發(fā)布時間：2021-08-18 04:17

　　阻抗（Impedance）是每個物體與生俱來的一種屬性,表示電壓相量與電流相量的比值。阻抗測量最初是為了研究電子元器件或者未知網(wǎng)絡(luò)的電學(xué)性能,而隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展和新需求的不斷涌現(xiàn),電化學(xué)阻抗的相關(guān)研究主要集中在阻抗集成芯片、阻抗電極設(shè)計制造、阻抗電極的表面修飾等方面。本文的主要研究和成果如下:（1）為了滿足電化學(xué)應(yīng)用中寬頻帶、便攜式阻抗測量需求,確定了阻抗測量系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo),提出了一種恒電位儀和幅相鑒別模塊相結(jié)合的阻抗測量方案。該方案利用幅相鑒別模塊替代了頻響分析儀,大大減小了測量系統(tǒng)的體積,同時利用微控制器自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器就可以實現(xiàn)采集信號的目的,成本較為低廉。此外,本方案可以根據(jù)實際情況進行二次開發(fā),靈活選擇阻抗測量范圍,能廣泛地應(yīng)用在生物材料的電化學(xué)分析中。（2）完成了該阻抗測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計與軟件編寫。硬件電路包括信號生成模塊、恒電位儀模塊、阻抗測量模塊、通信模塊和電源模塊。軟件程序分為下位機程序、C#界面和安卓APP三個部分。下位機程序包括初始化程序、DDS控制程序、阻抗測量程序和串口通信程序;C#界面由串口通信程序、測量窗口、繪圖窗口和數(shù)據(jù)計算窗口組成;安卓APP... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

是德科技E4990A精密阻抗分析儀英國輸力強是世界知名的電化學(xué)工作站品牌，具有五十年以上研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，是

第一章緒論3圖1-2輸力強1260A阻抗/相位分析儀常州同惠電子股份有限公司是國內(nèi)為數(shù)不多的一家專注于電子測試與測量儀器研究的企業(yè)，如圖1-3所示，TH2839是同惠最新推出的阻抗分析儀，該儀器基于自動平衡電橋技術(shù)，采用四端對測試配置具有較高的精度，測試量程配置高達15個，具有較高的穩(wěn)定性和一致性，測試速度最快7.7ms/次，具有較高的測試速度[13]。圖1-3同惠TH2839阻抗分析儀除了這些成熟的阻抗分析儀，亞德諾半導(dǎo)體(AnalogDevices,Inc.)推出了一款高精度的阻抗轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)解決方案AD5933，片上集成頻率發(fā)生器與12位、1MSPS的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。用頻率發(fā)生器產(chǎn)生的信號來激勵待測阻抗，待測阻抗的響應(yīng)信號由片上ADC進行采樣，然后由片上DSP進行離散傅里葉變換(DFT)處理[14]。DFT算法在每個頻率上返回一個實部數(shù)據(jù)字和一個虛部數(shù)據(jù)字[15]。功能框圖見圖1-4。圖1-4AD5933功能框圖AD5933將阻抗測量的相關(guān)模塊集成到一塊芯片上，不僅大大減小了阻抗測量系統(tǒng)的體積，而且價格較為低廉。不少學(xué)校或研究所推出了基于AD5933阻抗測量系統(tǒng)[16]，這些系統(tǒng)往往具備便攜式、低成本等特點。此外，為了做到寬阻抗測量范圍，不少研究人員設(shè)計了外圍阻抗測量電路來擴展[17]。但是基于AD5933的阻抗測量方案都有一個不可避免的問題，由于AD5933自身頻率發(fā)生模塊的限制，頻率測量范圍較窄，最高限制在100kHz。

第一章緒論3圖1-2輸力強1260A阻抗/相位分析儀常州同惠電子股份有限公司是國內(nèi)為數(shù)不多的一家專注于電子測試與測量儀器研究的企業(yè)，如圖1-3所示，TH2839是同惠最新推出的阻抗分析儀，該儀器基于自動平衡電橋技術(shù)，采用四端對測試配置具有較高的精度，測試量程配置高達15個，具有較高的穩(wěn)定性和一致性，測試速度最快7.7ms/次，具有較高的測試速度[13]。圖1-3同惠TH2839阻抗分析儀除了這些成熟的阻抗分析儀，亞德諾半導(dǎo)體(AnalogDevices,Inc.)推出了一款高精度的阻抗轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)解決方案AD5933，片上集成頻率發(fā)生器與12位、1MSPS的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。用頻率發(fā)生器產(chǎn)生的信號來激勵待測阻抗，待測阻抗的響應(yīng)信號由片上ADC進行采樣，然后由片上DSP進行離散傅里葉變換(DFT)處理[14]。DFT算法在每個頻率上返回一個實部數(shù)據(jù)字和一個虛部數(shù)據(jù)字[15]。功能框圖見圖1-4。圖1-4AD5933功能框圖AD5933將阻抗測量的相關(guān)模塊集成到一塊芯片上，不僅大大減小了阻抗測量系統(tǒng)的體積，而且價格較為低廉。不少學(xué)校或研究所推出了基于AD5933阻抗測量系統(tǒng)[16]，這些系統(tǒng)往往具備便攜式、低成本等特點。此外，為了做到寬阻抗測量范圍，不少研究人員設(shè)計了外圍阻抗測量電路來擴展[17]。但是基于AD5933的阻抗測量方案都有一個不可避免的問題，由于AD5933自身頻率發(fā)生模塊的限制，頻率測量范圍較窄，最高限制在100kHz。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]電源分配網(wǎng)絡(luò)時域分析與去耦設(shè)計[D]. 白鈺杰.西安電子科技大學(xué) 2017
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[5]基于FPGA的任意波形產(chǎn)生及加載研究[D]. 左方明.東南大學(xué) 2017
[6]基于FPGA的手指多模態(tài)身份識別系統(tǒng)設(shè)計[D]. 孫中海.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[7]基于AD5933的阻抗測量系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D]. 謝昱昊.東南大學(xué) 2016
[8]腕帶式阻抗脈搏波檢測方法[D]. 賀建滿.天津大學(xué) 2016
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本文編號：3349173