李玲, 田书林, 戴志坚

（电子科技大学自动化工程学院 成都 611731）

0 引言

LCR参数的测量属于阻抗测量的范畴。阻抗测量一般是指电阻、电容、电感及相关Q值、损耗角、电导等参数的测量[1]。LCR参数的测量方法主要有电桥法、谐振法和矢量电流电压法3种[2]。矢量电流电压法即根据被测件两端的矢量电压和流过被测件的矢量电流计算出阻抗矢量[3]，如图1所示。目前大多采用两种方法来实现阻抗矢量虚实部的分离。一种是通过相敏检波器来实现，另一种是通过高速ADC采样信号，通过比较零点位置获取相位差信息来实现。相敏检波器相位参考基准的自由轴法和固定轴法中，固定轴法为了确保精确的相位关系，其硬件实现电路复杂，调试也困难；自由轴法主要靠软件来产生和保证精确的正交坐标系，简化硬件电路的同时提高了测量精度，但是大量使用软件替代硬件会使测量速度很难提高。而高速ADC成本又太高。因此，本文提出了一种在矢量电流电压法测阻抗基础上使用TDC（时间数字转换器）芯片实现虚实部分离的方法。

1 矢量电流电压法测阻抗的原理

通过电阻电感电容的电压信号只会产生幅度和相位的变化，频率不会改变，这是矢量电流电压法测阻抗的基本前提。根据欧姆定律，阻抗可以看成是电路中电压与电流之比，在正弦交流的情况下，电压和电流的比值是复数[1]，于是阻抗表示成：

图1 引入标准阻抗测试

用相量法分析以上正弦稳态电路，将(2)式代入(1)式可得：