[实用新型]一种高精度LCR数字电桥测试仪

说明书

本实用新型涉及一种高精度LCR数字电桥测试仪，包括微处理器模块和LCR电桥控制模块；所述LCR电桥控制模块包括LCR电桥控制单元、电压差分放大单元和电桥信号处理单元；所述LCR电桥控制单元与微处理器模块连接以形成数字电桥；所述电压差分放大单元的输出端与微处理器模块的输入端连接，所述电压差分放大单元的输入端与所述LCR电桥控制单元的输出端连接以对所述数字电桥中上桥电压差和下桥电压差进行差分采样；所述电桥信号处理单元与所述微处理器模块和电压差分放大单元均连接以对所述数字电桥中的信号进行处理。其能够在提高测量速度的同时简化测量流程，提高微处理器模块AD采集速度，LCR数字电桥的测量精度更高。

技术领域

本实用新型涉及电子测量仪器技术领域，尤其是指一种高精度LCR数字电桥测试仪。

背景技术

LCR数字电桥是自动判断阻抗类型并精确测量其阻抗值的仪器。在材料特性研究、元器件的筛选分类、工业自动化控制等方面具有重要应用。现有的数字电桥有台式和手持式。

台式的数字电桥精度较高但功耗高，不方便携带且价格昂贵。现有的手持式数字电桥一般测量速度较慢且测量流程繁琐；常见的手持式数字电桥或采用FPGA芯片，电路结构会较为复杂；或采用51单片机嵌入式平台，51单片机的低速会使测量性能受到限制；或采用MSP430单片机，强调低功耗，但该单片机完全受国外垄断控制。LCR数字电桥中还存在大量使用进口集成电路芯片构成辅助测量电路，不能实现自主可控。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高精度LCR数字电桥测试仪，其能够在提高测量速度的同时简化测量流程，提高微处理器模块AD采集速度，使得LCR数字电桥的测量精度更高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高精度LCR数字电桥测试仪，包括微处理器模块和LCR电桥控制模块；所述LCR电桥控制模块包括LCR电桥控制单元、电压差分放大单元和电桥信号处理单元；所述LCR电桥控制单元与微处理器模块连接以形成数字电桥；所述电压差分放大单元的输出端与微处理器模块的输入端连接，所述电压差分放大单元的输入端与所述LCR电桥控制单元的输出端连接以对所述数字电桥中上桥电压差和下桥电压差进行差分采样；所述电桥信号处理单元与所述微处理器模块和电压差分放大单元均连接以对所述数字电桥中的信号进行处理。

作为优选的，所述高精度LCR数字电桥测试仪还包括滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述微处理器模块的输出端连接以使得所述微处理器中的SPWM波信号经由所述滤波模块转换成正弦波信号。

作为优选的，所述LCR电桥控制单元包括数字电桥电路和第一模拟开关电路；所述数字电桥电路通过第一模拟开关电路与微处理器模块连接；所述微处理器模块对数字电桥电路中的参数进行控制。

作为优选的，所述LCR电桥控制单元还包括与数字电桥电路连接的第一电压跟随电路，所述滤波模块的输出端与所述第一电压跟随电路的输入端连接，所述第一电压跟随电路将所述滤波模块中的正弦波信号进行稳定输出。

作为优选的，所述电压差分放大单元包括四路电压跟随电路和差分采样电路；所述四路电压跟随电路的输入端与所述LCR电桥控制单元的输出端连接以采集所述数字电桥电路中上桥和下桥的四路电压信号；所述微处理器模块与四路电压跟随电路连接，所述微处理器模块对四路电压信号进行处理，以输出上桥电压差和下桥电压差；所述差分采样电路与所述微处理器模块连接对上桥电压差和下桥电压差进行差分采样。

作为优选的，所述电桥信号处理单元包括第一电压比较器电路，第一电压比较器电路的输出端与微处理器模块连接以判断所述数字电桥电压是否超阈值。

作为优选的，所述电桥信号处理单元还包括四段程控放大电路和第二电压比较器电路；所述第一电压比较器电路与所述四段程控放大电路连接，所述第二电压比较器电路的输入端与所述四段程控放大电路的输出端连接以判断所述四段程控放大电路的增益溢出。