一種小型阻抗分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種小型阻抗分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 阻抗是描述網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的重要參量之一，對于單口網(wǎng)絡(luò)，阻抗定義為加在端口上 的電壓向量心和流進端口的同頻電流向量/之比。阻抗分析儀在科研及實際生產(chǎn)中都有廣 泛的用途，例如傳感器測試、耳機測試、生物學(xué)研究等。通常使用的化C表頻率分辨率較低， 只能在單個或少數(shù)幾個頻率點上測量，無法全面的反映出待測阻抗的頻率特性，現(xiàn)有阻抗 分析儀雖然可W實現(xiàn)對阻抗在多頻率點的精確測量，但售價昂貴，并不適用與個人或業(yè)余 用途。因此需要針對要求不高的場合設(shè)計一種小型阻抗分析儀，使其具有可W在指定頻率 測量一端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗模、阻抗角、電阻、電抗，并在指定頻帶繪制出上述四個參量頻率響 應(yīng)曲線的功能，且具有一定的精度。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型要解決的問題是提供一種操作便捷、成本低廉、誤差小的小型阻抗分 析儀。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是；一種小型阻抗分析儀，其 特征在于，包括顯示控制裝置、主控巧片、A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、低通濾波 器、電壓跟隨器、I/V轉(zhuǎn)換模塊、真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器，所述主控巧片分別與所述 顯示控制裝置、A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA模塊連接，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊分別與所述FPGA模塊、低 通濾波器、鑒相器連接，所述電壓跟隨器分別與所述低通濾波器、真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊連 接，所述I/V轉(zhuǎn)換模塊分別與所述真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器連接，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊 分別與所述真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器連接。
[000引優(yōu)選地，上述的小型阻抗分析儀，其中所述主控巧片采用STM32巧片。
[0006] 優(yōu)選地，上述的小型阻抗分析儀，其中所述顯示控制裝置為觸摸液晶顯示器。
[0007] 本實用新型的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在；FPGA模塊與D/A轉(zhuǎn)換模塊、低通濾波器聯(lián)合 構(gòu)建雙路正交正弦信號源，產(chǎn)生幅度、頻率、掃頻范圍可調(diào)的0~2MHz交流掃描信號；使用 同頻正交的正弦信號作為參考源，有效的解決了鑒相中的二值性判斷問題、非線性問題；由 STM32作為主控巧片，可在測量范圍內(nèi)自動切換量程，可在指定的頻率點或頻帶內(nèi)測量待測 單口網(wǎng)絡(luò)各參數(shù)，并在顯示控制裝置上繪制出頻率特性曲線，測量頻率范圍0~2MHz，阻抗 測量范圍50~50KQ，相對誤差小于5%，相位差測量范圍-90°~90°，絕對誤差小于2° ; 鑒相模塊實現(xiàn)對電壓與電流的相位差（阻抗角）的測量，并W此計算電阻分量和電抗分量； 而且與當前市面常見的阻抗分析儀相比，該阻抗分析儀具有操作便捷，成本低廉的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本實用新型的原理框圖；
[0009] 圖2為鑒相器的電路原理圖；
[0010] 圖3為I/V轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[001引如圖1、2、3所示，一種小型阻抗分析儀，包括顯示控制裝置、主控巧片、A/D轉(zhuǎn)換模 塊、FPGA模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、低通濾波器、電壓跟隨器、I/V轉(zhuǎn)換模塊、真有效值直流轉(zhuǎn)換模 塊、鑒相器，主控巧片分別與顯示控制裝置、A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA模塊連接，D/A轉(zhuǎn)換模塊分 別與FPGA模塊、低通濾波器、鑒相器連接，電壓跟隨器分別與低通濾波器、真有效值直流轉(zhuǎn) 換模塊連接，I/V轉(zhuǎn)換模塊分別與真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊分別 與真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器連接。工作時，待測阻抗分別與電壓跟隨器、I/V轉(zhuǎn)換模 塊連接。
[0013] 其中主控巧片采用STM32巧片，顯示控制裝置為觸摸液晶顯示器，可實現(xiàn)對系統(tǒng) 工作模式的設(shè)置、相應(yīng)的測量值的實時顯示等。
[0014] 本實用新型中的FPGA模塊與D/A轉(zhuǎn)換模塊、低通濾波器聯(lián)合構(gòu)建雙路正交正弦 信號源，產(chǎn)生幅度、頻率、掃頻范圍可調(diào)的0~2MHz交流掃描信號；使用同頻正交的正弦信 號作為參考源，有效的解決了鑒相中的二值性判斷問題、非線性問題；由STM32作為主控巧 片，可在測量范圍內(nèi)自動切換量程，可在指定的頻率點或頻帶內(nèi)測量待測單口網(wǎng)絡(luò)各參數(shù)， 并在顯示控制裝置上繪制出頻率特性曲線，測量頻率范圍0~2MHz，阻抗測量范圍50~ 50KQ，相對誤差小于5%，相位差測量范圍-90°~90°，絕對誤差小于2° ;鑒相模塊實現(xiàn) 對電壓與電流的相位差（阻抗角）的測量，并W此計算電阻分量和電抗分量；而且與當前市 面常見的阻抗分析儀相比，該阻抗分析儀具有操作便捷，成本低廉的優(yōu)點。
[0015] 上面所述的實施例僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新 型的構(gòu)思和范圍進行限定。在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本 實用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應(yīng)落入到本實用新型的保護范圍，本實用 新型請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【主權(quán)項】
1. 一種小型阻抗分析儀，其特征在于：包括顯示控制裝置、主控芯片、A/D轉(zhuǎn)換模塊、 FPGA模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、低通濾波器、電壓跟隨器、I/V轉(zhuǎn)換模塊、真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、 鑒相器，所述主控芯片分別與所述顯示控制裝置、A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA模塊連接，所述D/A轉(zhuǎn) 換模塊分別與所述FPGA模塊、低通濾波器、鑒相器連接，所述電壓跟隨器分別與所述低通 濾波器、真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊連接，所述I/V轉(zhuǎn)換模塊分別與所述真有效值直流轉(zhuǎn)換模 塊、鑒相器連接，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊分別與所述真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型阻抗分析儀，其特征在于：所述主控芯片采用STM32芯 片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型阻抗分析儀，其特征在于：所述顯示控制裝置為觸摸液 晶顯示器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種小型阻抗分析儀，包括顯示控制裝置、主控芯片、A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、低通濾波器、電壓跟隨器、I/V轉(zhuǎn)換模塊、真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器，所述主控芯片分別與所述顯示控制裝置、A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA模塊連接，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊分別與所述FPGA模塊、低通濾波器、鑒相器連接，所述電壓跟隨器分別與所述低通濾波器、真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊連接，所述I/V轉(zhuǎn)換模塊分別與所述真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器連接，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊分別與所述真有效值直流轉(zhuǎn)換模塊、鑒相器連接。其有益效果是：操作便捷、成本低廉、誤差小。
【IPC分類】G01R27-08
【公開號】CN204613303
【申請?zhí)枴緾N201520369821
【發(fā)明人】劉俊杰, 楊衛(wèi)東, 謝虎成, 羅秦歡, 李濤
【申請人】劉俊杰
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月2日