[发明专利]一种弱电流测量系统

说明书

本发明公开了一种弱电流测量系统，包括：主控电路、弱电流测量电路、模数转换电路和显示终端；弱电流测量电路的控制信号输入端电连接主控电路的信号输出端，用于根据主控电路的输出信号切换量程，并在切换量程后，将接收的弱电流进行放大并转换为电压信号；模数转换电路的输入端电连接弱电流测量电路的输出端，模数转换电路的输出端通过主控电路电连接显示终端，用于将电压信号转换为数字信号，并通过显示终端显示电压信号的波形图，以便利用波形图得出弱电流的测量结果；本发明能够调整弱电流的测量量程，从而满足不同范围的测量需求，并可直接输出弱电流电压信号的波形以及波形信息，以便直接得出测量结果。

技术领域

本发明涉及弱电流测量技术领域，具体涉及一种弱电流测量系统。

背景技术

现代科学应用中，微弱电流信号的精确测量已广泛应用于电场测试、弱光测试、射线探测、航空航天测控、新型材料研究以及半导体集成电路测试等领域；以半导体器件测试领域为例，在半导体、传感器和光电器件的测试应用中，因需要进行光电流、暗电流、泄漏电流、绝缘电阻以及其它相应参数的测量，从而必须对pA级乃至fA级的微弱电流信号进行精确的捕捉和测量，以进行产品特性分析；因此，弱电流的精确测量成为测试领域的重中之重。

目前，多使用弱电流放大模块实现弱电流的测量，例如，德国的FEMTO公司生产的LCA-30-1T放大模块，其可测量1fA的弱电流；又如，型号为LCA-200-100G的放大模块，其可测量10fA的弱电流等，现有的弱电流放大模块虽然能够实现弱电流的测量，但是，存在以下不足：

(1)每个弱电流放大模块只能对应一个电流测量范围，无法进行测量量程的调整，当测量的电流信号范围很大时，很难使用一个放大模块进行测量，大大的降低了使用的便捷性；(2)现有的弱电流放大模块仅仅只能将弱电流进行放大并转换为电压信号，使得用户在得到电压信号后还需要借助示波器才能观察到波形，即使用弱电流放大模块无法直接得出测量结果，大大的降低了测量效率。

发明内容

为了解决现有使用弱电流放大模块进行弱电流测量所存在的无法调节量程以及无法直接得出测量结果的问题，本发明的目的在于提供一种能够调整弱电流的测量量程，从而满足不同范围的测量需求，并可直接输出弱电流电压信号的波形，以便直接得出测量结果的测量系统。

第一方面，本发明提供了一种弱电流测量系统，包括：主控电路、弱电流测量电路、模数转换电路和显示终端；

所述弱电流测量电路的控制信号输入端电连接所述主控电路的信号输出端，用于根据所述主控电路的输出信号切换量程，并在切换量程后，将接收的弱电流进行放大并转换为电压信号；

所述模数转换电路的输入端电连接所述弱电流测量电路的输出端，所述模数转换电路的输出端通过所述主控电路电连接所述显示终端，用于将所述电压信号转换为数字信号，并通过所述显示终端显示所述电压信号的波形图，以便利用所述波形图得出所述弱电流的测量结果。

基于上述公开的内容，本发明通过弱电流测量电路实现量程切换和电流测量两个功能；一方面，主控电路根据输入至弱电流测量电路中弱电流信号，来输出控制信号，进而控制弱电流测量电路进行量程的切换，以便满足不同范围弱电流的测量需求；另一方面，弱电流测量电路在进行量程的切换后，即可将电流放大到适合测量的倍数，并转换为电压信号，然后通过模数转换电路转换为数字信号，最后由主控电路将数字信号输出至显示终端上，从而实现电压信号波形图的实时显示，以便使测量人员通过输出的波形图直接得出弱电流的测量结果。

通过上述设计，本发明可调节弱电流测量电路的测量量程，能够满足不同范围弱电流的测量需求，而无需使用现有的多个放大模块，大大的提高使用的便捷性；同时，本发明可实时显示弱电流电压信号的波形信息，可直接得出测量结果，而无需外接示波器，大大的提高了测量效率。