LCR射频阻抗测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种LCR射频阻抗测试仪，包括依次相连的信号源、衰减器、巴伦、V/I输入切换开关、下变频电路、中频处理电路、ADC采集单元、FPGA，还包括50Ω高精度电阻R1、测试端口，50Ω高精度电阻R1与巴伦次级绕组同名端相连，测试端口与巴伦次级绕组异名端相连；下变频电路包括第一通道下变频电路、第二通道下变频电路，分别与其中一组V/I输入切换开关相连作为V通道与I通道；V通道信号为待测件上的电压降，I通道信号为待测件上的电流，两者比值的50倍即为待测件的阻抗。通过上述方式，本实用新型专利技术测量精度高、速度快、误差小，测量频率范围及阻抗范围较宽，抗干扰能力强。

LCR radiofrequency impedance tester

The utility model discloses a LCR RF impedance tester, including the signal source connected in sequence, attenuator, balun, V/I input switch, frequency inverter, frequency processing circuit, ADC acquisition unit, FPGA, also includes 50 ohm high precision resistor R1, test port, 50 ohm high precision resistor R1 and Pakistan the secondary winding is connected with the end of the same name Aaron, test port and balun secondary winding is connected with the end of synonym frequency inverter; frequency conversion circuit, including second channel of the first channel conversion circuit, respectively, and one V/I input switch connected as V channel and I channel; V channel signal is a voltage on the measured drop the I channel signal is a current member to be measured, 50 times the ratio of the measured impedance is a. Through the above method, the utility model has high measurement precision, fast speed, small error, wide measuring frequency range and wide impedance range, and strong anti-interference ability.

