括乘法器1、乘法器2、乘法器3、乘法器4、积分器1、积分器2、D/A转换器N2、D/A转换器N3、 可变增益放大器VA1、可变增益放大器VA2、直流电压源DC1、直流电压源DC2、开关S1、开关 S2、DDS2以及反相电路。
[0067]DDS2输出2路参考信号V0和V90,且V0和V90必须保持幅度相等、频率相等、相位 相差90°，V0和V90经过反相电路，输出另外2路参考信号V180和V270,且V180和V270 同样必须保持幅度相等、频率相等、相位相差90°，这4路参考信号分别送给4个乘法器输 入端。
[0068] Lp端误差电流Id经过过零检测电路处理后，将B点输入信号Vi分别送给乘法器1 和乘法器2的输入端，分别和参考信号V0、V90相乘。若设输入信号Vi=X?sin(ωt+α)， 参考信号VO=y·sin(〇t+P)，可得：
[0069]
C23
[0070] 由公式⑵可以看出，乘法器1的输出信号中包含直流分量_fι〇5(α-β)和交流 分量__
[0071] 乘法器1的输出信号送给积分器1，即对公式⑵进行积分可得：
[0072]
(3)
[0073]经过积分器1处理后，输出信号中只包含直流分量为πXy?cos(α-β)，而交流分 量为零，这个直流分量就是输入信号Vi在参考信号V0上的分量，同理可得到输入信号Vi 在参考信号V90上的分量，这样就实现了输入信号Vi的解调功能。
[0074]在调制-解调电路的积分器电路中，还包含D/A转换器N2和D/A转换器N3,输出 直流信号，分别为积分器1和积分器2的输入端提供一定的直流偏置信号。积分器1和积 分器2输出的直流信号，分别送至可变增益放大器VA1和可变增益放大器VA2,分别输出直 流信号。在执行阻抗测量时，开关S1和开关S2分别打到A点，使可变增益放大器VA1和可 变增益放大器VA2输出的直流信号分别送至乘法器3和乘法器4的输入端，分别和参考信 号V180、V270相乘。若设可变增益放大器VA1和VA2输出的直流信号分别为Μ和N，由于 参考信号V0 =y·sin(ωt+β)，则可得到参考信号V180 =a·sin(ωt+β+180° )，参考 信号V270 =b·sin(ωt+β+270° )，因此乘法器3的输出信号为Μ·V180,乘法器4的输 出信号为Ν·V270。将乘法器3输出信号和乘法器4输出信号相加可得：
[0075]
[0076] 由公式⑷可以看出：乘法器3输出信号和乘法器4输出信号相加后，得到的C点 输出信号为VlabMN·sin(o>t+β+ 225°)，它的频率等于测量频率，这样就实现了输入信号 Vi的调制功能。
[0077] 实施例2 :
[0078] 在上述实施例1的基础上，结合图5所示，本发明提出了一种增强型自动平衡桥的 开环补偿方法，要使自动平衡桥快速、准确地达到平衡状态，需要断开增强型自动平衡桥的 负反馈环路，对开环状态的幅度损耗和相位偏移分别进行计算和补偿，具体执行流程如图6 所示。
[0079] 步骤1 :执行增强型自动平衡桥的初始化工作，主要包括DDS信号输出、量程电阻 选择、幅度增益选择、滤波电路选择、积分电容选择、开关状态选择等；
[0080] 步骤2 :开关S1和开关S2分别打到B点，接通直流电压源DC1和DC2,断开自动平 衡桥的负反馈环路，使直流电压源DC1和直流电压源DC2分别接到乘法器3和乘法器4的 输入端；
[0081] 步骤3 :关闭DDS1输出功能，使自动平衡桥的激励源输出为零，从而得到自动平衡 桥的高端为地电平；控制DDS2输出方式，打开通道1输出功能，即V0、V180输出，关闭通道 2输出功能，即V90、V270不输出；
[0082] 步骤4:将乘法器3的输出作为负反馈环路的调节信号1，开关S3闭合，开关S4断 开，利用电压表3对调节信号1进行测量，得到调节信号1的幅度VI和相位Φ1 ;
