專利名稱：：數(shù)字化電子量測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用以量測包含被動組件的電阻值、電感或電容量等物理量的系統(tǒng)，特別是指一種運用數(shù)字信號處理器的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：普遍來說，被動組件內(nèi)的所有物理參數(shù)往往無法純量化，舉例而言，可能會有電容器伴隨著串聯(lián)電阻器(serialresistance)和泄電電阻器(leakageresistance)，電感器伴隨著串聯(lián)電阻器和電容器，以及電阻器伴隨著電容器和電感器。在一般狀況下，被動組件內(nèi)每一物理參數(shù)均同時包含另外兩個物理參數(shù)，傳統(tǒng)上量測被動組件多使用交流橋式電路(ACbridge)，而借著平衡此橋式電路以獲取精確的量測結(jié)果，故必須不停地調(diào)整施加于此橋式電路與標(biāo)準(zhǔn)裝置上的電壓。所以此種使用交流橋式電路的量測方法造成高額的花費，并且還需要較復(fù)雜的電路。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其作用方式如LCR計量器(LCRmeter)，借著使用數(shù)字信號處理器以量測物理量，例如被動組件的電阻值、電感或電容量。本發(fā)明的用以量測被動組件的物理量的系統(tǒng)包含微型計算機(microcomputer)；可編程正弦信號產(chǎn)生器(programmablesinusoidalsignalgenerator)，用以產(chǎn)生模擬正弦測試信號；序列三端點電路(serialthreeterminalsnetwork)，包含第一基準(zhǔn)電阻器(referenceresistor)，以及用來連接至待測裝置(deviceundertest；簡稱DUT)的雙開放端點，該序列三端點電路的第一節(jié)點(node)連接至可編程正弦信號產(chǎn)生器，該序列三端點電路的第二節(jié)點連接至電壓隨耦器或緩沖器的第一節(jié)點，和此序列三端點電路的第三節(jié)點連接至接地信號；以及模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第一節(jié)點，此轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點連接至上述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點，以及此轉(zhuǎn)換器的第三節(jié)點耦合至上述微型計算機，其中此轉(zhuǎn)換器的第三節(jié)點是用以傳遞第一數(shù)字正弦信號(digitalsinusoidalsignal)與第二數(shù)字正弦信號至上述微型計算機，此微型計算機是根據(jù)第一數(shù)字正弦信號、第二數(shù)字正弦信號以及第一基準(zhǔn)電阻器的電阻值，據(jù)此以決定待測裝置的物理量。該系統(tǒng)更包含多個并聯(lián)的第二基準(zhǔn)電阻器，此第二電阻器其后跟隨著相對應(yīng)的模擬開關(guān)(analogswitch)以連接至待測裝置。上述的用以量測被動組件的物理量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含數(shù)字信號處理器(digitalsignalprocessor；DSP)用來產(chǎn)生第一數(shù)字正弦信號，此第一數(shù)字正弦信號于多個取樣周期(samplingcycles)上形成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串流(digitaldatastream)；數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，此數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器耦合至上述數(shù)字信號處理器，是用以轉(zhuǎn)換該第一數(shù)字正弦信號成為模擬正弦信號，此正弦信號作為測試信號源(testsignalsource)；序列三端點電路具有基準(zhǔn)電阻器，用來連接至待測裝置，此序列三端點電路的第一節(jié)點連接至上述數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器；電壓隨耦器或緩沖器的第一端點連接至上述序列三端點電路的第二節(jié)點；第一開關(guān)的第一節(jié)點連接至上述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點；第二開關(guān)的第一節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第一節(jié)點；模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至上述第一開關(guān)的第二節(jié)點，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點耦合至上述數(shù)字信號處理器，用以轉(zhuǎn)換該模擬正弦信號成一第二與第三數(shù)字正弦信號，此數(shù)字信號處理器是根據(jù)第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號以及上述基準(zhǔn)電阻器的電阻值，據(jù)此以決定待測裝置的物理量。