当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

电气测量技术 第8章 电路参数的测量


第8章 电路参数的测量 章

第8章 电路参数的测量 章 电路参数的测量
8.1 电阻的测量 8.2 电容的测量 8.3 电感的测量 电感的测量 思考题8 思考题

第8章 电路参数的测量 章
电阻,电容,电感是电路的三种最基本参数, 实际的元件具有复杂性, 每一种元器件在高频工作时都会在不同程度上显示所有三种特

性.如图 所示即为电阻,电感,电容由于分布参数的影响其实际等效电路. 实际的电阻,电容和电感的等效电路如图

直电
R C L R C

直待
L R L

直电
C R

第8章 电路参数的测量 章
但在实际的测量中,为了简化计算, 并不考虑如此复杂的形式,其 简化的 感抗与容抗元件的等效电路一般为如下形式:

(a) 电阻与电感串联;

(b) 电阻与电容串联

(注意:容抗元件的等效电路形式有时也可为电阻与电容并联)

(a)

(b)

第8章 电路参数的测量 章
同时定义:

X Q= R

Q用于表征元件存储与消耗能量之比,常称为品质因数 品质因数.对 品质因数

于电感有

QL =

ωL
R

对于电容有

1 /(ωC ) 1 QC = = R ωRC

电阻,电容,电感的测量通常把被测参数转换成直流电压或频率 后进行测量.

第8章 电路参数的测量 章
8.1 电阻的测量 1. 电阻的参数和种类 如图(a)所示电阻为碳膜电阻直接标示法,阻值为100 ,精度为 1%.图(b)所示为电阻额定功率的直接标示法. (c)为电阻色环表 示法.
直电
R 100 (a) T 1% 0.5 W (b) (c)

第第复数 第被复数 倍倍 允允允允 碳碳

各种颜色代表的量值如表所示,目前一般有4环和5环电阻.

第8章 电路参数的测量 章
测量电阻的方法有很多,传统的有电桥法,恒流源法等. 当对电阻的测量精度要求很高时,传统的直流电桥测量方法仍然广泛 使用.一种叫惠斯登电桥的测量方法原理如图所示, 图中R1,R2是固定电阻, R1 / R2 =K,RN为标准电阻,Rx为被测电阻,G为检流计.

测量时,通过调节RN,使电桥平衡,即检流计指示为零.此时有
R2 R1 = R x + R 2 R1 + R N

RN

R1

G

也即

R2RN=R1Rx

Rx

R2

所以有

R2 Rx = RN = KRN R1

+

-

第8章 电路参数的测量 章
8.1.1 比例运算器法 RN 为标准电阻 UN 为基准电压源 R2 为被测电阻 电路为典型的反相比例放大器
UN RN AR1 U0

R2

如认为运放为理想运放的话, 则

U


0

=

U N R2 RN

R2 =

RN U U N

0

第8章 电路参数的测量 章
8.1.2 积分运算器法
适用于测量高阻值的电阻,测量范围可达109 至1014 ,测量精度可达0.1%左右.
S C

Rs

AR?

上上直上 比比边
OPAMP

Ua Ub

基基直直UN 时时时时 基基边 频数计 频数边

S 为测量开始开关,RS为被测电阻

第8章 电路参数的测量 章
S闭合,作好测量准备,S断开,测量开始.积分器输出负向锯齿波线形电压. 当积分器输出电压到达第一个比较电平 Ua 时,上下电平比较器输出翻转信号打 开计数门,标准时标信号通过计数门,计数器开始计数. 当积分器输出电压到达第二个比较电平 Ub 时,上下电平比较器输出翻转信号关 闭计数门,计数器停止计数. 则开门时间内计数值为 T = NTC

T 与积分器输出电压的斜率有关,而斜率与被测电阻RS有关.

U N TC RS = N U O C

t1 Ua Ub

t2

开门时间 ΔT

第8章 电路参数的测量 章
误差分析:产生误差的原因有 1. 2. 3. 计数器的计数量化误差 时标的稳定性误差 积分电容的泄露电阻所引起的误差

T γ = 2 RgC

4.

