[發明專利]一種無源器件等效電路結構及參數測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201510084669.8
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104950173B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 韋崗;徐晨;楊萃;曹燕
• 申請（專利權）人: 廣州豐譜信息技術有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 鄭永泉

1.一種無源器件等效電路結構及參數測量方法，其特征在于測量裝置包括人機交互模塊、數據處理單元、D/A轉換器、A/D轉換器、測試電路、夾具和電源，所述裝置中，人機交互模塊與數據處理單元相連，數據處理單元與D/A、A/D轉換器均相連，測試電路相連于D/A、A/D轉換器之間，測量時，用戶通過夾具將待測無源器件接入到測試電路中，通過人機交互模塊啟動測量；測試發射信號不再是單頻信號或固定頻率間隔的掃頻信號，而是參數可調的寬頻信號，信號模式多樣化的同時可得到該待測無源器件完整的頻率響應函數；

利用數據處理單元中的測量控制程序自動完成自校準過程與測量待測無源器件等效電路及參數過程，自校準過程是為了消除測試電路內部阻抗所帶來的影響，以得到除去測試電路內部總阻抗后待測無源器件在該測試頻段范圍內的頻率響應；測試電路由待測無源器件和內置標準電阻串聯組成，同時，一電子開關與待測無源器件并聯，通過數字處理單元的測量控制程序控制電子開關閉合或者斷開完成上述自校準操作與測量待測無源器件，再由數據處理單元計算待測無源器件等效電路結構及參數。

2.根據權利要求1所述的一種無源器件等效電路結構及參數測量方法，其特征在于測量待測無源器件等效電路及參數過程是：利用高階信道特性表達式來逼近該頻率響應并根據分解的子式計算待測無源器件串/并聯模型；采用Yule-Walker法、最小二乘法或者最大似然方法求解該高階信道特性表達式的系數，其中，高階信道特性表達式的階數可以由用戶通過人機交互模塊設定，也可以由算法程序根據擬合最優解得到，再對該高階信道特性表達式進行因式分解或留數分解，將其表示成多個1階、2階子式乘積或者和的形式，其中，每一個低階子式對應一個RLC電路，可根據分解出的子式形式選擇其所對應的RLC電路模型并確定該電路中電阻、電感和電容元件的阻抗值，于是，通過因式分解可將該待測無源器件等效為多個低階RLC電路的串聯模型，或者通過留數分解可將該待測無源器件等效為多個低階RLC電路的并聯模型。

3.根據權利要求1所述的一種無源器件等效電路結構及參數測量方法，其特征在于包括以下步驟：

測量之前，用戶通過夾具將待測無源器件接入，以待測量；

1）．參數設置：用戶通過人機交互模塊對測試信號類型及信號參數進行設置，并選擇計算串聯或者并聯模式，其中信號參數包括寬頻信號模式、采樣頻率、頻段范圍和持續時間；

2）．產生測量信號：啟動測量控制程序，數據處理單元依據設定的參數產生寬頻數字信號，該數字信號經過D/A轉換器轉換為模擬電信號輸入到測試電路；

3）. 自校準：數據處理單元控制內部電子開關閉合，將待測無源器件短路以得到校準電路，校準電路等效為測試電路內部總阻抗與內置標準電阻的串聯，取內置標準電阻上的分壓信號作為輸出信號，經過A/D轉換器轉換為數字信號并發送至數據處理單元以作為測量待測無源器件時的校準信號；

4）. 測量待測無源器件：數據處理單元控制內部電子開關斷開以接入待測無源器件，此時，該電路等效為測試電路內部總阻抗、待測無源器件和內置標準電阻的串聯，取內置標準電阻上的分壓信號作為輸出信號，經過A/D轉換器轉換為數字信號并發送至數據處理單元保存；

5）．用高階信道特性表達式逼近待測無源器件的頻率響應：數據處理單元利用上述輸入信號、兩組輸出信號、可以得到除去測試電路內部總阻抗后待測無源器件在該測試頻段范圍內的頻率響應，再以高階信道特性表達式來逼近該頻率響應，采用Yule-Walker法、最小二乘法或最大似然法求解該高階信道特性表達式，其中，高階信道特性表達式的階數可由用戶通過人機交互模塊設定，也可以由算法程序根據擬合最優解得到；

6）. 高階信道特性表達式為高階ARMA零極點模型，對其分解并計算待測無源器件等效電路結構：數據處理單元根據用戶選擇的串聯模式或者并聯模式對步驟5中得到的高階信道特性表達式進行因式分解或者留數分解，根據分解子式的表達式將該待測無源器件等效為多個對應低階RLC電路的串/并聯結構模型，并給出各個低階RLC電路中對應電阻、電感和電容元件的阻抗值；

7）．數據處理單元將測量結果發送至人機交互界面顯示。