該系統(tǒng)更包含低通濾波器(lowpassfilter)的第一節(jié)點耦合至上述數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，低通濾波器的第二節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第一節(jié)點。本發(fā)明另提供一種用以量測被動組件的物理量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含數(shù)字信號處理器用來產(chǎn)生第一數(shù)字正弦信號，且此第一數(shù)字正弦信號于多個取樣周期上形成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串流；數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，此數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器耦合至上述數(shù)字信號處理器，用以轉(zhuǎn)換第一數(shù)字正弦信號成為模擬正弦信號；序列三端點電路具有多個并聯(lián)的電阻器，此電阻器其后跟隨著相對應(yīng)的開關(guān)以連接至待測裝置，上述序列三端點電路的第一節(jié)點連接至上述數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器；電壓隨耦器或緩沖器(voltagefollowerorbuffer)的第一節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第二節(jié)點；第一開關(guān)的第一節(jié)點連接至上述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點；第二開關(guān)的第一節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第一節(jié)點；以及模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至上述第一開關(guān)與上述第二開關(guān)的第二節(jié)點，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點耦合至上述數(shù)字信號處理器，用以轉(zhuǎn)換模擬正弦信號成為第二與第三數(shù)字正弦信號，此數(shù)字信號處理器是根據(jù)第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號以及上述基準(zhǔn)電阻器的電阻值，據(jù)此以決定待測裝置的物理量。該系統(tǒng)更包含低通濾波器的第一節(jié)點耦合至上述數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，低通濾波器的第二節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第一節(jié)點。上述系統(tǒng)更包含可程序增益放大器(programmablegainamplifier)的第一節(jié)點耦合至上述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點，可程序增益放大器的第二節(jié)點連接至上述第一開關(guān)的第一節(jié)點。本發(fā)明另提供一種用以量測被動組件的物理量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含數(shù)字信號處理器用來產(chǎn)生第一數(shù)字正弦信號，且此第一數(shù)字正弦信號于多個取樣周期上形成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串流；數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，此數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器耦合至上述數(shù)字信號處理器，用以轉(zhuǎn)換第一數(shù)字正弦信號成為模擬正弦信號；序列三端點電路具有基準(zhǔn)電阻器，用來連接至待測裝置，此序列三端點電路的第一節(jié)點連接至上述數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器；電壓隨耦器或緩沖器的第一節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第二節(jié)點；第一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至上述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點，以及此轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點耦合至上述數(shù)字信號處理器，用以轉(zhuǎn)換模擬正弦信號成為第二數(shù)字正弦信號；以及第二模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第一節(jié)點，以及此轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點耦合至上述數(shù)字信號處理器，用以轉(zhuǎn)換模擬正弦信號成為第三數(shù)字正弦信號，上述數(shù)字信號處理器是根據(jù)第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號以及上述基準(zhǔn)電阻器的電阻值，據(jù)此以決定待測裝置的物理量。