[發明專利]一種三極管放大電路特性參數測量儀

在審

• 申請號: 202010111222.6
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111025131A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 沈建國;葛如陽;褚學業;鄭錦玉
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01R1/04
• 代理公司: 杭州中利知識產權代理事務所(普通合伙) 33301
• 代理人: 盧海龍

本發明涉及教學儀器設備技術領域，尤其涉及一種三極管放大電路特性參數測量儀，包括：微控制器、DDS、壓控衰減器、輸入阻抗網絡、多路壓控放大器、多路檢波器、高精度ADC、高速ADC、輸出阻抗網絡；微控制器控制DDS產生電壓信號，控制程控衰減器、輸入阻抗網絡和輸出阻抗網絡來調整被測三極管放大電路的輸入與輸出信號，并將上述三個模塊輸出信號送入多路程控放大器、高速ADC、多路檢波器及高精度ADC獲得A/D采樣值，微控制器通過算法分析采樣值從而得到被測電路特性參數并發至串口屏和網絡模塊。本發明能對放大電路的輸入輸出阻抗、放大倍數、頻率響應、諧波失真等參數進行快速和精準的測量，并具有遠程交互功能，可作為高校實驗教學儀器使用。

技術領域

本發明涉及教學儀器設備技術領域，尤其涉及一種三極管放大電路特性參數測量儀。

背景技術

在目前的高校電子電路類課程教學中，往往需要對三極管放大電路的輸入輸出阻抗、放大倍數、頻率響應、諧波失真等特性進行測量，并涉及共射、共基和共集三種組態的測量教學。而目前教學中，一般需要使用信號發生器、示波器等多種儀器的配合來測量，測量過程非常繁瑣、耗費時間較長且測量精度一般，更重要的是繁瑣的測量過程等會影響學生的學習熱情，導致學生的學習積極性較低、教學的效果較差。

專利CN201621102856.0公開了一種電路參數測量儀，采用單片機控制核心，主要由正弦波發生器、數據采集存儲、處理、顯示等功能模塊組成，其中，數據處理包括了幅頻測量以及相頻測量部分，實際操作通過單片機觸屏控制來實現參數測量，采用DDS芯片AD9854實現正交信號的發生，通過模擬乘法器實現參數測量。

但是其仍然存在著測量速度慢、精度差的問題，從而嚴重影響教學質量、影響學生的學習積極性；無法滿足對于不同的參數進行區別對待，例如對于測量速度要求高的參數，優先考慮其測量速度，對于精度較高的參數優先考慮其精度。

因此，現在需要一種能自動、快速測量三極管放大電路各項參數，并且可滿足較高精度的三極管放大電路特性參數測量儀。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種三極管放大電路特性參數測量儀。該測量儀具有自動、快速測量三極管放大電路各項參數、測量精度高等優點。

本發明為實現其技術目的所采用的技術方案是：一種三極管放大電路特性參數測量儀，其結構特點是，包括：外殼和內部的微控制器、DDS、程控衰減器、輸入阻抗網絡、多路程控放大器、多路檢波器、高精度ADC、高速ADC以及輸出阻抗網絡。其各種特征參數測量方案均按照高校電子電路類相關課程中晶體三極管放大器實驗原理設計。

具體地，微控制器控制DDS產生電壓信號，控制程控衰減器、輸入阻抗網絡和輸出阻抗網絡調整被測三極管放大電路的輸入與輸出信號，并將上述三個模塊輸出信號送入多路程控放大器、高速ADC、多路檢波器及高精度ADC獲得A/D采樣值，微控制器通過處理采樣值從而得到被測電路的特性參數并發至串口屏和網絡模塊。

優選地，所述輸入阻抗網絡、輸出阻抗網絡實現方式為低阻抗模擬開關選通對應阻抗網絡。

優選地，所述多路程控放大器、程控衰減器由運算放大器與數字電位器構成，通過改變數字電位器阻值實現增益程控。

優選地，所述高速ADC采用10MSPS采樣速率的12位ADC芯片AD9220。

具體地，對于需要快速測量的參數如輸入、輸出阻抗等，利用高速ADC可滿足實際使用需求，測量測度更快。

優選地，所述高精度ADC采用24位分辨率和23位無噪聲分辨率的8路ADC芯片ADS1256。

具體地，對于需要精確測量的參數如放大倍數、頻率響應等，利用高精度ADC，可得到更為精確的測量結果。