用于示波器校准仪探头的高精度阻抗测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于示波器校准仪探头的高精度阻抗测量系统，首先采用检波器得到标准电阻器两端信号的检波值，并由ADC模块采集得到对应的有效值，然后由比较器将标准电阻器两端信号进行过零比较转换为方波，然后经过两个延时模块再输入FPGA，通过调整延时令将两个信号同步输入FPGA，从而测量得到相位差时间，进而计算得到待测探头的阻抗。本发明专利技术利用延时不改变输出信号波形特征的特点实现高精度相位测量，可以有效地提高测试相位差时间的分辨率，从而提高探头阻抗测量的精度。

High Precision Impedance Measurement System for Oscilloscope Calibrator Probe

The invention discloses a high-precision impedance measurement system for Oscilloscope Calibrator probe. Firstly, the detector is used to obtain the detection value of the signal at both ends of the standard resistor, and the corresponding effective value is acquired by the ADC module. Then, the zero-crossing comparison of the signal at both ends of the standard resistor is converted to square wave by the comparator. Then, the two delay modules are input into the FPGA, and the delay is adjusted. The two signals are input into the FPGA synchronously, and the phase difference time is measured, and then the impedance of the probe to be measured is calculated. The invention realizes high-precision phase measurement by utilizing the characteristic that the delay does not change the waveform characteristics of the output signal, and can effectively improve the resolution of the test phase difference time, thereby improving the accuracy of the probe impedance measurement.

【技术实现步骤摘要】
用于示波器校准仪探头的高精度阻抗测量系统
本专利技术属于仪器仪表高精度阻抗测量
，更为具体地讲，涉及一种用于示波器校准仪探头的高精度阻抗测量系统。
技术介绍
示波器校准仪是一种脉冲波形类多参数综合性电子计量标准仪器，它由正、负直流电压、矩形脉冲、尖脉冲、稳幅正弦波和快沿脉冲及电流源等电路组成。可以用来校准示波器的主要技术指标。在示波器校准仪工作时，通常需要对探头的输入阻抗进行匹配，以减少对采集信号的影响，因此需要准确测量探头的阻抗。当需要实现高精度阻抗测量时，矢量阻抗测试方法是一种很好的选择。矢量阻抗测试方法直接来自阻抗的定义，由于通过探头的正弦电压信号不会发生频率的改变，只会产生幅度和相位的变化，因此矢量阻抗测试方法测量阻抗的实质就是分离阻抗实部和虚部后，对两路电压和相位差的测量。目前采用较多的方法是相敏检波法和过零比较法。相敏检波相位参考基准分为固定轴法和自由轴法，固定轴法要使矢量相位保持一致，给实现上带来困难，且硬件电路复杂；自由轴法主要靠软件来确保正交坐标系的精确性，还消除了固定轴法难以克服的同相误差，提高了测量精度且硬件电路结构简单，但大量使用软件降低测量速度。而过零本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于示波器校准仪探头的高精度阻抗测量系统，其特征在于包括信号源、第一运放、标准电阻器、第二运放、第三运放、检波器、ADC模块、比较器、第一延时模块、第二延时模块、FPGA和RAM，其中：信号源用于产生阻抗测量的驱动信号并输出至第一运放；第一运放用于对驱动信号进行放大，其信号输出端分别连接标准电阻器和第二运放的输入；标准电阻器一端连接第一运放的输出端，另一端连接第三运放的输入端，并在进行探头阻抗测量时连接待测探头；第二运放接收第一运放的输出信号进行放大得到信号Us并输出至检波器和比较器；第三运放接收标准电阻器与待测探头连接一端的信号进行放大得到信号Ux并输出至检波器和比较器；检波器用于分...

【技术特征摘要】
1.一种用于示波器校准仪探头的高精度阻抗测量系统，其特征在于包括信号源、第一运放、标准电阻器、第二运放、第三运放、检波器、ADC模块、比较器、第一延时模块、第二延时模块、FPGA和RAM，其中：信号源用于产生阻抗测量的驱动信号并输出至第一运放；第一运放用于对驱动信号进行放大，其信号输出端分别连接标准电阻器和第二运放的输入；标准电阻器一端连接第一运放的输出端，另一端连接第三运放的输入端，并在进行探头阻抗测量时连接待测探头；第二运放接收第一运放的输出信号进行放大得到信号Us并输出至检波器和比较器；第三运放接收标准电阻器与待测探头连接一端的信号进行放大得到信号Ux并输出至检波器和比较器；检波器用于分别对信号Us和信号Ux进行检波，得到两个信号对应的电压检波值，然后发送给ADC模块；ADC模块用于分别对信号Us和信号Ux的电压检波值进行采集，得到对应的电压有效值|Us|和|Ux|并发送给FPGA；比较器用于分别对信号Us和信号Ux进行过零比较，转换成相同频率的方波信号Ws和Wx，将方波信号Ws发送给第一延时模块，将方波信号Wx发送给第二延时模块；第一延时模块用于对方波信号Ws进行延时得到延时信号Ws′并输出至FPGA，延时Ts由FPGA控制；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨万渝，戴志坚，韩熙利，黄俊，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51