一种小型阻抗分析仪的制作方法

文档序号:8903092
一种小型阻抗分析仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种小型阻抗分析仪。
【背景技术】
[0002] 阻抗是描述网络和系统的重要参量之一,对于单口网络,阻抗定义为加在端口上 的电压向量心和流进端口的同频电流向量/之比。阻抗分析仪在科研及实际生产中都有广 泛的用途,例如传感器测试、耳机测试、生物学研究等。通常使用的化C表频率分辨率较低, 只能在单个或少数几个频率点上测量,无法全面的反映出待测阻抗的频率特性,现有阻抗 分析仪虽然可W实现对阻抗在多频率点的精确测量,但售价昂贵,并不适用与个人或业余 用途。因此需要针对要求不高的场合设计一种小型阻抗分析仪,使其具有可W在指定频率 测量一端口网络的阻抗模、阻抗角、电阻、电抗,并在指定频带绘制出上述四个参量频率响 应曲线的功能,且具有一定的精度。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型要解决的问题是提供一种操作便捷、成本低廉、误差小的小型阻抗分 析仪。
[0004] 为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是;一种小型阻抗分析仪,其 特征在于,包括显示控制装置、主控巧片、A/D转换模块、FPGA模块、D/A转换模块、低通滤波 器、电压跟随器、I/V转换模块、真有效值直流转换模块、鉴相器,所述主控巧片分别与所述 显示控制装置、A/D转换模块、FPGA模块连接,所述D/A转换模块分别与所述FPGA模块、低 通滤波器、鉴相器连接,所述电压跟随器分别与所述低通滤波器、真有效值直流转换模块连 接,所述I/V转换模块分别与所述真有效值直流转换模块、鉴相器连接,所述A/D转换模块 分别与所述真有效值直流转换模块、鉴相器连接。
[000引优选地,上述的小型阻抗分析仪,其中所述主控巧片采用STM32巧片。
[0006] 优选地,上述的小型阻抗分析仪,其中所述显示控制装置为触摸液晶显示器。
[0007] 本实用新型的技术效果主要体现在;FPGA模块与D/A转换模块、低通滤波器联合 构建双路正交正弦信号源,产生幅度、频率、扫频范围可调的0~2MHz交流扫描信号;使用 同频正交的正弦信号作为参考源,有效的解决了鉴相中的二值性判断问题、非线性问题;由 STM32作为主控巧片,可在测量范围内自动切换量程,可在指定的频率点或频带内测量待测 单口网络各参数,并在显示控制装置上绘制出频率特性曲线,测量频率范围0~2MHz,阻抗 测量范围50~50KQ,相对误差小于5%,相位差测量范围-90°~90°,绝对误差小于2° ; 鉴相模块实现对电压与电流的相位差(阻抗角)的测量,并W此计算电阻分量和电抗分量; 而且与当前市面常见的阻抗分析仪相比,该阻抗分析仪具有操作便捷,成本低廉的优点。
【附图说明】
[0008] 图1为本实用新型的原理框图;
[0009] 图2为鉴相器的电路原理图;
[0010] 图3为I/V转换模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0011] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,W下结合附图及实施 例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用W解释 本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[001引如图1、2、3所示,一种小型阻抗分析仪,包括显示控制装置、主控巧片、A/D转换模 块、FPGA模块、D/A转换模块、低通滤波器、电压跟随器、I/V转换模块、真有效值直流转换模 块、鉴相器,主控巧片分别与显示控制装置、A/D转换模块、FPGA模块连接,D/A转换模块分 别与FPGA模块、低通滤波器、鉴相器连接,电压跟随器分别与低通滤波器、真有效值直流转 换模块连接,I/V转换模块分别与真有效值直流转换模块、鉴相器连接,A/D转换模块分别 与真有效值直流转换模块、鉴相器连接。工作时,待测阻抗分别与电压跟随器、I/V转换模 块连接。
[0013] 其中主控巧片采用STM32巧片,显示控制装置为触摸液晶显示器,可实现对系统 工作模式的设置、相应的测量值的实时显示等。
[0014] 本实用新型中的FPGA模块与D/A转换模块、低通滤波器联合构建双路正交正弦 信号源,产生幅度、频率、扫频范围可调的0~2MHz交流扫描信号;使用同频正交的正弦信 号作为参考源,有效的解决了鉴相中的二值性判断问题、非线性问题;由STM32作为主控巧 片,可在测量范围内自动切换量程,可在指定的频率点或频带内测量待测单口网络各参数, 并在显示控制装置上绘制出频率特性曲线,测量频率范围0~2MHz,阻抗测量范围50~ 50KQ,相对误差小于5%,相位差测量范围-90°~90°,绝对误差小于2° ;鉴相模块实现 对电压与电流的相位差(阻抗角)的测量,并W此计算电阻分量和电抗分量;而且与当前市 面常见的阻抗分析仪相比,该阻抗分析仪具有操作便捷,成本低廉的优点。
[0015] 上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新 型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下,本领域普通人员对本 实用新型的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本实用新型的保护范围,本实用 新型请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。
【主权项】
1. 一种小型阻抗分析仪,其特征在于:包括显示控制装置、主控芯片、A/D转换模块、 FPGA模块、D/A转换模块、低通滤波器、电压跟随器、I/V转换模块、真有效值直流转换模块、 鉴相器,所述主控芯片分别与所述显示控制装置、A/D转换模块、FPGA模块连接,所述D/A转 换模块分别与所述FPGA模块、低通滤波器、鉴相器连接,所述电压跟随器分别与所述低通 滤波器、真有效值直流转换模块连接,所述I/V转换模块分别与所述真有效值直流转换模 块、鉴相器连接,所述A/D转换模块分别与所述真有效值直流转换模块、鉴相器连接。
2. 根据权利要求1所述的小型阻抗分析仪,其特征在于:所述主控芯片采用STM32芯 片。
3. 根据权利要求1所述的小型阻抗分析仪,其特征在于:所述显示控制装置为触摸液 晶显示器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型阻抗分析仪,包括显示控制装置、主控芯片、A/D转换模块、FPGA模块、D/A转换模块、低通滤波器、电压跟随器、I/V转换模块、真有效值直流转换模块、鉴相器,所述主控芯片分别与所述显示控制装置、A/D转换模块、FPGA模块连接,所述D/A转换模块分别与所述FPGA模块、低通滤波器、鉴相器连接,所述电压跟随器分别与所述低通滤波器、真有效值直流转换模块连接,所述I/V转换模块分别与所述真有效值直流转换模块、鉴相器连接,所述A/D转换模块分别与所述真有效值直流转换模块、鉴相器连接。其有益效果是:操作便捷、成本低廉、误差小。
【IPC分类】G01R27-08
【公开号】CN204613303
【申请号】CN201520369821
【发明人】刘俊杰, 杨卫东, 谢虎成, 罗秦欢, 李涛
【申请人】刘俊杰
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月2日
再多了解一些
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