[發明專利]同步多頻阻抗測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201210517263.0
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103018562A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 胥飛
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明涉及電子元件分析、材料分析及相關的技術領域，具體地說，涉及一種適用于不同頻率的待測樣阻抗的快速測量的同步多頻測量方法及其裝置。

背景技術

目前一般測量阻抗的方法是通過阻抗測量裝置加以完成的。在測量過程中，利用阻抗測量裝置中的激勵源，使其發出某一設定頻率的激勵波形作用于待測阻抗和與待測阻抗相串聯的已知阻值的參考阻抗，再通過矢量電壓表檢測待測阻抗和參考阻抗上的電壓，計算得到待測阻抗。該方法具有頻率范圍廣、精度高的特點。

但是，現有測量阻抗的方法存在以下不足：當需要測量不同頻率的阻抗時，現有的阻抗測量方法只能在一個頻率點測量完之后，再繼續測量另一個頻率點，即在任一時刻只能測量待測樣在單一頻率的阻抗。這樣，測量待測樣在多個頻率的阻抗就需花費較長時間，因此，難以快速測量待測樣阻抗的頻率譜。

發明內容

本發明的目的是要解決上述問題，提供一種同步多頻阻抗測量方法，能夠克服在任一時刻只能測量單個頻率下阻抗的問題，實現同步測量多個不同頻率的阻抗；本發明的再一目的是，提供所述同步多頻阻抗測量方法的一種測量裝置，以實現多個不同頻率同時作用于待測樣，而又能同時分開測量不同頻率的阻抗，進而達到同時作用、同時測量的目的。

為實現上述目的，本發明采取了以下技術方案。

一種同步多頻阻抗測量方法，包括以下步驟：

（1）將多個不同頻率的輸入電壓與對應的多個不同頻率的參考電壓同時加載于測量橋路；其中所述測量橋路包括待測阻抗、參考阻抗、運算放大器；

（2）在所述待測阻抗上生成多個不同頻率的矢量輸入電壓，在所述參考阻抗上生成多個不同頻率的矢量參考電壓；

（3）分別將生成的每一所述不同頻率的矢量輸入電壓和生成的每一所述不同頻率的矢量參考電壓傳送至多個矢量電壓表；矢量電壓表包括移相器、開關、乘法器、低通濾波器和A/D轉換器；

（4）將每一所述不同頻率的矢量輸入電壓分別與移相器產生對應頻率的正弦信號以及與移相器產生對應頻率的余弦信號相乘，以分別得到對應的乘積值；同樣，將每一所述不同頻率的矢量參考電壓分別與移相器產生對應頻率的正弦信號以及與移相器產生對應頻率的余弦信號相乘，以分別得到對應的乘積值；

（5）每一所述不同頻率的矢量輸入電壓與對應頻率的正弦信號相乘所得的乘積值，以及每一所述不同頻率的矢量輸入電壓與對應頻率的余弦信號相乘所得的乘積值通過低通濾波器分別生成對應的直流分量，進而獲得多個不同頻率的矢量輸入電壓的電壓值；同樣每一所述不同頻率的矢量參考電壓與對應頻率的正弦信號相乘所得的乘積值，以及每一所述不同頻率的矢量參考電壓與對應頻率的余弦信號相乘所得的乘積值通過低通濾波器分別生成對應的直流分量，進而獲得多個不同頻率的矢量參考電壓的電壓值；

（6）根據多個不同頻率的矢量輸入電壓和與其對應的多個不同頻率的矢量參考電壓，獲得不同頻率的對應阻抗。

進一步，在所述步驟（1）之后包括通過混頻器將生成的多個不同頻率的輸入電壓進行疊加的步驟。

進一步，在所述步驟（5）中包括通過多個開關在每一所述不同頻率的矢量輸入電壓測量之后切換至對應的同一頻率矢量參考電壓測量的步驟。

為實現上述第二目的，本發明采取了以下技術方案。

一種同步多頻阻抗測量裝置，包括：加載模塊、生成模塊、傳送模塊、相乘模塊、濾波模塊以及獲取模塊；

所述加載模塊用于將多個不同頻率的輸入電壓與對應的多個不同頻率的參考電壓同時加載于測量橋路；其中所述測量橋路包括待測阻抗、參考阻抗、運算放大器；

所述生成模塊用于在所述待測阻抗上生成多個不同頻率的矢量輸入電壓，在所述參考阻抗上生成多個不同頻率的矢量參考電壓；

所述傳送模塊用于分別將生成的每一所述不同頻率的矢量輸入電壓和生成的每一所述不同頻率的矢量參考電壓傳送至多個矢量電壓表；矢量電壓表包括移相器、開關、乘法器、低通濾波器和A/D轉換器；

所述相乘模塊用于將每一所述不同頻率的矢量輸入電壓分別與移相器產生對應頻率的正弦信號以及與移相器產生對應頻率的余弦信號相乘，以分別得到對應的乘積值；同樣，將每一所述不同頻率的矢量參考電壓分別與移相器產生對應頻率的正弦信號以及與移相器產生對應頻率的余弦信號相乘，以分別得到對應的乘積值；