電子元件測試儀

1、題 目： 簡易電子元件測試儀 摘要 通過初期識別RLC元件或者三極管三端器件之后，通過振蕩電路將電阻, 電感, 電容值轉(zhuǎn)化為頻率值，通過微處理器lm3s811精確測量頻率值, 從而實現(xiàn)電阻, 電感, 電容的精確測量。通過電阻和A/D測量三極管的極性和特征參數(shù)。Abstract RLC components or transistor is identified first. Then through the oscillation circuit turn resistance's, inductance's, capacitance's value into a fr

2、equency value by the microprocessor LM3S811 accurately. The transistor is measured by the A/D that can get its parameters.1. 引言在進(jìn)行電子設(shè)計的時候, 經(jīng)常遇到以下問題:$ 總有一些零散的電阻, 扔了可惜, 用萬用表測要不停地轉(zhuǎn)換量程, 很不方便。$ 拿到一個電容, 不確定是不是好的, 一般萬用表又沒有電容檔。$ 做DCDC等需要電感的設(shè)計時, 拿到一個電感, 卻不知道其參數(shù)。$ 拿到一個三極管, 卻忘了是NPN, 還是PNP。所以, 決定設(shè)計一個操作簡單的電子測試儀,

3、 使用時無需轉(zhuǎn)換量程即可測量電阻， 電感, 電容和識別三極管并且它們都使用同一個接口。 2. 系統(tǒng)方案 RLC的設(shè)計方案：通過TI的LM3S811芯片實現(xiàn)了對頻率的精確測量, 測量范圍為1Hz到12。5MHz, 小于1Hz的頻率理論可實現(xiàn), 但是低頻傾向于測脈寬, 所以此處為實現(xiàn); 12.5MHz為lm3s811的極限, 無法再高(50%占空比)。1HZ到10kHz, 精確度小于1Hz。 10kHz以上精確度小于萬分之一。 實際為一個16位定時器, 所以精確度是1 / 65535 * 100%。然后通過振蕩電路將電阻, 電感, 電容值轉(zhuǎn)化為頻率信號, 即可實現(xiàn)精確測量。測量頻率時, 用到芯片兩

4、個定時器。一個設(shè)置為32位的周期循環(huán)模式（32-Bit Periodic Timer Mode）， 用于設(shè)定采樣周期。 一個設(shè)置為16位的輸入邊沿采樣技術(shù)模式（16-Bit Input Edge Count Mode）， 用于對頻率信號進(jìn)行采樣。3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計Fig3.1 系統(tǒng)框圖硬件設(shè)計的關(guān)鍵是用電阻, 電感, 電容設(shè)計振蕩電路。 LC, RC的振蕩電路的方案很多, 所以選取時選取的是設(shè)計簡單, 計算方便的電路, 振蕩效果好的電路。 RC振蕩一般有555定時器振蕩, 非門振蕩, 運放振蕩。 經(jīng)過比較這里選用非門振蕩測試（可選用TI ：74LVC2G132 - 3.3V）。Fig3.2 R

5、C振蕩電路在Fig3.2中, Frequence = ln4 * R * C注：LC振蕩由于現(xiàn)階段測試精度不夠，電路設(shè)計還在改進(jìn)中，因此在此空下。Fig3.3 LC&RC模塊預(yù)覽上圖是振蕩電路預(yù)計制板電路，其中同時測量通過繼電器的切換實現(xiàn)。非門用與非門實現(xiàn)。Fig3.4 三極管三端器件 如上圖所示，例如檢測NPN三級管，在PX、PY、PZ端分別施加不同的電壓，如果R1、R2、R3只要有一端有電壓，則說明管子導(dǎo)通，此時狀態(tài)為1，否則為零，當(dāng)PX，PY，PZ三端位置改變，則相應(yīng)狀態(tài)字也會改變，但狀態(tài)字中1和0的數(shù)量不變，可以根據(jù)不同引腳所加電壓不同，繪制狀態(tài)字的真值表，在程序中可以編寫算法

6、得到狀態(tài)字，查表得到器件和引腳信息，然后送到顯示電路顯示，判斷好器件類型后，相應(yīng)的參數(shù)也可以測出，所以本作品的關(guān)鍵是判斷器件型號，下圖為NPN三極管的狀態(tài)字真值表：設(shè)置X10ZZ10狀態(tài)字Y0110ZZZZZ0101NPNX/ZXXXX0x18YZ/XZ/YXXXX0x22XY/ZX/YXXX0x05ZY/XTable3.1 NPN真值表4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計 Fig4.1 整體流程由于頻率的測量范圍很寬(1Hz12.5MHz), 所以必須根據(jù)測量到的頻率值實時改變采樣周期. Fig4.2 32位定時器中斷同理, 16位定時器中也有處理采樣過慢的中斷, 不再贅述.5. 系統(tǒng)創(chuàng)新通過處理器使萬用表的

7、測量簡單化。不再需要切換檔位，不再需要適當(dāng)放置元件位置。其中會同時得到元件的R，L，C值（如果是RLC元件）。會在一定程度上判斷出R，L，C。并且電路簡單，使用容易，配合上M3的低功耗特性能發(fā)展成為簡易方便的測試儀器。6. 評測與結(jié)論組別參數(shù) 頻率原值測試值電容118HZ0.47u0.4744u電容2688HZ0.01u 0.012033u電容370HZ0.1u0.11455uTable6.1電容測試參數(shù)組別參數(shù) 頻率原值 測試值電阻1124HZ12k12k電阻218HZ82k 82.7k電阻32HZ300k298kTable6.2電阻測試參數(shù)組別參數(shù) 發(fā)生器頻率示波器測試 M3顯示測試值頻率11HZ<10HZ1HZ頻率210HZ10HZ10HZ頻率3100HZ100HZ100HZ頻率41KHZ1KHZ1KHZ頻率510KHZ10KHZ10KHZ頻率6100KHZ100KHZ100KHZ頻率71MHZ1MHZ1MHZ頻率810MHZ10.02MHZ9.9994MHZ頻