CN111983317A - 一种阻抗特性测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻抗特性测试装置，包括电桥电路，具有信号输入端、接地端、信号输出端A、信号输出端B以及待测件测量位；比较电路，具有电压输出端和两个电压输入端，两个电压输入端分别连接电桥电路的信号输出端A和信号输出端B；负载特性测试电路，具有模拟信号输出端、模拟信号检测端和数字信号输出端，模拟信号输出端与电桥电路的信号输入端连接，模拟信号检测端与比较电路的电压输出端连接；以及单片机，具有信号输入端和信号处理单元，信号输入端与负载特性测试电路的数字信号输出端连接，信号处理单元用于根据信号输入端接收的数字信号生成待测件的阻抗；本发明通过电桥电路和比较电路可以减小系统误差，提高测量精度。

Description

一种阻抗特性测试装置

技术领域

本发明属于阻抗测量技术领域，尤其涉及一种阻抗特性测试装置。

背景技术

阻抗测量用于确定对象的特性，并以在多学科广泛使用。随着人类社会的发展，各种阻抗测量理论、测量技术逐渐成熟，各个领域中得到了非常迅速的使用，如仪器与仪表、电力传输系统、生物科学与医学、电化学等。

但是如今，进行阻抗测量时通常需要使用大型仪器，在该类仪器中可测参数全、检测速度快、频率范围宽且具有各种各样的附加功能，因此，就导致了该类仪器价格昂贵，会增加普通个人用户或者小企业用户的经济负担，并且阻抗测量仅占其中的部分功能，有捆绑销售之嫌。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻抗特性测试装置，该装置功能单一、价格低廉。

本发明采用以下技术方案：一种阻抗特性测试装置，包括：

电桥电路，具有信号输入端、接地端、信号输出端A、信号输出端B以及待测件测量位，测量位用于连接待测件；

比较电路，具有电压输出端和两个电压输入端，两个电压输入端分别连接电桥电路的信号输出端A和信号输出端B；

负载特性测试电路，具有模拟信号输出端、模拟信号检测端和数字信号输出端，模拟信号输出端与电桥电路的信号输入端连接，并用于向电桥电路提供激励信号，模拟信号检测端与比较电路的电压输出端连接，并用于接收比较电路输出的模拟信号；以及

