修嘉芸，谷玉海，徐小力

(北京信息科技大学，现代测控技术教育部重点实验室，北京 100192)

0 引言

电容、电阻、电感等无源电子元件是电子设备中常用的电子元件，其性能对电路模块起着关键作用[1～3]。矢量阻抗测量仪是测量这些类无源器件的基础测量工具，但是目前标准测量仪主要通过国外进口[4]，国内生产测试仪普遍存在测量精度低、测量频率范围小等问题[5]。为了解决这些问题，本文设计了一款宽量程、高精度的矢量阻抗测量仪。该测量仪主要基于自动平衡电桥法，通过多次测试实验表明，该矢量阻抗测量仪具有高精度、宽量程并且测量速度快等优点。

1 系统设计

矢量阻抗测量仪系统是由控制模块、激励信号源模块、电桥模块、信号处理模块、幅度检测模块和上位机模块组成，系统组成图如图1所示。

图1 系统组成图

首先用户根据需求在上位机设定在某频率下测试被测元件，激励信号源模块生成相应频率的高精度激励信号，加载到被测元件及电桥模块，当电桥平衡时得到矢量信号，将这些矢量信号送到幅度检测模块，通过幅度检测模块的测量和计算得到被测元件的阻抗值Z，将Z传给上位机，在上位机上再对数据进行处理，得到相应的电阻、电感、电容值并在上位机上显示。

2 硬件设计

矢量阻抗测量仪的硬件电路主要以FPGA为核心模块，由激励信号生成电路、A/D采样电路、半桥电路 、换挡电路以及电源电路等组成，测量仪整体硬件图如图2所示。……