上述系統(tǒng)更包含低通濾波器的第一節(jié)點耦合至上述數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，低通濾波器的第二節(jié)點連接至上述序列三端點電路的第一節(jié)點。本發(fā)明的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)使用簡便、可靠且低花費，另外本發(fā)明的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)量測準(zhǔn)確且無需額外調(diào)整。圖1為數(shù)字化電子量測系統(tǒng)的系統(tǒng)圖，描述依照本發(fā)明以量測被動組件的物理量。圖2為數(shù)字化電子量測系統(tǒng)的系統(tǒng)圖，描述依照本發(fā)明以量測被動組件的物理量。圖3為本發(fā)明使用三端電路與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一種接合例。圖4為本發(fā)明使用三端電路與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二種接合例。圖5為本發(fā)明使用三端電路與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第三種接合例。圖6為本發(fā)明使用三端電路與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第四種接合例。圖7為本發(fā)明使用兩個模擬至數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器的圖式。圖8是根據(jù)圖7來描述于一個完整周期內(nèi)的取樣點。圖9為本發(fā)明使用兩個模擬開關(guān)以及一個模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的圖式。圖10是根據(jù)圖9來描述于一個完整周期內(nèi)的取樣點。圖11是本發(fā)明實際上的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)的系統(tǒng)圖，描述依照本發(fā)明以量測被動組件的物理量。100微型計算機101可編程正弦信號產(chǎn)生器102序列三端點電路103電壓隨耦器或緩沖器104模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器105模擬減法器106緩沖差動放大器107數(shù)字信號處理器108數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器109低通濾波器110被動組件111電壓隨耦器或緩沖器112模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器114第一模擬開關(guān)115第二模擬開關(guān)116模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器120數(shù)字信號處理器121液晶顯示器122數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器123低通濾波器124被動組件125電壓隨耦器或緩沖器126放大器127第一模擬開關(guān)128第二模擬開關(guān)129模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器具體實施方式參照圖1，為本發(fā)明的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含微型計算機100、可編程正弦信號產(chǎn)生器101、序列三端點電路102、電壓隨耦器或緩沖器103以及模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器104。在上述系統(tǒng)中，可編程正弦信號產(chǎn)生器101是用以產(chǎn)生模擬正弦測試信號，序列三端點電路102的第一節(jié)點連接至可編程正弦信號產(chǎn)生器101，且序列三端點電路102的第二節(jié)點連接至電壓隨耦器或緩沖器103，和該序列三端點電路102的第三節(jié)點連接至接地信號。上述序列三端點電路102包含第一基準(zhǔn)電阻器(referenceresistor)，以及用來連接至待測裝置的雙開放端點。模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器104的第一節(jié)點連接至序列三端點電路102的第一節(jié)點，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器104的第二節(jié)點連接至電壓隨耦器或緩沖器103的第二節(jié)點，而模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器104的第三節(jié)點則連接至微型計算機100，用以傳遞第一數(shù)字正弦信號與第二數(shù)字正弦信號至微型計算機100，微型計算機100是根據(jù)第一數(shù)字正弦信號、第二數(shù)字正弦信號以及第一基準(zhǔn)電阻器的電阻值，以決定待測裝置的物理量，上述的待測裝置乃包含被動組件(passivecomponent)。此外，序列第三端電路102的第三端點是用以連接地線，亦即接地信號(signalground)。此外，也可增加一模擬減法器(analogsubtractor)105至圖1所示的系統(tǒng)中。