、調節旋鈕14以及信號輸入接口等；在信號輸入接口上連接探頭，即可對被測物的物理信號進行測量。
[0003]示波器探頭對測量結果的準確性以及正確性至關重要，它是連接被測物與示波器輸入接口的電子部件。最簡單的探頭是連接被測物與示波器輸入端的一根導線，隨著技術的不斷進步，過去50年中，各種示波器I探頭接口設計一直在不斷演進，以滿足提高的儀器帶寬速度和測量性能要求。在最早的年代，探頭接口通常使用香蕉式插頭。在20世紀60年代以來，普通BNC接口 12 (英文全稱:Bayonet Nut Connector，中文全稱:卡扣配合型連接器，這個名稱形象地描述了這種接頭外形)成為常用的探頭接口類型，因為BNC接口 12體積更小、頻率更高。BNC接口 12仍用于測試和測量儀器設計，當前更高質量的BNC接口 12提供了接近4GHz的最大可用帶寬功能。
[0004]在此基礎上，復雜的有源探頭也被開發出來，有源探頭為具有放大、信號處理、控制等復雜功能的探頭，包含或依賴有源器件，如晶體管或運算放大器等。目前，一些大型的示波器研發和制造的跨國公司設計了多種有源探頭，其一般通過連接到示波器上的專用接口上。其有源探頭一般由探頭本體100、線纜和和探頭連接頭組成，其探頭連接頭一般連接到示波器上的專用接口 16上；探頭本體100內一般包括處理電路和傳感器等，以將要測量的物理信號進行檢測，然后通過該線纜經探頭連接頭傳遞給示波器I ;為實現該有源探頭的功能，其內集成了對探頭供電的多路電源以及探頭和示波器之間通信的端口 ；即其線纜和探頭連接頭內集成有電源、通信和信號線路。
[0005]為了他們的利益，這些跨國公司的探頭接口都是專用的和不公開通信協議的，而且不同的廠家都是不一樣的。用戶買了一個示波器I后，用戶幾乎沒有其他選擇，只能購買他們昂貴的專用探頭。
[0006]目前第三方非原廠有源探頭同樣可實現各種物理量的測量等各種功能，但其不具備通信功能，需要操作者手動進行設置，這使得非專業或者此前沒有使用過該有源探頭的操作者在操作該示波器和有源探頭時，容易出錯。即智能化程度較低。
[0007]總之，現有原廠提供的有源探頭雖然智能化程度較高，但其通用性較差，其成本也較高。而第三方非原廠的有源探頭雖然便宜，但是無通信功能，智能化程度低，使用不方便。
【實用新型內容】
[0008]為解決現有原廠提供的專用探頭雖然智能化程度較高，但其通用性較差，其成本也較高。而第三方非原廠的有源探頭雖然便宜，但是無通信功能，智能化程度低，使用不方便的問題。本實用新型提供了一種示波器智能化有源探頭。
[0009]本實用新型提供了一種示波器智能化有源探頭，包括探頭本體、USB連接線和信號連接線；
[0010]所述USB連接線末端設有與示波器上USB接口連接的USB插頭；所述信號連接線末端設有與示波器上信號接口連接的信號接頭；
[0011]所述探頭本體包括傳感器、信號處理電路和MCU ;所述USB連接線和所述信號連接線從所述探頭本體引出；
[0012]所述傳感器連接所述信號處理電路；所述信號處理電路連接所述信號連接線；
[0013]所述USB連接線內的電源線路連接所述信號處理電路、所述傳感器和所述MCU，為所述信號處理電路、所述傳感器和所述MCU提供電源；
[0014]所述USB連接線內的通信線路連接所述MCU，實現所述MCU與所述示波器之間的通信；所述MCU連接所述信號處理電路和所述傳感器，控制所述信號處理電路和所述傳感器。
[0015]本實用新型提供的該智能化有源探頭，無需對原有示波器做出改變，只要在該有源探頭上集成USB連接線和信號連接線即可，其適用在任何具備USB接口和BNC接口的示波器上，利用USB接口供電和通訊，可以替代示波器原廠專用接口的功能。其通用性大大提高，智能化程度高，同時，可用其替代昂貴的專用探頭，成本相對較低。
[0016]優選地，所述探頭本體內設有電源隔離模塊，所述電源隔離模塊包括電源輸入端和電源輸出端；所述USB連接線的電源線路連接至所述電源隔離模塊的電源輸入端；所述電源隔離模塊的電源輸出端連接至所述信號處理電路、所述傳感器和所述MCU。
[0017]優選地，所述探頭本體內設有通信隔離模塊，所述通信隔離模塊設置在所述USB連接線的通信線路和所述MCU之間。
[0018]優選地，所述USB插頭內包括5v端子、接地端子、D+端子和D-端子；
