[發明專利]一種高精度LCR數字電橋測試儀

在審

• 申請號: 202110656823.X
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113176430A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 陳大慶;吳佳辰;徐忻怡;夏世龍
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01R17/10
• 分類號: G01R17/10
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 李婭

1.一種高精度LCR數字電橋測試儀，其用于對待測阻抗Zx進行檢測，其特征在于，包括：

微處理器模塊和LCR電橋控制模塊；

所述LCR電橋控制模塊包括LCR電橋控制單元、電壓差分放大單元和電橋信號處理單元；

所述LCR電橋控制單元與微處理器模塊連接以形成數字電橋；所述電壓差分放大單元的輸出端與微處理器模塊的輸入端連接，所述電壓差分放大單元的輸入端與所述LCR電橋控制單元的輸出端連接以對所述數字電橋中上橋電壓差和下橋電壓差進行差分采樣；所述電橋信號處理單元與所述微處理器模塊和電壓差分放大單元均連接以對所述數字電橋中的信號進行處理。

2.根據權利要求1所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，還包括濾波模塊，所述濾波模塊的輸入端與所述微處理器模塊的輸出端連接以使得所述微處理器中的SPWM波信號經由所述濾波模塊轉換成正弦波信號。

3.根據權利要求2所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，所述LCR電橋控制單元包括數字電橋電路和第一模擬開關電路；所述數字電橋電路通過第一模擬開關電路與微處理器模塊連接；所述微處理器模塊對數字電橋電路中的參數進行控制。

4.根據權利要求3所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，所述LCR電橋控制單元還包括與數字電橋電路連接的第一電壓跟隨電路，所述濾波模塊的輸出端與所述第一電壓跟隨電路的輸入端連接，所述第一電壓跟隨電路將所述濾波模塊中的正弦波信號進行穩定輸出。

5.根據權利要求3所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，所述電壓差分放大單元包括四路電壓跟隨電路和差分采樣電路；所述四路電壓跟隨電路的輸入端與所述LCR電橋控制單元的輸出端連接以采集所述數字電橋電路中上橋和下橋的四路電壓信號；所述微處理器模塊與四路電壓跟隨電路連接，所述微處理器模塊對四路電壓信號進行處理，以輸出上橋電壓差和下橋電壓差；所述差分采樣電路與所述微處理器模塊連接對上橋電壓差和下橋電壓差進行差分采樣。

6.根據權利要求1所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，所述電橋信號處理單元包括第一電壓比較器電路，第一電壓比較器電路的輸出端與微處理器模塊連接以判斷所述數字電橋電壓是否超閾值。

7.根據權利要求6所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，所述電橋信號處理單元還包括四段程控放大電路和第二電壓比較器電路；所述第一電壓比較器電路與所述四段程控放大電路連接，所述第二電壓比較器電路的輸入端與所述四段程控放大電路的輸出端連接以判斷所述四段程控放大電路的增益溢出。

8.根據權利要求7所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，所述電橋信號處理單元還包括三階低通濾波器電路和同相放大器電路；所述四段程控放大電路的輸出端與所述三階低通濾波器電路的輸入端連接以消除高頻噪聲，提高微處理器模塊的AD采樣速度；所述三階低通濾波器電路輸出端與所述同相放大器電路的輸入端連接，所述同相放大器的輸出端與所述微處理器模塊的輸入端連接以將所述三階低通濾波電路中的信號進行放大并傳送給微處理器模塊進行AD轉換。

9.根據權利要求8所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，所述同相放大器電路包括運算放大器芯片SGM8551。

10.根據權利要求2所述的高精度LCR數字電橋測試儀，其特征在于，所述濾波模塊包括六階低通濾波器電路和一階高通濾波器電路；所述六階低通濾波器電路和一階高通濾波器電路并聯，所述微處理器中的SPWM波信號經由所述六階低通濾波器電路和一階高通濾波器電路轉換成正弦波信號。