单片机，具有信号输入端和信号处理单元，信号输入端与负载特性测试电路的数字信号输出端连接，信号处理单元用于根据信号输入端接收的数字信号生成待测件的阻抗。

进一步地，负载特性测试电路信号处理单元和信号发生单元，信号处理单元包括：

信号放大器，与电压输出端连接，并用于放大接收的模拟信号；

低通滤波器，与信号放大器连接，并用于去除放大后的模拟信号中的噪声；

ADC采样单元，与低通滤波器连接，并用于将去噪后的模拟信号转换为数字信号；

数字信号处理器，与ADC采样单元连接，并用于对数字信号进行傅里叶变换，生成待测件阻抗的实部信息和虚部信息；以及

IIC接口，与数字信号处理器连接，并用于将实部信息和虚部信息发送至单片机。

进一步地，信号处理单元根据信号输入端接收的数字信号生成待测件的阻抗具体采用OSL方法，具体为：

由负载特性测试电路接收待测件的阻抗对应的实部和虚部；

通过ρ_M＝R+jX计算出待测件的阻抗测量值ρ_M；

通过

得出入射波的反射数S₁₁；

待测阻抗为

其中，Z₀为电桥中除待测件外，其他已知电阻的阻值，且其他已知电阻均相等。

进一步地，电桥电路包括：

待测件测量位，用于连接待测件，且连接接地端；

电阻R9，与待测件测量位连接的待测件串联，且连接信号输入端；

信号输出端A，位于电阻R9与待测件之间；

电阻R10，与待测件、电阻R9并联，且连接接地端；

电阻R11，与电阻R10串联，且连接信号输入端；以及

信号输出端B，位于电阻R10与电阻R11之间。

进一步地，比较电路包括：

运算放大器，具有高电平接入端、低电平接入端、电压输出端和两个电压输入端；其中，两个电压输入端分别连接电桥电路的信号输出端A和信号输出端B；

电容C13，与仪器放大器的电压输出端连接；以及

电阻R6，一端与电容C13连接，另一端连接负载特性测试电路的模拟信号检测端。

进一步地，负载特性测试电路包括AD5933芯片：

其第六管脚为模拟信号输出端，分别连接电阻R9和电阻R11；

其第四管脚和第五管脚为模拟信号检测端，且，第四管脚通过电阻R7后连接电阻R6，第五管脚直接连接电阻R6；

其第十五管脚和第十六管脚为数字信号输出端，均连接至单片机的信号输入端；

其第八管脚串联电容C17后与外部时钟连接；

其第九管脚串联电感L2后接+5V；

其第十管脚、第十一管脚接+5V；

其第十二管脚串联电感L1后接地；

其第十三管脚、十四管脚接地；

其第十五管脚串联电阻R3后接+5V；

其第十六管脚串联电阻R2后接+5V。

进一步地，显示单元连接单片机的SPI接口，用于显示待测件的阻抗。

本发明的有益效果是：本发明通过负载特性测试电路作为待测件的激励源，再将待测件融入电桥电路中，测量电桥电路的电压差，并通过比较电路比较放大该电压差后返回负载特性测试电路，计算电桥电路的阻抗，最后通过该阻抗结合单片机计算得到待测件的阻抗，通过引入电桥电路和比较电路可以减小测试过程中存在的系统误差，有效提高待测件的阻抗测量精度。

附图说明

图1为本发明实施例一种电路阻抗特性测试装置的原理框图；

图2为本发明实施例中AD5933芯片及其外围电路图；

图3为本发明另一实施例中电桥电路和比较电路的电路图；

图4为本发明实施例中单片机的主函数流程图；

图5为本发明实施例中AD5933芯片中频率扫描流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明实施例公开了一种阻抗特性测试装置，如图1所示，包括：电桥电路，具有信号输入端、接地端、信号输出端A、信号输出端B以及待测件测量位，测量位用于连接待测件；比较电路，具有电压输出端和两个电压输入端，两个电压输入端分别连接电桥电路的信号输出端A和信号输出端B；负载特性测试电路，具有模拟信号输出端、模拟信号检测端和数字信号输出端，模拟信号输出端与电桥电路的信号输入端连接，并用于向电桥电路提供激励信号，模拟信号检测端与比较电路的电压输出端连接，并用于接收比较电路输出的模拟信号；以及单片机，具有信号输入端和信号处理单元，信号输入端与负载特性测试电路的数字信号输出端连接，信号处理单元用于根据信号输入端接收的数字信号生成待测件的阻抗。

本发明通过负载特性测试电路作为待测件的激励源，再将待测件融入电桥电路中，测量电桥电路的电压差，并通过比较电路比较放大该电压差后返回负载特性测试电路，计算电桥电路的阻抗，最后通过该阻抗结合单片机计算得到待测件的阻抗，通过引入电桥电路和比较电路可以减小测试过程中存在系统误差，有效提高待测件的阻抗测量精度。

在一种实施例中，负载特性测试电路信号处理单元和信号发生单元，信号处理单元包括：

信号放大器，与电压输出端连接，并用于放大接收的模拟信号；低通滤波器，与信号放大器连接，并用于去除放大后的模拟信号中的噪声；ADC采样单元，与低通滤波器连接，并用于将去噪后的模拟信号转换为数字信号；数字信号处理器，与ADC采样单元连接，并用于对数字信号进行傅里叶变换，生成待测件阻抗的实部信息和虚部信息；以及IIC接口，与数字信号处理器连接，并用于将实部信息和虚部信息发送至单片机。