放大器零电流 I0 在被测电阻RS上产生的压降 虽然 I0 极小,但由于被测电阻较大,因此 I0 在被测电阻上产生的 压降仍不可忽略.其相对误差为

I 0 RS γ = UN

第8章 电路参数的测量 章
在数字万用表中的电阻测量电路: 1. 2. 恒流源电路测电阻 比例法测电阻

具体电路分析……………….

第8章 电路参数的测量 章
8.2 电容的测量 电容的特性与测量 1. 电容的参数,种类与标识方法 1) 电容的参数 电容的主要参数为电容量和额定工作电压.电容量表示在单 位电压上电容器上能存储多少电荷. 2) 电容的种类 电容器的种类很多.根据制作材料来分,有铝质电容,钽电 容,云电容,独石电容,涤纶电容,瓷片电容等等.根据工作电 压来分,有低压电容和高压电容.根据工作频率来分, 有低频电 容和高频电容.还有固定电容,可变电容,穿心电容等等,可根 据工作条件与要求加以选用.

第8章 电路参数的测量 章
3) 标注方法 和电阻的标注方法相类似,电容的标注方法有直标法和色标法. 2. 电容的测量 : 电容的测量方法有很多,早期有谐振法,高频Q表等. 1) 用谐振法测量 测量电路如图4.13所示,图中Us 为激励信号源,L为标准电感,Cs 为确 定的电感分布电容,R为信号源内阻,Cx为被测电容.
R

Us ~

Cs

L

Cx

V

第8章 电路参数的测量 章
测量时可反复调节信号源频率,使电压表读数最大,这时信 号源的频率为f0,由电路谐振条件可知

1 ω = LC
2 0



C=

1

ω02 L

所以

1 C x = C C0 = Cs 2 ( 2πf 0 ) L

第8章 电路参数的测量 章
2) 用Q表测量 Q表常用于对在高频下工作的电容器进行测量.这时被测电容器可等效为一 个理想电容与一个较大的电阻相并联的模型.实际测量电路如图4.14所示. 选择合适的外接标准电感L0. 将Q表的调谐电容C置至最大电容量附近,调 节振荡器频率使电路谐振,这时谐振频率为f0,电路Q值为Q1.

接着将被测电容Cx跨接于"外接电容"上,重新调整调谐电容, 使电 路达到谐振,将新的调谐电容的值记为C2,新的Q值为Q2.这时有

C x = C1 C 2 Q1Q2 1 × Rx = Q1 Q2 ωC1
Us ~ Cx

外外直待
L0 R x 外外 Q检测边

直电 C

第8章 电路参数的测量 章
8.2.1恒流法测电容 原理: 当开关S时,计数器和被测电容 清零,作好测量准备,当开关打向测 量时,恒流源 I 向电容 C 充电,经过 T时间后,电容C两端电压UC大于UR, 比较器翻转输出0电平,使得计数器停 止计数. 在T时间内,C上所充电荷Q=IT, 电容C两端电压UC=Q/C,则UC=IT/C, 或C=IT/UC . 由于恒流源 I 已知,而T=NTCP, UC=UR 因而
复复
R1
. UC

恒直可 译译显示 时时时时 频数边

C

UR

R2

S

测时

INTCP Cx = UR

第8章 电路参数的测量 章
UA
UR

t

UB

t
Q

复位

测量 t

CP

t
计数 脉 冲

t

恒流法电路各点波形图

第8章 电路参数的测量 章
8.2.1 比较法测电容 电路上部为一比例恒流源,R1为量程
12V

电阻,不同阻值对应不同量程. 当开关S合上,C清零,断开S,量程电 流向C充电,A1输出由低变高,(A2) 起始为高电平).U0输出为高,通过 U0 向 CPU 申请中断,CPU响应中断则 启动定时器开始计数.当电容 CX 两端 电压 UCX 大于U2时,A2 由高到低,U0 输出变低,CPU 停止计数,根据所计 数计算CX .
Cx

R1 T1

R3

R2

T2 DZ
+5V

U2 R4 S 500

A2

D1

R 1.5K

U0 U1 D2 A1

INT CP Cx = U2

第8章 电路参数的测量 章

U2 U1 UCX A1 A2

输出

图8-5 比较法测电容波形图

第8章 电路参数的测量 章 ☆ 基于单片机的用比对法测量电容
举例来说,多谐振荡器的频率与振荡电容有着确定的关系,如果以 被测电容作为振荡电容,则可以构成一个电容—频率转换电路,如图所 示.

