一种LCR阻抗测试设备制造技术

本发明专利技术公开了一种LCR阻抗测试设备，包括：DDS信号发生器、放大器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、自动增益控制器、相位检测器、第一乘法器、第二乘法器、加法器、宽带缓冲电路、处理器和档位电阻。本发明专利技术通过DDS信号发生器、放大器、自动增益控制器、相位检测器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一乘法器、第二乘法器、加法器、带宽缓冲电路和档位电阻形成自动平衡电桥，利用自动平衡电桥的原理来测试待测设备的阻抗。其中，本发明专利技术的测试设备的工作频率上限可以到达30MHz，完全满足超过100KHz的阻抗测试的要求。本发明专利技术主要用于测试技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种LCR阻抗测试设备
本专利技术涉及测试
，特别涉及一种LCR阻抗测试设备。
技术介绍
现有的LCR阻抗测试设备一般采用自平衡电桥进行测试，传统的自平衡电桥，使用运放输入引脚的虚地原理进行测试。此种测试方法在低频下具有很好的性能，能达到满意的测试精度。但是在频率超过100KHz以后，因为运放工作带宽的限制，不再平衡，无法正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种LCR阻抗测试设备，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本专利技术解决其技术问题的解决方案是：提供一种LCR阻抗测试设备，包括：DDS信号发生器、放大器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、自动增益控制器、相位检测器、第一乘法器、第二乘法器、加法器、宽带缓冲电路、处理器和档位电阻，所述档位电阻与待测设备串接；所述DDS信号发生器产生正交信号，分别为正弦波基准信号和余弦波基准信号；所述正弦波基准信号通过放大器放大输出正弦波电压测试信号，所述正弦波电压测试信号通过待测设备产生输出电流；所述自动增益控制器检测所述输出电流并输出增益电压矢量信号；所述相位检测器将所述增益电压矢量信号分解成正交的实部电压向量信号和虚部电压向量信号；所述实部电压向量信号输入第一低通滤波器输出表征所述实部电压向量信号的相位的第一直流电压；所述虚部电压向量信号输入第二低通滤波器输出表征所述虚部电压向量信号的相位的第二直流电压；第一直流电压与正弦波基准信号通过第一乘法器相乘得到第一矢量电压信号；第二直流电压与余弦波基准信号通过第二乘法器相乘得到第二矢量电压信号；所述第一矢量电压信号和第二矢量电压信号通过加法器进行反向相加得到相位相差180°的目标电压信号；所述目标电压信号经过宽带缓冲电路放大并加载的档位电阻以平衡待测设备产生的输出电流；所述处理器通过数学模型计算得到待测设备的阻抗，所述数学模型为：Z=R*(Vd/Vr)；其中，Z表示待测设备的阻抗，R是档位电阻的电阻值，Vd是所述正弦波电压测试信号，Vr是目标电压信号。进一步，本LCR阻抗测试设备还包括第三低通滤波器，所述第三低通滤波器用于对进入放大器前的正弦波基准信号进行滤波处理。进一步，所述自动增益控制器包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第一AD603AR芯片、第二AD603AR芯片、可变电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、+5V节点和-5V节点；所述第一电容的一端分别与第一二极管的阳极、第二二极管的阴极和待测设备的电流输出节点连接；所述第一电容的另一端与第一AD603AR芯片的第三引脚连接，所述第一AD603AR芯片的第四引脚分别与第一电阻的一端、第二电容的一端连接；所述第一AD603AR芯片的第二引脚分别与第三电容的一端、第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与第三电阻的一端、第四电容的一端和第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端分别与第八电容的一端、第十二电阻的一端和第十一电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与+5V节点连接；所述第一AD603AR芯片的第五引脚分别与第六电容的一端和第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与第七电阻的一端、第八电阻的一端、第一AD603AR芯片的第七引脚和第十二电容的一端连接，所述第八电阻的另一端与第七电容的一端连接，所述第十二电容的另一端与第二AD603AR芯片的第三引脚连接；所述第一AD603AR芯片的第一引脚分别与第五电容的一端和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与第九电容的一端、第十四电阻的一端、第一三极管的集电极和第二三极管的集电极连接；所述第一三极管的发射极与第十五电阻的一端连接，所述第十五电阻的另一端分别与+5V节点、第十六电阻的一端和第十七电容的一端连接，所述第十六电阻的另一端分别与第十七电阻的一端和第一三极管的基极连接；所述第十七电阻的另一端分别与第二三极管的基极和第十八电阻的一端连接，所述第十八电阻的另一端分别与-5V节点和第十八电容的一端连接；所述第二三极管的发射极与第十九电阻的一端连接，所述第十九电阻的另一端分别于第二AD603AR芯片的第七引脚、第十三电阻的一端和相位检测器连接；所述第二AD603AR芯片的第四引脚分别与第十三电容的一端、第十电容的一端和可变电阻的移动端连接；所述可变电阻的一定端与第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端与+5V节点连接，所述可变电阻的另一定端与第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端与-5V节点连接；所述第二AD603AR芯片的第五引脚分别与第十九电容的一端和第十三电阻的另一端连接；所述第二AD603AR芯片的第一引脚分别与第十四电阻的另一端和第十六电容的一端连接；所述第一二极管的阴极、第二二极管的阳极、第一电阻的另一端、第二电容的另一端、第三电容的另一端、第四电容的另一端、第六电容的另一端、第五电容的另一端、第七电阻的另一端、第七电容的另一端、第九电容的另一端、第八电容的另一端、第十三电容的另一端、第十四电容的另一端、第十电容的另一端、第十八电容的另一端、第十六电容的另一端、第十七电容的另一端和第十九电容的另一端分别对地连接；所述第一AD603AR芯片和第二AD603AR芯片串接形成100db的增益。进一步，所述处理器包括FPGA芯片、第一AD转换单元、第二AD转换单元，所述FPGA芯片通过第一AD转换单元采集并得到目标电压信号，所述FPGA芯片通过第二AD转换单元采集并得到正弦波电压测试信号。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过DDS信号发生器、放大器、自动增益控制器、相位检测器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一乘法器、第二乘法器、加法器、带宽缓冲电路和档位电阻形成自动平衡电桥，利用自动平衡电桥的原理来测试待测设备的阻抗。其中，本专利技术的测试设备的工作频率上限可以到达30MHz，完全满足超过100KHz的阻抗测试的要求。附图说明图1是LCR阻抗测试设备的电路原理图；图2是自动增益控制器的电路连接结构示意图；图3是处理器的电路原理图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本专利技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LCR阻抗测试设备，其特征在于，包括：DDS信号发生器、放大器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、自动增益控制器、相位检测器、第一乘法器、第二乘法器、加法器、宽带缓冲电路、处理器和档位电阻，所述档位电阻与待测设备串接；所述DDS信号发生器产生正交信号，分别为正弦波基准信号和余弦波基准信号；所述正弦波基准信号通过放大器放大输出正弦波电压测试信号，所述正弦波电压测试信号通过待测设备产生输出电流；所述自动增益控制器检测所述输出电流并输出增益电压矢量信号；所述相位检测器将所述增益电压矢量信号分解成正交的实部电压向量信号和虚部电压向量信号；所述实部电压向量信号输入第一低通滤波器输出表征所述实部电压向量信号的相位的第一直流电压；所述虚部电压向量信号输入第二低通滤波器输出表征所述虚部电压向量信号的相位的第二直流电压；第一直流电压与正弦波基准信号通过第一乘法器相乘得到第一矢量电压信号；第二直流电压与余弦波基准信号通过第二乘法器相乘得到第二矢量电压信号；所述第一矢量电压信号和第二矢量电压信号通过加法器进行反向相加得到相位相差180°的目标电压信号；所述目标电压信号经过宽带缓冲电路放大并加载的档位电阻以平衡待测设备产生的输出电流；所述处理器通过数学模型计算得到待测设备的阻抗，所述数学模型为：/nZ=R*(Vd/Vr)；/n其中，Z 表示待测设备的阻抗，R是档位电阻的电阻值，Vd是所述正弦波电压测试信号，Vr是目标电压信号。/n...