[0019]所述5v端子和接地端子通過兩條電源線連接至所述電源隔離模塊的電源輸入端;
[0020]所述D+端子和D-端子通過兩條通信線連接至所述通信隔離模塊。
[0021]優選地，所述探頭本體上設有指示燈、探頭旋鈕和探頭按鍵，所述指示燈、探頭旋鈕和探頭按鍵連接到所述MCU。
[0022]優選地，所述探頭本體上還設有顯示面板，所述顯示面板連接到所述MCU。
[0023]優選地，所述電源隔離模塊和通信隔離模塊為光電隔離器件或電磁隔離模塊。
【附圖說明】
[0024]圖1是現有技術中公開的有源探頭與示波器連接示意圖；
[0025]圖2是本實用新型【具體實施方式】中提供的有源探頭與示波器連接示意圖；
[0026]圖3是本實用新型【具體實施方式】中提供的有源探頭原理示意圖；
[0027]圖4是本實用新型【具體實施方式】中提供的有源探頭中USB插頭具體接線示意圖。
[0028]其中，1、示波器；11、USB接口 ；12、BNC接口 ；13、按鍵；14、調節旋鈕；15、顯示屏；16、專用接口 ；100、探頭本體；2、USB連接線；3、信號連接線；4、信號處理電路；5、傳感器；6、MCU ;7、電源隔離模塊；8、通信隔離模塊；21、信號接頭；31、USB插頭；3a、電源線路；3b、通信線路；a、探頭按鍵；b、探頭旋鈕；c、指示燈；d、顯示面板；e、被測物；31a、D+端子；31b、D-端子；31c、5v端子;31d、接地端子;3al、5v電源線；3a2、接地線；3bl、D+數據線;3b2、D-數據線。
【具體實施方式】
[0029]為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0030]申請人在研發過程中發現，如何打破跨國公司的技術壁皇和規則限制，是當前國內廠家的當務之急，如【背景技術】中所說，示波器智能化有源探頭的設計和研發是申請人重點關注的項目，有效降低智能化有源探頭的成本，并保證其有源探頭的性能，是申請人的研發方向。為此，申請人做了很多努力，最終有了突破。
[0031]如圖1、所示，目前大部分的示波器I為上已經集成有USB接口 11，該USB接口 11可迅速準確地存儲數據、進行打印以及連接USB鍵盤等。其與USB插頭31配套使用，USB采用四線電纜，其中兩根是用來傳送數據的串行通道，另兩根為下游設備提供電源。而現有專用探頭中正好也需要通信線路3b和電源線路3a ;而現有標準NBC接口也是集成在示波器I上的；如此，如圖2所示，只要制作帶有與示波器I上USB接口 11連接的USB連接線2和以及與示波器I上BNC接口 12連接的信號連接線3的有源探頭，即可完全實現上述【背景技術】中提到的專用探頭的功能。采用該有源探頭，無需對原有示波器I做出改變，只要在該有源探頭上集成USB連接線2和信號連接線3即可，其適用在任何具備USB接口 11和BNC接口 12的示波器I上，利用USB接口 11供電和通訊，可以替代示波器I原廠專用接口的功能。其通用性大大提高，智能化程度高，同時，可用其替代昂貴的專用探頭，成本相對較低。下面將結合下述實施例和說明書附圖對其進行解釋。
[0032]實施例
[0033]本例提供了一種示波器I有源探頭，如圖2所示，包括探頭本體100、USB連接線2和信號連接線3 ；
[0034]如圖3所示，所述USB連接線2末端設有與示波器I上USB接口 11連接的USB插頭31 ;所述信號連接線3末端設有與示波器I上信號接口連接的信號接頭21 ;
[0035]所述探頭本體100包括傳感器5、信號處理電路4和MCU6(英文全稱:MicroControl Unit，中文名稱為微控制單元)；所述USB連接線2和所述信號連接線3從所述探頭本體100引出；
[0036]所述傳感器5連接所述信號處理電路4 ;所述信號處理電路4連接所述信號連接線3 ;所述傳感器5負責檢測被測物e的物理信號，如光、磁、電壓、電流信號等，并將其轉化為電壓信號。然后將其通過信號處理電路4后經信號連接線3傳遞給示波器I進行顯示。
[0037]該信號連接線3為標準的BNC連接線，上述信號接頭21 —般為標準BNC連接器，其可與示波器I上的BNC接口 12匹配。
[0038]USB (英文全稱:Universal Serial Bus，中文全稱:通用串行總線)，是連接計算機系統與外部設備的一種串口總線標準，也是