[发明专利]一种探头、示波器、运动识别系统及方法

说明书

本发明提供了一种探头、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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。