2.2 AD轉換器
AD轉換器是本測量係統的關鍵器件，在本係統中，阻抗的測量是通過測理矢量電壓Ux和Ur來實現的，而Ux和Ur是直接由AD轉換器進行采樣，然後用采樣數據計算得出的。因此，AD轉換器的性能直接關係到測量的精度。根據本設計的需要，選用了AD公司的AD9235。
AD923是一款12位、20MSPS模數轉換器（ADC）係列，采用3V單電源供電，該係列均內置一個高性能采樣保持放大器（SHA）和基準電壓源。AD9235采用多級差分流水線架構，內置輸出糾錯邏輯，在20/40/65MSPS數據速率時可提供12位精度，並保證在整個工作溫度範圍內無失碼。
3 軟件設計
本係統中采樣和FFT運算都是由FPGA完成，微處理器隻需負責簡單的阻抗計算和測量控製，因此隻需選用普通8位單片機，本測量儀選擇STC的8位接增強型單片機，用C語言編寫LCR測量儀的軟件。
在測量的過程中，測量儀要自動選擇合適的參考電阻，程序通過控製模擬開關，依次選每個參考電阻，比較各個參考電阻下Ux與Ur峰值之差，當Ux與Ur峰值之差最小時的參電阻就被中，然後進行計算。為了減少器件，本測量儀沒有用峰值檢測器，Ux與Ur的峰值同樣是通過采樣後進行FFT運算得出的。本測量儀有四個參考電阻，因此一次測量就需要5次FFT運算，每次都采同樣多點所用時間太長，因此在確定參考電阻時每周期隻采8個點，當參考電阻確定後，再采樣32點進行運算。
4 結語
實驗證明：采用采樣方法的LCR測量儀，通過FPGA和單片機結合，使LCR的測量實現數字化，硬件結構簡單，抗幹擾能力強，精度更高。如何進一步提高測量範圍以滿足要求更高的場合是我們下一步的工作重點。
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基金項目：2013年市社會科技發展項目（2013108101012）；2013年度校級教育教學改革與研究項目（E1359108）；2014廣東省高等教育教學改革項目（GDJG20142470）；2013年東莞市校科技計劃產學研合作項目（2013509124214）。
作者簡介：賴樹明（1981-），男，廣東茂名人，東莞理工學院電子工程學院電子工程師，研究方向：智能儀器儀表。
（責任編輯：周 瓊）