本發(fā)明涉及測(cè)量硅材料電阻率的技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀。
背景技術(shù):
在光伏行業(yè)內(nèi)多晶硅鑄錠或是單晶拉制需要將一些細(xì)碎硅料作為原料,在使用之前,必須嚴(yán)格控制這些細(xì)碎硅料的電阻率,硅材料的電阻率是一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。目前,測(cè)量硅料電阻率的方法多用接觸式如四探針?lè)z測(cè)方塊硅料的電阻率。市場(chǎng)上常用的測(cè)量硅材料電阻率的技術(shù)設(shè)備屬于臺(tái)式設(shè)備,需要上位PC機(jī),存在設(shè)備體積大、不方便、效率低等問(wèn)題。為此人們開(kāi)發(fā)研究了便攜式接觸式檢測(cè)半導(dǎo)體硅材料電阻率的測(cè)試設(shè)備及其儀器,如公開(kāi)號(hào)為 CN101852827A的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種硅材料電阻率語(yǔ)音測(cè)試筆,該發(fā)明是由1342針?biāo)奶结?、電子電路部份及語(yǔ)音發(fā)聲播放部分組成;電子電路部分由電源及升壓電路部分、恒流源及探頭電路部分、運(yùn)算放大電路及語(yǔ)音發(fā)聲播放部分所構(gòu)成;本測(cè)試筆由于采用測(cè)量/校厚(轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)),所以測(cè)試時(shí)能根據(jù)硅材料的具體厚薄大小情況進(jìn)行調(diào)試設(shè)定,采用集成運(yùn)算放大電路芯片MAX4166具有低電壓關(guān)閉模式,干電池供電,安全系數(shù)高,測(cè)得電阻率值可實(shí)時(shí)語(yǔ)音播報(bào),且具制造簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。這種接觸式檢測(cè)半導(dǎo)體硅材料電阻率的四探針測(cè)試設(shè)備采必須接觸硅材料,并施加一定力度,存在測(cè)量薄硅片時(shí)易造成硅片斷裂現(xiàn)象,同時(shí)需要定期更換4根磨損的探針,造成成本增加。
倘若不考慮被測(cè)硅料不受大小、形狀,表面平整度,表面粗糙度等因素的影響,需要采用非接觸測(cè)量方法和設(shè)備或儀器,即只需將探頭接近硅材料,就可得到被測(cè)硅材料的電阻率。目前,關(guān)于非接觸式檢測(cè)半導(dǎo)體硅材料電阻率的測(cè)試設(shè)備及其儀器,也有文獻(xiàn)報(bào)道,公開(kāi)號(hào)為CN202052624U的中國(guó)專(zhuān)利一種硅料分選裝置,該實(shí)用新型涉及光伏或半導(dǎo)體領(lǐng)域的一種硅料分選裝置,尤其是一種將正常硅料與金屬或重?fù)焦枇戏蛛x的渦流裝置;該裝置設(shè)有渦流探測(cè)器和分離機(jī)構(gòu),當(dāng)硅料中混有金屬或重?fù)焦枇蠒r(shí),會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生渦流,引發(fā)渦流探測(cè)器發(fā)出報(bào)警聲,再通過(guò)分離機(jī)構(gòu)將金屬或重?fù)焦枇吓c正常硅料分離;通過(guò)本實(shí)用新型提供的硅料分選裝置,能夠?qū)⒐枇现谢煊械慕饘倩蛑負(fù)焦枇蠌氐壮?,分選得到的硅料可再次用作多晶硅鑄錠的原料。又如公開(kāi)號(hào)為CN203941234U的中國(guó)專(zhuān)利一種太陽(yáng)能硅片電阻率電渦流測(cè)試裝置,本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能硅片電阻率電渦流測(cè)試裝置,包括電渦流激勵(lì)器f1,激勵(lì)太陽(yáng)能硅片并在太陽(yáng)能硅片表面形成渦流;電渦流傳感器,感應(yīng)渦流生成電流信號(hào)和電壓信號(hào);電流信號(hào)和電壓信號(hào)依次經(jīng)過(guò)信號(hào)采集器、差頻器、中頻放大器、檢波及低通電路、直流放大器處理,最后得到電流和電壓的模擬量。本實(shí)用新型電渦流傳感器感應(yīng)硅片上形成的渦流生成電流信號(hào)和電壓信號(hào),然后依次經(jīng)過(guò)傳輸、差頻、中頻放大、檢波及低通、直流放大,最后得到電壓和電流的模擬量計(jì)算出太陽(yáng)能硅片的電阻率;本實(shí)用新型相較于現(xiàn)有技術(shù),架構(gòu)清晰、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)調(diào)整、涉用儀器、儀表少、方便快捷,具有工作穩(wěn)定、重復(fù)性好、使用壽命長(zhǎng)和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
目前測(cè)量硅材料電阻率的技術(shù)設(shè)備存在的不足之處在于:
