阻抗测量电路的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型提供了一种阻抗测量电路，包括依次相连接的DDS信号源、阻抗/电压变划电路和相敏检测电路，DDS信号源与相敏检测电路相连接，DDS信号源和相敏检测电路还分别与主控电路相连接。该测量电路实现了可程控的不同频率下的阻抗网络的精确测量。很好地抑制了干扰，并把阻抗的幅值和相位转换为直流电压信号，用低速的A/D转换器就可以实现阻抗测量。同时，解决了参考信号源以及兼顾测量精度和测量速度的问题，使得电路结构更加简单、成本更低、功耗更小、精确度更高。
【专利说明】阻抗测量电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于阻抗测量【技术领域】，涉及一种阻抗测量电路。
【背景技术】
[0002]电路中的电感、电阻和电容器件对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。它是一个复数值，常用Z表示，单位是欧姆。阻抗包含阻抗模和阻抗角。阻抗模等于测量器件端口电压与端口电流的有效值之比，阻抗角等于电压与电流的相位差。若在复平面表示，则电抗为虚部，电阻为实部，电感和电容对电路中交流电总的阻碍作用称为电抗。
[0003]通常采用测量准确度较高的交流电桥法和谐振法测量电路中的阻抗。测量时，根据被测器件两端口的电压、电流的相量关系，计算出被测器件阻抗的幅值和相位。低频率下测量时，还能比较容易的实现自动测量。较高频率下测量时，不仅需要有较高转换速率的A/D，而且不容易测量阻抗角，很难实现自动测量。电桥法在复杂的、噪声干扰比较大的环境以及在较宽范围内测量阻抗时难以满足要求。阻抗参数测试方案有很多种，其中的阻抗参数虚、实部分分离测量法便于采用集成电路组成，得到广泛的应用。但上述阻抗测量方法中所使用的测量仪器都存在调节麻烦、速度慢、仪器内部需要精密可调元件、量限窄和适用频率少的问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种多功能、宽量程、多频率的阻抗测量电路，能快速简便地对被测电路进行测量。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种阻抗测量电路，包括依次相连接的DDS信号源、阻抗/电压变换电路和相敏检测电路，DDS信号源与相敏检测电路相连接，DDS信号源和相敏检测电路还分别与主控电路相连接。
[0006]本实用新型阻抗测量电路通过信号源产生两个正交信号，其中的0°信号同时输入阻抗/电压变换电路和相敏检测电路，为阻抗/电压变换电路提供驱动，为相敏检测电路的乘法器提供相乘信号。其中的90°信号输入相敏检测电路，被测电路产生的信号经滤波、放大、处理后再进入主控电路进行转换处理，得到被测电路的阻抗值。实现了可程控的不同频率下的阻抗网络的精确测量。很好地抑制了干扰，并把阻抗的幅值和相位转换为直流电压信号，用低速的A/D转换器就可以实现阻抗测量。同时，解决了参考信号源以及兼顾测量精度和测量速度的问题，使得电路结构更加简单、成本更低、功耗更小、精确度更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型测量电路的结构示意图。
[0008]图2是本实用新型测量电路中阻抗/电压变换电路的示意图。
[0009]图3是本实用新型测量电路中相敏检测电路的示意图。
[0010]图4是本实用新型测量电路的使用状态图。[0011]图5是本实用新型测量电路的主程序流程图。
[0012]图1中:1.主控电路，2.DDS信号源，3.阻抗/电压变换电路，4.相敏检测电路。【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0014]如图1所示，本实用新型阻抗测量电路，包括依次相连接的DDS信号源2、阻抗/电压变换电路3和相敏检测电路4，DDS信号源2与相敏检测电路4相连接，DDS信号源2和相敏检测电路4还分别与主控电路I相连接。
