[實用新型]LCR數字電橋

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120494081.7
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN202330599U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 沈小鋒;丁楊
• 申請（專利權）人: 常州中策儀器有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R27/28;G01R27/08;G01R19/25
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本實用新型涉及一種數字電橋，尤其是能采用高頻信號源測量待測元件的數字電橋，具體地說是一種LCR數字電橋。?

背景技術

LCR電感(L)、電容(C)和電阻(R)作為基本元器件，在電子產品中被廣泛使用。隨著電子產品的技術與性能不斷發(fā)展和提高，國內相關行業(yè)對元器件的檢測技術的要求也在不斷的提高，特別是對元器件在1MHz及以上頻率條件下參數測量的需求與日俱增。因此，頻率達到上MHz、信號電平達到1mV的LCR測試儀，有助于了解元器件在實際工作條件下的真實性能，提高產品的性能與可靠性。?

發(fā)明內容

本實用新型的目的是針對目前元器件在1MHz及以上頻率條件下參數測量的需求與日俱增的問題，提出一種LCR數字電橋。本實用新型是頻率達到上MHz、信號電平步進達到1mV的LCR測試儀，有助于了解元器件在實際工作條件下的真實性能，提高產品的性能與可靠性。?

本實用新型的技術方案是：?

一種LCR數字電橋，它包括基準時鐘、與基準時鐘相連的三個DDS信號源、測量信號發(fā)生器、源電阻、連接被測元件的輸入電路、自動平衡電橋、兩濾波器、兩混頻器、雙路同步A/D轉換器和ARM處理器，所述的第一DDS信號源的輸出與測量信號發(fā)生器的輸入端相連，測量信號發(fā)生器的信號輸出端通過源電阻驅動輸入電路所連接的被測元件，輸入電路的兩測量電壓端分別通過濾波器與對應混頻器的一信號輸入端相連，兩混頻器的另一信號輸入端均與第二DDS信號源的信號輸出端相連，兩混頻器的信號輸出端分別與雙路同步A/D轉換器的對應信號輸入端相連，雙路同步A/D轉換器的信號源端與第三DDS信號源的輸出相連，雙路同步A/D轉換器的輸出與ARM處理器的信號輸入端相連，ARM處理器與LCD顯示器、分選接口的對應信號端相連，輸出被測元件的對應電參數。

本實用新型的第一DDS信號源輸出信號的頻率范圍是20Hz～5MHz，分辨率0.01Hz。?

本實用新型的測量信號發(fā)生器的信號輸出端依次串接濾波器、功率放大器后通過源電阻連接輸入電路，驅動被測元件。?

本實用新型的被測元件通過輸入電路與一組四端對結構相連。?

本實用新型的ARM處理器與存儲器單元、通訊接口、鍵盤的對應信號端相連。?

本實用新型的有益效果：?

本實用新型的LCR數字電橋是頻率達到上MHz、信號電平達到1mV的LCR測試儀，有助于了解元器件在實際工作條件下的真實性能，提高產品的性能與可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型的原理框圖。?

圖2是四端對結構的示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。?

如圖1所示，本系統(tǒng)的測量信號發(fā)生器能產生頻率從20Hz～5MHz(分辨率0.01Hz)、幅度從mVrms～5Vrms(1mV步進)變化的正弦信號，以及-5V～+5V的內部直流偏置電壓。測試信號經過一組濾波器后，送入一個帶自動電平調整功能（ALC）的功放進行放大，再通過源電阻去驅動被測元件。被測元件通過輸入電路與一組四端對結構相連，自動平衡電橋使Lp端始終虛地，形成兩路矢量電壓。被測的兩路矢量電壓經分別濾波、混頻后一起送入雙路同步A/D轉換器。A/D轉換電路把矢量電壓經數字處理后，由ARM處理器進行實時數字相敏檢波分成實部和虛部分量，最后計算出Z、L、C、R等不同的電參數進行顯示或分選。?

具體實施時：?

測試信號源：信號源用于測量時模擬實際的電路條件，本系統(tǒng)的信號源能產生寬頻、寬幅及步長可變的信號電平，且有恒壓、恒流功能。本系統(tǒng)由42.9497MHz的晶振產生一個時鐘基準，同時驅動三個DDS合成信號源，三個DDS合成信號源由ARM處理器給出相應的數據分別產生三個不同的信號源。

測試信號的產生：用戶通過控制面板設置測試信號的頻率和電平，由ARM處理器給出相應的數據，分別送入DDS合成電路和D/A轉換電路的數據輸入腳，產生相應的正弦信號(Fc)。正弦信號通過低通濾波器后送入功率放大電路，再經過輸出電阻輸出到被測元件上。?

混頻基準信號的產生：由于本系統(tǒng)的測試頻率最高可以達到5MHz，因此測試信號的頻率設定后，ARM處理器會根據測試信號頻率的不同，控制與混頻器時鐘輸入端相連的DDS合成電路經比較器變成方波再分頻后產生混頻基準信號Fr。這樣，被測的矢量電壓經過混頻器后，其頻率最終變成Ft(Ft=Fc-nFr,n是整數)，Ft是一個不大于1KHz的正弦信號。?