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1、阻抗测量芯片阻抗测量芯片 AD5933 及其应用及其应用 1 AD5933 芯片概述芯片概述 1.1 主要性能主要性能 AD5933 是一款高精度的阻抗测量芯片，内部集成了带有 12 位，采样率高达 1MSPS 的 AD 转换器的频率发生器。这个频率发生器可以产生特定的频率来激励外部电阻，电阻 上得到的响应信号被 ADC 采样，并通过片上的 DSP 进行离散的傅立叶变换。傅立叶变换 后返回在这个输出频率下得到的实部值 R 和虚部值 I。这样就可以很容易的计算出在每个扫描频率下的傅立叶变换的模和电阻的相角。其中模，相角。22IR )(1RITanAD5933 主要具有以下特性： 可编程的频率发生
2、器，最高频率可达 100KHz 作为设备通过口和主机通讯，实现频率扫面控制CI2频率分辨率为 27 位（0 则说明在第二象限，所以计算时要把相角加 上 180；如果 R0，I0 则是在第三象限，计算时要把相角减去 180 。 4 4 单片机控制的阻抗测量系统单片机控制的阻抗测量系统 本文设计了一个用单片机控制 AD5933 实现阻抗测量的系统。单片机选择的 ADI 公司的 ADC848。单片机和 AD5933 通过串口实现通讯，单片机控制对 AD5933 的工作模式设CI2置，控制测量过程，读取测量结果，并通过串口传输到 PC 机。 4.1 硬件电路硬件电路 系统采用电池供电，又 MAX603
3、 实现把四节 1.5V 电池串联后的电压变到 5V。在 AD5933的 RFB 和 VIN 之间接入电流电压转换电阻，这个电阻的值是可以按照上面提到的设置测 量电阻的范围的方法来设定的。在 VIN 和 VOUT 之间接入的是被测电阻，测量之前先大 致估计一下测量电阻的范围，然后来选择相应电流电压转换电阻的大小。在测量被测电阻 之前，首先要用已知阻值的电阻进行标定，得到模值和相角的基准。单片机把从 AD5933 读到的阻抗测量结果的实部和虚部通过串口传到上位机，又上位机根据上面提到的公式， 计算得到阻抗值。图 2 中给出了电路连接的原理图。图 2 系统硬件电路图4.2 系统软件设计系统软件设计
4、图 3 中给出了系统测量的软件流程图。这是完成单个阻抗测量的过程。测量后得到的 实部和虚部结果都是十六进制表示。用单片机传输到上位机后进行后续的处理。每个频率 点上都要首先对标定电阻进行测量和计算，然后再以此为标准计算被测电阻。写入频率扫描参数到相应寄存器 （1）起始频率寄存器 （2）扫描频率点数 （3）频率增量设置 AD5933 进入标准模式写入开始频率命令到控制寄存器初始化系统在足够的建立时间之后开始频率扫描从实部和虚部寄存器中读取数据测量结束写入跳到下个频率或者重复当前 频率命令到控制寄存器NY程序入口DFT 是否 完成？频率扫描 完成？NY图 3 系统软件流程5 小结小结 本文介绍了阻
5、抗测量芯片 AD5933，它是一款可以实现精确测量的高集成度的芯片， 大大简化了测量系统的电路和数据处理过程。本文对其性能、参数设置和具体测量实现进 行了较为详细的介绍，并设计实现了单片机系统对其控制。为阻抗测量提供了一个比较方 便、使用的解决方案。参考文献：参考文献： 1 李刚，林凌，粟田禾. 易学易用高性能 SoC 单片机 ADC848M. 西安：西安电子科 技大学出版社，2006. 2 董艳阳. 自动阻抗测量仪工作原理及阻抗测量方法J. 现代电子技术, 2002. 5: 24-26. 3 刘立新，赫建国. 基于 DDS 芯片 AD9854 的信号发生器设计J. 西安邮电学院学报，2004. 9（3）：64-68.4 http:/ http:/
