[发明专利]一种三角波激励的阻抗测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及阻抗测量领域，尤其涉及一种三角波激励的阻抗测量电路。

背景技术

阻抗的测量十分普遍，在各种阻抗测量方法中，伏安法又以精度高而普遍应用。伏安法通过利用欧姆定律：R＝U/I来测出电阻值。对被测阻抗施加已知激励电压(恒压源电路)，然后测量被测阻抗中的电流，或对被测阻抗施加已知激励电流(恒流源电路)，然后测量被测阻抗中的电压，可计算出未知电阻的阻值。

不管哪一种方法，现有的激励信号都是采用正弦信号，但产生稳定而准确的正弦信号幅值和频率的电路复杂而昂贵，后续测量电路同样是复杂和昂贵。

发明内容

本发明提供了一种三角波激励的阻抗测量电路，本发明降低了恒流源电路和后续测量电路的复杂度，提高了阻抗测量的精度，详见下文描述：

一种三角波激励的阻抗测量电路，包括：微控制器，所述阻抗测量电路还包括：与所述微控制器连接的数模转换器、模数转换器；所述数模转换器连接电压电流转换器，所述电压电流转换器和所述模数转换器之间还设置有放大器；

所述微控制器控制所述数模转换器输出正负周期对称的三角波电压信号，所述三角波电压信号经过所述电压电流转换器转换成三角波电流信号，所述三角波电流信号激励被测阻抗产生电压信号；

所述电压信号经由所述放大器放大后输入到所述模数转换器，所述模数转换器将转换结果输入到所述微控制器；

所述微控制器将三角波的正、负半周期各自数据的累加和相减得到的结果即正比于被测阻抗，计算出所述被测阻抗的阻值。

另一实施例，一种三角波激励的阻抗测量电路，包括：微控制器，所述阻抗测量电路还包括：与所述微控制器连接的电流数模转换器、模数转换器；所述电流数模转换器和所述模数转换器之间还设置有放大器；

所述微控制器控制所述电流数模转换器输出正负周期对称的三角波电流信号，所述三角波电流信号激励被测阻抗产生电压信号；

所述电压信号经由所述放大器放大后输入到所述模数转换器，所述模数转换器将转换结果输入到所述微控制器；

所述微控制器将三角波的正、负半周期各自数据的累加和相减得到的结果即正比于被测阻抗，计算出所述被测阻抗的阻值。

另一实施例，一种三角波激励的阻抗测量电路，包括：微控制器，所述阻抗测量电路还包括：与所述微控制器连接的积分器、模数转换器；所述积分器连接电压电流转换器，所述电压电流转换器和所述模数转换器之间还设置有放大器；

所述微控制器输出互为反相、占空比为50％的两路方波电压信号，所述两路方波电压信号经过所述积分器转换成两路三角波电压信号，所述两路三角波电压信号再经过所述电压电流转换器合并成差动三角波电流信号，所述三角波电流信号激励被测阻抗产生电压信号；

所述电压信号经由所述放大器放大后输入到所述模数转换器，所述模数转换器将转换结果输入到所述微控制器；

所述微控制器将三角波的正、负半周期各自数据的累加和相减得到的结果即正比于被测阻抗，计算出所述被测阻抗的阻值。

所述微控制器的第一通用口线和第二通用口线输出互为反相、占空比为50％的两路方波电压信号。

所述积分器由第一电阻、第二电阻和电容组成。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明通过微控制器将三角波的正、负半周期各自数据的累加和相减得到的结果即正比于被测阻抗，计算出被测阻抗的阻值；本发明不仅可以简化常规测量中所需的正弦恒流源激励电路本身，还能简化后续测量电路，以及显著提高阻抗测量精度。

附图说明

图1为实施例1的一种三角波激励的阻抗测量电路的结构示意图；

图2为实施例1的三角波电压信号示意图；

图3为实施例2的一种三角波激励的阻抗测量电路的结构示意图；

图4为实施例2的三角波电流信号示意图；

图5为实施例3的一种三角波激励的阻抗测量电路的结构示意图；

图6为实施例3的方波电压信号示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

MCU：微控制器； DAC：数模转换器；

VCC：电压电流转换器； A：放大器；

ADC：模数转换器； Z_x：被测阻抗；

IDAC：电流数模转换器；GPIO₁：第一通用口线；

GPIO₂：第二通用口线； R₁：第一电阻；