CN205232455U - 多路谐振频率测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多路谐振频率测试系统，具有信号源、负载回路、AC-DC转换电路、双通道同步采样转换电路和主控芯片；信号源与负载回路相连接；负载回路通过两支AC-DC转换电路后连接至双通道同步采样转换电路的输入端；双通道同步采样转换电路的输出端接至主控芯片的输入端；信号源包括老化信号和测试信号；老化信号依次通过多路开关Ⅰ和调幅控制电路Ⅰ后连接至多路模拟开关电路；测试信号包括直流信号电路和F0扫频信号电路，测试信号依次通过多路开关Ⅱ和调幅控制电路Ⅱ后连接至多路模拟开关电路；多路模拟开关电路包括20个多路开关，且每个多路开关均对应连接功放后连接至负载回路。本实用新型原理简单，操作方便，应用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试仪器，特别涉及一种多路谐振频率测试系统。
背景技术
由于手机用微型扬声器和微型振动电机工作时的谐振频率F0即使同一批次产品其F0也会有差异，因此在某些需要通过F0对微型扬声器和微型振动电机进行精确调控的中高端手机应用中，其谐振频率F0就需要进行逐个测量。在手机用微型扬声器和微型振动电机老化的同时无法对其进行F0测量，需要另机测量，大大降低了产品的测试效率。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种在手机用微型扬声器和微型振动电机老化的同时对其进行谐振频率F0测量，不需另机测量，大大提高了产品的测试效率的多路谐振频率测试系统。
实现本实用新型目的的技术方案是：一种多路谐振频率测试系统，具有信号源、负载回路、AC-DC转换电路、双通道同步采样转换电路和主控芯片；所述信号源与负载回路相连接；所述负载回路通过两支AC-DC转换电路后连接至双通道同步采样转换电路的输入端；所述双通道同步采样转换电路的输出端接至主控芯片的输入端；所述信号源包括老化信号和测试信号；所述老化信号依次通过多路开关Ⅰ和调幅控制电路Ⅰ后连接至多路模拟开关电路；所述测试信号包括直流信号电路和F0扫频信号电路，测试信号依次通过多路开关Ⅱ和调幅控制电路Ⅱ后连接至多路模拟开关电路；所述多路模拟开关电路包括20个多路开关，且每个多路开关均对应连接一个功放后连接至负载回路。
上述技术方案所述老化信号包括输出端分别多路开关Ⅰ上对应的输入端连接的正弦信号电路、MP3信号电路和噪声信号电路；所述正弦信号电路具有第一正弦信号电路和第二正弦信号电路。
上述技术方案所述主控芯片采用Silicon的C8051F120单片机。
上述技术方案所述第一正弦信号电路和第二正弦信号电路和F0扫频信号电路均采用了ADI的DDS芯片AD9833。
上述技术方案所述多路开关Ⅰ采用了模拟开关ADG408；多路开关Ⅱ采用了模拟开关ADG419。
上述技术方案多路模拟开关电路采用了20个模拟开关74HC4053D。
上述技术方案所述调幅控制电路Ⅰ和调幅控制电路Ⅱ均采用ADI的AD5426数模转换芯片。
上述技术方案所述功放采用了NS的LM1875T。
上述技术方案所述AC-DC转换电路都采用ADI的AD8436真有效值转换芯片。
上述技术方案所述双通道同步采样转换电路采用的是ADI的AD7367双通道同步采样芯片。
采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：
(1)本实用新型在手机用微型扬声器和微型振动电机老化的同时对其进行谐振频率F0测量，不需另机测量，大大提高了产品的测试效率。
(2)本实用新型的原理简单，实现操作方便，不需要附加任何传感器辅助设备，应用性强，有广泛的应用前景。
(3)本实用新型的扫频信号电路中的切换通道是利用多路模拟开关电路来实现，采样电路则使用了双通道同步采样转换电路，经单片机读取、计算后得到谐振频率F0并显示20路测试结果。本设备使用的F0测试与其他另机测试的方式相比，具有更高的效率和准确度。
(4)本实用新型不仅采用多路测试，且老化与测试之间的转换无需人工干预，可以做到无缝转换,大大减少了人为出错概率，且为进一步减少误判，在谐振频率F0判别时，进行了多次判别，以防止误判。