[0083] 步骤5 :在自动平衡桥负反馈环路开环状态下，调节信号1沿负反馈环路LOOP方 向流经一个环路，将过零检测电路的输出作为调节信号2,开关S4闭合，开关S3断开，利用 电压表3对调节信号2进行测量，得到调节信号2的幅度V2和相位Φ2;
[0084] 步骤6 :计算负反馈环路开环的幅度损耗并进行补偿；由调节信号1的幅度VI和 调节信号2的幅度V2可得负反馈环路开环的幅度损耗为AO=V2/V1 ;为补偿开环幅度损 耗A0,通过调节可变增益放大器VA1，使可变增益放大器VA1的增益A1设置为开环幅度损 耗A0的倒数，即A1 = 1/A0 =V1/V2,且可变增益放大器VA2的增益A2等于可变增益放大 器VA1的增益A1;
[0085] 步骤7 :计算负反馈环路开环的相位偏移并进行补偿；当负反馈环路开环的相位 偏移为180°时，自动平衡桥可快速达到平衡状态，由调节信号1的相位Φ1和调节信号2 的相位Φ2可得负反馈环路开环的相位偏移为Φ=Φ2-Φ1 ;为补偿开环相位偏移Φ，相 对于激励源DDS1输出信号的相位，调节DDS2输出信号的相位，通过对DDS2预置一个相位 偏移α，而DDS2预置的相位偏移α=Φ-180。；
[0086] 步骤8 :开关S1和开关S2分别打到Α点，闭合自动平衡桥的负反馈环路，开关S3 和开关S4全部断开，打开DDS1输出功能，使自动平衡桥的激励源输出电压信号。控制DDS2 输出方式，打开通道1和通道2输出功能，即V0、V90、V180、V270输出电压信号；
[0087] 步骤9:通过自动平衡桥的平衡状态检测电路，判断自动平衡桥是否达到平衡状 态；
[0088] 若：判断结果是自动平衡桥没有达到平衡状态，则执行步骤2~8,重新计算负反 馈环路的开环幅度损耗和相位偏移并进行补偿；
[0089] 或自动平衡桥达到平衡状态，则结束检测，往下执行，开始执行阻抗测量工作。
[0090] 实施例3 :
[0091] 在上述实施例1和实施例2的基础上，在自动平衡桥达到平衡状态后，开始进行阻 抗测量，结合图7所示的阻抗测量原理图，具体执行流程如图8所示。
[0092] 步骤1 :将开关S5打到A，对电压信号Vx进行测量；
[0093] 步骤2 :将开关S5打到B，对电压信号Vr进行测量；
[0094] 步骤3:根据公式（1)描述的Zx=R, ·&，计算出被测件的阻抗值Zx，式中，Rr为 量程电阻值，且量程电阻全部采用高精度、低温漂的标准电阻。
[0095] 本发明提出了一种增强型自动平衡桥及其实现开环补偿的方法，采用由过零检测 电路、调制-解调电路、量程电阻等部分组成的负反馈环路，使得自动平衡桥能够快速、准 确地达到平衡状态，具有测量速度快、测量精度高等特点；采用DDS为调制-解调电路提供 参考信号，准确地实现两路参考信号相位相差90° ;通过断开负反馈环路，对开环状态的幅 度损耗和相位偏移分别进行计算和补偿，使自动平衡桥快速达到平衡状态，提高测量速度； 在测量频率、测量夹具、测量电缆等测量条件改变时，通过执行负反馈环路的开环补偿，仍 可使自动平衡桥快速达到平衡状态；增加自动平衡桥的平衡状态检测电路，为自动平衡桥 是否达到平衡状态提供检测手段，从而为自动平衡桥快速达到平衡状态提供有力保证。
[0096] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领 域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的 保护范围。
【主权项】
1. 一种增强型自动平衡桥，其特征在于：包括激励源、被测件、电压表、量程电阻、过零 检测电路、调制-解调电路、四端对接□和测量电缆； 所述激励源，被配置为用于为被测件提供激励源信号，包括交流信号和直流信号，交流 信号由第一DDS产生； 所述电压表包括第一电压表、第二电压表； 所述第一电压表，被配置为用于对被测件进行电压测量；