在本实施例中，负载特性测试电路包括AD5933芯片，该芯片内部集成了DDS、DAC、I-V转换器、抗混叠滤波器、ADC、DSP，其具有高度集成化、低成本的特点。而且，AD5933芯片是精确度高、检测速度快的阻抗转换器，芯片上集成了一个27位信号发生器和一个12位ADC模数转换器。其采样速率为1MHz，AD5933阻抗测量范围可达100Ω～10MΩ，片上DDS为外部提供正弦激励信号，最高可产生频率100KHz的激励信号，获得的电流信号经电流-电压转换后，进入可编写程序控制的程控增益待测器件，再通过LPF(低通滤波器滤波)之后，进行ADC采样，获得的数据由AD5933的DSP进行1024点的离散傅里叶变换(DFT)，再经过相应的计算可获得实部和虚部及阻抗值等信息，其操作便捷迅速，不需要外接额外同步ADC模数转换器获得相位信息。

DFT算法在各扫描频率点上返回一个实部(R)和虚部(I)数据。通过以下公式计算阻抗幅度和相位：

相位＝tan^-1(I/R)，

测量之后，通过I²C接口可以读取AD5933芯片寄存器里边的实部(R)和虚部(I)数据；此外AD5933通过I²C接口可以配置起始频率、频率分辨率和扫描点数进行频率扫描；进一步的，AD5933通过I²C接口可以设置信号发生器输出正弦波信号的峰峰值，以激励连接在VOUT与VIN管脚之间的外部未知阻抗。

本实施例的AD5933与STM32F249单片机的通信是通过IIC协议实现的，通过配置AD5933寄存器控制，主要利用AD5933作为从机与主机STM32F429单片机通信方式。AD5933作为从机与主机STM32F429单片机的通信协议是通过IIC串行协议进行的。AD5933芯片作为从机连接到此总线，通过STM2F429作为主机的控制。AD5933芯片地址总线为7位，在AD5933供电开始工作时，其地址为0xOD。STM2F429作为主机建立起始条件开始启动数据传输的；进一步的，起始条件是SDA发生高电平到低电平之间的跳变，同时，SCL保持高电平。至此，随后开始数据传输。

如图2所示，具体的该芯片的外围电路设计为：

其第六管脚为模拟信号输出端，分别连接电阻R9和电阻R11；其第四管脚和第五管脚为模拟信号检测端，且，第四管脚通过电阻R7后连接电阻R6，第五管脚直接连接电阻R6；其第十五管脚和第十六管脚为数字信号输出端，均连接至单片机的信号输入端；其第八管脚串联电容C17后与外部时钟连接；其第九管脚串联电感L2后接+5V；其第十管脚、第十一管脚接+5V；其第十二管脚串联电感L1后接地；其第十三管脚、十四管脚接地；其第十五管脚串联电阻R3后接+5V；其第十六管脚串联电阻R2后接+5V。

本实施例的AD5933电源采用5V供电，其是数字部分的供电电源也是模拟部分的电源，中间加电感L2是为了阻止数字电路的噪声进入模拟电源。进一步的，采用电容C14、C15、C16进行滤波。此外电源5V供电与GND直接并联电容值一大一小的电容C5、C6、C7、C8滤除电源高频纹波。

除此之外，在IIC接口SDA、SCL两端接入上拉电阻R2、R3，起到保护作用。由于IIC接口在工作时主要负责的是对高低电平检测的作用，若没有了上拉电阻R2、R3的保护，而直接连接电源VCC，可能会出现器件拉低时整个系统危险。根据IIC总线规范，总线空闲时两根线都必须为高。进一步的，AD5933第八管脚可以通过外接时钟，来改变系统的响应速度，经电容C17，接SMA转接头，与外部时钟连接。进一步的，AD5933第六管脚输出正弦激励信号，外接电桥来实现提高测量精度的要求，优选的，电桥采用1k电阻。优选的，AD5933第六管脚获得经电压比较器后的正弦信号，经电容C13耦合后进入AD5933内部的电压跟随器、增益放大器，低通滤波器进行ADC采样。优选的，AD5933第六号管脚和第五号管脚之间的反馈电阻为20k。

进一步的，AD5933信号链内的简易缓冲器可防止输出阻抗影响未知的阻抗测量。采用INA128运算比较待测器件可确保其有足够的带宽来适应AD5933的激励频率和低输出阻抗要求，使得AD5933的工作状态最佳。

