CN104655933A - 一种基于lc谐振及相位检测的电感值测量方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量电路技术领域，具体提供了一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量方法及电路，包括处理器（1）、信号发生器（2）、鉴相器（3）、电感（4）、电容（5）、采样电阻（6）；本发明利用了串联LC电路发生谐振时，对该谐振频率呈现0阻抗的特点，通过鉴相器来检测谐振点，可以使谐振点的检测更准确，保证更高的测量精度，同时，通过相位差可以测量出当前频率下LC串联谐振是处于容性阻抗还是感性阻抗，可以减少频率扫描的范围，更快的找到谐振点，提高检测及测量的效率。

Description

一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量方法及电路

技术领域

本发明属于测量电路技术领域，具体提供了一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量方法及电路。

背景技术

电感和电容是我们在电子电路设计中经常会用到的器件，所以对电感电容而言，电感值和电容值是很重要的一个参数。在一般的应用中，我们都是通过需求购买一些固定值的电感和电容，所以，也不需要测量电感量和电容值。但是在设备开发和特殊的应用场合，我们就无法通过这种手段来实现，比如电感值，我们在开关电源制作时，需要特殊的电感，如果每次都去定制，不仅开发成本是一个问题，而且也会大大降低开发的效率，通常的情况下是自己动手绕制电感，这个时候，我们就需要测量电感值。

现在市场上电感测量的装置并不是很多，主要是电感的测量相对困难，成本较高，而且误差较大。现有的技术主要用LC串联谐振，寻找谐振频率，然后通过参考电容来计算电感值。这种方法主要的难点在于谐振点的定位，一般测量方法中都是检测电感上的电压值，当电感上的电压值达到最大时，为谐振点。这种测量方法其实定位是比较困难的，因为这个电压最大值是比较难以捕捉到的，而且误差会比较大。

针对这个问题，本发明提供了一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量方法及电路，通过鉴相器来捕捉谐振点，相位差为0时即为谐振点，可以提高测量的精度，而且通过对LC串联电路的性质进行判断，可以提高扫描的效率，从而提高测量的效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中测量精度低、测量效率低的问题。

为此，本发明提供了一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量方法，包括处理器、信号发生器、鉴相器、待测电感、参考电容、采样电阻，待测电感、参考电容、采样电阻依次串联，作为信号发生器输出信号的负载；处理器控制信号发生器产生频率为                                                的正弦波信号，通过待测电感和参考电容组成的串联LC电路后，取出采样信号，经过鉴相器比较信号和的相位差，将相位差值反馈到处理器；通过这种检测方式，检测到一个使得与的相位差为0，此时LC电路谐振，通过谐振时电感与电容的关系，计算出待测电感。

一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量电路，包括处理器、信号发生器、鉴相器、电感、电容、采样电阻，电感、电容和采样电阻依次串联，电感的另外一端与信号发生器的输出端相连接，采样电阻的另外一端接地；信号发生器的输出端与鉴相器的一输入端相连接，电容和采样电阻的连接处同时与鉴相器的另一输入端相连接；鉴相器的输出端与处理器相连接；信号发生器的控制端与处理器相连接。

上述一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量电路，所述的信号发生器采用的是专用的DDS产生芯片。

本发明的有益效果是：本发明利用了串联LC电路发生谐振时，对该谐振频率呈现0阻抗的特点，通过鉴相器来检测谐振点，可以使谐振点的检测更准确，保证更高的测量精度，同时，通过相位差可以测量出当前频率下LC串联谐振是处于容性阻抗还是感性阻抗，可以减少频率扫描的范围，更快的找到谐振点，提高检测及测量的效率。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量电路的结构示意图。

附图标记说明：1、处理器；2、信号发生器；3、鉴相器；4、电感；5、电容；6、采样电阻。

具体实施方式

实施例1

图1是一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量电路的结构示意图，包括处理器1、信号发生器2、鉴相器3、电感4、电容5、采样电阻6，其特征在于：电感4、电容5和采样电阻6依次串联，电感4的另外一端与信号发生器2的输出端相连接，采样电阻6的另外一端接地；信号发生器2的输出端与鉴相器的一输入端相连接，电容5和采样电阻6的连接处同时与鉴相器3的另一输入端相连接；鉴相器3的输出端与处理器1相连接；信号发生器2的控制端与处理器1相连接。信号发生器2采用的是专用的DDS（Direct Digital Synthesizer，直接数字式频率合成器）产生芯片。

实施例2

在进行电感测量时，电容为参考电容，电容值为C，电容值记作，；处理器1控制信号发生器2产生频率为的正弦波信号，通过待测电感4和参考电容5组成的串联LC电路后，取出采样信号，经过鉴相器3比较信号和的相位差，将相位差值反馈到处理器1；如果的相位相对延迟，则LC串联负载为容性负载，增大；如果的相位相对超前，则LC串联负载为感性负载，减小；通过这种检测方式，检测到一个使得与的相位差为0，此时LC电路谐振，有：

                                  (1)

通过谐振时电感与电容的关系，计算出待测电感4：

                                  (2) 

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量方法，包括处理器（1）、信号发生器（2）、鉴相器（3）、待测电感（4）、参考电容（5）、采样电阻（6），其特征在于：待测电感（4）、参考电容（5）、采样电阻（6）依次串联，作为信号发生器（2）输出信号的负载；处理器（1）控制信号发生器（2）产生频率为                                                的正弦波信号，通过待测电感（4）和参考电容（5）组成的串联LC电路后，取出采样信号，经过鉴相器（3）比较信号和的相位差，将相位差值反馈到处理器（1）；通过这种检测方式，检测到一个使得与的相位差为0，此时LC电路谐振，通过谐振时电感与电容的关系，计算出待测电感（4）。

2.一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量电路，包括处理器（1）、信号发生器（2）、鉴相器（3）、电感（4）、电容（5）、采样电阻（6），其特征在于：电感（4）、电容（5）和采样电阻（6）依次串联，电感（4）的另外一端与信号发生器（2）的输出端相连接，采样电阻（6）的另外一端接地；信号发生器（2）的输出端与鉴相器的一输入端相连接，电容（5）和采样电阻（6）的连接处同时与鉴相器（3）的另一输入端相连接；鉴相器（3）的输出端与处理器（1）相连接；信号发生器（2）的控制端与处理器（1）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于LC谐振及相位检测的电感值测量电路，其特征在于: 信号发生器（2）采用的是专用的DDS产生芯片。