(5)本实用新型工作时，用户设好参数并运行，老化信号中的一个信号源通过多路开关Ⅰ被选择输出，由调幅控制电路Ⅰ调整其信号大小，经多路模拟开关电路选中输入功率放大器驱动负载，进行老化。当用户设定的谐振频率F0监控周期到来时，谐振频率F0扫频信号经多路开关Ⅱ及调幅控制电路Ⅱ输出。开始测试时，首先多路模拟开关电路中的第一支多路开关选择谐振频率F0扫频信号输入对应的功放驱动第一路负载，在取样电阻上差分后获取负载的电流，在负载上差分后获取负载的电压。AC-DC转换电路将正弦信号转化为直流信号，同时送入双通道同步采样芯片，同时采样负载的电压电流以便准确测出负载的阻抗。主控制芯片会在计算出阻抗的同时记录下对应的频率，再经滤波比较后得到谐振频率F0。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的原理图；
图3为本实用新型的正弦信号电路图；
图4为本实用新型的噪声信号电路图；
图5为本实用新型的MP3信号电路图；
图6为本实用新型的多路模拟开关电路图；
图7为本实用新型的集成功放电路图；
图8为本实用新型的RMS-TO-DC转换器电路图；
图9为本实用新型的滤波前后的阻抗-频率曲线图；
图10为本实用新型的采样后的波形；
附图中标号为：信号源1、负载回路2、AC-DC转换电路3、双通道同步采样转换电路4、主控芯片5、老化信号6、MP3信号电路6-1、噪声信号电路6-2、第一正弦信号电路6-3、第二正弦信号电路6-4、测试信号7、直流信号电路7-1、F0扫频信号电路7-2、多路模拟开关电路8、多路开关8-1、功放8-2。
具体实施方式
(实施例1)
见图1至图2，本实用新型具有信号源1、负载回路2、AC-DC转换电路3、双通道同步采样转换电路4和主控芯片5；所述信号源1与负载回路2相连接；所述负载回路2通过两支AC-DC转换电路3后连接至双通道同步采样转换电路4的输入端；所述双通道同步采样转换电路4的输出端接至主控芯片5的输入端；所述信号源1包括老化信号6和测试信号7；所述老化信号6依次通过多路开关Ⅰ和调幅控制电路Ⅰ后连接至多路模拟开关电路8；所述测试信号7包括直流信号电路7-1和F0扫频信号电路7-2，测试信号7依次通过多路开关Ⅱ和调幅控制电路Ⅱ后连接至多路模拟开关电路8；所述多路模拟开关电路8包括20个多路开关8-1，且每个多路开关8-1均对应连接一个功放8-2后连接至负载回路2。
老化信号6包括输出端分别多路开关Ⅰ上对应的输入端连接的正弦信号电路、MP3信号电路6-1和噪声信号电路6-2；所述正弦信号电路具有第一正弦信号电路6-3和第二正弦信号电路6-4。
主控芯片5采用Silicon的C8051F120单片机。
第一正弦信号电路6-3和第二正弦信号电路6-4和F0扫频信号电路7-2均采用了ADI的DDS芯片AD9833。
多路开关Ⅰ采用了模拟开关ADG408；多路开关Ⅱ采用了模拟开关ADG419。
多路模拟开关电路8采用了20个模拟开关74HC4053D。
调幅控制电路Ⅰ和调幅控制电路Ⅱ均采用ADI的AD5426数模转换芯片。
功放8-2采用了NS的LM1875T。
AC-DC转换电路3都采用ADI的AD8436真有效值转换芯片。
双通道同步采样转换电路4采用的是ADI的AD7367双通道同步采样芯片。
见图3，正弦信号电路图包括处理芯片N203，型号为AD9833，同时电路中连接放大器。
见图4，噪声信号电路图包括两处理芯片U701和U702，以及放大器N701A，通过处理芯片N702输出。
见图5，MP3信号电路图包括处理芯片N401，型号为VS1053。
见图6，多路模拟开关电路图包括芯片N201C和N201A。
见图7，集成功放电路图包括放大器U5，放大器U5的1脚接电阻R6后接地，2脚接电阻R8后接地，且2脚通过电阻R11接至4脚，3脚连接电容C9和C7后分别接地，5脚连接电容C10和C8后分别接地，4脚接并联的电阻R9和R10后通过电容C6后接地。
见图8，RMS-TO-DC转换器电路图包括处理芯片U101，型号为ad8436。
本实用新型的工作原理为：
当对电机或者扬声器进行谐振频率F0测试时，首先通过多路模拟开关把老化信号切换成谐振频率F0测试用的扫频信号，扫频的同时测量扬声器负载或者电机负载上的电压和电流，得到其在各个频点的阻抗值，再计算出第一个阻抗最大值所对应的频率点，即为谐振频率F0。谐振频率F0扫频测试完成后，模拟开关先断开谐振频率F0测试用的扫频信号，再切换到老化信号，完成一路负载谐振频率F0测量。
阻抗由Ri＝Ui/Ii获得；
式中Ri——其中一路负载的实时阻抗
Ui——加载在其中一路负载上的实时电压
