labview-lcr测试仪.ppt

文档介绍：提纲
方案比较与选择
自由轴法的测量原理
虚拟LCR测试仪的测试原理
虚拟LCR测试仪的硬件设计
虚拟LCR测试仪的软件设计
测试结果及分析
第一页，共35页。
方案比较与选择
ＬＣＲ参数的测量主要有：
一、电桥法
二、谐振页。
硬件设计—正弦信号发生器
激励源：
激励源大多为正弦信号
一般选取几个频率点进行测量（100Hz,1KHz,10KHz等）
对特殊要求，测试频率可任意设定，范围可达50Hz～5MHz
正弦信号产生方法：
利用锁相环(PLL)技术实现频率合成；
对方波信号进行带通滤波；
采用ＤＤＳ数字合成技术设计正弦信号源；
采用ＤＤＳ合成芯片．
为了实现仪器微型，低功耗的特点，本设计采用
ＤＤＳ合成芯片AD9850.
第十九页，共35页。
控制信号
数据
３２位频率控制字
８位相位控制字
ＡＤ９８５０的输出经带通滤波，变成交流正弦信号作为激励信号．
自动测量时，采用100Hz,1KHz,10KHz等频点测量
手动测量时，用户可设置频率（５０～５０ＫＨz）
第二十页，共35页。
硬件设计—前端电路
利用运放进行阻抗变换,考虑到其输出电流一般为20mA,对于一定幅度的输出需要接一个小电阻再接地,以免被测阻抗很小时,输出失真.
精密电阻的选择要依赖于内阻和被测阻抗.
设计采用2个精密电阻(200欧,20K),被测阻抗在1～5K之间,选用200欧精密电阻; 被测阻抗在5K～～4V之间,通过程控放大,将电压放大到合适的电压范围,再采样.
信号获取与放大部分通过仪用运放与数字电位器配合实现.
第二十一页，共35页。
硬件设计—2路同时采样与数据存储
2+2通道同时采样
每通道1M/S转换速率
12位分辨率
数据串行输出
低功耗(40mW)
ADS7861主要特点:
第二十二页，共35页。
ADS7861转换时序图
A/D转换时序和数据存储时序由可编程逻辑器件EPM128控制完成, 采样率达1M/S.
关于采样时序发生和数据存储部分比较复杂,这里不作介绍.
第二十三页，共35页。
ADS7861硬件电路图
数据存储模块采用一片62256(32K的SRAM)实现,
其读写时序由CPLD控制实现.
第二十四页，共35页。
硬件设计—USB固件开发
USB固件(FirmWare)由AT89C52和PDIUSBD12共同完成.
USB与单片机接口电路
USB固件代码是一段通用的代码, 采用前后台编程的思想,,单片机一直在等待上层的命令,判断处理事件,,,这里不作介绍.
第二十五页，共35页。
系统软件设计
DLL
调用
访问
驱
动
用户态
核心态
LabVIEW
CLF接口
控件
设备
LabVIEW编程
第二十六页，共35页。
虚拟LCR测试仪的软件设计
应用程序采用虚拟仪器软件和LabScene开发.
LABVIEW提供了调用库函数节点CLF及代码接口节点CIN等功能，使用户可以开发自己的驱动程序.
本应用程序通过CLF节点调用动态连接库实现和底层硬件通信.
第二十七页，共35页。
软件设计—数据存储模块
在循环开始前，先建立一个空数组，包标志package=0。
循环中通过调用read_usb( )函数从设备获取数据(每次60个字节,30个点)
存储16次后退出循环，完成一次数据存储。
第二十八页，共35页。
软件设计—数据处理模块
数据处理采用最小二乘法,由于程序比较复杂,将其做成SubVi,
供程序调用.
注意:运算点数尽量是整周期点数,这样处理的结果比较精确.
最小二乘法数据处理模块
第二十九页，共35页。
软件设计—仪器面板
测试频率50Hz～50KHz连续可调;
200欧,20K两个精密电阻选择,切换量程;
实现1,10,100三级程控放大;
自动识别被测对象的类别;
可测量分布参数及D,Q等负参数.
第三十页，共35页。
电阻测试结果
100欧精密电阻测试结果为欧,%.
第三十一页，共35页。
电容测试结果
,由于不是精密电容,所以测量精度不好估计.
从电压波形,我们可以验证:理想情况下电容相位滞后电阻相位90度的结论.
第三十二页，共35页。
电感测试结果
,由于不是精密电感,所