一种RLC测量仪及测量方法技术

本发明专利技术涉及一种RLC测量仪，采用CPLD技术替代用数字电路产生正弦检测信号，且CPLD开发板上芯片资源丰富、内含PLL锁相环，方便实现倍频和分频，且包含存储单元，可以直接调用ROM表宏模块、而且可以应用SOPC来实现内核，便于实现高频测试信号能够提高正弦检测信号的波形质量；本发明专利技术还设计了基于本发明专利技术设计RLC测量仪的测量方法，采用直接数字频率合成技术，能够精确控制输出正弦检测信号的频率和相位，同时具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续、具有低相位噪声和低漂移、易于集成、易于调整等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种RLC测量仪及测量方法。 
技术介绍
RLC元件参数测量仪器是用于测量集中参数电阻R、电感L、电感M、电容C和品质因数Q的测量仪器，是一种广泛用于材料工业、医药工业、电子信息工业各种相关参数的测量和数据分析的多用途仪器。 电阻、电感、电容，无论从种类上还是数量上说都是使用很频繁的电子元器件，随着电子材料、工艺和使用等方面的发展，对电阻、电感、电容等元器件及其品质因数在不同频率电子线路下其值的特性提出了更高的要求。大部分电感器的电感量在使用不同的测量频率和测试信号电平时会有很大的变化，而铝电解电容器也随着测量频率的改变其值也会发生急剧的变化。市场上普通的电阻R、电感L、电容C的标称值都是在1kHz测试信号频率和1V测试信号电平作用下测量出的值，不具有通用性。目前市场上的产品的测量频率大都在30HZ～300KHZ(采用单片机设计)，不能满足设备测量频率范围的需求。 
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于CPLD技术，满足设备测量频率范围需求的RLC测量仪。 与此相应，针对上述技术问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于本专利技术设计的RLC测量仪，满足设备测量频率范围需求的测量方法。 本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种RLC测量仪，包括前置检测电路模块、差分处理电路模块、检波电路模块、积分模块、信号采集处理控制单片机、双端口RAM、输入输出控制模块、输入模块、输出模块、低通滤波器模块和D/A转换器；还包括CPLD控制板，其中，前置检测电路模块的输出端与差分处理电路模块的输入端相连接，差分处理电路模块的输出端与检波电路模块的其中一个输入端相连接，检波电路模块的输出端与积分模块的输入端相连接，积分模块的输出端与信号采集处理控制单片机的输入端相连接，信号采集处理控制单片机的输出端与CPLD控制板的输入端相连接，信号采集处理控制单片机同时与双端口RAM进行交互通信，CPLD控制板的两个输出端分别与检波电路模块、D/A转换器相连接，D/A转换器的输出端与低通滤波器模块的输入端相连接，同时分别与检波电路模块、D/A转换器相连接，双端口RAM与输入输出控制模块进行交互通信，输入输出控制 模块的输入端、输出端分别与输入模块、输出模块相连接。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述积分模块包括相互连接的积分型A/D转换器和计数器，其中，所述检波电路模块的输出端与积分型A/D转换器的输入端相连接，积分型A/D转换器的输出端与所述信号采集处理控制单片机的输入端相连接。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述CPLD控制板为CPLD开发板。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述输入输出控制模块为键盘显示控制单片机，所述输入装置为键盘输入装置，所述输出装置为液晶显示装置。 本专利技术所述一种RLC测量仪采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术设计的RLC测量仪，采用CPLD技术替代用数字电路产生正弦检测信号，且CPLD开发板上芯片资源丰富、内含PLL锁相环，方便实现倍频和分频，且包含存储单元，可以直接调用ROM表宏模块、而且可以应用SOPC来实现内核，便于实现高频测试信号，能够提高正弦检测信号的波形质量，有效拓宽正弦检测信号的测量范围，满足设备测量频率范围需求，且便于升级和维护。 与此相应，本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种基于本专利技术设计RLC测量仪的测量方法，包括如下步骤： 步骤001.所述输入模块经输入输出控制模块、双端口RAM、信号采集处理控制单片机向所述CPLD控制板发送控制命令，所述CPLD控制板采用直接数字频率合成技术，根据接收到的控制命令产生并控制正弦检测信号经D/A转换器、低通滤波器模块输送至被测电子元器件； 步骤002.所述前置检测电路模块针对被测电子元器件进行检测，获得被测电子元器件的检测信号，并输送至所述差分处理电路模块进行处理； 步骤003.所述差分处理电路模块针对检测信号进行处理后，发送至检波电路模块，所述输入模块经输入输出控制模块、双端口RAM、信号采集处理控制单片机向所述CPLD控制板发送鉴相控制命令，所述CPLD控制板采用直接数字频率合成技术，根据接收到的鉴相控制命令控制检波电路模块针对接收到的信号进行双鉴相，并将鉴相信号发送至所述积分型A/D转换器； 步骤004.所述积分型A/D转换器接收鉴相信号，并根据与之相连的计数器，针对鉴相信号进行积分，并将其平均值转换成相应的数字量信号，发送至所述信号采集处理控制单片机； 步骤005.所述信号采集处理控制单片机接收数字量信号，经双端口RAM、输入输出控制模块，通过输出模块进行输出。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤001中，所述CPLD控制板采用直接数字频率合成技术，根据接收到的控制命令产生并控制20Hz～1MHz正弦检测信号经D/A转换器、低通滤波器模块输送至被测电子元器件。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤003中，所述CPLD控制板控制检波电路模块针对接收到的信号进行双鉴相过程中，采用三路方波对被测电子器件和标准电阻两端的电压差信号进行鉴相。 本专利技术所述一种基于本专利技术设计RLC测量仪的测量方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术设计基于本专利技术设计RLC测量仪的测量方法，基于CPLD技术，采用直接数字频率合成技术，能够精确控制输出正弦检测信号的频率和相位，同时直接数字频率合成技术具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续、具有低相位噪声和低漂移、易于集成、易于调整等优点；并且本专利技术设计的测量方法中，采用了双鉴相，鉴相后的合成波形在积分过程中受到直流电压纹波的影响减小了，使得测量结果的精度提高了一位，这大大提高产品的市场竞争力。 附图说明图1是本专利技术设计的RLC测量仪及测量方法的结构示意图； 图2是本专利技术设计RLC测量仪中前置检测电路模块电路示意图； 图3是本专利技术设计RLC测量仪中差分处理电路模块电路示意图； 图4是本专利技术设计RLC测量仪中检波电路模块示意图； 图5是本专利技术设计RLC测量仪中积分模块示意图； 图6是本专利技术设计RLC测量仪中计数器示意图； 图7是本专利技术设计RLC测量仪中键盘显示控制单片机示意图。 具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。 如图1所示，本专利技术设计了一种RLC测量仪，包括前置检测电路模块、差分处理电路模块、检波电路模块、积分模块、信号采集处理控制单片机、双端口RAM、输入输出控制模块、输入模块、输出模块、低通滤波器模块和D/A转换器；还包括CPLD控制板，其中，前置检测电路模块的输出端与差分处理电路模块的输入端相连接，差分处理电路模块的输出端与检波电路模块的其中一个输入端相连接，检波电路模块的输出端与积分模块的输入端相连接，积分模块的输出端与信号采集处理控制单片机的输入端相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RLC测量仪，包括前置检测电路模块、差分处理电路模块、检波电路模块、积分模块、信号采集处理控制单片机、双端口RAM、输入输出控制模块、输入模块、输出模块、低通滤波器模块和D/A转换器；其特征在于：还包括CPLD控制板，其中，前置检测电路模块的输出端与差分处理电路模块的输入端相连接，差分处理电路模块的输出端与检波电路模块的其中一个输入端相连接，检波电路模块的输出端与积分模块的输入端相连接，积分模块的输出端与信号采集处理控制单片机的输入端相连接，信号采集处理控制单片机的输出端与CPLD控制板的输入端相连接，信号采集处理控制单片机同时与双端口RAM进行交互通信，CPLD控制板的两个输出端分别与检波电路模块、D/A转换器相连接，D/A转换器的输出端与低通滤波器模块的输入端相连接，同时分别与检波电路模块、D/A转换器相连接，双端口RAM与输入输出控制模块进行交互通信，输入输出控制模块的输入端、输出端分别与输入模块、输出模块相连接。