频频输输
Cx

振振边

图 电容—频率转换电路

第8章 电路参数的测量 章
实际测量电路如图:由U1,U2,RF,RS,C 等组成一方波振荡器.(CR----标准电容,CX被测 电容,S1为单片机控制的电子开关) 振荡周期为:

U2

TC = 2 .2 R f C
振荡频率为:

U1 S1 RF C x CR

8031-T0

1 fc = 2 .2 R f C
单片机设置为:T0工作在计数器,T1工作在定 时器,定时一秒. 先接入标准电容CR,对其振荡频率进行测量得 fCR , 再接入被测电容CX,测得振荡频率fCx , 则

RS

CX =

C R f CR f cx

接入不同的CR 可进行量程扩展.

第8章 电路参数的测量 章 8.3 电感的测量
1. 电感的种类与参数 电感的主要参数有三个,即电感量,品质因数和分布电容. (1) 电感量L:通过线圈的磁通量和与流过线圈的电流的比值. (2) 品质因数.电感的等效电路如前图所示.电感损耗电阻为R, 在一定频率的交流电压下工作时,电感所呈现的感抗与损耗电阻R之比, 称为电感的品质因数,即

2πfL = Q= R R
(3) 分布电容. 由于电感由导线绕制而成,线与线之间存在分布电

ωL

容.

第8章 电路参数的测量 章
2. 电感的测量 1) 利用通用仪器测量 其方法是在交流电压工作条件下,利用电压表和电流表测出加于电感两 端的电压U和流过电感的电流I,则有ωL=U/I,如图4.8所示.
R

~ Us
r V2

Lx

V1

第8章 电路参数的测量 章 由复数的欧姆定律可知

UL U1 XL = = = 2πfL I U2 / r
所以

r U1 Lx = 2πf U 2

第8章 电路参数的测量 章
2) 交流电桥法测量 在低频情况下,若电感的损耗不可忽略,可以用交流电桥进行测量.测 量电路如图所示.

R2 R1 Lx Rx G Rn

Cn



u(t)

第8章 电路参数的测量 章 根据平衡方程有

式中

Z L R2 = Rn Z C
ZL=Rx+jωLx

1 R1 ZC = = 1 / R1 + jωCn 1 + jωR1Cn 进一步推算可得


Lx = R2 RnCn R2 Rn Rx = R1

第8章 电路参数的测量 章
3) 用谐振电路测量 测量电路如图所示.
R

基基可 ~

C0

Lx

C

V

第8章 电路参数的测量 章 测量时,首先调节信号源的频率,使电压表的读 数为最大值,记下此时频率为f1,这时有

1 Lx = ( 2πf1 ) 2 (C + C0 )
由于式中C0 还未可知,需进行第二次测量,此时 不接入电容C,对应的谐振频率为f2,因此有

1 Lx = (2πf1 )2 C0

第8章 电路参数的测量 章 所以有

f12 C0 = 2 C 2 f 2 f1 1 L = Lx = ( 2πf ) 2 C0

第8章 电路参数的测量 章
4) 用Q表测量 Q表可以用来准确测量电感线圈的Q值与电感量.其基本电路如图所示.
UL

R

L

待测直待
e(t) ~

外外C

CT

V

UC

第8章 电路参数的测量 章 图中e(t)是频率可变振荡信号源,CT是调谐电容, 容量为C,当电感线圈接入测量电路后,调节信号源的 频率在电感线圈的工作频率附近,改变CT ,使UC为最大, 此时电路处于谐振状态,ω0L=1/(ω0C) ,有

1 1 L= 2 = ω0 C (2πf 0 )2 C
同时UC=Qe (e为e(t)的有效值),则

Uc Q= e

第8章 电路参数的测量 章 因而

1 1 = = R= Q ω0CQ 2πf 0QC

ω0 L

第8章 电路参数的测量 章
5) 用电子仪表测量(数字测量方法——矢量电流电压法) 常用的LCR测试仪器测量电感则采用了电感—电压转换法,如图所示.

