专利名称：单节点采样的伏安特性数字化测量电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种简单实用的伏安特性测量电路，一种电工电子测量设备中使用的方法和电路。
背景技术：
我们知道，一个元件或网络之端电压与端电流的关系曲线称为伏安特性曲线，简称伏安特性。晶体管特性图示仪、网络分析仪、美国HUNTRON公司名为Tracker的在线测试仪器都是用来得到伏安特性或伏安特性曲线以完成各种测试任务的设备。它们的测量方法都基于附图1所示的原理性电路，其特征是必须测得电流、电压两种参量，且往往要在测量回路的两个节点N1、N2上采样。新一代的数字化仪表也未脱离这种两节点、两参量的模式，只不过是对它们进行了数字化而已。而对元器件数量和耗电很计较的手持式袖珍仪表需要更简单的电路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更简单的伏安特性的数字化测量电路，以满足上述要求。
本发明的伏安特性测量电路包括数模变换器(D/A变换器)、激励放大器、限流电阻、测试插座、采样放大器、模数变换器(A/D变换器)、单片微处理机(MCU)。在附图2中，D/A变换器1的输出与激励放大器2的输入相连，激励放大器2的输出与限流电阻3的一端相连，限流电阻3的另一端连到测试插座4的一个端子上，测试插座4的这个端子也与采样放大器5的输入相连；测试插座4的另外一个端子则连到电路的公共端(接地端)；采样放大器5的输出与A/D变换器6的输入相连，A/D变换器6的数据输出与单片微处理机7的数据输入口相连；D/A变换器1的输入与单片微处理机7的数据输出口相连。这个电路的状态、数据采集、数据处理均受常驻单片微处理机7的嵌入式软件控制。系统加电并初始化后，将被测元件或网络的两端分别连到测试插座4的两个端子上，在软件作用下就可得到被测元件或网络的伏安特性，以数字或图形显示出来。
本发明的特征是单一节点采样、单一参数测量，即只需采集被测元件或网络的端电压，而无须采集端电流，用于伏安特性的数字化测量，电路结构简单。实验证明，它很实用，有足够的精度保证。
图1是已知的原理性伏安特性测量电路图；图2是本发明的基本电路结构图；图3是本发明的实施例电原理图。
典型实施例下面结合附图进一步说明。
在附图2中，单片微处理机7在其内驻程序的控制下将激励信号的数字量输出至D/A变换器1的数据输入口，D/A变换器1将其变换为模拟激励信号，激励放大器2将模拟激励信号放大后经限流电阻3加到测试插座4上，与测试插座4相连的被测元件或网络则可得到激励信号的激励而产生响应电压，采样放大器5将此响应电压采集处理后送到A/D变换器6的模拟量输入端，经A/D变换器6变换后输出的数字量将由单片微处理机7进行处理，完成伏安特性的测量。
附图3是一个实施例本发明成功应用在图形显示的数字万用表中(尚未公布)。附图3所示，该仪表的两个新功能晶体管特性图示功能和节点特征图示功能，都使用本发明来测量伏安特性，只不过为晶体管基极激励和多量程测量的需求作了一些扩展。附图3中出现了第二个激励放大器和第二个D/A变换器(D/A和A/D均在MCU中)、两种测试插座、多个限流电阻、量程分压器和多个切换开关。其中，与DAC0相关的激励放大器1是晶体管测试的集电极激励源和节点测试的高电平激励源；与DAC1相关的激励放大器2是晶体管测试的基极激励源和节点测试的低电平激励源RC1～RC5是晶体管测试的集电极限流电阻，RB1是基极限流电阻RN1～RN5是节点测试的限流电阻；RV1～RV3是两种功能共用的量程分压电阻SC1、SC2是联动开关的一段，用于晶体管测试功能，前者切换限流电阻，后者切换量程分压；类似的SN1、SN2是另一段，用于节点测试功能。附图3与附图2对比，虽然多了一些元件，其实是对附图2电路形式的扩展，本发明的原理形态就在其中。在附图3中，若对某个量程的具体选择勾画出来并将其中的开关用线条直连就是本发明的电路。显然，仍然是在单一节点N上取样，仅对被测对象端电压单一参数的采集。
权利要求
1.伏安特性数字化测量电路包括数模变换器(D/A)、激励放大器、限流电阻、测试插座、采样放大器、模数变换器(A/D)、单片微处理机(MCU)。数模变换器的输出与激励放大器的输入相连，激励放大器的输出与限流电阻的一端相连，限流电阻的另一端连到测试插座的一个端子上，测试插座的这个端子也与采样放大器的输入相连；测试插座的另外一个端子则连到电路的公共端(接地端)；采样放大器的输出与模数变换器的输入相连，模数变换器的数据输出与单片微处理机的数据输入口相连；数模变换器的输入与单片微处理机的数据输出口相连。电路的状态、数据采集、数据处理均受常驻单片微处理机的嵌入式软件控制。其特征在于，除公共端相连外采样放大器的输入只需连到测试插座另一端，即仅对电路的一个节点进行采样连接。
2.按权力要求1所述的电路其特征在于，所述的电路用来实现被测元件或网络伏安特性的测量。电路中的单片微处理机(MCU)在其内驻软件作用下初始化后进入测量循环程序，将被测元件或网络的两端分别连到测试插座的两个端子上，在软件作用下就可得到被测元件或网络的伏安特性，按具体要求以数字或图形显示出来。
3.按权力要求1所述的电路其特征在于，所述的电路只采集被测端的电压，无需对被测端的电流采集或变换采集。
全文摘要
一种单一节点采样，只需采集端电压，而无须采集或变换采集端电流，用于伏安特性测量的数字化测量电路。一种结构简单的电路形式。
文档编号G01R31/26GK1532555SQ0311405
公开日2004年9月29日 申请日期2003年3月24日 优先权日2003年3月24日
发明者张文, 张 文 申请人:张文, 张 文