[发明专利]一种用于高频精密阻抗测量的矢量负反馈自动平衡电桥

说明书

本发明公开了一种用于高频精密阻抗测量的矢量负反馈自动平衡电桥；包括交流信号源U0，所述交流信号源U0的一端电性连接有源内阻，所述源内阻的一侧电性连接有被测件，所述被测件的一侧设有虚地点，所述虚地点上电性连接有电流装换电压单元U1，所述电流装换电压单元U1上并联连接有电阻Rr，所述电流装换电压单元U1的一端电性连接有并联电路；本发明通过实现对流过电阻Rr的电流信号进行检测，并且通过并联电路实现对信号进行零度整周期积分和九十度整周期积分获得两个信号波，再通过波形合成器U4实现加法合成正弦波，波形合成器U4合成的正弦波驱动标准电阻Rs，这个反馈电路最终平衡后保证虚地点为较理想的“0”电平。

技术领域

本发明属于平衡电桥技术领域，具体涉及一种用于高频精密阻抗测量的矢量负反馈自动平衡电桥。

背景技术

现有技术中的平衡电桥电路，交流信号源可以提供20Hz-30MHz的高频小信号功能单元，Vu，Vi为仪器内部交流矢量电压表功能单元。当运放工作在理想状态时，流过被测件DUT的电流等于流过标准电阻Rs上的电流Is：Ix＝Is，Vi＝-IsRs，被测件DUT的阻抗Z：这里Vu，Vi都为测量出的已知矢量，Rs为电路设计时就已知的标准电阻，这样我们就可以求出被测件DUT阻抗Z的矢量值。

但是，现有的电路在实际运作时，运放不可能工作在理想状态，随着频率的升高，虚地点会越来越不接近理想，导致流过被测件DUT的电流信号不能全部进入IV转换标准电阻Rs，所以会造成测量误差越来越大，为此我们提出一种用于高频精密阻抗测量的矢量负反馈自动平衡电桥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高频精密阻抗测量的矢量负反馈自动平衡电桥，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于高频精密阻抗测量的矢量负反馈自动平衡电桥，包括交流信号源U0，所述交流信号源U0的一端电性连接有源内阻，所述源内阻的一侧电性连接有被测件，所述被测件的一侧设有虚地点，所述虚地点上电性连接有电流装换电压单元U1，所述电流装换电压单元U1上并联连接有电阻Rr，所述电流装换电压单元U1的一端电性连接有并联电路，所述并联电路中包括有并连接的乘法单元鉴相器M1和乘法单元鉴相器M3，所述乘法单元鉴相器M1的一侧电性连接有一个积分电容和乘法单元鉴相器M2，所述乘法单元鉴相器M3的一侧电性连接有一个积分电容和乘法单元鉴相器M4，两个所述积分电容上均并联连接有整周期积分器U2和整周期积分器U3；

所述交流信号源U0和所述源内阻之间电性连接有一个零度跟踪器U7，所述零度跟踪器U7与乘法单元鉴相器M1电性连接，且同时引出一根线缆与所述乘法单元鉴相器M2电性连接，所述交流信号源U0和所述源内阻之间还有一根线缆电性连接有九十度移相器U5，所述九十度移相器U5的一端电性连接乘法单元鉴相器M4和九十度跟踪器U6，所述九十度跟踪器U6与所述乘法单元鉴相器M3电性连接。

优选的，所述虚地点的一侧电性连接有标准电阻Rs，所述标准电阻Rs的两端共同电性连接有电器元件U8，所述电器元件U8的一端电性连接有电流计U9。

优选的，所述被测件的一端电性连接有电器元件U10，所述电器元件U10的一端电性连接有电压计U11。

优选的，所述乘法单元鉴相器M1、一个所述积分电容和所述乘法单元鉴相器M2之间串连连接，所述乘法单元鉴相器M3、另一个所述积分电容和所述乘法单元鉴相器M4之间串联连接。

优选的，所述并联电路的一端电性连接有波形合成器U4，所述波形合成器U4的另一端与所述标准电阻Rs的一端电性连接。

优选的，所述交流信号源U0是用于实现提供20Hz-30MHz的高频小信号的功能单元。

优选的，所述电阻Rr上的电流信号位Id＝Ix–Is；且输出电压为Vd＝Id*Rr。