【技术特征摘要】
1.一种LCR阻抗测试设备，其特征在于，包括：DDS信号发生器、放大器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、自动增益控制器、相位检测器、第一乘法器、第二乘法器、加法器、宽带缓冲电路、处理器和档位电阻，所述档位电阻与待测设备串接；所述DDS信号发生器产生正交信号，分别为正弦波基准信号和余弦波基准信号；所述正弦波基准信号通过放大器放大输出正弦波电压测试信号，所述正弦波电压测试信号通过待测设备产生输出电流；所述自动增益控制器检测所述输出电流并输出增益电压矢量信号；所述相位检测器将所述增益电压矢量信号分解成正交的实部电压向量信号和虚部电压向量信号；所述实部电压向量信号输入第一低通滤波器输出表征所述实部电压向量信号的相位的第一直流电压；所述虚部电压向量信号输入第二低通滤波器输出表征所述虚部电压向量信号的相位的第二直流电压；第一直流电压与正弦波基准信号通过第一乘法器相乘得到第一矢量电压信号；第二直流电压与余弦波基准信号通过第二乘法器相乘得到第二矢量电压信号；所述第一矢量电压信号和第二矢量电压信号通过加法器进行反向相加得到相位相差180°的目标电压信号；所述目标电压信号经过宽带缓冲电路放大并加载的档位电阻以平衡待测设备产生的输出电流；所述处理器通过数学模型计算得到待测设备的阻抗，所述数学模型为：
Z=R*(Vd/Vr)；
其中，Z表示待测设备的阻抗，R是档位电阻的电阻值，Vd是所述正弦波电压测试信号，Vr是目标电压信号。


2.根据权利要求1所述的一种LCR阻抗测试设备，其特征在于：还包括第三低通滤波器，所述第三低通滤波器用于对进入放大器前的正弦波基准信号进行滤波处理。


3.根据权利要求1所述的一种LCR阻抗测试设备，其特征在于：所述自动增益控制器包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第一AD603AR芯片、第二AD603AR芯片、可变电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、+5V节点和-5V节点；所述第一电容的一端分别与第一二极管的阳极、第二二极管的阴极和待测设备的电流输出节点连接；所述第一电容的另一端与第一AD603AR芯片的第三引脚连接，所述第一AD603AR芯片的第四引脚分别与第一电阻的一端、第二电容的一端连接；所述第一AD603AR芯片的第二引脚分别与第三电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈希辰，李凯，钟有权，郑俊岭，
申请(专利权)人：佛山市联动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44