[發(fā)明專利]一種阻抗特性測試裝置

在審

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• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111983317A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 李榮;柳祎;馬延軍;張深明;紀康康;唐豪
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 李明全

1.一種阻抗特性測試裝置，其特征在于，包括：

電橋電路，具有信號輸入端、接地端、信號輸出端A、信號輸出端B以及待測件測量位，所述測量位用于連接待測件；

比較電路，具有電壓輸出端和兩個電壓輸入端，兩個所述電壓輸入端分別連接所述電橋電路的信號輸出端A和信號輸出端B；

負載特性測試電路，具有模擬信號輸出端、模擬信號檢測端和數(shù)字信號輸出端，所述模擬信號輸出端與所述電橋電路的信號輸入端連接，并用于向所述電橋電路提供激勵信號，所述模擬信號檢測端與所述比較電路的電壓輸出端連接，并用于接收所述比較電路輸出的模擬信號；以及

單片機，具有信號輸入端和信號處理單元，所述信號輸入端與所述負載特性測試電路的數(shù)字信號輸出端連接，所述信號處理單元用于根據(jù)所述信號輸入端接收的數(shù)字信號生成所述待測件的阻抗。

2.如權利要求1所述的一種阻抗特性測試裝置，其特征在于，所述負載特性測試電路信號處理單元和信號發(fā)生單元，所述信號處理單元包括：

信號放大器，與所述電壓輸出端連接，并用于放大接收的模擬信號；

低通濾波器，與所述信號放大器連接，并用于去除放大后的模擬信號中的噪聲；

ADC采樣單元，與所述低通濾波器連接，并用于將去噪后的模擬信號轉換為數(shù)字信號；

數(shù)字信號處理器，與所述ADC采樣單元連接，并用于對所述數(shù)字信號進行傅里葉變換，生成待測件阻抗的實部信息和虛部信息；以及

IIC接口，與所述數(shù)字信號處理器連接，并用于將所述實部信息和虛部信息發(fā)送至所述單片機。

3.如權利要求2所述的一種阻抗特性測試裝置，其特征在于，所述信號處理單元根據(jù)所述信號輸入端接收的數(shù)字信號生成所述待測件的阻抗具體采用OSL方法，具體為：

由負載特性測試電路接收待測件的阻抗對應的實部和虛部；

通過ρ_M＝R+jX計算出待測件的阻抗測量值ρ_M；

通過得出入射波的反射數(shù)S₁₁；

待測阻抗為

其中，Z₀為電橋中除待測件外，其他已知電阻的阻值，且其他已知電阻均相等。

4.如權利要求2或3所述的一種阻抗特性測試裝置，其特征在于，所述電橋電路包括：

待測件測量位，用于連接所述待測件，且連接接地端；

電阻R9，與所述待測件測量位連接的所述待測件串聯(lián)，且連接所述信號輸入端；

信號輸出端A，位于所述電阻R9與所述待測件之間；

電阻R10，與所述待測件、電阻R9并聯(lián)，且連接接地端；

電阻R11，與所述電阻R10串聯(lián)，且連接所述信號輸入端；以及

信號輸出端B，位于所述電阻R10與電阻R11之間。

5.如權利要求4所述的一種阻抗特性測試裝置，其特征在于，所述比較電路包括：

運算放大器，具有高電平接入端、低電平接入端、電壓輸出端和兩個電壓輸入端；其中，兩個電壓輸入端分別連接所述電橋電路的信號輸出端A和信號輸出端B；

電容C13，與所述儀器放大器的電壓輸出端連接；以及

電阻R6，一端與所述電容C13連接，另一端連接所述負載特性測試電路的模擬信號檢測端。

6.如權利要求5所述的一種阻抗特性測試裝置，其特征在于，所述負載特性測試電路包括AD5933芯片：

其第六管腳為模擬信號輸出端，分別連接所述電阻R9和電阻R11；

其第四管腳和第五管腳為模擬信號檢測端，且，所述第四管腳通過電阻R7后連接電阻R6，所述第五管腳直接連接所述電阻R6；

其第十五管腳和第十六管腳為數(shù)字信號輸出端，均連接至所述單片機的信號輸入端；

其第八管腳串聯(lián)電容C17后與外部時鐘連接；

其第九管腳串聯(lián)電感L2后接+5V；

其第十管腳、第十一管腳接+5V；

其第十二管腳串聯(lián)電感L1后接地；

其第十三管腳、十四管腳接地；

其第十五管腳串聯(lián)電阻R3后接+5V；

其第十六管腳串聯(lián)電阻R2后接+5V。

7.如權利要求5或6所述的一種阻抗特性測試裝置，其特征在于，還包括顯示單元，所述顯示單元連接所述單片機的SPI接口，用于顯示所述待測件的阻抗。