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

1、阻抗是電子領(lǐng)域廣為使用的一個概念,是表征電子材料、元件和電路的重要參數(shù)。通過對被測件進行交流阻抗譜測量與分析,可以獲得更有價值的頻率特性信息。目前,以數(shù)字信號處理算法為核心的交流阻抗譜測量系統(tǒng)成為阻抗測量領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展趨勢。由于其涉及學科多、技術(shù)門檻高、應(yīng)用前景廣,衍生技術(shù)也具有良好的可擴展性和可復用性,因而開展數(shù)字化交流阻抗譜測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究工作具有重要的學術(shù)價值和現(xiàn)實意義。
　　首先,研究了自動平衡電橋的數(shù)字化實現(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)合來實現(xiàn)橋路平衡控制,從本質(zhì)上克服了模擬式自動平衡電橋的諸多缺點。針對常規(guī)布倫特法中用于邊界定位的二分法不能在復數(shù)域中使用的問題,提出一種經(jīng)過適應(yīng)性改進的擬布倫特法,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。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,算法簡單,易于實現(xiàn),且可以方便地與數(shù)字化自動平衡電橋結(jié)合起來使用。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種新型的正交矢量型數(shù)字鎖相放大器,實現(xiàn)了不平衡電流以及矢量電壓比的精確快速檢測。針對工頻干擾會導致信噪比大幅降低的問題,設(shè)計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采樣原理的基礎(chǔ)上,提出一種變采樣率混合采樣方法,實現(xiàn)了寬頻、精密、高效

4、的阻抗測量。與固定采樣率方式相比,上限頻率和測量效率都有顯著提高。進一步地,對數(shù)字正交相干檢波算法進行了優(yōu)化處理,在不犧牲性能的情況下,大大節(jié)省了運算時間和存儲空間,解決了因輸出不連續(xù)而導致的結(jié)果不穩(wěn)定問題。此外,針對時鐘抖動會嚴重影響ADC性能的狀況,設(shè)計了一種DDS低抖動采樣時鐘發(fā)生器,充分利用高壓擺率時抖動小和整數(shù)分頻不增加抖動的特性,解決了普通DDS時鐘因存在較大抖動而無法用于精密數(shù)據(jù)采集的問題。
　　最后,針對目前可用于