基于FPGA-TDC的电阻测量系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于FPGA‑TDC的电阻测量系统及方法，用于解决现有电阻测量系统及方法中存在测量精度及分辨率低的技术问题，该系统包括：依次连接的参考电压产生模块(1)、电阻‑时间转换模块(2)和FPGA‑TDC测量模块(3)，及微小电容差测量模块(4)；参考电压产生模块(1)包括由FPGA芯片、DAC芯片和仪用运算放大器芯片组成的参考电压产生电路，电阻‑时间转换模块(2)包括两个不同的子模块，FPGA‑TDC测量模块(3)搭建在FPGA芯片内部，微小电容差测量模块(4)包括由FPGA芯片和微小电容差测量芯片组成的微小电容差测量电路。本发明专利技术具有测量精度高和分辨率高的特点，可用于高分辨率的电阻测量领域。

【技术实现步骤摘要】
201610164019

【技术保护点】
一种基于FPGA‑TDC的电阻测量系统，包括依次相连的电阻‑时间转换模块(2)和FPGA‑TDC测量模块(3)，所述电阻‑时间转换模块(2)用于将待测电阻值转换成时间间隔信号；所述FPGA‑TDC测量模块(3)用于测量所述时间间隔信号的大小；其特征在于：所述电阻‑时间转换模块(2)包括第一电阻‑时间转换模块(21)和第二电阻‑时间转换模块(22)，用于产生两路时间间隔信号，其中第一电阻‑时间转换模块(21)由依次连接的第一放电电路和双比较器电路组成，第二电阻‑时间转换模块(22)由依次连接的第二放电电路和双比较器电路组成；在所述电阻‑时间转换模块(2)的前端连接有参考电压产生模块(1)，该参考电压产生模块(1)包括由FPGA芯片、DAC芯片和仪用运算放大器芯片组成的参考电压产生电路，用于产生两个参考电压；所述FPGA‑TDC测量模块(3)搭建在FPGA芯片内部；所述电阻测量系统还包括微小电容差测量模块(4)，该模块包括由FPGA芯片和微小电容差测量芯片组成的微小电容差测量电路，用于测量两个微小电容的容值差。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA-TDC的电阻测量系统，包括依次相连的电阻-时间转换模块(2)和FPGA-TDC测量模块(3)，所述电阻-时间转换模块(2)用于将待测电阻值转换成时间间隔信号；所述FPGA-TDC测量模块(3)用于测量所述时间间隔信号的大小；其特征在于：所述电阻-时间转换模块(2)包括第一电阻-时间转换模块(21)和第二电阻-时间转换模块(22)，用于产生两路时间间隔信号，其中第一电阻-时间转换模块(21)由依次连接的第一放电电路和双比较器电路组成，第二电阻-时间转换模块(22)由依次连接的第二放电电路和双比较器电路组成；在所述电阻-时间转换模块(2)的前端连接有参考电压产生模块(1)，该参考电压产生模块(1)包括由FPGA芯片、DAC芯片和仪用运算放大器芯片组成的参考电压产生电路，用于产生两个参考电压；所述FPGA-TDC测量模块(3)搭建在FPGA芯片内部；所述电阻测量系统还包括微小电容差测量模块(4)，该模块包括由FPGA芯片和微小电容差测量芯片组成的微小电容差测量电路，用于测量两个微小电容的容值差。2.根据权利要求1所述的基于FPGA-TDC的电阻测量系统，其特征在于，所述电阻-时间转换模块(2)用于通过第一放电电路和双比较器电路、第二放电电路和双比较器电路，将待测电阻值转换为时间间隔信号，实现将待测电阻值的测量转换为对时间间隔的测量。3.根据权利要求1所述的基于FPGA-TDC的电阻测量系统，其特征在于，所述DAC芯片采用两个通道并行的结构。4.根据权利要求1所述的基于FPGA-TDC的电阻测量系统，其特征在于，所述第一放电电路由RC电路并联第一微小电容C1组成，所述第二放电电路由RC电路并联第二微小电容C2组成，其中RC电路中的电阻是待测电阻Rx，电容是参考电容Cref。5.根据权利要求1所述的基于FPGA-TDC的电阻测量系统，其特征在于，所述FPGA-TDC测量模块(3)具有皮秒量级的分辨率。6.根据权利要求1所述的基于FPGA-TDC的电阻测量系统，其特征在于，所述测量两 个微小电容的容值差，是指由FPGA芯片控制微小电容差测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，王海，胡丰，刘岩，赵伟，秦红波，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61