如圖2所示，此模擬減法器105的第一節(jié)點連接至上述序列三端點電路102的第一節(jié)點，此模擬減法器105的第二節(jié)點連接至上述電壓隨耦器或緩沖器103上的第二節(jié)點，以及此模擬減法器105的第三節(jié)點連接至上述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器104的第一節(jié)點。圖3至圖6顯示本發(fā)明使用三端電路與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的多種接合例，其中基準(zhǔn)電阻器與三端電路上雙開放端點的連接狀態(tài)可相互替換。此外，一個跟隨于另一雙開放端點后的緩沖差動放大器(bufferdifferentialamplifier)106也可加入此系統(tǒng)中，用以與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器104相連接。參照圖9，其中呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的另一系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含數(shù)字信號處理器107、數(shù)字至模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器108、基準(zhǔn)電阻器R、電壓隨耦器或緩沖器111、第一模擬開關(guān)114、第二模擬開關(guān)115、模擬至數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器116以及可選用的低通濾波器109。此外待測裝置是一未量測裝置，例如一被動組件110。在此系統(tǒng)中，基準(zhǔn)電阻器R將與被動組件110串聯(lián)以組成一序列三端點電路。數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器108耦合至數(shù)字信號處理器107，以將第一數(shù)字正弦信號轉(zhuǎn)換為模擬正弦信號?；鶞?zhǔn)電阻器R的第一端點連接至數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器108，電壓隨耦器或緩沖器111的輸入端點連接至上述基準(zhǔn)電阻器R的第二端點，并且第一模擬開關(guān)114的第一端點連接至基準(zhǔn)電阻器R的第一端點，而第二模擬開關(guān)115的第一端點則連接至電壓隨耦器或緩沖器111的輸出端點。此外，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器116的輸入端點連接至第一模擬開關(guān)114的第二端點與第二模擬開關(guān)115的第二端點，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器116的輸出端點耦合至數(shù)字信號處理器107，以將模擬正弦信號轉(zhuǎn)換成為第二與第三數(shù)字正弦信號，上述數(shù)字信號處理器107是根據(jù)第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號以及基準(zhǔn)電阻器R的電阻值，以決定該待測裝置的物理量，例如被動組件110的電阻值、電感、品質(zhì)系數(shù)(qualityfactor)Q、散逸系數(shù)(dissipationfactor)D或電容量。再者，低通濾波器109的輸入端點乃連接至數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器108的輸出端點，低通濾波器109的輸出端點連接至基準(zhǔn)電阻器R的第一端點，而基準(zhǔn)電阻器R的第二端點則連接至被動組件110的第一端點。信號處理器107通過程序(program)產(chǎn)生數(shù)字正弦信號，此數(shù)字信號將于多個取樣周期(samplingcycles)上形成一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串流(digitaldatastream)。上述數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器108將此數(shù)字正弦信號轉(zhuǎn)換為模擬(電子)正弦信號，從而取得貫穿基準(zhǔn)電阻器R及被動組件110的電壓Vs與連續(xù)電流Is，此連續(xù)電流Is自基準(zhǔn)電阻器R流向被動組件110。被動組件110上的壓降(voltagedrop)為Vd，而上述基準(zhǔn)電阻器其兩端點的壓降均為Vs-Vd。上述被動組件110的阻抗(impedance)Z等同于Vd/Is＝(Vd*R)/(Vs-Vd)，其中Vs與Vd的決定必需通過分時取樣方法(samplingtimeseparatedmethod)來完成，此方法需要兩個模擬開關(guān)，以及一個或兩個模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其相異的處將分別于圖8及圖10中說明。參照圖7，呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電子量測系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含數(shù)字信號處理器107、數(shù)字至模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器108、基準(zhǔn)電阻器R、電壓隨耦器或緩沖器111、兩個模擬至數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器112、113以及低通濾波器109，此外本系統(tǒng)的待測裝置是一未量測裝置，例如被動組件110。