CN103698611A

CN103698611A - 有源网络内阻测量仪

Info

Publication number: CN103698611A
Application number: CN201410010663.1A
Authority: CN
Inventors: 秦辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-04-02

Abstract

一种有源网络内阻测量仪，它由单片机、数字仪表专用集成电路MAX133、LCD显示模块DMC16230、串入并出8位移位寄存器74LS164、译码器74LS138、模拟开关、电阻分压网络，红表笔、黑表笔组成。有源网络内阻测量仪能够快速准确地测量有源网络内阻，极大地减轻了人工测量有源网络内阻的劳动强度。

Description

有源网络内阻测量仪

技术领域

本发明涉及一种有源网络内阻测量仪。

背景技术

目前有源网络内阻的测量一般采用实验的方法获得有关数据，然后进行数据处理，最后得到有源网络的内阻值，测量有源网络内阻的过程不仅复杂，而且测量结果的误差较大。

发明内容

为了克服目前测量有源网络内阻的过程繁杂，误差大的弊端，本发明提供了一种有源网络内阻测量仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有源网络内阻测量仪，它由集成电路IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、模拟开关、电阻分压网络，红表笔、黑表笔组成，其特征是：集成电路IC1为单片机，集成电路IC2为数字仪表专用集成电路MAX133，集成电路IC3为LCD显示模块DMC16230，集成电路IC4为串入并出8位移位寄存器74LS164，集成电路IC5为译码器74LS138，模拟开关中K1为单刀双掷模拟开关，K2、K3为双刀单掷模拟开关，K2、K3公用一个控制端，K4、K5、K6、K7、K8、K9分别为单刀单掷模拟开关，集成电路IC5的引脚Y0与模拟开关K1的控制端相连，集成电路IC5的引脚Y1与模拟开关K2、K3的控制端相连，集成电路IC5的引脚Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7分别与模拟开关K4、K5、K6、K7、K8、K9的控制端相连，电阻分压网络由R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7组成，R1的电阻值为0.5k、R2的电阻值为2k、R3的电阻值为2.995k、R4的电阻值为17.995k、R5的电阻值为47.995k、R6的电阻值为197.995k、R7的电阻值为497.995k，模拟开关K4、K5、K6、K7、K8、K9的一端分别与红表笔相连，模拟开关K4、K5、K6、K7、K8、K9的另一端分别与电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7相连。

集成电路IC1的引脚P1.0、P1.1、P1.2分别与集成电路IC5的引脚A0、A1、A2相连。

集成电路IC1的引脚RXD与集成电路IC4的引脚DSA、DSB相连，集成电路IC1的引脚TXD与集成电路IC4的引脚CP相连。

集成电路IC1的引脚P3.2、P3.3、P1.7分别与集成电路IC3的引脚RS、R/W、E相连。

集成电路IC1的引脚P1.3、P1.4、P1.5、P1.6分别与集成电路IC2的引脚D0、D1、D2、D3相连，集成电路IC1的引脚P3.4、P3.5、P3.7分别与集成电路IC2的引脚RD、WR、ALE相连。

集成电路IC4的引脚Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7分别与集成电路IC3的引脚DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7相连。

黑表笔与集成电路IC2的引脚COM相连。

集成电路IC1的引脚P1.7与集成电路IC5的引脚STC相连。

本发明的有益效果是：能够快速准确地测量有源网络内阻，极大地减轻了人工测量有源网络内阻的劳动强度。

附图说明

图1是有源网络内阻测量仪的结构图。

具体实施方式

根据等效电源定理，可以将有源网络等效为一个电压源E与电阻（有源网络内阻r）相串联的电路。根据电路理论可知，有源网络内阻的计算公式为：r=(U/E－1)R－ΔR，其中r为有源网络的内阻，U为负载电阻两端的电压， E为将有源网络等效的电压源的端电压，R为负载电阻，当K2断开时，R的取值为R2的电阻值，当K2闭合时，R的取值为R2与R1并联后的电阻值，ΔR的取值应随导通的模拟开关的不同而变化，实际ΔR的值为除去R1、R2以外所有负载电阻的等效电阻，ΔR的各种取值存储在单片机的存储器中，有源网络内阻测量仪工作时，单片机利用查表指令根据E值的大小自动识别导通的模拟开关，以选取不同ΔR的值。

