基于DLIA的交流阻抗譜測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、阻抗是電子領(lǐng)域廣為使用的一個(gè)概念,是表征電子材料、元件和電路的重要參數(shù)。通過對(duì)被測(cè)件進(jìn)行交流阻抗譜測(cè)量與分析,可以獲得更有價(jià)值的頻率特性信息。目前,以數(shù)字信號(hào)處理算法為核心的交流阻抗譜測(cè)量系統(tǒng)成為阻抗測(cè)量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。由于其涉及學(xué)科多、技術(shù)門檻高、應(yīng)用前景廣,衍生技術(shù)也具有良好的可擴(kuò)展性和可復(fù)用性,因而開展數(shù)字化交流阻抗譜測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究工作具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　首先,研究了自動(dòng)平衡電橋的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)

2、方法,提出用具有優(yōu)異噪聲抑制能力的數(shù)字鎖相放大器與超線性收斂的布倫特法相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)橋路平衡控制,從本質(zhì)上克服了模擬式自動(dòng)平衡電橋的諸多缺點(diǎn)。針對(duì)常規(guī)布倫特法中用于邊界定位的二分法不能在復(fù)數(shù)域中使用的問題,提出一種經(jīng)過適應(yīng)性改進(jìn)的擬布倫特法,該方法兼具外推法的收斂確定性與迭代法收斂速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。與常用的正割法相比,其響應(yīng)速度和穩(wěn)定性均有明顯改善。
　　接著,利用同步相干檢測(cè)原理,提出一種具有矢量分析功能的數(shù)字正交相干檢波算法

3、,與傳統(tǒng) DFT分析法相比,算法簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),且可以方便地與數(shù)字化自動(dòng)平衡電橋結(jié)合起來使用。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種新型的正交矢量型數(shù)字鎖相放大器,實(shí)現(xiàn)了不平衡電流以及矢量電壓比的精確快速檢測(cè)。針對(duì)工頻干擾會(huì)導(dǎo)致信噪比大幅降低的問題,設(shè)計(jì)了一種多重反饋型工頻陷波器,不僅有效抑制了工頻干擾,而且中心頻率可調(diào),具有良好的靈活性和適應(yīng)性。
　　然后,在深入分析帶限信號(hào)采樣原理的基礎(chǔ)上,提出一種變采樣率混合采樣方法,實(shí)現(xiàn)了寬頻、精密、高效

4、的阻抗測(cè)量。與固定采樣率方式相比,上限頻率和測(cè)量效率都有顯著提高。進(jìn)一步地,對(duì)數(shù)字正交相干檢波算法進(jìn)行了優(yōu)化處理,在不犧牲性能的情況下,大大節(jié)省了運(yùn)算時(shí)間和存儲(chǔ)空間,解決了因輸出不連續(xù)而導(dǎo)致的結(jié)果不穩(wěn)定問題。此外,針對(duì)時(shí)鐘抖動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響ADC性能的狀況,設(shè)計(jì)了一種DDS低抖動(dòng)采樣時(shí)鐘發(fā)生器,充分利用高壓擺率時(shí)抖動(dòng)小和整數(shù)分頻不增加抖動(dòng)的特性,解決了普通DDS時(shí)鐘因存在較大抖動(dòng)而無法用于精密數(shù)據(jù)采集的問題。
　　最后,針對(duì)目前可用于