在此系統(tǒng)中，基準(zhǔn)電阻器R將與被動組件110串聯(lián)以組成一序列三端點電路。在圖7中是使用兩個模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器112、113，接著如圖8所示，在一個完整正弦周期中取得十個取樣點的實施例，并且注意Vs與Vd間振幅與相位上的差異。同樣地，參照圖9，其中呈現(xiàn)的系統(tǒng)使用兩個模擬開關(guān)114、115，以及一個模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器116。首先，開啟模擬開關(guān)(sw1)114，并關(guān)閉模擬開關(guān)(sw2)115，隨后模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器116將取樣Vs信號，于一個完整正弦周期中取得十個取樣點，在圖中以粗體線條標(biāo)示(取樣點0至9)。在完成一個完整正弦周期后，便關(guān)閉模擬開關(guān)(sw1)114，并開啟模擬開關(guān)(sw2)115，隨后模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器116將取樣Vd信號，于一個完整正弦周期中取得十個取樣點，在圖中以粗體線條標(biāo)示(取樣點10至19)。此種取樣時間為先前所提及的方法的兩倍，因此量測的時間也隨的延長。此外，根據(jù)前述的兩種取樣方法，兩種方法所得到的Vs與Vd間振幅(amplitude)與相位(phase)是相同的。一個量測周期(即運算出電阻值、電感、電容量)通常需要于數(shù)個正弦周期上取樣Vs與Vd，若使用單一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，則模擬開關(guān)(sw1)與模擬開關(guān)(sw2)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換必須精確地進行，以達(dá)成對數(shù)個完整正弦周期的取樣。如前文所述，被動組件110的阻抗Z的決定需根據(jù)Vs與Vd，而Vs與Vd的振幅與相位可通過下列方式?jīng)Q定。首先，建立兩個信號表(signaltable)，其一為正弦波表(sinewavetable)(S0、S1、S2、S3…)，另一為余弦波表(cosinewavetable)(C0、C1、C2、C3…)，兩表的建立皆與Vs信號產(chǎn)生使用相同的取樣點/周期，例如于每一個周期中取十個取樣點，則于內(nèi)存中建立正弦波表(S0、S1、S2、S3……S9)以及余弦波表(C0、C1、C2、C3…C9)。若Vs取樣500個取樣點(即50周期)，則可得Vs0、Vs1、Vs2、Vs3……Vs499，且Vd也取樣500個取樣點(即50周期)，則可得Vd0、Vd1、Vd2、Vd3…Vd499。一般而言，取樣頻率與取樣點的選擇是依照不同需要而調(diào)整。Vs與Vd的虛部(imaginepart)與實部(realpart)可由下列公式求得Vs_imagine＝Vs0×S0+Vs1×S1+Vs2×S2+Vs3×S3+Vs4×S4+...+Vs9×S9+Vs10×S0+Vs11×S1+...+Vs499×S9Vs_real＝Vs0×C0+Vs1×C1+...+Vs9×C9+Vs10×C0+Vs11×C11+...+Vs499×C9Vd_imagine＝Vd0×S0+Vd1×S1+Vd2×S2+Vd3×S3+Vd4×S4+...+Vd9×S9+Vd10×S0+Vd11×S1+...+Vd499×S9Vd_real＝Vd0×C0+Vd1×C1+...+Vd9×C9+Vd10×C0+Vd11×C11+...+vd499×C9前述基準(zhǔn)電阻器R其兩端點的壓降可由下列算式求得Vs-Vd＝(Vs_real-Vd_real)+j(Vs_imagine-Vd_imagine)＝Vi_real+jVi_imagine接著，貫穿上述被動組件104的電流I的相位θi可由下列算式求得θi＝tan-1(Vi_imagine/vi_real)I＝sqrt(Vi_imagine2+Vi_real2)上述被動組件104其兩端點的壓降Vd的相位θv可由下列算式求得θv＝tan-1(Vd_imagine/Vd_real)V＝sqrt(Vd_imagine2+Vd_real2)此外，上述被動組件104其兩端點的阻抗Z的相角(angle)θ可由下列算式求得θ＝θv-θiZ＝res×(V/I)因此，串聯(lián)電阻(serialresistance)部份Rs與電抗(reactance)部份Xs可由下列算式求得Rs＝cosθ×ZXs＝sinθ×Z另外，若阻抗Z的相角θ為正，則阻抗Z為電感電抗X1(inductivereactance；也稱為正電抗；positivereactance)。若阻抗Z的相角θ為負(fù)，則阻抗Z為容抗Xc(capacitivereactance；也稱為負(fù)電抗；negativereactance)。而數(shù)字信號處理器107產(chǎn)生的正弦波信號的頻率f系為已知，其中相角θ為正時，L＝Xs/2πf且Q(qualityfactor)＝Xs/Rs。當(dāng)相角θ為負(fù)時，上述被動組件104的電容量C與散逸系數(shù)D可表示如下，C＝1/2πfXs且D＝Rs/Xs。再者，Vs與Vd的振幅與相位可通過快速傅利葉轉(zhuǎn)換(FFT；FastFourierTrasform)，自時域(timedomain)轉(zhuǎn)換為頻域(frequencydomain)，或通過離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT；DiscreteFourierTransform)來轉(zhuǎn)換。此外，存在于頻域中的Vs與Vd的虛部與實部可通過上述算式?jīng)Q定被動組件104的物理量。