一种基于约束优化问题的等效电路阻抗测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于约束优化问题的等效电路阻抗测量方法及装置。本发明专利技术通过计算测量电路的频率响应，用频率响应逼近备选等效电路的频率响应特性，得到带约束条件的约束优化目标，从中选择误差最小的一种电路作为待测无源器件的等效电路，从而求解等效电路和阻抗值。本发明专利技术中，阻抗测量的数据处理采用基于约束优化的最优化目标，能够保证计算结果具备实际的物理意义，从而使等效电路的应用价值更大，能够进行等效电路的搭建以检验无源器件测量数据的正确性；无源器件的等效电路更加多样化，在选区的备选等效电路中选取最优电路，保证了阻抗测量的精度。本发明专利技术的优化意义重大，电路构成简单，测量精度提高。

An equivalent circuit impedance measurement method and device based on constrained optimization problem

The invention provides an equivalent circuit impedance measurement method and device based on constraint optimization problem. By calculating the frequency response of the measuring circuit and approaching the frequency response characteristics of the alternative equivalent circuit with the frequency response, the invention obtains the constrained optimization objective with the constraint conditions, and selects the circuit with the smallest error as the equivalent circuit of the passive device to be tested, so as to solve the equivalent circuit and impedance value. In the invention, the optimization target based on constraint optimization is adopted for the data processing of impedance measurement, which can ensure that the calculation result has practical physical significance, so that the application value of equivalent circuit is greater, and the equivalent circuit can be built to test the correctness of the measurement data of passive components; the equivalent circuit of passive components is more diversified, and selected in the alternative equivalent circuit of selected area The optimal circuit ensures the accuracy of impedance measurement. The invention has the advantages of great optimization significance, simple circuit structure and improved measurement accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于约束优化问题的等效电路阻抗测量方法及装置
本专利技术属于阻抗测量和优化
，具体涉及一种基于约束优化问题的等效电路阻抗测量方法及装置。
技术介绍
阻抗测量是我们了解待测无源器件电学特性的关键步骤，也是器件改造和高精度器件制造中必不可少的一项，精确的测量对探测器件测量结果的正确阐释同样具有重要意义。在测量领域，若是能将待测器件等效为常见的电路形式并准确测量出具有实际物理意义的阻抗值，将对高质量产品的生产制造和高匹配度的实验方案设计有重大的推动作用。目前，一般的阻抗测量装置仅仅能测量出阻抗值，并没能给出等效电路，国外一些产品能给出等效电路，但是价格较为昂贵，普适性不强，例如英国WayneKerrWK6500系列精密阻抗分析仪，售价约2.2万美元左右，而已有公开发表的专利文献虽然能够对无源器件进行阻抗计算并给出等效电路，但都存在一定的不足：(1)从阻抗测量结果来看，在求解电路阻抗值缺少约束条件，使得测量结果可能存在负阻抗的情况，缺少实际物理意义，不利于等效电路的搭建。例如对于一种无源器件等效电路结构及参数测量方法及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于约束优化问题的等效电路阻抗测量装置，其特征在于，包括信号产生模块、信号发送模块、待测电路模块、信号接收模块、数据处理模块；/n所述信号产生模块用于产生参数可调的宽频信号，宽频信号的起始频率、截止频率、持续时间和采样率需要根据实际测量自主设置；/n所述数据发送模块包括D/A转换器，将信号产生模块生成的数字信号转换为模拟信号并将其分别发送到待测电路模块以及信号接收模块；/n所述待测电路模块包括待测无源器件和标准内置电阻；/n所述信号接收模块A/D转换器，将电路中的模拟信号以及信号发送模块发送的模拟信号转换为数字信号并接收保存下来，为数据处理做准备，然后将数字信号发送到数据处理模块；/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于约束优化问题的等效电路阻抗测量装置，其特征在于，包括信号产生模块、信号发送模块、待测电路模块、信号接收模块、数据处理模块；
所述信号产生模块用于产生参数可调的宽频信号，宽频信号的起始频率、截止频率、持续时间和采样率需要根据实际测量自主设置；
所述数据发送模块包括D/A转换器，将信号产生模块生成的数字信号转换为模拟信号并将其分别发送到待测电路模块以及信号接收模块；
所述待测电路模块包括待测无源器件和标准内置电阻；
所述信号接收模块A/D转换器，将电路中的模拟信号以及信号发送模块发送的模拟信号转换为数字信号并接收保存下来，为数据处理做准备，然后将数字信号发送到数据处理模块；
所述数据处理模块将对接收的数据进行处理，计算测量电路的频率响应特性，得到约束优化问题的最优化目标，采用最优化计算方法，求解出多个等效电路的元件阻抗值，选择拟合效果最优的一个备选等效电路作为待测元件的等效电路，并给出对应的等效电路和具有实际物理意义的元件阻抗值。


2.根据权利要求1所述的一种基于约束优化问题的等效电路阻抗测量装置，其特征在于，所述基于约束优化问题的等效电路阻抗测量装置的测量过程如下：
步骤1、信号产生模块产生具有特定起始频率、截止频率、持续时间和采样率的宽频信号x[n]并将其发送至信号发送模块；
步骤2、信号发送模块将数字信号x[n]转换为模拟信号x(t)，将x(t)分别发送到信号接收模块和待测电路模块；
步骤3、x(t)经过待测电路模块后得到y(t)，被信号接收装置接收；
步骤4、信号接收模块将接收到的x(t)和y(t)模拟信号转换为数字信号x[n]和y[n]并将两者发送至数据处理模块；
步骤5、数据处理模块对数字信号x[n]和y[n]进行快速傅里叶变换得到X(jω)和Y(jω)，并进行约束优化问题求解，得到等效电路和等效电路阻抗值。


3.根据权利要求2所述的一种基于约束优化问题的等效电路阻抗测量装置，其特征在于，所述约束优化问题求解过程如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨萃，赖惠君，姜茗耀，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44