电阻电容显示测试分析论文

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电阻电容的参数测试在电子设计中是至关重要的,目前其测试基本上都采用直接测量的方式,即用万用表直接测试元件的两端以测得元件参数。但通常设计者们在电路设计初期只能通过理论分析计算需要的电子元件的参数,在实际的设计中,需要测试更换一些电路板上的电子元件。但此时元件已经焊接在电路板上,特别像电阻电容往往都不是分立的元件,而是和其他的元件或并、或串联在一起,直接测试两端的话将会造成极大的误差。传统的做法是焊开原器件再测量,以避免受板上其他元器件的影响。这不仅麻烦,测试速度低,甚至可能损伤印制板和元件。如果能够在不焊开其他元件的情况下准确的测试元件的参数大小,则可以避免以上问题。本文介绍一种单片机控制的在线电阻电容测试仪,采用在线测试的“电隔离”技术,使旁路电阻,电容忽略不计,无须焊开元件便可直接在印制板上测试元件的参数,既保持了印制板和元件的完整性,又大大提高了测试速度。

系统结构

本系统设计所要完成的主要功能是电阻电容的在线测试与显示,总体设计思想为:将电阻电容的参数值转换成与之成正比关系变化的电压输出,经A/D转换,然后送单片机进行数据处理,最后显示。硬件电路主要由以下几个模块组成Cx/V0转换电路、Rx/V0转换电路,信号发生电路、滤波电路、Av/Dv转换电路、A/D转换及单片机接口电路、量程自动转换电路,LCD接口电路。各个模块关系及系统总体框图如图l所示。

系统硬件设计

Rx/V0转换电路

Rx/v0转换的原理图如图2所示,图中Rx为待测电阻,R1和R2为Rx两端旁路的等效电阻,VREE为基准电压,R1～R3为基准电阻。由开关K来选择不同的量程。现以K1闭合为例:由图可得:

VREF/RR1=-V0/Rx,即V0=-Rx/当K2闭合时:

Cx/V0转换电路

Cx/V0转换的原理图如图3所示:核心部分C/Vo转换器采用简单有源Rc电路,该方法的被测电容C,与激励源频率无关,且Cx/V0转换电路的输出电压V0与被测电容Cv为线性关系。该原理构成的电容测试不仅可用于在线电

DC转换器,可以计算各种复杂波形的真有效值。采用了峰值系数补偿,在测量峰值系数高达10的信号时附加误差仅为1%。频带宽度在2V输入时可达8MHz。在实际应用中唯一的外部调整元件为绝对值平方的平均电容CAV、其影响到求平均值时间、低频精度、输出波纹水平及输出稳定时间。使用前需利用外部调整元件来减小有源整流器的非线性误差.电路图如图6所示。

A/D转换及单片机接口电路设计

本系统采用的ADC0809是一种8路模拟输入逐次逼近型A/D转换器,由于价格适中,与单片机的接口、软件操作均比较简单,目前在8位单片机系统中有着广泛的使用。ADC0809由8路模拟开关。地址锁存与译码器,8位A/D转换器和三态输出锁存缓冲器组成。ADC0809与单片机的接口电路由于接口简单。在此不再占用篇幅。

量程自动转换电路设计

在实际应用中,由于模拟开关本身存在一定的压降,所以实际应用起来较难,所以在这里电路中必须进行一定的补偿,采用继电器作为开关,以控制进行量程转换。电路原理图如图7所示。

LCD接口电路设计

作为测试仪器,显示是不可或缺的。在本设计中,采用EDMl602模块以实现单位的LCD显示。模块的内部结构主要由LCD显示屏(LCDPANEL),控制器、列驱动器和偏压产生电路组成。EDMl602与单片机的接口电路如图8所示。

系统的软件设计

该在线测试系统的软件主程序流程如图9所示。

结语

通过以上的设计,系统能准确而有效实现电阻电容的在线测量与显示,当然系统还可以加上自动补偿电路,利用软、硬件结合抗干扰。在软件编程中可采用去极值平均滤波法,可达到更好的测量效果