作为另一种实施方式，负载特性测试电路还可以选择DDS模块AD9833电路，但是，由于其内集成度没有AD9533芯片高，所以需要额外连接幅度相位比较器。AD9833是低功耗、可编程低噪声的DDS芯片，可产生正弦波、三角波、方波，用于扫频以及产生1KHz信号源。相位比较电路可采用AD8302芯片，用于获取待测件的幅度与相位差，并计算增益和相位；但由于AD8302主要应用于高频信号，且功率识别范围为0到60dBm，在低频范围效果比较差。通过DFT算法获得其阻抗，但需要外接额外同步高速ADC模数转换器获得相位信息，而且采用多个中小规模集成电路实现，精度低，抗干扰能力差，操作复杂，很难实现自动测量，分离器件会增加额外噪声，降低系统测量精度，因此，本发明中优选上述的AD5933芯片。

在本实施例中，单片机也具有多种选择，如STM32F429系列的STM32F429BIT6单片机和AT89C51系列单片机。STM32F429BIT6单片机采用反客科技公司生产的核心板进行开发内核频180MHz，片内1MFlash，256K SRAM，外扩32M字节，16位宽SDRAM，8M字节SPIFlash，1个复位按键，1个用户按键，1个电源指示LED，2个用户LED，1个TypeC接口，1个SD卡接口1个RGB液晶接口，通过排针引出SWD和串口工作温宽-25-80℃。

STM32F429BIT6单片机带有FPU(浮点运算单元)的ARM 32位Cortex-M4 CPU、在Flash存储器中实现零等待状态运行性能的自适应实时加速器、主频180MHz，存储器高达2MB Flash，组织为两个区，可读写同步高达256+4KB的SRAM，包括64-KB的CCM(内核耦合存储器)数据RAM-具有高达32位数据总线的灵活外部存储控制LCD并行接口，兼容8080/6800模式LCD-TFT控制器有高达XGA的分辨率，2个12位D/A转换器多达17个定时器：12个16位定时器，和2个频率高达180MHz的32位定时器，每个定时器都带有4个输入捕获/输出比较/PWM，或脉冲计数器与正交(增量)编码器输入；调试模式SWD&JTAG接口。

集成了单周期DSP指令和浮点延段单元，大大提升了计算能力，还有丰富的库函数，能更好的实现其处理的应用，可以进行一些复杂的计算和控制；内部的12位A/D方便读取其所需电压值；具有显著的图像处理能力。STM32F49功能多，引脚多，存储空间大，寄存器多，工作速度快。AT89C51系列单片机价格十分便宜，但是没有内部A/D，且受到运算速度的限制，难以完成高速运算。由于本实施例中要求的阻抗计算、故障判定及显示需要较高的运算速度，以保证系统稳定性。所以，优选运算速度快、图像处理能力强、内置A/D方便读取电压值的STM32F49芯片。

本实施例中，由于单片机采用多文件编程，主函数主要完成调用各个子程序，以及屏幕初始化，GPIO口初始化，IIC初始化、AD59933初始化，并判断AD5933是否正常工作，单片机是否读取AD5933的数据，并通过AD5933做阻抗特性测量并处理，将处理结果送给STM32F429单片机，由单片机完成改进的OSL算法，得到测量结果，并在7寸TFT显示屏上显示其阻抗值，主函数流程图如图4所示。

AD5933与STM32F249单片机通过IIC协议通信，通过配置AD5933寄存器，实现频率扫描功能，并通过读取其寄存器的值，获取待测电路的实部和虚部，具体频率扫描流程图如图5所示，在该图中可看出，AD5933频率扫描是将频率扫描数据编程写入相应控制寄存器，将AD5933设置为待机模式，等待复位后，向控制寄存器发出初始化的指令已确定扫描频率，进一步的，经过足够的通信时长建立的时间，向控制寄存器传递开始频率扫描指令，轮番查询状态寄存器的状态值，进一步的判断DFT是否完，如果完成，则可读取可以其实部寄存器和虚部寄存器的值，进一步的传送个单片机进行处理。进行检测时，AD5933内部自带的27位DDS，将会利用用户设置的扫描频率参数，进行相应的正弦信号输出，信号经过DAC和已配置的增益寄存器后，加载到被本设计的电桥上，得到的信号经过仪用待测器件INA128比较转换后，进入AD5933的五号管脚，经过片内电压伴随器和低通滤波器后，经同步ADC进行采样，之获得的数据送入DSP进行离散傅里叶变换DFT处理，得到一个实部值和一个虚部值，经过相应计算即可得到所需的阻抗、相位等信息。由于需要等待DFT处理后，方可继续输出正弦波激励信号，故在AD5933输出端测量其输出波形，会出现判断DFT处理是否完成的等待间隙。