參照圖11，顯示本發(fā)明的另一實施例，描述根據(jù)本發(fā)明的另一系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含數(shù)字信號處理器120、數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器122、多個基準(zhǔn)電阻R1、R2、R3及R4、電壓隨耦器或緩沖器125、第一模擬開關(guān)127、第二模擬開關(guān)128、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器129以及低通濾波器123。本系統(tǒng)也可包含一放大器126，以放大來自緩沖器125的信號。此外本系統(tǒng)的待測裝置系一未量測裝置，例如被動組件124。在此系統(tǒng)中，基準(zhǔn)電阻器R1、R2、R3及R4其后跟隨著與其相對應(yīng)的模擬開關(guān)，并且相互串聯(lián)。上述被動組件124通過上述模擬開關(guān)與基準(zhǔn)電阻R1、R2、R3及R4串聯(lián)，以形成一序列量測電路。數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器129是耦合至數(shù)字信號處理器120，以將第一數(shù)字正弦信號轉(zhuǎn)換為模擬正弦信號。多個基準(zhǔn)電阻器R1、R2、R3及R4其共通的第一端點乃連接至數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器129，其中基準(zhǔn)電阻器R1、R2、R3及R4其后跟隨著其相對應(yīng)的模擬開關(guān)，并且相互串聯(lián)。此基準(zhǔn)電阻器R1、R2、R3或R4可通過上述的模擬開關(guān)以調(diào)整不同的量測范圍，如此一來連續(xù)電流Is將流經(jīng)基準(zhǔn)電阻器R1、R2、R3或R4以及被動組件124。電壓隨耦器或緩沖器125的輸入端點連接至上述多個模擬開關(guān)的共同第二節(jié)點，第二模擬開關(guān)(sw2)128的第一端點連接至電壓隨耦器或緩沖器125的輸出端點，第一模擬開關(guān)(sw1)127的第一端點連接至上述多個模擬開關(guān)的通用第一節(jié)點，數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器129的輸入端點連接至第二模擬開關(guān)(sw2)128與第一模擬開關(guān)(sw1)127的第二端點以及數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器129的輸出端點耦合至數(shù)字信號處理器120，以將模擬正弦信號轉(zhuǎn)換為第二與第三數(shù)字正弦信號。上述數(shù)字信號處理器120是根據(jù)第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號以及基準(zhǔn)電阻器的電阻值，以決定上述待測裝置的物理量，例如被動組件124的電阻值、電感、品質(zhì)系數(shù)Q、散逸系數(shù)D或電容量，而所輸出的資料將可顯示于液晶顯示器121之上。此外，低通濾波器123的輸入端點耦合至數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器122，且低通濾波器123的輸出端點連接至多個基準(zhǔn)電阻器R1、R2、R3及R4其共同的第一端點。放大器126的輸入端點是耦合至電壓隨耦器或緩沖器125的輸出端點，且放大器126的輸出端點乃連接至第二模擬開關(guān)(sw2)128的第一端點，而多個基準(zhǔn)電阻器R1、R2、R3及R4其共同的第二端點則連接至被動組件124。在此實施例中，TMS320VC5402是作為數(shù)字信號處理器(DSP)120，其時脈為100MHz，用以產(chǎn)生所需的正弦測試信號、取樣測得的結(jié)果信號(resultantsignal)以及控制所有必要的步驟。數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器122以及模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器129皆為12bits/1Ms/sec的轉(zhuǎn)換器。多個基準(zhǔn)電阻器R1、R2、R3及R4其電阻值分別為1K、2K、8K與33K，放大器126的放大率則提供有1、2、4、8、16、32、64或128以供選用。一般而言，取樣頻率與取樣點的選擇系依照不同需要而調(diào)整，Vs與Vd的虛部與實部可由前述算式求得。據(jù)此，可量測出被動組件124的電阻值、電感、品質(zhì)系數(shù)Q、散逸系數(shù)D或電容量。在此實施例中，被動組件124電容量與電感的有效分辨率(effectiveresolution)可達(dá)0.1pF與0.1μH。此外，選用不同電阻器R1、R2、R3或R4以及不同的取樣頻率，對被動組件124電容量、電感與電阻值的量測范圍分別可達(dá)200μF、200H與100K0hm。若加入更多基準(zhǔn)電阻，則量測范圍將更寬廣，將更適合各種不同的應(yīng)用。此外，在本發(fā)明中的正弦波是由數(shù)字信號產(chǎn)生器以數(shù)字方式生成，故具有高度頻率準(zhǔn)確性與可靠度的數(shù)字信號處理器，將可提升被動組件量測結(jié)果的準(zhǔn)確度。上述具體實施例方式僅用以說明本發(fā)明，而非限定本發(fā)明。權(quán)利要求1.