Rx R1 Us ~ R2
- +

Lx Ur Uo

虚内虚内 分分直旁

Ux

第8章 电路参数的测量 章 图中Us,R1为固定量,运算放大器输出为Uo,在 复数领域

ZL Rx + jωLx Rx jωL U0 = U S = U S = ( U s + Us ) R1 R1 R1 R1
后续虚部,实部分离电路可以从Uo 中分离出实部 Ur和虚部Ux,则

R2 Ur = US R1 Ux =

ωLx
R1

US

Ux = Qx = Rx Ur

ωLx

第8章 电路参数的测量 章
8.3.1 时间常数法0 由于电感一般含有电阻R和寄生电容C0,但C0在低频下 可忽略,因此实际电感可认为一纯电感L和电阻R的串联. 时间常数τ=L/R. 测量电路原理: 在 t=0 时刻,电感中的电流按指数曲线上升, 在开始阶段变化曲线和 t=0 时刻的切线基本重合. 令 I' << I , 则
U R I L S

T

τ

I′ = I

只要测的 I 和T ,即可求出τ, 进而算出 L= τR

I τ = T I′

第8章 电路参数的测量 章 图8-6
τ

I

I'

ΔT

t

第8章 电路参数的测量 章
具体电路如下:

L

可测可可
直直基基边

R

R1
施施施基基边 时时时时测时 显示显显

R2

第8章 电路参数的测量 章
在被测电路中串入R1 , R2 , 使调节得 R+R1+R2 为常数, 施密 特触发器的触发电平为U0. 在t=0 时刻开始测量,施密特触发器输出U0为低电平,接通正 电源,随着电流的上升,当R2上电平上升到U1时,施密特触发器 翻转并接通负电源.电流返回,由于反程曲线比较陡峭,在这段 时间用插入时标脉冲并计数的方法,可测得T,进而得到τ,并 计算出测量结果.

第8章 电路参数的测量 章 图8-8 时间关系图
施密特触发电平U1 +U 施密特触发电平U2

ΔT

-U

第8章 电路参数的测量 章 ☆半导体二极管,三极管与场效应管的测量 半导体二极管,三极管与场效应管的测量 1 半导体二极管的测量 1. 二极管的特性,种类与参数 决定二极管的作用的主要参数有以下几个: (1) 最大整流电流IfM. (2) 最大反向工作电压URM. (3) 反向电流IR. (4) 导通电阻. (5) 极间电容.

第8章 电路参数的测量 章 2. 二极管的测量 1) 用模拟式万用表 模拟式万用表进行测量 模拟式万用表 通常万用表的红表笔置于面板上"+"号端口,黑 表笔置于"-"号端口.万用表在欧姆挡工作,由表内 电池提供电源,"-"号端对应电池正端,"+"号端对 应电池负端.内部电池这样设计,是为了保证在电阻 测量时流入万用表的电流与在电压或电流测量时相同. 用模拟式万用表测量二极管的等效电路如图1所 示.

第8章 电路参数的测量 章

A

" +" 红

被测被基被 - +
" -" 黑

图1 用VC9801A万用表测量二极管等效电路

第8章 电路参数的测量 章 2) 用数字万用表 数字万用表来测量 数字万用表 利用数字万用表的二极管档可以测量二极管的正向压 降( UF/U 转换器 ). 其工作原理是首先把被测二极管的UF值转换成直流电 压U,然后由200mV数字电压表测量并显示出来.+2.8v基 准电压经过一系列电阻,整流管向被测二极管提供大约 1mA的工作电流.二极管的正向压降UF需要经过电阻衰减 后才能送到200mV数字电压表,最终显示出UF值. 因为IF =1mA,故该电路仅仅适合测量小功率二极管 的正向压降.

第8章 电路参数的测量 章 3) 用通用仪表与适配电路 通用仪表与适配电路测量 通用仪表与适配电路 对于二极管的一些重要属性,万用表是测不出来的, 而专用测试仪表通常又很贵.因此可以设计一些适应性 电路与通用仪表相结合,来解决二极管测量的大多数问 题,如图2所示.