具体的，单片机的信号处理单元根据信号输入端接收的数字信号生成待测件的阻抗具体采用OSL(open-short-load)方法。

首先，实用标准电阻测得电桥的参数，例如：

当Rx＝1kΩ时(即使用1kΩ的标准电阻作为电桥电路的负载)，测量得到负载阻抗标准：

ρ_load＝R+jX (1-1)

ρ_load为阻抗测量值，R阻抗测量值对应的实部部分，X阻抗测量值对应的实部部分，j虚数符号。

当Rx开路时，测得开路阻抗标准ρ_open；

当Rx短路时，测得短路阻抗标准ρ_short；

由三个已知标准，求得误差项；

EDF＝ρ_load，

其中，EDF是向前传播误差量，ESF是正向源匹配的误差量；ERF是前向反射跟踪的误差量。

使用标准测得电桥的误差参数后，对待测件的测量方法为：

由负载特性测试电路接收待测件的实部和虚部，再通过ρ_M＝R+jX计算出待测件的阻抗测量值ρ_M，然后再通过公式(1-4)得出入射波的反射数。

故待测阻抗为：

其中，Z₀为电桥中除待测件外，其他已知电阻的阻值，且其他已知电阻均相等。

作为一种具体的实现形式，本实施例中的电桥电路包括：

待测件测量位，用于连接待测件，且连接接地端；电阻R9，与待测件测量位连接的待测件串联，且连接信号输入端；信号输出端A，位于电阻R9与待测件之间；电阻R10，与待测件、电阻R9并联，且连接接地端；电阻R11，与电阻R10串联，且连接信号输入端；以及信号输出端B，位于电阻R10与电阻R11之间。

具体的，比较电路包括：

运算放大器，具有高电平接入端、低电平接入端、电压输出端和两个电压输入端；其中，两个电压输入端分别连接电桥电路的信号输出端A和信号输出端B；电容C13，与仪器放大器的电压输出端连接；以及电阻R6，一端与电容C13连接，另一端连接负载特性测试电路的模拟信号检测端。

芯片本身的运算放大器的作用是把正弦信号进行电平增加1/2VDD，方便电平采样。RFB右边是个反馈电阻。

在本发明的另一实施例中，电桥电路及比较电路选用高精度电阻作为桥臂，如图3所示，经多次测试选用阻值1kΩ电阻最好，可以提高测量精度，同时选用INA128低功耗、高精度、通用的体积小巧的仪表放大器作为比较电路的运算放大器。对A、B两点的电压差进行比较放大，其输出端返回给AD5933的输入端进行信号处理。INA128芯片采用双电源正负12V供电，正负12V与GND直接并联电容值一大一小的电容进行滤除电源高频纹波，以减小电源噪声进入信号。

此外选用的INA128芯片的反馈电流输入电路即使在高增益条件下(G＝100时，200kHz)也可提供较宽的带宽来适应AD5933的激励频率。采用高输入阻抗仪表待测器件INA128可以起到减小待测器件对电桥阻值的影响的作用，并易于达到更高的共模抑制比、更小的偏置电流和更高的温度稳定性。缩小测量误差。