Ii——通过其中一路负载的实时电流。
在负载回路中串入0.1欧姆的采样电阻，扫频信号加在负载上时，获取取样电阻的两端的电压，经过放大整流，便可得到负载的实时电流值Ii＝Ur/0.1。同时将负载两端的电压经过整流，通过AD采样便可得到负载的实时电压Ui.由Ri＝(Ui/Ur)*0.1获取负载的实时阻抗。
图9为滤波前后的阻抗-频率曲线图；
图10为采样后的波形。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多路谐振频率测试系统，具有信号源(1)、负载回路(2)、AC-DC转换电路(3)、双通道同步采样转换电路(4)和主控芯片(5)；所述信号源(1)与负载回路(2)相连接；所述负载回路(2)通过两支AC-DC转换电路(3)后连接至双通道同步采样转换电路(4)的输入端；所述双通道同步采样转换电路(4)的输出端接至主控芯片(5)的输入端；其特征在于：所述信号源(1)包括老化信号(6)和测试信号(7)；所述老化信号(6)依次通过多路开关Ⅰ和调幅控制电路Ⅰ后连接至多路模拟开关电路(8)；所述测试信号(7)包括直流信号电路(7-1)和F0扫频信号电路(7-2)，测试信号(7)依次通过多路开关Ⅱ和调幅控制电路Ⅱ后连接至多路模拟开关电路(8)；所述多路模拟开关电路(8)包括20个多路开关(8-1)，且每个多路开关(8-1)均对应连接一个功放(8-2)后连接至负载回路(2)。
2.根据权利要求1所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：所述老化信号(6)包括输出端分别多路开关Ⅰ上对应的输入端连接的正弦信号电路、MP3信号电路(6-1)和噪声信号电路(6-2)；所述正弦信号电路具有第一正弦信号电路(6-3)和第二正弦信号电路(6-4)。
3.根据权利要求1所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：所述主控芯片(5)采用Silicon的C8051F120单片机。
4.根据权利要求2所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：所述第一正弦信号电路(6-3)和第二正弦信号电路(6-4)和F0扫频信号电路(7-2)均采用了ADI的DDS芯片AD9833。
5.根据权利要求2所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：所述多路开关Ⅰ采用了模拟开关ADG408；多路开关Ⅱ采用了模拟开关ADG419。
6.根据权利要求2所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：多路模拟开关电路(8)采用了20个模拟开关74HC4053D。
7.根据权利要求2所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：所述调幅控制电路Ⅰ和调幅控制电路Ⅱ均采用ADI的AD5426数模转换芯片。
8.根据权利要求2所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：所述功放(8-2)采用了NS的LM1875T。
9.根据权利要求2所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：所述AC-DC转换电路(3)都采用ADI的AD8436真有效值转换芯片。
10.根据权利要求2所述的多路谐振频率测试系统，其特征在于：所述双通道同步采样转换电路(4)采用的是ADI的AD7367双通道同步采样芯片。
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| CN109375605A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-02-22 | 南京信息工程大学 | 一种能量流综合测控系统及控制方法 |
| CN110174552A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-27 | 昆明理工大学 | 一种数字式双通道频率响应分析仪及测试方法 |
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