[0015]主控电路I，用于控制DDS信号源2产生两路正交信号(DDSI和DDS2)和更新该两路正交信号的频率，用于给相敏检测电路4中的滤波器MAX295提供时钟；用于通过内部的A/D转换电路采集并处理经过滤波器输送来的信号；用于通过内部液晶电路显示被测电路的阻抗测量值，并对各阻抗测量值进行存储。
[0016]如图2所示，本实用新型阻抗测量电路中的阻抗/电压变换电路3，包括第一芯片Ul和第二芯片U2，第一芯片Ul采用运算放大芯片AD843，第二芯片U2采用运算放大芯片AD620 ;第一芯片Ul的第3引脚接DDS信号源2，第一芯片Ul的第2引脚与第一电阻Rl的一端相连接，第一芯片Ul的第2引脚和第一电阻Rl的接点VK为被测电路Z的一个接入端；第一电阻Rl的另一端接地，接点VK还与第二芯片U2的第2引脚相连接；第一芯片Ul的第4引脚分别接-15V电源和第一电容Cl的一端，第一电容Cl的另一端接地；第一芯片Ul的第7引脚分别与+15V电源和第二电容C2的一端相连接，第二电容C2的另一端接地；第一芯片Ul的第6引脚与第二芯片U2的第3引脚相连接，第一芯片Ul第6引脚与第二芯片U2第3引脚之间的接点为被测电路Z的另一个接入端；第二芯片U2的第4引脚接-15V电源，第二芯片U2的第5引脚接地，第二芯片U2的第7引脚接+15V电源，第二芯片U2的第6引脚与相敏检测电路4相连接。
[0017]第一芯片Ul是运算放大器AD843，它是一款高速、输入阻抗高的运算放大器，在一个较大的频率范围内能保证同相端和反相端的电压相等。第二芯片U2是低功耗、低噪声、高精度的仪表放大器AD620，它的输入阻抗达10G，输入端电容为2pF，它的放大倍数可以通过外接电阻设置，能够有效抑制谐波并降低辐射电磁干扰，本实用新型测量电路中设置其放大倍数为I。
[0018]如图3所示，本实用新型阻抗测量电路中的相敏检测电路4，包括第三芯片U3、第四芯片U4和第五芯片U5 ;第三芯片U3的第3引脚和第7引脚分别与阻抗/电源变换电路3相连接，即第三芯片U3的第3引脚和第7引脚分别与第二芯片U2的第6引脚相连接；第三芯片U3的第4引脚和第6引脚分别与DDS信号源2相连接；第三芯片U3的第5引脚接+5V电源，第三芯片U3的第14引脚接-5V电源；第三芯片U3的第2引脚和第8引脚均接地；第三芯片U3的第9引脚接第五芯片U5的第8引脚，第三芯片U3的第I引脚接第四芯片U4的第8引脚；第四芯片U4的第5引脚和第五芯片U5的第5引脚分别与主控电路I相连接；第四芯片U4的第I引脚和第五芯片U5的第I引脚分别与主控电路I单片机的P3.0口相连接，第四芯片U4的第6引脚和第五芯片U5的第6引脚均接地，第四芯片U4的第7引脚和第五芯片U5的第7引脚分别接+5V电源，第四芯片U4的第2引脚和第五芯片U5的第2引脚分别接-5V电源，第四芯片U4的第3引脚与第四芯片U4的第4引脚相连接，第五芯片U5的第3引脚与第五芯片U5的第4引脚相连接。
[0019]第三芯片U3是乘法器MLT04，它是一款四通道四象限电压输出模拟乘法器，端口设置简单，操作容易，功耗比较低，具有优良的温度稳定性，因为它有四通道，所以本测量电路只需要一片MLT04即可，而且只用了其中的两路通道；第四芯片U4和第五芯片U5是低通滤波器MAX295，它是可编程的，时钟与截止频率的比为50: 1，MAX295的截止频率固定为100Hz，由于MAX295所需要的时钟频率较低，可以由单片机直接提供。第四芯片U4的第I引脚和第五芯片U5的第I引脚连接的是单片机的P3.0引脚，单片机通过这个引脚来给低通滤波器提供时钟。
[0020]用本实用新型阻抗测量电路测量被测电路的阻抗时，将被测电路Z与两个被测电路的接入端相连接，如图4所示。第一芯片Ul的第3引脚为第一芯片Ul的正输入端，第一芯片Ul的第2引脚为第一芯片Ul的负输入端，第一芯片Ul的第6引脚为第一芯片Ul的输出端。第二芯片U2的第3引脚为第二芯片U2的正输入端，第二芯片U2的第2引脚为第二芯片U2的负输入端，第二芯片U2的第6引脚为第二芯片U2的输出端。
