LCR里面如何测量被测器件的电压和电流的相位差

washu

liunixy 发表于 2018-6-17 20:04
现在被测物可以等效为一个电阻串联一个电容，而需要求的只要被测物的电阻部分

我画的图就是你的意思，DUT_R 就是被测物（DUT，Device Under Test）的电阻（实数）部分，DUT_C 就是被测物的电抗（虚数）部分

经过图示的自动平衡桥后，电流和电压分开，然后进入鉴相器。我们知道实数（电阻）和虚数（电抗）各自差 90 度，所以一个和激励同相的，和一个和激励差 90 度（正交）的信号，依次打开和关闭检波器，这样你的检波器将输出电压和电流的正交检波信号，显然，这将表示它们在实数轴和虚数轴上的投影，然后就可以用三角函数计算出各自的分量，最后得出各自在实数（电阻）和虚数（电抗）轴上的大小，以及它们的夹角。

这就是 LCR 的一般原理 --- 世界上所有自动平衡桥 LCR 都是这个原理，具体区别无非是自动平衡桥的设计和鉴相的算法区别而已 --- 比如严格和激励同相（以及一个正交）的信号对硬件要求极高，那么可以用一个对激励不那么严格，但各自正交还很严格的信号来鉴相，这样可以大幅度降低硬件要求而把算法转移到软件上（自由轴法），降低设计成本，现代 LCR 普遍都是这样做的。

yngz

相位差是通过鉴相器来测量的，模拟乘法器就可以作鉴相器。频率相同、相位不同的两路信号电压相乘，就可以产生反映两者相位差的电压信号。

我曾经尝试使用模拟鉴相的方案验证数字电桥的测量原理，不过由于ADC数值不稳定，没有实验成功。

当时设计的电路图是大致是这样的：



乘法器的一个端入端用来输入相差90度的4种参考信号，乘法器的另一个输入端用来监测被测元件两端的电压和电流。每次测量需要8步，分别在电流和电压取样模式下，测出与4种不同相位的参考信号的乘法器的输出值。根据这8个值，代入一个公式，就可以计算出被测元件的复阻抗。

liunixy

岑蓉络阳 发表于 2018-6-17 21:14
用信号源比较麻烦，因为信号源是电子仪器，它的接地端是外壳，必须接地。所以取样电阻的一端接地后，电容 ...

我现在是要搭电路去测被测物的电阻部分（被测物可等效为一个电阻串一个电容）