[发明专利]一种增强型自动平衡桥及其实现阻抗测量的方法

摘要

本发明公开了一种增强型自动平衡桥及其实现阻抗测量的方法，属于阻抗测量领域，包括激励源、被测件、电压表、量程电阻、四端对接口、过零检测电路以及调制‑解调电路。本发明采用过零检测电路与调制‑解调电路使得自动平衡桥能够快速、准确地达到平衡状态，实现了测量精度高、测量速度快、阻抗测量范围广；采用DDS为调制‑解调电路提供参考信号，准确地实现两路参考信号相位相差90°；增加自动平衡桥的平衡状态检测电路，为自动平衡桥快速达到平衡状态提供有力保证；在调制‑解调电路中，采用4个交叉式D/A转换电路，进行增益校准，使自动平衡桥快速达到平衡状态。

主权项

1.一种增强型自动平衡桥，其特征在于：包括激励源、被测件、电压表、量程电阻、过零检测电路、调制‑解调电路和四端对接口；所述激励源，被配置为用于为被测件提供激励源信号；所述电压表包括第一电压表、第二电压表；所述第一电压表，被配置为用于对被测件进行电压测量；所述第二电压表，被配置为用于对量程电阻进行电压测量；所述量程电阻，被配置为用于根据被测件的阻抗范围，选择合适的电阻挡位；所述四端对接口分别为激励源端、被测件测量端、量程电阻端、误差电流端；所述激励源、第一电压表、量程电阻、过零检测电路分别对应于四端对接口的激励源端、被测件测量端、量程电阻端、误差电流端；所述过零检测电路，被配置为用于将误差电流端的误差电流进行过零检测并进行信号处理；所述调制‑解调电路，被配置为用于对过零检测电路输出的信号进行调制和解调；所述过零检测电路包括I/V转换电路、信号放大电路、交流耦合电路、第一D/A转换电路、信号放大及滤波电路和平衡状态检测电路，所述I/V转换电路、信号放大电路、交流耦合电路、第一D/A转换电路、信号放大及滤波电路和平衡状态检测电路通过线路依次连接；所述调制‑解调电路包括0°方向电路和90°方向电路；所述0°方向电路包括第一乘法器、第一积分电路、第四D/A转换电路和第三乘法器，所述第一乘法器的一端、第一积分电路、第四D/A转换电路和第三乘法器的一端通过线路依次连接；所述90°方向电路包括第二乘法器、第二积分电路、第七D/A转换电路和第四乘法器，所述第二乘法器的一端、第二积分电路、第七D/A转换电路和第四乘法器的一端通过线路依次连接；所述第一乘法器的另一端和第二乘法器的另一端组成的公共端连接至信号放大及滤波电路和平衡状态检测电路组成的公共端；所述第三乘法器的另一端和第四乘法器的另一端组成的公共端连接至量程电阻和第二电压表组成的公共端；所述0°方向电路还包括第五D/A转换电路，所述90°方向电路还包括第六D/A转换电路；所述第五D/A转换电路的一端与第二积分电路和第七D/A转换电路组成的公共端相连，另一端与第四D/A转换电路和第三乘法器组成的公共端相连；所述第六D/A转换电路的一端与第一积分电路和第四D/A转换电路组成的公共端相连，另一端与第七D/A转换电路和第四乘法器组成的公共端相连。