[发明专利]一种频响测试仪器和一种复阻抗测试仪器

权利要求书

1.一种频响测试仪器，包括频率可调的正弦激励信号源、激励信号调理电路、至少2通道的同步模数转换器(ADC)、单片机、上位机，其特征在于，(1)频率可调的正弦激励信号源可输出低至0.01Hz的正弦激励信号，它经调理电路调理后，通过三通器将其一方面连接到被测电路的输入端作为被测电路的输入，另一方面连接到ADC作为ADC的一个输入，同时，将被测电路输出的正弦信号也连接到ADC作为ADC的输入；(2)ADC同步采集被测电路的一对输入输出正弦信号，依次送入单片机和上位机，在上位机采用适宜2-3个周期甚至更短正弦信号的方法估计输入输出两正弦信号的幅值和初相位参数，设估计结果分别为Ai、和Ao、则当前频率下被测电路的增益G和相移可分别计算为G＝Ao/Ai，(3)进一步，通过扫频，可得到完整的频响图。

2.一种复阻抗测试仪器，包括频率可调的正弦激励信号源、激励信号调理电路、至少2通道的同步模数转换器(ADC)、单片机、上位机、标准电阻，其特征在于，(1)频率可调的正弦激励信号源可输出低至0.01Hz的正弦激励信号，它经调理电路调理后，作为一个电压加到标准电阻r与被测复阻抗R+jX之串联电路的两端，形成一个回路，在标准电阻和被测复阻抗上产生电流和电压；(2)标准电阻r两端产生的电压信号和被测复阻抗R+jX两端产生的电压信号，理想情况都为正弦信号，将它们送给ADC进行检测，ADC同步采集这两路正弦信号，依次送入单片机和上位机，在上位机采用适宜2-3个周期甚至更短正弦信号的方法估计两正弦信号的幅值和初相位参数，设对应标准电阻和被测复阻抗的正弦信号幅值和初相位参数估计结果分别为A_r、和A_x、则当前频率下的被测复阻抗R+jX可计算为(3)进一步，通过扫频，可得到完整的复阻抗谱图。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种频响测试仪器和一种复阻抗测试仪器中，都需要在上位机估计已知频率下的两正弦信号的幅值和初相位参数，其特征在于，每一个正弦信号的幅度和初相位参数的估计可基于频谱比对的方法来进行，即先将待分析正弦信号做傅里叶变换求得频谱作为基准，然后以幅度和初相位为变量构造一系列与待估计正弦信号同频率的理想正弦信号并求得它们的频谱，以所构造正弦信号频谱和待估计正弦信号频谱的相关程度最大或差异程度最小作为优化目标，对幅度和初相位两参数进行优化，将优化得到的幅度和初相位参数作为待分析正弦信号的幅度和初相位参数的估值。

4.根据权利要求1和权利要求2所述的一种频响测试仪器和一种复阻抗测试仪器中，都需要在上位机估计已知频率下的两正弦信号的幅值和初相位参数，其特征在于，每一个正弦信号的幅度和初相位参数的估计可基于时域比对的方法来进行，即以待分析正弦信号的时域波形作为基准，然后以幅度和初相位为变量构造一系列与待估计正弦信号同频率的理想正弦信号，以所构造理想正弦信号和待估计正弦信号在时域的相关程度最大或差异程度最小作为优化目标，对幅度和初相位两参数进行优化，将优化得到的幅度和初相位参数作为待分析正弦信号的幅度和初相位参数的估值。