【技术特征摘要】
1.一种RLC测量仪，包括前置检测电路模块、差分处理电路模块、检波电路模块、积分模块、信号采集处理控制单片机、双端口RAM、输入输出控制模块、输入模块、输出模块、低通滤波器模块和D/A转换器；其特征在于：还包括CPLD控制板，其中，前置检测电路模块的输出端与差分处理电路模块的输入端相连接，差分处理电路模块的输出端与检波电路模块的其中一个输入端相连接，检波电路模块的输出端与积分模块的输入端相连接，积分模块的输出端与信号采集处理控制单片机的输入端相连接，信号采集处理控制单片机的输出端与CPLD控制板的输入端相连接，信号采集处理控制单片机同时与双端口RAM进行交互通信，CPLD控制板的两个输出端分别与检波电路模块、D/A转换器相连接，D/A转换器的输出端与低通滤波器模块的输入端相连接，同时分别与检波电路模块、D/A转换器相连接，双端口RAM与输入输出控制模块进行交互通信，输入输出控制模块的输入端、输出端分别与输入模块、输出模块相连接。
2.根据权利要求1所述一种RLC测量仪，其特征在于：所述积分模块包括相互连接的积分型A/D转换器和计数器，其中，所述检波电路模块的输出端与积分型A/D转换器的输入端相连接，积分型A/D转换器的输出端与所述信号采集处理控制单片机的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述一种RLC测量仪，其特征在于：所述CPLD控制板为CPLD开发板。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述一种RLC测量仪，其特征在于：所述输入输出控制模块为键盘显示控制单片机，所述输入装置为键盘输入装置，所述输出装置为液晶显示装置。
5.一种基于权利要求2至4中任意一项所述一种RLC测量仪的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤001. 所述输入模块经输入输出控制模块、双端...

【专利技术属性】
技术研发人员：安晶，徐友武，刘学然，李青祝，阳程，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32