在一种实施例中，还包括显示单元，显示单元连接单片机的SPI接口，用于显示待测件的阻抗。显示单元也可以有多种选择，如TFT液晶彩屏和LCD12864显示屏。TFT液晶彩屏可视面积大，在显示输入电阻、输出电阻、增益、故障判断之外，还可显示出幅频特性曲线。TFT液晶彩屏的每个显示点发光恒定、显示质量高，画面效果好，功率消耗也较小。此外，TFT液晶彩屏可触控操作，方便测试操作。LCD12864显示屏价格便宜，编程简单，资料丰富。但色彩单一，且分辨率较低。由于LCD12864屏幕较小，且分辨率较低，只能通过文字显示测试参数。而TFT液晶彩屏显示更丰富，显示画面质量也更好简单大方，易于观测，能更好的满足本申请的应用场景。

本实施例的电路阻抗特性测试装置可以由STM32F429微控制器、负载特性测试电路、两个惠斯通电桥电路及运算比较电路、TFT液晶显示模块。负载特性测试电路发射级输出正弦波信号，为待测件提供一个基准的信号源，用于激励外部待测件复阻抗。待测件可以是多种形式，如某一独立的电器元件、某一电路、生物医药制品等等。

待测件阻抗的响应信号由负载特性测试电路上的ADC采样单元进行采样，然后由数字信号处理器(即DSP)进行傅里叶变换(即DFT处理)，最终获得待测电路的阻抗幅度和相位。

惠斯通电桥电路以及比较电路用于比较电桥两端的电压差，由于测试过程中存在系统误差，故在单片机计算时，采用改进后的OSL矢量误差校正方法对结果进行校准。

该测试仪利用AD5933芯片作为信号发生器，以AD5933芯片内的ADC、DFT完成幅度及相位检测。STM32F429单片机完成信号采集、控制及显示等。进一步为了提高测量精度、减小测试过程中存在系统误差，加入电桥以及仪表待测器件，并采用OSL矢量误差校正方法对测量结果进行校准。最后利用该测试仪测试了高精度电阻，测量500Ω-50kΩ范围的高精度电阻，精度范围在3％左右，优于选题报告要求的10％。测试结果直观可靠。

验证实施例：

本实施例的阻抗测量仪在进行系统测试所用仪器如表1所示。

表1测试所使用的仪器

序号	仪器类型	规格、型号
			1	矢量网络分析仪	IN7500A
2	数字万用表	VCIORVC9807+
			3	双踪示波器	RIGOLDS1104
4	数字信号源	RIGOLDG1022U

本实施例的AD5933与STM32F249单片机通过IIC协议通信，通过配置AD5933寄存器控制。因此，首先测试AD5933作为从机与主机STM32F429单片机通信的时钟时序和数据波形，以确保AD5933可以与单片机正常通信。

在本实施例中使用示波器型号为RIGOL DS1104。电路阻抗特性测试仪将输出10kHz正弦波信号，自动测量并显示待测元器件电阻的阻值。输入电阻测量范围为1kΩ～50kΩ，相对误差的绝对值不超过10％。

测试方案：万用表测量待测器件输入电阻的实际阻值并记录，通过惠斯通电桥测量待测器件的输入电阻，读取显示屏上显示的电阻值并记录，两个阻值作差再与实际阻值作商求得误差，测试数据如下表2所示。

表2输入电阻测试数据

另一组验证数据为：电路阻抗特性测试仪输出10kHz正弦波信号，自动测量并显示该待测元器件电阻的阻值。输出电阻测量范围为500Ω～1kΩ，相对误差的绝对值不超过10％。

测试方案：万用表测量待测器件输入电阻的实际阻值并记录，通过惠斯通电桥测量待测器件的输入电阻，读取显示屏上显示的电阻值并记录，两个阻值作差再与实际阻值作商求得误差，电阻测试数据如表3所示。

表3输出电阻测试数据

在验证程序编写，硬件设计完整的情况下，利用该测试仪测试实验室常见的了高精度电阻，综合表2、表3可以得当输入正弦信号频率范围为10kHz时，电桥两端的峰峰值450mV左右，测量500Ω-50kΩ范围的电阻，电阻测量精度优于3％，远远高于现有技术中的其他阻抗测量仪器10％的测量精度。

Claims (7)