第8章 电路参数的测量 章
Rw

+ 可可直可 -

R1

A V K (a)

200 5V

mA

(b) 10 F U+

5.1 k

+ 可可直可 -

0~20 V

直电测测直

+

方示基基边
-

示示边

(c)

(d)

图2 用通用仪表测二极管 (a) 稳压管测试电路; (b) 发光二极管测试电路; (c) 变容二极管测试电路; (d) 示波器观测开关二极管

第8章 电路参数的测量 章

4) 用晶体管图示仪 晶体管图示仪测量 晶体管图示仪 晶体管特性图示仪不仅可以测量二极管的大多数 参数,而且能够以图形的形式展示二极管的正向伏安 特性曲线.

第8章 电路参数的测量 章 2 晶体三极管的测量 1. 三极管的特征,类型与参数 在满足一定的条件时,对小信号输入电流进行线性放 大,或者控制大信号(开关信号)的传递,是三极管的基 本特征. 三极管有多种类型,从制作材料来分,有锗三极管和 硅三极管; 从PN结构来分,有PNP型管和NPN型管; 从 消耗功率来分,有小功率,中功率和大功率三极管; 从工 作频率来分,有低频三极管,高频三极管和超高频三极管; 从工作电压来分,有低反压三极管和高反压三极管; 从工 作特性来分,有普通三极管与开关三极管等等.

第8章 电路参数的测量 章 三极管的电参数很多,一类是运用参数,另一类 是极限参数.(详见P53)

2. 三极管的测量 1) 用模拟万用表测量 三极管的集电极与发射极的区分方法在确定三极 管的基极与类型(详见课本P53)以后,比如NPN型三极 管,可按图4.19来判定三极管的集电极与发射极.

第8章 电路参数的测量 章

黑直黑 万 用 直 欧 姆 挡 红直黑

b

图4.19 用万用表判定三极管c,e极

第8章 电路参数的测量 章 2) 用数字万用表测量 数字万用表一般都有三极管测量挡( hFE/U 转换器 ) , 如VC9801A型万用表,在已知基极与管子的类型后,根据 三极管正确连接时直流放大倍数β较大的特点,可以区分出 发射极和集电极. 3) 用晶体管图示仪测量 晶体管特性图示仪内部结构一般有电子管式,晶体管 式和集成电路式三种类型,由基极阶梯信号发生器,集电 极扫描电压发生器,测试转换与控制电路,显示处理电路 和显示器组成,如图4.20所示.

第8章 电路参数的测量 章

c

基基基基基基基基边 测测测测测测测直 旁

b

e

被测被

集直基边边直直基基边

显示显显

图4.20 晶体管特性图示仪基本组成原理

第8章 电路参数的测量 章 图4.21所示是晶体管图示仪显示的小功率三极管 9013的c-e极输出特性曲线.

第8章 电路参数的测量 章
i C / mA

5 A 3

1 0 2 6 10 u CE / V

图4.21 9013的c-e极输出特性曲线

第8章 电路参数的测量 章 4.2.3 场效应管的测量 1. 用晶体管特性图示仪来测量 其测量方法大致类同于晶体三极管的测量.用JT-1 图示仪测量场效应管3DJ7的过程如下: 查手册知,这是 一种N沟道结型场效应管, 其管脚排列为S,D,G,分 别对应于晶体三极管的引脚e,c,b,相当于一个NPN 小功率三极管. 2.用通用仪表与适配电路测量 图4.22(a)中的电流表直接指出被测管的IDSS.图 4.22(b)是测量场效应管的夹断电压的简易电路.当 UGG为零时,同图4.22(a)一致.

第8章 电路参数的测量 章

A1 RG UGG

A2

ID RD

- +

VG

UDD

+ -

(a)

(b)

图4.22 用电流表和适配电路测量场效应管

第8章 电路参数的测量 章

4.3 集成电路的测试
4.3.1 中小规模集成电路的一般测试 1. 模拟集成电路的测试 1 1) 线性芯片测试 掌握了对运算放大器的特性的测量原理与方法,也 即掌握了对一般线性集成电路的测试方法.理想的运算 放大器如图4.23所示,具有如下特性: ① 输入阻抗Rin=∞; ② 输出阻抗Ro=0; ③ 电压增 益Av=∞; ④ 带宽为∞; ⑤ 当Uin--Uin+=0时,Uo=0.

