基于MK60的简易电路特性测试仪探究*

刘 群 李廷阳 邓志民 张启雄 吴奇新 吉向东

(湖北文理学院物理与电子工程学院 湖北 襄阳 441053)

1 总体方案设计与分析

系统总体框图如图1所示.系统由信号产生电路、采样电路、单片机控制电路等组成.其中信号产生电路使用可编程的AD9833模块，采样电路使用高精度的运算放大器LM358将电流电压信号放大后采样[1]，以MK60FX512单片机作为核心控制模块，单片机通过控制DDS模块和采样模块，实现对被测电路的检测、扫频、查错等功能[2].

图1 系统总体框图

2 理论分析与计算

2.1 输入电阻和输出电阻及增益的计算

图2 被测电路图

(1)输入电阻：Ri=R1∥R2∥rbe≈2 386.5 Ω.

(2)输出电阻：Ro=R3=2kΩ.

2.2 放大器幅频的测量与计算

放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线，一般用逐点法进行测量.通常将放大倍数下降3 dB 时所对应的频率称为该放大电路的上、下限截止频率[4]，用fh和fl表示，该放大电路的通频带为

fbw=fh-fl

3 软件模块设计与分析

如图3所示程序开始进行初始化后根据按键选择进入不同的模式.在测量模式下，单片机会根据所测的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流，计算出被测电路的输入电阻、输出电阻、增益，并将这些参数在TFT彩屏上显示.在扫频模式下，单片机会自动更改输出信号的频率，在TFT屏幕上显示出幅频特性曲线，并且显示出上限截止频率值.在查错模式下，单片机能够自动根据所测的数据，对其进行分析计算，判断出故障原因，并且在屏幕上显示故障原因.

4 测试结果与分析

(1)测试要求1.自动测量电路的输入电阻、输出电阻、增益，结果如表1所示.

图3 软件模块设计与分析

表1 测试要求1实验数据

实际测试表明，该设计在测量输入阻抗、输出阻抗和放大倍数等多个参数上具有相当高的精度.

(2)测试要求2.自动判断故障原因，响应时间不大于2s，结果如表2所示.

表2 测试要求2实验数据

实际测试表明，该设计自动判断故障原因时响应较快，能符合设计要求.

5 总结

本系统以MK60为核心，可以实现被测电路输入电阻、输出电阻、增益、幅频特性曲线的自动测量.用万用表校准后可以准确地检测出被测电路的阐述，画出幅频曲线.当电路的元器件发生变化时，能检测出电路故障功能.