本文關(guān)鍵詞：高頻電容、電感測量方法及實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 測量儀器 LC測量 矢量電壓-電流法 AD9850信號源

【摘要】：伴隨著電子工業(yè)的蓬勃發(fā)展,人們對電子元器件的測量場合、測量精度有了更高的要求,一款低成本、高精度的高頻電容、電感測量儀器擁有巨大的應(yīng)用空間。本文在參考傳統(tǒng)測量儀器設(shè)計的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代控制器應(yīng)用場景,設(shè)計了一款針對特定工作條件和特定場合的高頻電容、電感測量儀器。在測量方案的選擇上,本文詳細(xì)地比較了惠更斯電橋法(測量周期長),L-C諧振法(測量精度低)和矢量電壓-電流法(伏安法),根據(jù)本測量設(shè)備的需求,最終選擇了矢量電壓-電流法作為測量方案。另外,本測量設(shè)備擁有激勵信號源模塊,能夠自由輸出頻率可調(diào)的正弦激勵信號,該信號流過標(biāo)準(zhǔn)電阻和待測元件(電容或電感)的串聯(lián)回路中,只需測量出激勵信號和待測元件兩端的電壓,進(jìn)而通過控制單元一系列的算法轉(zhuǎn)換,計算出待測元件的大小,最終顯示在LCD屏上。本文首先介紹了測量儀器的應(yīng)用狀況和國內(nèi)外的發(fā)展趨勢,然后針對系統(tǒng)的設(shè)計要求,仔細(xì)對比后確定本課題的硬件電路設(shè)計方案、測量方案以及相應(yīng)芯片的選型。其中重點介紹了以STC90C516為核心的主控制器內(nèi)部架構(gòu)與擴(kuò)展資源,對以AD9850為主要芯片的激勵信號源電路與控制方法進(jìn)行了詳細(xì)說明,對測量轉(zhuǎn)換算法進(jìn)行了較詳細(xì)的推導(dǎo)。并且重點研究了電容、電感的高頻寄生效應(yīng),詳細(xì)分析了測量系統(tǒng)的程序控制流程,進(jìn)行了模塊化的編程,通過控制單元來調(diào)度各個編程控制模塊。最后運用設(shè)計完成的測量設(shè)備進(jìn)行了高頻電容、電感的測量任務(wù),記錄測量結(jié)果并對誤差進(jìn)行了分析,結(jié)果表明本測量設(shè)備基本能夠滿足測量需求。
【關(guān)鍵詞】：測量儀器 LC測量 矢量電壓-電流法 AD9850信號源
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM934
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.3 測量儀器發(fā)展趨勢13-14
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容14-15
• 第二章 電容、電感測量原理與分析15-28
• 2.1 電容測量分析15-17
• 2.1.1 電容的基本參數(shù)15-16
• 2.1.1.1 標(biāo)稱容量與允許誤差15
• 2.1.1.2 額定電壓15
• 2.1.1.3 溫度系數(shù)15-16
• 2.1.1.4 抗電程度16
• 2.1.1.5 損耗因數(shù)16
• 2.1.1.6 頻率特性16
• 2.1.2 電容主要測量方法16-17
• 2.2 電感測量分析17-19
• 2.2.1 電感的基本參數(shù)17-18
• 2.2.1.1 電感量及允許偏差17
• 2.2.1.2 品質(zhì)因數(shù)17-18
• 2.2.1.3 分布電容18
• 2.2.1.4 穩(wěn)定性18
• 2.2.2 電感的主要測量方法18-19
• 2.3 電容、電感的高頻寄生效應(yīng)19-23
• 2.3.1 高頻對電容的影響19-21
• 2.3.1.1 電容的等效模型19-20
• 2.3.1.2 電容的高頻寄生效應(yīng)分析20-21
• 2.3.2 高頻對電感的影響21-23
• 2.3.2.1 電感的等效模型21-22
• 2.3.2.2 高頻電感的寄生效應(yīng)分析22-23
• 2.4 測量系統(tǒng)總體方案選擇23-26
• 2.4.1 交流電橋法分析23-24
• 2.4.2 諧振法分析24-25
• 2.4.3 伏安法分析25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 第三章 高頻電容、電感測量系統(tǒng)硬件設(shè)計28-41
• 3.1 硬件系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計28-29
• 3.2 STC90C516控制芯片介紹29
• 3.2.1 51處理器內(nèi)核29
• 3.2.2 STC90C516資源29
• 3.3 系統(tǒng)電源電路29-31
• 3.3.1 系統(tǒng)電源電路的基本要求30
• 3.3.2 系統(tǒng)電源設(shè)計30-31
• 3.3.2.1 電源電路方案比較30
• 3.3.2.2 正負(fù)對稱輸出電源電路30-31
• 3.4 激勵信號源電路31-34
• 3.4.1 DDS技術(shù)基本原理31-32
• 3.4.2 專用DDS集成芯片AD9850介紹32-33
• 3.4.3 系統(tǒng)激勵信號源電路設(shè)計33-34
• 3.5 橢圓低通濾波器電路設(shè)計34-36
• 3.6 測量電路設(shè)計36-37
• 3.7 其他各模塊電路設(shè)計37-40
• 3.7.1 真有效值轉(zhuǎn)換電路37-38
• 3.7.2 緩沖電路38
• 3.7.3 A/D采樣電路38-39
• 3.7.4 顯示電路39
• 3.7.5 模擬開關(guān)電路39-40
• 3.8 本章小結(jié)40-41
• 第四章 高頻電容、電感測量系統(tǒng)軟件設(shè)計41-53
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境41-42
• 4.1.1 開發(fā)語言41
• 4.1.2 開發(fā)軟件41-42
• 4.2 主體程序設(shè)計42-43
• 4.3 激勵源控制模塊43-44
• 4.4 電容、電感測量模塊44-46
• 4.4.1 電容測量部分44-45
• 4.4.2 電感測量部分45-46
• 4.4.3 測量模塊流程圖46
• 4.5 A/D模塊46-49
• 4.6 顯示模塊49-51
• 4.7 模擬開關(guān)模塊51-52
• 4.8 本章小結(jié)52-53
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析53-59
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試53-56
• 5.1.1 晶振輸出調(diào)試53
• 5.1.2 AD9850輸出波形調(diào)試53-54
• 5.1.3 實例測量54-56
• 5.2 測試結(jié)果56
• 5.3 誤差分析56-57
• 5.3.1 誤差來源56-57
• 5.3.2 減小誤差方法57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 第六章 全文總結(jié)59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 附錄1 激勵信號源與系統(tǒng)電源電路63-64
• 附錄2 控制與測量電路64-65
• 附錄3 PCB板圖65-66
• 附錄4 實物圖66-67

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：819913