第8章 电路参数的测量 章


Uin- Av Uin+ Rin Ro Uo

图4.23 基本的运算放大器电路

第8章 电路参数的测量 章 (1) 运算放大器开环输入阻抗的测量. 运算放大器的输入阻抗由两输入端之间和每个输 入端与地之间的阻抗组成,如图4.24所示.

第8章 电路参数的测量 章

反反输输
2R c R in 2R c Uo

同反输输

图4.24 测量运算放大器开环输入阻抗

第8章 电路参数的测量 章 Rin 称为差分输入阻抗,Rc 称为共模输入阻抗.当作 为反相放大器使用时,同相输入端接地,Rc>>Rin ,可以 近似认为差分输入阻抗即为其输入阻抗. 测量运算放大器开环输入阻抗的电路如图4.25所示. (测量步骤详见课本P56)

第8章 电路参数的测量 章

100 k

1 k 1 k

-

+15 V
Rw 50 k

~ Us

100

直直直直直
+

5 Hz 100 k 100

Uo

交直直直直 或示示边

-15 V

图4.25 运算放大器基本测试电路

第8章 电路参数的测量 章 (2) 运算放大器开环增益Av的测量. Av 的测量方法仍采用如图4.24所示测量运算放大 器的输入阻抗的方法.因为Av=Uo/Ui,且

U s × 100 US Ui = ≈ 3 3 100 + 100 × 10 10
所以

1000U o Av = US

第8章 电路参数的测量 章 (3) 运算放大器转换速率( Sr )的测量. 运算放大器能够将正弦信号转化为矩形波,这种 大信号工作特性一般用Sr来表征,可以用示波器来测量. 具体测量电路如图4.26所示.

第8章 电路参数的测量 章
U(t) Rf R1
+ - +

O Uo(t)

t

U(t)
-

示示边

Uo(t) U O t t

(a)

(b)

图4.26 运算放大器转换速率的测量 (a) 测量运算放大器转换速率电路; (b) 图(a)所示电路的输入和输出电压

第8章 电路参数的测量 章 2) 一般模拟集成芯片的测试 (1) 性能指标测量. 图4.27是单片集成锁相环CD4046的测试电路.

第8章 电路参数的测量 章
+5 V
fs
+

C2 VDD
f0 N

VCC

U(t)
-

Uo(t) f0 CD4046

示示边

R1

R2 C1 R3 VSS C3

频频频

1/N 分频

图4.27 CD4046性能测试电路

第8章 电路参数的测量 章 (2) 集成芯片的在线测试. 在调试和维修工作中,常常对已焊接在电子线路 板上的集成芯片是否正常产生疑问.这时采用在线测 试的方法,可以解决大多数问题.在线测试一般有以 下几种方法: ① 电阻测量法: ② 电压测量法: ③ 信号注入法:

第8章 电路参数的测量 章 在图4.28所示的电路中,正常时多引脚对地电压如 表4.2所示.

2. 数字集成电路的测试 数字集成电路处理的都是以0,1为特征的数字电 压.数字集成电路的电特性主要是数字电路的电特性, 最主要的有输入电平,输出电平,输入电流,输出电 流,转换时间,延迟时间,功率消耗等等.

