阻抗匹配器的测试系统及方法_2

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抗匹配器的测试方法设置阻抗匹配器的测试系统的运行模式,将待测试阻抗匹配器设置为自动匹配模式或手动匹配模式,同时设置射频电源的输出信号的功率和/或频率和阻抗模拟器的阻抗值,监测、显示并记录所述待测试阻抗匹配器的工作性能参数。这样,不仅提高了阻抗匹配器的测试系统的自动化程度,而且提高了阻抗匹配器的测试系统的精度和测试效率,实现了阻抗匹配器的自动化测试,减小了测试难度,并且测试结果具有可靠性和一致性。
【附图说明】
[0059]图1为本发明的阻抗匹配器的测试系统一实施例的结构框图;
[0060]图2为本发明的阻抗匹配器的测试系统另一实施例的结构框图;
[0061]图3为阻抗模拟器的实施例一的电路原理图;
[0062]图4为阻抗模拟器的实施例二的电路原理图;
[0063]图5为阻抗模拟器的实施例三的电路原理图;
[0064]图6为阻抗模拟器的实施例四的电路原理图;
[0065]图7为本发明的阻抗匹配器的测试方法一实施例的流程图;
[0066]图8为本发明的阻抗匹配器的测试方法的单步运行模式一实施例的示意图;
[0067]图9为本发明的阻抗匹配器的测试方法的多步运行模式一实施例的示意图;
[0068]图10为本发明的阻抗匹配器的测试方法的多步运行模式另一实施例的示意图;
[0069]图11为本发明的阻抗匹配器的测试方法的多步循环运行模式一实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0070]为了使本发明的技术方案更加清楚,以下结合附图,对本发明的阻抗匹配器的测试系统及方法作进一步详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明并不用于限定本发明。
[0071]参见图1至图11,如图1所示为本发明的阻抗匹配器的测试系统一实施例的结构框图。该阻抗匹配器的测试系统包括射频电源1、待测试阻抗匹配器2、阻抗模拟器3、工控机4和监测仪器5。
[0072]其中,射频电源1、监测仪器5、待测试阻抗匹配器2和阻抗模拟器3依次电连接,射频电源I的一端接地。本发明的阻抗匹配器的测试系统中的射频电源I可以发射任意频率的输出信号,例如,该射频电源发射的输出信号的频率为400KHz、2MHz、13MHz、27MHz、40MHz、60MHz及其它频率。
[0073]射频电源1、待测试阻抗匹配器2、阻抗模拟器3和监测仪器5分别与工控机4电连接,工控机4用于控制射频电源1、阻抗模拟器3、待测试阻抗匹配器2及监测仪器5按照阻抗匹配器的测试方法对待测试阻抗匹配器2的工作性能进行测试。其中,监测仪器5用于对待测试阻抗匹配器的工作性能参数进行监测,并将监测结果传送至工控机4。通过工控机对阻抗匹配器的测试系统中的其他部件进行准确的监测和控制,提高了该阻抗匹配器的测试系统的测试效率和精度。优选地,待测试阻抗匹配器的工作性能参数包括入射功率、反射功率、反射系数、电压、电流和阻抗中的任一项或其组合。
[0074]如图2所示为本发明的阻抗匹配器的测试系统另一实施例的结构框图,包括射频电源1、待测试阻抗匹配器2、阻抗模拟器3和工控机4。其中,射频电源1、待测试阻抗匹配器2、阻抗模拟器3依次电连接,射频电源I的一端接地。射频电源1、阻抗匹配器2和阻抗模拟器3分别与工控机4电连接。
[0075]优选地,工控机4与射频电源1、监测仪器5、待测试阻抗匹配器2和阻抗模拟器3的连接方式为RS232总线、DeviceNet总线、光纤、USB、模拟I/O、或以太网(Ethernet)。这样可以实现工控机对该阻抗匹配器的测试系统中的各个部件的监测和控制,提高了阻抗匹配器测试的可靠性和一致性。
[0076]阻抗模拟器3包括电阻R、多个可变阻抗调节单元和多个驱动装置。其中,可变阻抗调节单元与电阻R电连接。优选地,电阻R的阻值与射频电源I的输出阻抗相等,且均为50Ω,该电阻R用于消耗功率。多个可变阻抗调节单元与多个驱动装置一一对应,驱动装置用于调节可变阻抗调节单元的阻抗值。通过驱动装置调节可变阻抗调节单元的阻抗值,提高了该阻抗匹配器的测试系统的自动化程度。
[0077]较优地,可变阻抗调节单元包括可变电容器和电感,且可变电容器与电感串联,可变电容器的动片与驱动装置电连接,驱动装置通过调节可变电容器的容抗调整可变阻抗调节单元的阻抗值。在本实施例中,可变阻抗调节单元采用可变电容器和电感--对应的方式,这样可以增大可变阻抗调节单元的阻抗调节范围。在其他实施例中,可变阻抗调节单元还可以包括可变电感和电容器,且可变电感与电容器串联,可变电感的抽头与驱动装置电连接,驱动装置通过调节可变电感的感抗调整可变阻抗调节单元的阻抗值。总之,可变阻抗单元应至少包括一个可变电容器或至少包括一个可变电感,实现对可变阻抗调节单元的阻抗值的调节。
