[发明专利]一种印刷电感器电感值的测量装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子元器件参数的测量技术领域，具体指一种对于印刷电感器因制作工艺造成的短路和开路而引起的电感值偏差的检测装置及其方法。

背景技术

以在平面视图上其形状为螺旋状的方式，在半导体衬底上或者印刷电路板上设置金属布线而形成的螺旋式电感器L与可变电容器C组成LC电路产生振荡波，在RF(射频)模拟器件或高速数字器件中，如电压控制振荡器(VCO)和PLL(锁相环)环节等中被广泛采用。

因螺旋式电感器结构的复杂性，为检测其能量损耗比Q相关的电感值，已提出过多种测量方法。例如，用一个LC谐振回路控制一个振荡器在电容已知并且固定的情况下，频率变化就反应了电感值的变化，用测量频率的方法就可以间接得到电感的值，这个方法尽管解决了部分测量的问题，但因LC振荡器的温度稳定性限制了测量精度的提高，并且稳定测量频率所需时间比测量一个电压量的时间更长，因而也限制了测量速度的提高。诚然，传统的Q表也可以进行单一电感的Q值测量，但无法适应对于一块基板上几十个电感的快速测量。

发明内容

本发明的目的为解决上述现有技术存在的缺失，而提出一种简易、快速、高灵敏度用于印刷电感器电感值的测量装置及其方法。其基本原理是采用单片机测量某个特定频率下电感品质因数直接对应的电压值，然后依据品质因数计算出对应的电感量。

据公式：

Uout＝Uin×Q

Q＝ωL/R

经计算机运算得出检测的电感值。由上述公式可知，本发明即通过检测电感品质因数的变化来间接测量电感的细微变化，尤其对大批量测量中某一个体出现的微量瑕疵特别敏感。

本发明装置主要包括：

由一数据处理器，晶体稳频可控频率源，缓冲器以及谐振电容检波器以电信号的连接，与被测印刷电感器及上位计算机所构成。

所述的数据处理器为一Atmel-mega32作为核心处理器的单片机处理模块，所述缓冲器为一个有一定电压增益的射频功率放大器得到Uin，并以如下方式连接：

数据处理器通过端口控制晶体稳频可控频率源分别连接缓冲器和谐振电容检波器；

每一个印刷电感器分别和一个缓冲器和一个谐振电容检波器连接，所有缓冲器组成缓冲器组，所有谐振电容检波器组成谐振电容检波器组，谐振电容检波器组的输出通过模拟开关与数据处理器连接；

数据处理器与PC机相连接；

任何原理的晶体稳频可控频率源都满足本测量装置，直接数字式频率合成器为本测量装置中一种选择方案。

所述装置的测量方法是：

上位计算机与数据处理器之间通过串行口传递数据和命令；

当数据处理器接收到开始命令后，数据处理器同一时刻保证仅有一个缓冲器和一个谐振电容检波器工作，控制可控频率源输出合适的频率信号，经过缓冲器放大，经谐振电容加在被测电感上面，然后数据处理器通过模拟开关连接测量检波器输出的直流信号，原理上对测试速度的限制只来源于单片机数模转换速度和数据通信速度。本例测量一个电感时间为10毫秒；同时通过单片机串行口向上位计算机发送数据，作进一步运算，直至一块板上所有的电感全部测量完毕。

附图说明

图1为本发明一种印刷电感器电感值的测量装置模块连接框图；

图2为本发明一种印刷电感器电感值的测量流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明一种印刷电感器电感值的测量装置作进一步的描述：

如前所述，本发明的主要技术原理是：将对电感测量转换为电压测量，进而计算未知电感的模式，通过如附图1所示的系统装置完成。

本发明一种印刷电感器电感值的测量装置，

由一数据由一数据处理器1，一晶体稳频可控频率源2，一缓冲器3以及一谐振电容检波器4以电信号的连接，与被测印刷电感器及上位计算机所构成。

所述的数据处理器1为一Atmel-mega32作为核心处理器的单片机处理模块，所述的晶体稳频可控频率源4为AD公司的AD9850直接数字式频率合成器以及必要的外围电路，所述的缓冲器3为一个有一定电压增益的射频功率放大器得到Uin，并以如下方式连接：

数据处理器1通过端口控制晶体稳频可控频率源2分别连接缓冲器3和谐振电容检波器4；

每一个印刷电感器分别和一个缓冲器和一个谐振电容检波器连接，所有缓冲器组成缓冲器组3，所有谐振电容检波器组成谐振电容检波器组4，谐振电容检波器组4的输出通过模拟开关与数据处理器1连接；

数据处理器1与PC机相连接。