E值测量电路的工作原理。单片机初始化后，P1.0、P1.1、P1.2输出低电平，则译码器74LS138的输入端A0、A1、A2均为“0”，然后单片机使P1.7端复位为低电平，P1.7端低电平使译码器74LS138的使能端STC为“0”，译码器开始对A0、A1、A2端输入的数据进行译码，使Y0端为有效电平“0”，其它输出引脚为无效电平“1”，Y0端的低电平使模拟开关K1的2、3两个触点导通，从而测量表笔直接与MAX133的电压输入端相连。此时，由于除K1以外的其它模拟开关的控制端均为1，所以模拟开关均断开，显然此时R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7构成的电阻分压电路均与电路断开，此时MAX133测量得到的电压为两表笔触及被测有效源网络两点之间的电压E。单片机将E的值通过D0、D1、D2、D3数据总线读入到单片机存储器中保存。

U值测量电路的工作原理。单片机根据E值的大小从P1.0、P1.1、P1.2端输出控制数据，经译码器74LS138译码，其输出端Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7中至少有一个为低电平，该低电平控制相应的模拟开关导通，电阻分压网络开始工作。与此同时译码器的输出端Y0变为无效电平“1”，Y0端的高电平使模拟开关K1的2、3两个触点断开，模拟开关K1的2、1两个触点导通，可见MAX133将由测量电压E变为测量电压U。

r值显示电路的工作原理。单片机与字符型LCD显示模块DMC16230采用扩展串行方式接口，用串入并出8位移位寄存器74LS164扩展一个8位输出口。这样可节省单片机6根I/O线，节约了单片机有限的接口资源。单片机通过运行有关程序将测量得到的U、E、R、ΔR的值代入公式r=(U/E－1)R－ΔR，得到有源网络内阻r,最后将r的值通过显示模块DMC16230显示出来。

软件设计。根据有源网络内阻测量仪的功能要求，主要设计了初始化程序、测量程序、零点校正程序、显示数据处理和显示驱动程序。

Claims

1.一种有源网络内阻测量仪，它由集成电路IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、模拟开关、电阻分压网络，红表笔、黑表笔组成，其特征是：集成电路IC1为单片机，集成电路IC2为数字仪表专用集成电路MAX133，集成电路IC3为LCD显示模块DMC16230，集成电路IC4为串入并出8位移位寄存器74LS164，集成电路IC5为译码器74LS138，模拟开关中K1为单刀双掷模拟开关，K2、K3为双刀单掷模拟开关，K2、K3公用一个控制端，K4、K5、K6、K7、K8、K9分别为单刀单掷模拟开关，集成电路IC5的引脚Y0与模拟开关K1的控制端相连，集成电路IC5的引脚Y1与模拟开关K2、K3的控制端相连，集成电路IC5的引脚Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7分别与模拟开关K4、K5、K6、K7、K8、K9的控制端相连，电阻分压网络由R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7组成，R1的电阻值为0.5k、R2的电阻值为2k、R3的电阻值为2.995k、R4的电阻值为17.995k、R5的电阻值为47.995k、R6的电阻值为197.995k、R7的电阻值为497.995k，模拟开关K4、K5、K6、K7、K8、K9的一端分别与红表笔相连，模拟开关K4、K5、K6、K7、K8、K9的另一端分别与电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7相连。

2.根据权利要求1所述的有源网络内阻测量仪，其特征是：集成电路IC1的引脚P1.0、P1.1、P1.2分别与集成电路IC5的引脚A0、A1、A2相连。

3.根据权利要求1所述的有源网络内阻测量仪，其特征是：集成电路IC1的引脚RXD与集成电路IC4的引脚DSA、DSB相连，集成电路IC1的引脚TXD与集成电路IC4的引脚CP相连。

4.根据权利要求1所述的有源网络内阻测量仪，其特征是：集成电路IC1的引脚P3.2、P3.3、P1.7分别与集成电路IC3的引脚RS、R/W、E相连。

5.根据权利要求1所述的有源网络内阻测量仪，其特征是：集成电路IC1的引脚P1.3、P1.4、P1.5、P1.6分别与集成电路IC2的引脚D0、D1、D2、D3相连，集成电路IC1的引脚P3.4、P3.5、P3.7分别与集成电路IC2的引脚RD、WR、ALE相连。

6.根据权利要求1所述的有源网络内阻测量仪，其特征是：集成电路IC4的引脚Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7分别与集成电路IC3的引脚DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7相连。

7.根据权利要求1所述的有源网络内阻测量仪，其特征是：黑表笔与集成电路IC2的引脚COM相连。

8.根据权利要求1所述的有源网络内阻测量仪，其特征是：集成电路IC1的引脚P1.7与集成电路IC5的引脚STC相连。