一種數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含一微型計算機；一可編程正弦信號產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生模擬正弦測試信號；一電壓隨耦器或緩沖器；一序列三端點電路，包含一第一基準(zhǔn)電阻器以及用來連接至一待測裝置的一雙開放端點，其中該序列三端點電路的第一節(jié)點連接至可編程正弦信號產(chǎn)生器，該序列三端點電路的第二節(jié)點連接至電壓隨耦器或緩沖器的第一節(jié)點，且該序列三端點電路的第三節(jié)點連接至接地信號；以及一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至序列三端點電路的第一節(jié)點，該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點連接至電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點，以及該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第三節(jié)點耦合至所述微型計算機，其中該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第三節(jié)點是用以傳遞一第一數(shù)字正弦信號與一第二數(shù)字正弦信號至所述微型計算機，該微型計算機是根據(jù)第一數(shù)字正弦信號、第二數(shù)字正弦信號以及第一基準(zhǔn)電阻器的電阻值決定待測裝置的一物理量。2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)更包含多個并聯(lián)的第二基準(zhǔn)電阻器，其中該第二基準(zhǔn)電阻器其后跟隨著相對應(yīng)的模擬開關(guān)以連接至待測裝置。3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)更包含一模擬減法器，其中該模擬減法器的第一節(jié)點連接至所述序列三端點電路的第一節(jié)點，該模擬減法器的第二節(jié)點連接至所述電壓隨耦器或緩沖器上第二節(jié)點，并且該模擬減法器的第三節(jié)點連接至所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點。4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)更包含一緩沖差動放大器，其中該緩沖差動放大器的第一節(jié)點是連接至另一雙開放端點，以及該緩沖差動放大器的第二節(jié)點則連接至所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器。5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，所述的待測裝置包含一被動組件。6.一數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含一數(shù)字信號處理器，用以產(chǎn)生一第一數(shù)字正弦信號，且該第一數(shù)字正弦信號于多個取樣周期上形成一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串流；一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，耦合至數(shù)字信號處理器，用以將所述第一數(shù)字正弦信號轉(zhuǎn)換成一模擬正弦信號；一序列三端點電路，具有一用以連接至一待測裝置的基準(zhǔn)電阻器，其中該序列三端點電路的第一節(jié)點連接至數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器；一電壓隨耦器或緩沖器，其中該電壓隨耦器或緩沖器的第一節(jié)點連接至序列三端點電路的第二節(jié)點；一第一開關(guān)，其中該第一開關(guān)的一第一節(jié)點連接至所述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點；一第二開關(guān)，其中該第二開關(guān)的第一節(jié)點連接至序列三端點電路的第一節(jié)點；以及一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至第一開關(guān)與第二開關(guān)的第二節(jié)點，并且該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點耦合至數(shù)字信號處理器，用以將所述模擬正弦信號轉(zhuǎn)換成第二與第三數(shù)字正弦信號，所述數(shù)字信號處理器是根據(jù)第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號以及基準(zhǔn)電阻器的電阻值決定待測裝置的一物理量。7.