[0078]通过工控机控制该阻抗匹配器的测试系统中各个部件的运行,按照阻抗匹配器的测试方法设置阻抗匹配器的测试系统的运行模式,将待测试阻抗匹配器设置为自动匹配模式或手动匹配模式,同时设置射频电源的输出信号的功率和/或频率和阻抗模拟器的阻抗值,监测、显示并记录所述待测试阻抗匹配器的工作性能参数。这样,不仅提高了阻抗匹配器的测试系统的自动化程度,而且提高了阻抗匹配器的测试系统的精度和测试效率,实现了阻抗匹配器的自动化测试,减小了测试难度,并且测试结果具有可靠性和一致性。
[0079]作为一种可实施方式,阻抗模拟器3还包括电压监测单元13、信号控制板14和驱动装置控制板15。其中,电压监测单元13的一端耦合至待测试阻抗匹配器2,电压监测单元13的另一端与可变阻抗调节单元电连接,电压监测单元13用于监控待测试阻抗匹配器的输出电压。信号控制板14的一端连接至电压监测单元13,信号控制板14的另一端与驱动装置控制板15电连接,信号控制板14用于当待测试阻抗匹配器的输出电压超过安全范围时关闭驱动装置,保证测试过程的安全性。多个驱动装置分别连接至驱动装置控制板15,驱动装置控制板15用于控制多个驱动装置的启动和关闭。优选地,驱动装置为电机。驱动装置控制板15为电机控制板。
[0080]本发明的阻抗匹配器的测试系统中的阻抗模拟器的结构可以是“ π ”型、“L”型、倒“L”型或“Τ”型等任意结构。待测试阻抗匹配器的结构也可以“ ”型、“L”型、倒“L”型或“Τ”型等任意结构。应当注意的是,不同阻抗匹配器的测试取决于阻抗匹配器的测试系统中阻抗模拟器的结构,即阻抗模拟器的阻抗值应当包含或部分包含待测试阻抗匹配器的阻抗值。
[0081]实施例一
[0082]如图3所示,本实施例中的阻抗模拟器为“ π ”型结构,阻抗模拟器3包括三个可变阻抗调节单元,分别为第一可变阻抗调节单元、第二可变阻抗调节单元和第三可变阻抗调节单元。第一可变阻抗调节单元的一端与电压监测单元13电连接,第一可变阻抗调节单元的另一端串联电阻R后接地。第二可变阻抗调节单元的一端连接至电压监测单元13与第一可变阻抗调节单元的相应公共端,第二可变阻抗调节单元的另一端接地。第三可变阻抗调节单元的一端连接至第一可变阻抗调节单元与电阻R的相应公共端,第三可变阻抗调节单元的另一端接地。
[0083]在本实施例中,第一可变阻抗调节单元由可变电容器17和电感18串联组成,可变电容器17的动片与驱动装置22电连接。第二可变阻抗调节单元由可变电容器12和电感16串联组成,可变电容器12的动片与驱动装置21电连接。第三可变阻抗调节单元由可变电容器19和电感20串联组成,可变电容器19的动片与驱动装置23电连接。驱动装置21-23分别连接至驱动装置控制板15。在本实施例中,驱动装置21-23为电机,驱动装置控制板15为电机控制板。
[0084]在本实施例中,可变阻抗调节单元采用可变电容器与电感一一对应设置,这样可以扩大阻抗模拟器的阻抗调节范围。在其他实施例中,可变阻抗调节单元中的可变电容器的数量还可以是多个,电感的数量也可以是多个。
[0085]当阻抗模拟器的阻抗与射频电源的输出阻抗不匹配时,工控机控制待测试阻抗匹配器工作。在本实施例中,可以通过调节阻抗模拟器的阻抗值或调节射频电源输出信号的功率和/或频率,对待测试阻抗匹配器的工作性能进行多次测试。其中,阻抗模拟器的阻抗值可以通过驱动装置进行自动调节,驱动装置控制板控制驱动装置动作,在本实施例中,驱动装置每动作一次,可变电容器调整一次自身的电容值。
[0086]例如,驱动装置为步进电机时,步进电机每转动一个角度,即运转一次,则步进电机驱动可变电容器调整一次自身的电容值。射频电源产生的输出信号通过待测试阻抗匹配器传输到阻抗模拟器,射频电源的输出信号的能量传输效率最大时为待测试阻抗匹配器的输入阻抗与射频电源的阻抗相匹配(一般匹配时的阻抗为50 Ω)。
[0087]应当清楚的是,这里的步进电机是指将电脉冲转化为角位移的执行机构,具有“一个脉冲走一步”的特性。即步进电机每接收到一个脉冲信号,则按照设定的方向转动一个固定的角度,即步进角。
[0088]实施例二
[0089]如图4所示,本实施例中的阻抗模拟器为“Τ”型结构,阻抗模拟器包括三个可变阻抗调节单元,分别为第一可变阻抗调节单元、第二可变阻抗调节单元和第三可变阻抗调节单元。第一可变阻抗调节单元的一端与电压监测单元13电连接,第一可变阻抗调节单元的另一端依次串联第二可变阻抗调节单元和电阻R后接地。第三可变阻抗调节单元的一端连接至第一可变阻
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