第8章 电路参数的测量 章
JP3 1 2 3 JP3 1 2 3 C 36 P20 1

+9 V
C 35

+9 V
+

VD3 C 38 T2 C 37

C 39
+

+

C 36

+

C 41

R39 R W3

14 13 12 11 10 9 8 C 43
+

1 2 3 4 5 6 7 U6

C 40

R41

C 44

R 40
+

R 42 C 46
+

+

C 48 C 49 C 47

P18 1

FL

C 42 C 45

R 43

1 P19

JP9 1 2 3 SPK

+12 V

图4.28 PC1353应用电路

第8章 电路参数的测量 章 表4.2 PC1353各引脚对地电压测量值 引脚
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6.8 12 13 14

电压/ V 4.7 4.7 5.8 5.3 8.2 6.1 5.1 6.4 11 12

2.5 0.6 0.6

第8章 电路参数的测量 章 4.3.2 集成电路测试仪 集成电路测试仪(或测试系统)是用于集成电路 设计,验证,生产测试的专用仪器(系统),按测试 门类可分为数字集成电路测试仪,存储器测试仪,模 拟与混合信号电路测试仪,在线测试系统和验证系统 等.由于这些测试仪的测试对象,测试方法以及测试 内容都存在差异,因此各系统的结构,配置和技术性 能差别较大.

第8章 电路参数的测量 章 4.3.3 大规模数字集成电路的JTAG测试 目前,中大规模集成电路的应用已十分普遍,由 于专用的集成电路测试仪价格昂贵,利用它来解决这 些集成电路在产品研发,生产,维修中的测试问题, 对于广大普通用户来说是不现实的. IEEE1149.1标准支持以下3种测试功能: (1) 内部测试——IC内部的逻辑测试; (2) 外部测试——IC间相互连接的测试; (3) 取样测试——IC正常运行时的数据取样测试.

第8章 电路参数的测量 章 BSC起着把输入输出信号与内部逻辑隔离或连通的 作用,所有的BSC在IC内部构成JTAG串联回路,如图 4.29所示.

第8章 电路参数的测量 章

输输

BSC

内内 内内

BSC

输输

TDI

TDO

图4.29 可扫描设计

第8章 电路参数的测量 章 增加了BSC和相应的控制部分后,一个器件的管脚也 要相应增加四个或五个,即如下JTAG引脚(如图4.30所示): TCK: 测试时钟输入; TDI:测试数据输入,数据通过TDI输入JTAG接口; TDO: 测试数据输出,数据通过TDO从JTAG接口输 出; TMS: 测试模式选择,TMS用来设置JTAG接口处于 某种特定的测试模式; TRST: 测试复位,输入引脚,低电平有效.(为可选 引脚,并非每个JTAG接口都需要).

第8章 电路参数的测量 章
边边边边边边边 BSR

芯芯芯芯

内内内内

数数边边边 指指边边边
TDI TMS

旁旁边边边 测测测测测测测测边

TDO TCK

图4.30 具有JTAG接口的IC内部BSR单元与引脚关系

第8章 电路参数的测量 章 图4.31是一个板级的互连测试示意图.从图中我们 可以看出,各器件的BSC单元串联组成了一个可扫描 的网(Net).这个Net的互连性都能被正确检测出来.

第8章 电路参数的测量 章

图4.31 板级JTAG芯片互连测试

第8章 电路参数的测量 章

思考题4 思考题
1. 当在一个1 F电容器上加500 V直流电压时,产 生了0.8 A电流,电容器的漏电阻是多少? 2. 一个电感器的等效电路为一个40 电阻与一 个 0.05 H电感串联,当线圈在1 kHz频率下工作时,其Q 值是多少? 3. 一个电阻元件,其直流阻抗与交流阻抗哪个高?

第8章 电路参数的测量 章 4. 一线圈的复数阻抗为(4+j6) ,问: (1) 线圈的品质因数是多少? (2) 如果阻抗是在频率为5 kHz时测定的,那么元件的电 感是多少? 5. 一个串联谐振电路由电阻,电容和电感组成,证明线 路谐振时电感两端的电压的振幅是电源电压振幅的Q倍. 6. 在一个二极管两端施加700 V反向电压,产生3.5 A电 流,二极管的反向电阻是多少?

第8章 电路参数的测量 章 7. 图4.32中VD1是一个5 V稳压管,R1为1 k ,问: (1) 二极管VD1上的电压是多少? (2) 当电源E改为-10 V,二极管VD1上的电压是多 少?二极管中的电流是多少?