【技术实现步骤摘要】
LCR射频阻抗测试仪
本技术涉及一种阻抗测试仪，特别是涉及一种LCR射频阻抗测试仪。
技术介绍
目前阻抗测试仪采用的方法有自动平衡电桥法、矢量网络分析法、I-V法。电桥法测量精度高，但需要手动平衡调节，其标准电阻需要手动换挡，测量反复调节、测量时间长，因而相应出现了自动平衡电桥法，其适用于宽频率、宽阻抗范围测量，但却不适应于高频测量，其测量频率范围为20—110MHz，测量频率低，对于100MHz至3GHz的测量，射频I-V法有较好的测量的能力，对于3GHz及更高的频率，则较多采用网络分析法。应用网络分析法的矢量网络分析仪通过测量反射系数Γx根据公式Γx＝(Zx-Zo)/(Zx+Zo)求阻抗Zx(Zo一般为50欧姆)，如图1所示是反射系数Γx随阻抗变化的曲线，由图1可知Γx随测量阻抗变化是非线性关系，当测量阻抗接近50欧姆时线性最好，当测量阻抗远离50欧姆时线性度变差，此时当阻抗值变化很大时，反射系数可能变化很小，影响测量精度。因此矢量网络分析仪只能对接近其自身特性阻抗(通常50欧姆)的阻抗进行精确测量，存在测量误差大、测量阻抗范围较窄的缺点。因此亟需提供一种新型的LCR射频阻抗测试仪来解决上述问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种测量精度高、速度快且测量频率范围及阻抗范围较宽的LCR射频阻抗测试仪。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种LCR射频阻抗测试仪，包括依次相连的信号源、衰减器、巴伦、V/I输入切换开关、下变频电路、中频处理电路、ADC采集单元、FPGA，还包括50Ω高精度电阻R1、测试端口，50Ω高精度电阻R1与巴伦次级绕组同名端相连，测试端口与巴伦次级绕组异名端相连；下变频电路包括第一通道下变频电路、第二通道下变频电路，分别与其中一组V/I输入切换开关相连作为V通道与I通道；V通道信号为待测件上的电压降，I通道信号为待测件上的电流，两者比值的50倍即为待测件的阻抗。在本技术一个较佳实施例中，下变频电路将宽带测量信号下变频到固定中频信号进行分析处理，其包括混频器、本振单元，本振单元与混频器相连，且本振单元与混频器通过机壳共地。在本技术一个较佳实施例中，中频处理电路包括依次相连的放大器、滤波器，用于对中频信号进行放大及滤波处理。在本技术一个较佳实施例中，测试端口采用50Ω精密同轴连接器，提高了高频信号的测试精度。进一步的，信号源产生的射频信号的频率范围为1MHz—3GHz，远远的超出了自动平衡电桥法测量的频率范围。进一步的，衰减器输出的射频信号电平范围为-40—0dBm。本技术的有益效果是：(1)本技术克服了利用电桥法测量反复调节、测量时间长、测量频率低的缺点，提升了测量速度，最快的点测量时间为0.9ms，实现了快速自动测量，其测量频率范围(1MHz—3000MHz)远远优于电桥法；(2)本技术测量精度优于矢量网络分析仪，矢量网络分析仪只能对接近其自身特性阻抗(通常50欧姆)的阻抗进行精确测量，本测试仪可测量的阻抗范围为140mΩ—4.8KΩ，具有测量误差小且测量阻抗范围宽的优点；(3)本技术采用射频I-V法测量阻抗的电路结构简单，抗干扰能力强。附图说明图1是现有技术中矢量网络分析法测量阻抗时Γx随Zx＝Rx+j0变化的曲线图；图2是本技术LCR射频阻抗测试仪一较佳实施例的原理框图；附图中各部件的标记如下：1、信号源，2、衰减器，3、巴伦，4、V/I输入切换开关，5、第一通道下变频电路，6、第二通道下变频电路，7、I通道，8、V通道，9、中频处理电路，10、混频器，11、本振单元，12、放大器，13、滤波器，14、测试端口，15、待测件。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图2，本技术实施例包括：一种LCR射频阻抗测试仪，包括50Ω高精度电阻R1、测试端口14、依次相连的信号源1、衰减器2、巴伦3、V/I输入切换开关4、下变频电路、中频处理电路9、ADC采集单元、FPGA，50Ω高精度电阻R1与巴伦3次级绕组同名端相连，测试端口14与巴伦3次级绕组异名端相连，衰减器2的输出端与巴伦3初级绕组同名端相连，巴伦3初级绕组异名端接地，下变频电路包括第一通道下变频电路5、第二通道下变频电路6，分别与其中一组V/I输入切换开关4相连作为V通道8与I通道7。下变频电路将宽带测量信号下变频到固定中频信号进行分析处理，其包括混频器10、本振单元11，本振单元11与混频器10相连，且本振单元11与混频器10通过机壳共地。中频处理电路9包括依次相连的放大器12、滤波器13，用于对中频信号进行放大及滤波处理。测试端口14采用50Ω的精密同轴连接器，提高了高频信号的测试精度。所述LCR射频阻抗测试仪的工作原理为信号源产生1MHz—3GHz的射频信号通过衰减器2调整幅度满足测试电平(-40—0dBm)后输入到测试端口14。信号进入测试端口14后经过电流检测巴伦单端转差分后，变换为两路信号，两路射频信号分别通过下变频电路后转换为固定中频信号，中频处理电路9对固定中频信号通过放大滤波处理后进行ADC采集，FPGA对采集到的数据进行分析计算。测量电路和50Ω的特性阻抗相匹配，以保证高频时的最佳精度。由于测试电流流过的巴伦次级绕组与接到测试端口14的待测件相串联，因此流过R1和待测件15的电流相等，均为图中的Idut，同时巴伦3上的Udut电压也可测，因此，V通道信号Udut代表待测件15上的电压降，I通道信号Utr代表待测件15的电流。V/I输入切换开关4交替选择Udut和Utr信号，因而可用同一下变频通道同时测量这两个矢量电压，从而避免了跟踪误差。依据公式Zx＝50(Udut/Utr)即可得到待侧件15的阻抗。本技术克服了利用电桥法测量反复调节、测量时间长、测量频率低的缺点，提升了测量速度，最快的点测量时间为0.9ms，实现了快速自动测量，其测量频率范围(1MHz—3000MHz)远远优于电桥法；测量精度优于矢量网络分析仪，矢量网络分析仪只能对接近其自身特性阻抗(通常50欧姆)的阻抗进行精确测量，本测试仪可测量的阻抗范围为140mΩ—4.8KΩ，具有测量误差小且测量阻抗范围宽的优点；本技术采用射频I-V法测量阻抗的电路结构简单，利用校准和补偿算法抵消测量电路、测试夹具和电缆带来的附加影响，抗干扰能力强。以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LCR射频阻抗测试仪，其特征在于，包括依次相连的信号源、衰减器、巴伦、V/I输入切换开关、下变频电路、中频处理电路、ADC采集单元、FPGA，还包括50Ω高精度电阻R1、测试端口，50Ω高精度电阻R1与巴伦次级绕组同名端相连，测试端口与巴伦次级绕组异名端相连；下变频电路包括第一通道下变频电路、第二通道下变频电路，分别与其中一组V/I输入切换开关相连作为V通道与I通道；V通道信号为待测件上的电压降，I通道信号为待测件上的电流，两者比值的50倍即为待测件的阻抗。

【技术特征摘要】
1.一种LCR射频阻抗测试仪，其特征在于，包括依次相连的信号源、衰减器、巴伦、V/I输入切换开关、下变频电路、中频处理电路、ADC采集单元、FPGA，还包括50Ω高精度电阻R1、测试端口，50Ω高精度电阻R1与巴伦次级绕组同名端相连，测试端口与巴伦次级绕组异名端相连；下变频电路包括第一通道下变频电路、第二通道下变频电路，分别与其中一组V/I输入切换开关相连作为V通道与I通道；V通道信号为待测件上的电压降，I通道信号为待测件上的电流，两者比值的50倍即为待测件的阻抗。2.根据权利要求1所述的LCR射频阻抗测试仪，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶龙旭，胡光鑫，
申请(专利权)人：成都玖锦科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51