專利名稱：單節(jié)點采樣的伏安特性數(shù)字化測量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種簡單實用的伏安特性測量電路，一種電工電子測量設(shè)備中使用的方法和電路。
背景技術(shù)：
我們知道，一個元件或網(wǎng)絡(luò)之端電壓與端電流的關(guān)系曲線稱為伏安特性曲線，簡稱伏安特性。晶體管特性圖示儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、美國HUNTRON公司名為Tracker的在線測試儀器都是用來得到伏安特性或伏安特性曲線以完成各種測試任務(wù)的設(shè)備。它們的測量方法都基于附圖1所示的原理性電路，其特征是必須測得電流、電壓兩種參量，且往往要在測量回路的兩個節(jié)點N1、N2上采樣。新一代的數(shù)字化儀表也未脫離這種兩節(jié)點、兩參量的模式，只不過是對它們進(jìn)行了數(shù)字化而已。而對元器件數(shù)量和耗電很計較的手持式袖珍儀表需要更簡單的電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種更簡單的伏安特性的數(shù)字化測量電路，以滿足上述要求。
本發(fā)明的伏安特性測量電路包括數(shù)模變換器(D/A變換器)、激勵放大器、限流電阻、測試插座、采樣放大器、模數(shù)變換器(A/D變換器)、單片微處理機(MCU)。在附圖2中，D/A變換器1的輸出與激勵放大器2的輸入相連，激勵放大器2的輸出與限流電阻3的一端相連，限流電阻3的另一端連到測試插座4的一個端子上，測試插座4的這個端子也與采樣放大器5的輸入相連；測試插座4的另外一個端子則連到電路的公共端(接地端)；采樣放大器5的輸出與A/D變換器6的輸入相連，A/D變換器6的數(shù)據(jù)輸出與單片微處理機7的數(shù)據(jù)輸入口相連；D/A變換器1的輸入與單片微處理機7的數(shù)據(jù)輸出口相連。這個電路的狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理均受常駐單片微處理機7的嵌入式軟件控制。系統(tǒng)加電并初始化后，將被測元件或網(wǎng)絡(luò)的兩端分別連到測試插座4的兩個端子上，在軟件作用下就可得到被測元件或網(wǎng)絡(luò)的伏安特性，以數(shù)字或圖形顯示出來。
本發(fā)明的特征是單一節(jié)點采樣、單一參數(shù)測量，即只需采集被測元件或網(wǎng)絡(luò)的端電壓，而無須采集端電流，用于伏安特性的數(shù)字化測量，電路結(jié)構(gòu)簡單。實驗證明，它很實用，有足夠的精度保證。


圖1是已知的原理性伏安特性測量電路圖；圖2是本發(fā)明的基本電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的實施例電原理圖。
典型實施例下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。
在附圖2中，單片微處理機7在其內(nèi)駐程序的控制下將激勵信號的數(shù)字量輸出至D/A變換器1的數(shù)據(jù)輸入口，D/A變換器1將其變換為模擬激勵信號，激勵放大器2將模擬激勵信號放大后經(jīng)限流電阻3加到測試插座4上，與測試插座4相連的被測元件或網(wǎng)絡(luò)則可得到激勵信號的激勵而產(chǎn)生響應(yīng)電壓，采樣放大器5將此響應(yīng)電壓采集處理后送到A/D變換器6的模擬量輸入端，經(jīng)A/D變換器6變換后輸出的數(shù)字量將由單片微處理機7進(jìn)行處理，完成伏安特性的測量。
附圖3是一個實施例本發(fā)明成功應(yīng)用在圖形顯示的數(shù)字萬用表中(尚未公布)。附圖3所示，該儀表的兩個新功能晶體管特性圖示功能和節(jié)點特征圖示功能，都使用本發(fā)明來測量伏安特性，只不過為晶體管基極激勵和多量程測量的需求作了一些擴展。附圖3中出現(xiàn)了第二個激勵放大器和第二個D/A變換器(D/A和A/D均在MCU中)、兩種測試插座、多個限流電阻、量程分壓器和多個切換開關(guān)。其中，與DAC0相關(guān)的激勵放大器1是晶體管測試的集電極激勵源和節(jié)點測試的高電平激勵源；與DAC1相關(guān)的激勵放大器2是晶體管測試的基極激勵源和節(jié)點測試的低電平激勵源RC1～RC5是晶體管測試的集電極限流電阻，RB1是基極限流電阻RN1～RN5是節(jié)點測試的限流電阻；RV1～RV3是兩種功能共用的量程分壓電阻SC1、SC2是聯(lián)動開關(guān)的一段，用于晶體管測試功能，前者切換限流電阻，后者切換量程分壓；類似的SN1、SN2是另一段，用于節(jié)點測試功能。附圖3與附圖2對比，雖然多了一些元件，其實是對附圖2電路形式的擴展，本發(fā)明的原理形態(tài)就在其中。在附圖3中，若對某個量程的具體選擇勾畫出來并將其中的開關(guān)用線條直連就是本發(fā)明的電路。顯然，仍然是在單一節(jié)點N上取樣，僅對被測對象端電壓單一參數(shù)的采集。
權(quán)利要求
1.伏安特性數(shù)字化測量電路包括數(shù)模變換器(D/A)、激勵放大器、限流電阻、測試插座、采樣放大器、模數(shù)變換器(A/D)、單片微處理機(MCU)。數(shù)模變換器的輸出與激勵放大器的輸入相連，激勵放大器的輸出與限流電阻的一端相連，限流電阻的另一端連到測試插座的一個端子上，測試插座的這個端子也與采樣放大器的輸入相連；測試插座的另外一個端子則連到電路的公共端(接地端)；采樣放大器的輸出與模數(shù)變換器的輸入相連，模數(shù)變換器的數(shù)據(jù)輸出與單片微處理機的數(shù)據(jù)輸入口相連；數(shù)模變換器的輸入與單片微處理機的數(shù)據(jù)輸出口相連。電路的狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理均受常駐單片微處理機的嵌入式軟件控制。其特征在于，除公共端相連外采樣放大器的輸入只需連到測試插座另一端，即僅對電路的一個節(jié)點進(jìn)行采樣連接。
2.按權(quán)力要求1所述的電路其特征在于，所述的電路用來實現(xiàn)被測元件或網(wǎng)絡(luò)伏安特性的測量。電路中的單片微處理機(MCU)在其內(nèi)駐軟件作用下初始化后進(jìn)入測量循環(huán)程序，將被測元件或網(wǎng)絡(luò)的兩端分別連到測試插座的兩個端子上，在軟件作用下就可得到被測元件或網(wǎng)絡(luò)的伏安特性，按具體要求以數(shù)字或圖形顯示出來。
3.按權(quán)力要求1所述的電路其特征在于，所述的電路只采集被測端的電壓，無需對被測端的電流采集或變換采集。
全文摘要
一種單一節(jié)點采樣，只需采集端電壓，而無須采集或變換采集端電流，用于伏安特性測量的數(shù)字化測量電路。一種結(jié)構(gòu)簡單的電路形式。
文檔編號G01R31/26GK1532555SQ0311405
公開日2004年9月29日 申請日期2003年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
發(fā)明者張文, 張 文 申請人:張文, 張 文