電阻電容顯示測試分析論文

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電阻電容的參數測試在電子設計中是至關重要的,目前其測試基本上都采用直接測量的方式,即用萬用表直接測試元件的兩端以測得元件參數。但通常設計者們在電路設計初期只能通過理論分析計算需要的電子元件的參數,在實際的設計中,需要測試更換一些電路板上的電子元件。但此時元件已經焊接在電路板上,特別像電阻電容往往都不是分立的元件,而是和其他的元件或并、或串聯在一起,直接測試兩端的話將會造成極大的誤差。傳統的做法是焊開原器件再測量,以避免受板上其他元器件的影響。這不僅麻煩,測試速度低,甚至可能損傷印制板和元件。如果能夠在不焊開其他元件的情況下準確的測試元件的參數大小,則可以避免以上問題。本文介紹一種單片機控制的在線電阻電容測試儀,采用在線測試的“電隔離”技術,使旁路電阻,電容忽略不計,無須焊開元件便可直接在印制板上測試元件的參數,既保持了印制板和元件的完整性,又大大提高了測試速度。

系統結構

本系統設計所要完成的主要功能是電阻電容的在線測試與顯示,總體設計思想為:將電阻電容的參數值轉換成與之成正比關系變化的電壓輸出,經A/D轉換,然后送單片機進行數據處理,最后顯示。硬件電路主要由以下幾個模塊組成Cx/V0轉換電路、Rx/V0轉換電路,信號發生電路、濾波電路、Av/Dv轉換電路、A/D轉換及單片機接口電路、量程自動轉換電路,LCD接口電路。各個模塊關系及系統總體框圖如圖l所示。

系統硬件設計

Rx/V0轉換電路

Rx/v0轉換的原理圖如圖2所示,圖中Rx為待測電阻,R1和R2為Rx兩端旁路的等效電阻,VREE為基準電壓,R1～R3為基準電阻。由開關K來選擇不同的量程。現以K1閉合為例:由圖可得:

VREF/RR1=-V0/Rx,即V0=-Rx/當K2閉合時:

Cx/V0轉換電路

Cx/V0轉換的原理圖如圖3所示:核心部分C/Vo轉換器采用簡單有源Rc電路,該方法的被測電容C,與激勵源頻率無關,且Cx/V0轉換電路的輸出電壓V0與被測電容Cv為線性關系。該原理構成的電容測試不僅可用于在線電

DC轉換器,可以計算各種復雜波形的真有效值。采用了峰值系數補償,在測量峰值系數高達10的信號時附加誤差僅為1%。頻帶寬度在2V輸入時可達8MHz。在實際應用中唯一的外部調整元件為絕對值平方的平均電容CAV、其影響到求平均值時間、低頻精度、輸出波紋水平及輸出穩定時間。使用前需利用外部調整元件來減小有源整流器的非線性誤差.電路圖如圖6所示。

A/D轉換及單片機接口電路設計

本系統采用的ADC0809是一種8路模擬輸入逐次逼近型A/D轉換器,由于價格適中,與單片機的接口、軟件操作均比較簡單,目前在8位單片機系統中有著廣泛的使用。ADC0809由8路模擬開關。地址鎖存與譯碼器,8位A/D轉換器和三態輸出鎖存緩沖器組成。ADC0809與單片機的接口電路由于接口簡單。在此不再占用篇幅。

量程自動轉換電路設計

在實際應用中,由于模擬開關本身存在一定的壓降,所以實際應用起來較難,所以在這里電路中必須進行一定的補償,采用繼電器作為開關,以控制進行量程轉換。電路原理圖如圖7所示。

LCD接口電路設計

作為測試儀器,顯示是不可或缺的。在本設計中,采用EDMl602模塊以實現單位的LCD顯示。模塊的內部結構主要由LCD顯示屏(LCDPANEL),控制器、列驅動器和偏壓產生電路組成。EDMl602與單片機的接口電路如圖8所示。

系統的軟件設計

該在線測試系統的軟件主程序流程如圖9所示。

結語

通過以上的設計,系統能準確而有效實現電阻電容的在線測量與顯示,當然系統還可以加上自動補償電路,利用軟、硬件結合抗干擾。在軟件編程中可采用去極值平均濾波法,可達到更好的測量效果