[發明專利]高精度交流阻抗測試系統及其測試方法

有效

• 申請號: 202110290117.8
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113075456B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉瑜;陳娟瑜
• 申請（專利權）人: 常州同惠電子股份有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 常州聯正專利代理事務所(普通合伙) 32546
• 代理人: 張岳

1.一種高精度交流阻抗測試系統，其特征在于：包括

電腦主板，用于控制整套系統運行；

外圍設備，與電腦主板相連，用于人機交互；

電源模塊，為整套系統提供電源；

矢量信號測試模塊，與電腦主板相連，并通過標準參考電阻與被測件相連，用于測量被測件和標準參考電阻上的電壓數據，將其發送至電腦主板，所述矢量信號測試模塊包括

自動增益控制模塊，分別與程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源及程控平衡信號源相連，根據測試信號的頻率和幅度將程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源以及程控平衡信號源的信號進行增益控制；

低通濾波器，與自動增益控制模塊相連，對自動增益控制模塊發出的信號進行低通濾波；

混頻器，與低通濾波器相連，對低通濾波器發出的信號進行混頻，其中對低于本振頻率的信號進行上混頻，高于本振頻率的信號進行下混頻；

模數轉換器，與混頻器相連，將混頻后的信號轉換成數字信號；

可編程數字邏輯電路，與模數轉換器相連，根據數字信號進行計算和處理，得出被測件的相關數據送給電腦主板進行處理；

所述被測件通過HPOT端口與矢量信號測試模塊連接，被測件通過HCUR端口與程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源連接，被測件通過LCUR端口與標準參考電阻連接，被測件通過LPOT端口與誤差電流檢測模塊連接；

程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源，分別與電腦主板、矢量信號測試模塊、被測件相連，用于產生測試用的主信號和提供矢量信號測量模塊用的混頻本振信號；

誤差電流檢測模塊，與被測件相連，用于檢測測試信號通過被測件及平衡信號通過標準參考電阻產生的誤差電流，所述誤差電流檢測模塊包括

切換開關A，與被測件相連，根據不同的測試頻率切換使用信號；

電流/電壓變換模塊，與切換開關A相連，將電流信號變化為電壓信號；

自動增益控制模塊，與電流/電壓變換模塊相連，將電壓信號自動控制增益；

低通濾波器，與自動增益控制模塊相連，將增益信號進行低通濾波；

切換開關B，與低通濾波器相連，根據不同的輸出頻率切換使用信號；

模數轉換器，與切換開關B相連，將模擬信號轉成數字信號；

可編程數字邏輯電路，與模數轉換器相連，根據數字信號進行計算和處理；

程控平衡信號源，分別與誤差電流檢測模塊、矢量信號測量模塊及標準參考電阻相連，用于產生一個和測試信號頻率相同的信號；

所述程控平衡信號源包括

可編程數字邏輯電路，與誤差電流檢測模塊相連，根據誤差電流檢測模塊輸出的數據來控制平衡信號源的幅度和相位；

數模轉換器，與可編程數字邏輯電路相連，將可編程數字邏輯電路發出的數字信號轉換成模擬信號；

低通濾波器，與數模轉換器相連，根據不同的測試頻率進行濾波；

切換開關，與低通濾波器相連，根據不同的測試頻率切換使用低通濾波器發出的信號。

2.根據權利要求1所述的高精度交流阻抗測試系統，其特征在于：所述標準參考電阻采用一個或多個不同頻率的標準參考電阻陣列。

3.一種如權利要求1或2所述的高精度交流阻抗測試系統的測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)通過外圍設備設置測試參數，然后將被測件接入矢量信號測試模塊、程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源、誤差電流檢測模塊、程控平衡信號源進行測試；

(2)測試時，程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源產生一個高精度低失真度的正弦波信號，送給被測件產生一個電流I1；同時程控平衡信號源也產生一個頻率相同的正弦波，通過標準參考電阻也產生一個電流I2；

(3)I1和I2在被測件的LCUR端口和LPOT端口匯合，如果I1和I2的幅度相等且相位相反，那I1和I2就會抵消，被測件的LCUR端口和LPOT端口電壓就等于零伏；如果幅度不相等或者相位不相反，就會有誤差電流I3＝I1+I2；

(4)然后通過誤差電流檢測模塊的信號處理將誤差電流進行采集及處理，最終反向疊加到程控平衡信號源上，從而使程控平衡信號源產生的正弦波信號發生幅度和相位的變化達到I1和I2抵消的最終目的；

(5)當整個回路正常工作時，I1和I2將動態抵消，使LPOT端口沒有電流流入，LCUR端口電壓就等于零伏；

(6)通過測量被測件上的電壓和標準參考電阻上電壓就能通過公式算出阻抗。