一數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含一數(shù)字信號處理器，是用來產(chǎn)生一第一數(shù)字正弦信號，且該第一數(shù)字正弦信號于多個取樣周期上形成一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串流；一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，耦合至數(shù)字信號處理器，用以將第一數(shù)字正弦信號轉(zhuǎn)換成一模擬正弦信號；一序列三端點電路，具有多個并聯(lián)的電阻器，該電阻器其后跟隨著相對應(yīng)的開關(guān)以連接至一待測裝置，其中該序列三端點電路的第一節(jié)點連接至數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器；一電壓隨耦器或緩沖器，其中該電壓隨耦器或緩沖器的第一節(jié)點連接至序列三端點電路的第二節(jié)點；一第一開關(guān)，其中該第一開關(guān)的第一節(jié)點是連接至所述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點；一第二開關(guān)，其中該第二開關(guān)的第一節(jié)點是連接至序列三端點電路的第一節(jié)點；以及一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至第一開關(guān)與第二開關(guān)的第二節(jié)點，并且該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點耦合至數(shù)字信號處理器，用以將所述模擬正弦信號轉(zhuǎn)換成第二與第三數(shù)字正弦信號，該數(shù)字信號處理器是根據(jù)第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號以及基準(zhǔn)電阻器的電阻值決定待測裝置的一物理量。8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)更包含一放大器，其中該放大器的第一節(jié)點耦合至所述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點，并且該放大器的第二節(jié)點連接至第一開關(guān)的第一節(jié)點。9.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，所述的待測裝置包含一被動組件。10.一數(shù)字化電子量測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含一數(shù)字信號處理器，是用來產(chǎn)生一第一數(shù)字正弦信號，且該第一數(shù)字正弦信號于多個取樣周期上形成一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串流；一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，耦合至數(shù)字信號處理器，是用以將第一數(shù)字正弦信號轉(zhuǎn)換成一模擬正弦信號；一序列三端點電路，具有一用以連接至一待測裝置的基準(zhǔn)電阻器，其中該序列三端點電路的第一節(jié)點連接至數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器；一電壓隨耦器或緩沖器，其中該電壓隨耦器或緩沖器的第一節(jié)點連接至序列三端點電路的第二節(jié)點；一第一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中該第一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至所述電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點，并且該第一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點耦合至數(shù)字信號處理器，用以將所述模擬正弦信號轉(zhuǎn)換成一第二數(shù)字正弦信號；以及一第二模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中該第二模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一節(jié)點連接至序列三端點電路的第一節(jié)點，并且該第二模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第二節(jié)點耦合至數(shù)字信號處理器，用以將所述模擬正弦信號轉(zhuǎn)換成一第三數(shù)字正弦信號，該數(shù)字信號處理器是根據(jù)第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號以及基準(zhǔn)電阻器的電阻值決定待測裝置的一物理量。全文摘要一種用以量測被動組件的物理量的系統(tǒng)，其中包含微型計算機；可程序正弦信號產(chǎn)生器用以產(chǎn)生模擬正弦測試信號；序列三端點電路包含基準(zhǔn)電阻器與待測裝置，該三端電路的第一節(jié)點連接至可程序正弦信號產(chǎn)生器，以及該三端電路的第二節(jié)點連接至電壓隨耦器或緩沖器，電壓隨耦器或緩沖器的第一節(jié)點連接至三端電路的第二節(jié)點。此系統(tǒng)中包含一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一節(jié)點連接至三端電路的第一節(jié)點，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第二節(jié)點連接至電壓隨耦器或緩沖器的第二節(jié)點，以及模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第三節(jié)點耦合至微型計算機以傳遞第二及第三數(shù)字正弦信號，微型計算機通過第二數(shù)字正弦信號、第三數(shù)字正弦信號和基準(zhǔn)電阻器的電阻值可決定待測裝置的物理量。文檔編號G01R27/04GK1963544SQ200510115828公開日2007年5月16日申請日期2005年11月9日優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日發(fā)明者江進明申請人:江進明