第8章 电路参数的测量 章
R1 10 k E 10 V VD1 U

图4.32 题7图

第8章 电路参数的测量 章 8. 用模拟万用表的欧姆挡检测三极管,测定结果如下: (1) RB-E=低,RE-B=低,RB-C=低,RC-B=高,RC-E= 高,RE-C=高,晶体管能正常工作吗?为什么? (2) RB-E=高, RE-B =低, RB-C =低, RC-B =高, RCE =高, RE-C =低,晶体管能正常工作吗?为什么?

第8章 电路参数的测量 章 9. 对晶体管放大器进行下列测量,Ib=100 A, Ie=5 mA,晶体管输出电压在负载时为4 V,然后在晶体 管的两端跨接一个2 k 电阻时,输出电阻下降到1 V. (1) 晶体管的直流放大倍数β是多少? (2) 测定晶体管放大器的输出电阻.

第8章 电路参数的测量 章 10. 利用晶体管图示仪对N沟道结型场效应管放大 器进行下列测量: ①UGS=-5 V,ID=0; ② UGS=0,ID=7 mA; ③ 当 UGS从-4 V变化到-3V时,漏极电流增加10 mA.测定 下列参数: (1)夹断电压UP; (2)饱和漏极电流IDSS; (3)结型场效应管的跨导.

第8章 电路参数的测量 章 11. 运算放大器如图4.33所示, R1=R2=100 Av=1000. (1) 假设运算放大器是理想的,计算电压增益Av. (2) 求出实际增益. ,Rf=100 k ,运算放大器的开环增益

第8章 电路参数的测量 章

Rf R1
- +

Uo

R2

图4.33 题11图

第8章 电路参数的测量 章 12. 什么是JTAG测试?

相关文章:
电路参数的测量习题
?0.18% 3.用伏安法测电阻,若电压表电流表的读数为 8V,电压表量限为 10V、0.5 级, 电流表的读数为 4A,电流表量限 5A、0.1 级。求被测电阻阻值及其...
电气测量技术习题
电气测量技术习题_工学_高等教育_教育专区。电气测量试题 绪论: 1、试简述电气...第一章:直读式电测仪表 1、磁电系测量机构的特点有哪些? 2、为什么分流器要...
课后习题 电气测量
课后习题 电气测量_工学_高等教育_教育专区。第一章 1.用电压表测量实际值为...用 功率表测量这两个电路的功率;已知功率表参数 RWA =0.1?、 RWV =1.5k?...
第二章 电路基本元器件参数的测量
8 第二章电路基本元器件参数的测量第一节 电阻的测量电阻的主要物理特性是对电流呈现阻力, 消耗电能, 但由于构造上有线绕或刻槽而使得 电阻存在有引线电感和分布...
电气测量作业题及答案
电气测试技术复习题综合 26页 免费如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要...用 功率表测量这两个电路的功率;已知功率表参数 RWA =0.1?、 RWV =1.5k?...
电气测量技术试卷
电气测量技术试卷_工学_高等教育_教育专区。北京林业大学2015年 考试试卷 ...3 试给出相检波电路原理图,分析其工作原理和应用场合 4 如图所示传感器的用途...
电工技术-第8章习题
电工技术-第8章习题_理学_高等教育_教育专区。习 8.1 题 图 8-20 所示各控制电路能否控制电动机起动和停车?为什么? 图 8-20 解:(a) 能起动,但不能停车...
电气测量技术试题1
各主 要寄存器; 2)应用实例:绘制硬件电路图并作...设计一个三相多功能电参数检测仪:能够测量 电压、...电气测量技术 第7章 电气... 60页 5下载券 第...
第四章电气测量
第四章电气测量_电力/水利_工程科技_专业资料。电 ...是利用技术和法制手段实现(统一)和(准确)的测量。 ...14、精确测量电路参数可以使用( C )。 A、电压表...
电气测量技术习题集1-5
第二-五章 电工测量仪表专业一.填空题 1.磁电系仪表通常用于 需加上 。、 和内外磁式三类。 两类。 电路中的电压电流等参数的测量,要测量交流电路的电参数,...
更多相关标签:
单相电路参数测量 | 电路参数的测量 | rc吸收电路参数计算 | 集总参数电路 | 电气参数 | boost电路参数计算 | 漫画电气电路 | 电气电路图绘制软件 |