[0021]DDS信号源2产生信号DDSl和信号DDS2，信号DDSl是DDS信号源2提供的0°信号，信号DDS2是DDS信号源2提供的90°参考信号。信号DDSl同时输入阻抗/电源变换电路3和相敏检测电路4，输入阻抗/电压变换电路3的DDSl信号为阻抗/电压变换电路3提供驱动；输入相敏检测电路4的DDSl信号为相敏检测电路4中的乘法器提供相乘信号。信号DDSl通过高速、输入阻抗高的第一芯片Ul，保证在一个较大的频率范围内第一芯片Ul同相端和反相端的电压相等，且等于输入电压Vinl。流经被测量电路的电流由第一电阻Rl决定，第一电阻Rl为参考电阻。经过仿真得出VK与Vinl相等。由于流入第一芯片Ul反相端的电流可以忽略，所以流经第一电阻Rl的电流与被测电路的电流是相等的。因此有:
[0022]
【权利要求】
1.一种阻抗测量电路，其特征在于，包括依次相连接的DDS信号源(2)、阻抗/电压变换电路(3 )和相敏检测电路(4 )，DDS信号源(2 )与相敏检测电路(4 )相连接，DDS信号源(2 )和相敏检测电路(4)还分别与主控电路(I)相连接。
2.根据权利要求1所述阻抗测量电路，其特征在于，所述的主控电路(I)，用于控制DDS信号源(2)产生两路正交信号和更新两路正交信号的频率，用于给相敏检测电路(4)中的滤波器提供时钟；用于通过内部的A/D转换电路采集并处理经过滤波器输送来的信号；用于通过内部液晶电路显示被测电路的阻抗测量值，并对各阻抗测量值进行存储。
3.根据权利要求1所述阻抗测量电路，其特征在于，所述的阻抗/电压变换电路(3)包括第一芯片(Ul)和第二芯片(U2)，第一芯片(Ul)采用运算放大芯片AD843 ;第二芯片(U2)采用运算放大芯片AD620 ;第一芯片(Ul)的第3引脚接DDS信号源(2)，第一芯片(Ul)的第2引脚分别与第一电阻(Rl)的一端相连接，第一芯片(Ul)的第2引脚、第一电阻(Rl)的接点为被测电路的一个接入端；第一电阻(Rl)的另一端接地，第一芯片(Ul)的第2引脚还与第二芯片(U2)的第2引脚相连接；第一芯片(Ul)的第4引脚分别接-15V电源和第一电容(Cl)的一端，第一电容(Cl)的另一端接地；第一芯片(Ul)的第7引脚分别与+15V电源和第二电容(C2)的一端相连接，第二电容(C2)的另一端接地；第一芯片(Ul)的第6引脚接第二芯片(U2)的第3引脚，第一芯片(Ul)第6引脚与第二芯片(U2)第3引脚之间的接点为被测电路的另一个接入端；第二芯片(U2)的第4引脚接-15V电源，第二芯片(U2)的第5引脚接地，第二芯片(U2)的第7引脚接+15V电源，第二芯片(U2)的第6引脚与相敏检测电路(4)相连接。
4.根据权利要求1、2或3所述阻抗测量电路，其特征在于，所述的相敏检测电路(4)包括第三芯片(U3)、第四芯片(U4)和第五芯片(U5)，第三芯片(U3)采用乘法器MLT04 ;所述第四芯片(U4)和第五芯片(U5)均采用低通滤波器MAX295 ;第三芯片(U3)的第3引脚和第7引脚分别与阻抗/电源变换电路(3)相连接；第三芯片(U3)的第4引脚和第6引脚分别与DDS信号源(2)相连接；第三芯片(U3)的第5引脚接+5V电源，第三芯片(U3)的第14引脚接-5V电源；第三芯片(113)的第2引脚和第8引脚均接地；第三芯片(113)的第9引脚接第五芯片(U5)的第8引脚，第三芯片(U3)的第I引脚接第四芯片(U4)的第8引脚；第四芯片(U4)的第5引脚和第五芯片(U5)的第5引脚分别与主控电路(I)相连接；第四芯片(U4)的第I引脚和第五芯片(U5)的第I引脚分别与主控电路(I)相连接，第四芯片(U4)的第6引脚和第五芯片(U5)的第6引脚均接地，第四芯片(U4)的第7引脚和第五芯片(U5)的第7引脚分别接+5V电源，第四芯片(U4)的第2引脚和第五芯片(U5)的第2引脚分别接_5V电源，第四芯片(U4)的第3引脚与第四芯片(U4)的第4引脚相连接，第五芯片(U5)的第3引脚与第五芯片(U5)的第4引脚相连接。
【文档编号】G01R27/02GK203606434SQ201320641588
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】马胜前, 刘维兵, 张亚辉, 范满红, 张维昭, 吉言平, 杨阳, 梁梦依, 赵长荣 申请人:西北师范大学