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电子测量
0 引言
量、幅频特性曲线显示、故障位置判断及故障原因显示的功能。同时兼具制作成本低，测量精度高，简单易上手的特性。
对于刚接触模拟电路、三极管放大电路的同学来说是一个很好的学习工具。
1 总体设计方案
系统硬件结构框图，如图1所示。经DDS 信号发生器 模块产生一定频率、幅值的正弦波信号，由于三极管放大电路的放大倍数较大，若输入信号过大则会产生失真，需要经过信号调理网络进行衰减，之后在三极管放大电路的输入端进行ADC 检测，从而可以检测输入电阻。在放大电路的输出端，由于输出信号幅值较大，超过单片机ADC 检测限度，故信号需调理后进行采集，同时通过控制继电器吸合控制负
载电阻的通断，进行输出电阻的测量。两个ADC 检测点采集数据，经单片机数据运行处理后，在TFT 屏幕上显示出三极管放大电路的输入、输出阻抗，幅频特性曲线以及电路
故障的原因。
2 硬件电路设计
■2.1 输入信号调理网络
为了满足三极管放大电路最大不失真的要求，经过信号
输入测试，应满足输入信号小于60mv。由于DDS 正弦波输出模块输出的正弦波为一定值556mV，故需要进行信号
衰减。如图2所示，信号衰减网络包括纯电阻分压衰减和
电压跟随两部分。电压跟随器起到稳定隔离的作用，保证 ■2.2 继电器开关驱动电路如图3所示，继电器开关用9013三极管进行驱动，通
过单片机进行控制。从而实现三极管放大电路输出端并联电 ■2.3 输出端信号调理网络
由于三极管的放大倍数较
大，其输出端幅值达到6.8V，而单片机的采样幅度要求需要在
3.3V 以内，所以需要经过信号调理。由于测量输出电阻需要给三
微肽胶原蛋白李申，陈康宁，汪帅，李寒，贾巍(通讯作者)
（湖北文理学院汽车与交通工程学院，湖北襄阳，441053）米勒板
基金项目：湖北文理学院大学生创新创业训练项目（项目编号：S202010509014）。
摘要：本系统是基于STM32单片机ADC检测的简易电路特性测试仪，用于检测三极管放大电路的基本工作特性，同时可以在电路发生故障时，判断电路故障的位置及原因。本系统以STM32单片机主控模块为核心，电路经DDS信号发生器模块产生所需的正弦波信号，经信号调理网络后进入三极管放大电路，同时在放大电路的输入端串联电阻、输出端并联电阻进行电路特性的检测，分别测量放大电路输
入端和输出端信号的幅值及频率，经单片机处理后在屏幕上显示所需结果。本系统可测量放大电路的输入阻抗、输出阻抗、增益放大倍数、以及进行电路故障原因分析。
关键词：STM32单片机；ADC检测；三极管放大；特性测试；参数测量
图1 系统硬件结构框图
60 | 电子制作 2021年06月
■2.4 三极管放大电路
待测三极管放大电路如图5所示，电路特性测试仪旨
在测量该放大电路的特性，进而判断该放大电路由于元器件 ■2.5 DDS 信号发生器模块
信号发生器模块采用AD9834低
功耗、可编程波形发生器，能够产生
高性能正弦波输出。信号发生器模块通过STM32单片机进行控制，以实现输出一定频率的正弦波信号，如图
6所示。空烟卷
■2.6 STM32单片机主控模块测试仪采用STM32F103ZET6单
拼装家具片机作为主控模块。该款单片机具有三个ADC 能够满足设计所需的两个ADC 检测口，同时具有512K flash、64K sram 具有较高的数据处理运算
能力。本设计中单片机的主要接口如图6所示。
DDS 模块的控制，实现不同正弦波信号的输入，同时判断
不同的按键按下，执行相应的功能。按键1实现输入阻抗测量，按键2实现输出阻抗测量，按键3实现三极管幅频特性曲线显示，按键4实现电路故障原因显示。子程序完成ADC 检测的数据获取，并进行数据分析，返回结果。主
4 结语
本设计制作了一种基于STM32单片机的简易电路特性
（下转第91页）
图7 主程序流程图图8 子程序流程图
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led镜前灯实验研究
图6为750 V 输入，0.8 A 负载时超前桥臂Q 3的工作
波形，可以看出此时Q 3处于完全零电压开通。以上测试可以看出超前桥臂实现软开关比滞后桥臂容
易的多。
■3.3 占空比丢失测试
对于占空比丢失，主要测量中间电压U AB 和变压器原边端电压，其差值为占空比丢失的大小。
图7测得占空比丢失为7.25%。图8测得占空比丢失为3.75%。
4 结束语
本文针对需求设计了一款开关电源样机。针对其高压、
小电流的特点，着重分析验证了谐振电感对于软开关的实现和占空比丢失的影响。由样机测试可看出，其虽然实现了功率管的软开关，但由于原边电流过小，导致其软开关实现困
难，同时依旧存在较大占空比丢失。所以在此高压、小电流场合，用普通移相全桥拓扑并非最合适。所以为保证其良好的性能，须采取额外的措施，如谐振电感改为饱和电感、增加隔直电容等。
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vol.30, no.1, pp.99-107, 2015.＊ [4]李顺毅.75KW 移相全桥ZVS DC/DC 变换器的设计[D].哈尔滨:
哈尔滨工业大学,2015.测试仪。经最后测试，本系统能很好地完成对被检测三极管放大电路的输入阻抗，输出阻抗等的测量以及较为精确的在屏幕上显示三极管放大电路的幅频特性曲线。
参考文献
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图3 400V 输入、满载图4 800V 输入、满载图5 550V 输入、满载
图6 750 V 输入、0.8A 负载
图7 400V 输入满载
图8 800V 输入、满载
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