1.一种阻抗特性测试装置，其特征在于，包括：

电桥电路，具有信号输入端、接地端、信号输出端A、信号输出端B以及待测件测量位，所述测量位用于连接待测件；

比较电路，具有电压输出端和两个电压输入端，两个所述电压输入端分别连接所述电桥电路的信号输出端A和信号输出端B；

负载特性测试电路，具有模拟信号输出端、模拟信号检测端和数字信号输出端，所述模拟信号输出端与所述电桥电路的信号输入端连接，并用于向所述电桥电路提供激励信号，所述模拟信号检测端与所述比较电路的电压输出端连接，并用于接收所述比较电路输出的模拟信号；以及

单片机，具有信号输入端和信号处理单元，所述信号输入端与所述负载特性测试电路的数字信号输出端连接，所述信号处理单元用于根据所述信号输入端接收的数字信号生成所述待测件的阻抗。

2.如权利要求1所述的一种阻抗特性测试装置，其特征在于，所述负载特性测试电路信号处理单元和信号发生单元，所述信号处理单元包括：

信号放大器，与所述电压输出端连接，并用于放大接收的模拟信号；

低通滤波器，与所述信号放大器连接，并用于去除放大后的模拟信号中的噪声；

ADC采样单元，与所述低通滤波器连接，并用于将去噪后的模拟信号转换为数字信号；

数字信号处理器，与所述ADC采样单元连接，并用于对所述数字信号进行傅里叶变换，生成待测件阻抗的实部信息和虚部信息；以及

IIC接口，与所述数字信号处理器连接，并用于将所述实部信息和虚部信息发送至所述单片机。

3.如权利要求2所述的一种阻抗特性测试装置，其特征在于，所述信号处理单元根据所述信号输入端接收的数字信号生成所述待测件的阻抗具体采用OSL方法，具体为：

由负载特性测试电路接收待测件的阻抗对应的实部和虚部；

通过ρ_M＝R+jX计算出待测件的阻抗测量值ρ_M；

通过

得出入射波的反射数S₁₁；

待测阻抗为

其中，Z₀为电桥中除待测件外，其他已知电阻的阻值，且其他已知电阻均相等。

4.如权利要求2或3所述的一种阻抗特性测试装置，其特征在于，所述电桥电路包括：

待测件测量位，用于连接所述待测件，且连接接地端；

电阻R9，与所述待测件测量位连接的所述待测件串联，且连接所述信号输入端；

信号输出端A，位于所述电阻R9与所述待测件之间；

电阻R10，与所述待测件、电阻R9并联，且连接接地端；

电阻R11，与所述电阻R10串联，且连接所述信号输入端；以及

信号输出端B，位于所述电阻R10与电阻R11之间。

5.如权利要求4所述的一种阻抗特性测试装置，其特征在于，所述比较电路包括：

运算放大器，具有高电平接入端、低电平接入端、电压输出端和两个电压输入端；其中，两个电压输入端分别连接所述电桥电路的信号输出端A和信号输出端B；

电容C13，与所述仪器放大器的电压输出端连接；以及

电阻R6，一端与所述电容C13连接，另一端连接所述负载特性测试电路的模拟信号检测端。

6.如权利要求5所述的一种阻抗特性测试装置，其特征在于，所述负载特性测试电路包括AD5933芯片：

其第六管脚为模拟信号输出端，分别连接所述电阻R9和电阻R11；

其第四管脚和第五管脚为模拟信号检测端，且，所述第四管脚通过电阻R7后连接电阻R6，所述第五管脚直接连接所述电阻R6；

其第十五管脚和第十六管脚为数字信号输出端，均连接至所述单片机的信号输入端；

其第八管脚串联电容C17后与外部时钟连接；

其第九管脚串联电感L2后接+5V；

其第十管脚、第十一管脚接+5V；

其第十二管脚串联电感L1后接地；

其第十三管脚、十四管脚接地；

其第十五管脚串联电阻R3后接+5V；

其第十六管脚串联电阻R2后接+5V。

7.如权利要求5或6所述的一种阻抗特性测试装置，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元连接所述单片机的SPI接口，用于显示所述待测件的阻抗。

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