[摘要] 電阻電容在線測試實現了電阻電容測量的自動化，拓寬了測試的量程范圍，提高了測量的精度。文中給出了電阻電容在線測試的硬件和軟件設計。 [關鍵詞] 單片機 電阻 電容 在線測試 我們在調試、檢測和維修電路板時，往往需要測量印刷電路板上的電阻或電容數值。傳統的做法是將被測試的元件從印刷電路板上焊開后再測量，以避免受板上其他元器件的影響。這種測量方法不僅麻煩，而且測試速度低，甚至可能損壞印刷電路板和元器件。這里介紹一種利用單片機控制的電阻電容在線測試技術，該技術無需從電路板上焊開元器件便可直接測量各元件的參數，既保持了印刷電路板的完好無損，又大大提高了測試的速度和精度。 1. 電阻電容在線測試系統的硬件設計 由單片機控制的電阻電容在線測試系統的原理框圖如圖1所示。這里運用8051單片機、2732EPROM、74LS373鎖存器和8155擴展器組成控制系統，實現了電阻電容在線測試的自動化。通過自動轉換量程，拓寬了測試的量程范圍；通過軟件抗干擾措施，進一步提高了測試的精度。整個測試系統是由電阻在線測試和電容在線測試兩部分組成。 1.1電阻的在線測試 電阻在線測試的過程是：將被測電阻Rx通過Rx/Vo轉換電路，將Rx轉換為直流輸出電壓Vo，經過量程選擇按鍵K，送入A/D轉換器，將模擬電壓轉換為數字量，送到單片機系統。單片機根據輸入的數據，選擇最佳的量程，并控制量程轉換開關，選擇合適的基準電阻，實現量程的自動轉換。在單片機控制下，進行多次采樣測試，并對各次測得的Vo求平均值，然后計算電阻Rx，最后通過顯示器顯示被測電阻的值。電阻在線測試的原理圖如圖2所示。圖中Rx為電路板上的待測電阻，R1和R2為兩邊的等效電阻，VREF為基準電壓，Rr為基準電阻。可確定 Vo=-VREFRx/Rr （1） 由上式得出在基準電壓VREF和基準電阻Rr一定的前提下，Vo只取決于Rx，而與R1和R2無關，即對Rx實現了電隔離。這就實現了將印刷電路板上的電阻Rx直接轉換為相應的輸出電壓Vo。為了擴大測量范圍，將圖2電路進行了改進，引入了基準電阻Rr1-Rr4和相應的開關K1-K4來轉換量程。單片機根據Rx選擇合適的Rr，通過控制K1～K4自動轉換量程。電路圖如圖3所示。 1.2 電容的在線測試 電容在線測試的原理圖如圖4所示。圖中為Cx被測電容，Rx為電路板上與Cx并聯的電阻，Z1和Z2為兩邊的等效阻抗，VREF為基準正弦波信號源電壓有效值，Rr為基準電阻。設Cx與Rx并聯的等效阻抗為Zx，則有 電容在線測試過程是：通過Cx/Vo轉換電路，在正弦信號發生器的作用下，將Cx的數值轉換為交流輸出電壓Vo，經測量選擇按鍵K，送入A/D轉換器轉換為數字量，送至單片機。單片機控制量程轉換開關，選擇最佳量程，獲得與Cx相應的Vo值。單片機通過頻率轉換開關，控制正弦波信號發生器的頻率，從最低檔開始，按10倍頻逐級提高頻率，同時讀入各檔相應的Vo值，并對相鄰的兩檔頻率的數值VOL和VOH求商，判斷VOL/ VOH是否大于7.1，若不大于此值，繼續求商，直至VOL/ VOH大于7.1。單片機根據這次的fH和VOH求出Cx,并通過顯示器顯示被測的電容值。 2. 電阻電容在線測試的軟件設計 電阻電容在線測試的主程序流程圖如圖5所示： 3. 結束語 電阻電容在線測試采用在線測試的“電隔離”技術，可快速測量電路板上任意的電阻和電容的值，測量精度高。電阻在線測試的方法在測量大電阻時干擾往往比較嚴重，這時在單片機的控制下，可適當增加采樣測試的次數，以提高測量的精度。電容在線測試的方法采用高頻近似的方法進行測量，在滿足VOL/ VOH≥7.1的前提下，求Cx的誤差不大于0.5%，如果再把測量中的其它因素引起的誤差考慮在內，誤差的總和不大于3%，滿足一般應用的精度要求。