(1)市場(chǎng)上普遍采用的測(cè)量硅材料電阻率的現(xiàn)有設(shè)備屬于臺(tái)式設(shè)備,采用220V交流供電,電路布局不合理,電路板不夠集成化,體積過(guò)大,不易攜帶,使用不便,功耗較大,并且存在安全問(wèn)題;(2)公開(kāi)號(hào)為 CN101852827A的硅材料電阻率語(yǔ)音測(cè)試筆雖然具備測(cè)試電阻率功能,必須接觸硅材料,并施加一定力度,存在測(cè)量薄硅片時(shí)易造成硅片斷裂現(xiàn)象,同時(shí)需要定期更換4根磨損的探針,造成成本增加;(3)公開(kāi)號(hào)為CN202052624U的中國(guó)專(zhuān)利一種硅料分選裝置采用了非接觸測(cè)量技術(shù),只是用來(lái)實(shí)現(xiàn)硅料與金屬或重?fù)焦枇戏蛛x的渦流裝置;(4)公開(kāi)號(hào)為CN203941234U的中國(guó)專(zhuān)利一種太陽(yáng)能硅片電阻率電渦流測(cè)試裝置采用了非接觸測(cè)量技術(shù),但沒(méi)有采用集成電路技術(shù),電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。因此有必要提出一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試裝置解決上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是電路板的高度集成化、非接觸電阻率測(cè)試,為克服上述現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的不足,本發(fā)明提供了一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為:
一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,包括盒式殼體、液晶顯示屏、集成電路板、鋰電池盒、薄膜鍵盤(pán)、電源開(kāi)關(guān)、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號(hào)接口、渦流測(cè)量探頭,其特征在于所述盒式殼體呈長(zhǎng)方體,其上部表面中間位置設(shè)置液晶顯示屏,液晶顯示屏周邊設(shè)置薄膜鍵盤(pán),所述薄膜鍵盤(pán)包括厚度按鍵、溫度按鍵、設(shè)置按鍵、聲音按鍵、屏幕按鍵、測(cè)量按鍵及上下左右四個(gè)方向按鍵;所述盒式殼體一端側(cè)面并列設(shè)置電源開(kāi)關(guān)、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號(hào)接口;所述DB15VGA信號(hào)接口通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接渦流測(cè)量探頭;所述盒式殼體內(nèi)部設(shè)置集成電路板、鋰電池盒,所述鋰電池盒設(shè)置在集成電路板一側(cè),所述電池盒內(nèi)部設(shè)置鋰電池;所述集成電路板與液晶顯示屏、鋰電池盒、薄膜鍵盤(pán)、電源開(kāi)關(guān)、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號(hào)接口電連接。
所述的集成電路板包括單片機(jī)STM32,均與單片機(jī)STM32相連接的TLF_LCD液晶顯示模塊、BOOT狀態(tài)開(kāi)關(guān)電路、薄膜按鍵模塊、M95M01存儲(chǔ)模塊、JTAG程序模塊、AD數(shù)據(jù)采集接口、供電控制端口,與AD數(shù)據(jù)采集接口輸入端相連接的信號(hào)發(fā)生模塊,與供電控制端口相連接的電源指示燈模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊;與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端依次相連接的電源隔離接口、鋰電池和USB充電電源模塊。
所述的鋰電池和USB充電電源模塊包括電源控制器、升壓穩(wěn)壓器、降壓穩(wěn)壓器、AMS1117穩(wěn)壓器;所述電源控制器,包括鋰電池供電電路、USB供電電路。
所述的信號(hào)發(fā)生模塊包括信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)處理電路;所述信號(hào)發(fā)生電路包括XR2206P正弦方波發(fā)生器、F42N50Q工頻陷波器、帶通濾波器、恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路、移相器;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器的正弦波輸出端依次連接F42N50Q工頻陷波器、帶通濾波器、恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路,所述恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路的測(cè)量線(xiàn)圈包括ZXB01、ZXB02輸出接口;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器的方波輸出端包括FB01、FB02輸出接口,F(xiàn)B02輸出接口連接移相器;
所述信號(hào)處理電路包括1號(hào)輸出回路、2號(hào)輸出回路,二者均包括乘法器、二階低通濾波器、放大電路、AD數(shù)據(jù)采集端口,所述乘法器包括正弦波探頭信號(hào)輸入接口、參考方波輸入接口、乘法器輸出接口,所述乘法器輸出接口依次連接二階低通濾波器、放大電路、AD數(shù)據(jù)采集端口;所述恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路的測(cè)量線(xiàn)圈的ZXB01、ZXB02輸出接口分別依次連接1號(hào)、2號(hào)輸出回路的乘法器的正弦波探頭信號(hào)輸入接口;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器的方波輸出端的FB01、FB02,F(xiàn)B01輸出端連接1號(hào)輸出回路的乘法器的參考方波輸入接口,F(xiàn)B02輸出接口連接移相器后連接2號(hào)輸出回路的乘法器的參考方波輸入接口。
所述的液晶顯示屏采用TFT_LCD集成芯片;所述存儲(chǔ)芯片U9,型號(hào)為M95M01;所述按鍵輸入模塊中的按鍵為薄膜按鍵;所述JTAG程序模塊芯片為JTAG芯片。
所述的渦流測(cè)量探頭采用非接觸式測(cè)量,且利用探頭銅線(xiàn)圈產(chǎn)生的渦流來(lái)檢測(cè)電阻率,銅線(xiàn)圈連接2根直徑1MM的屏蔽線(xiàn);常溫下測(cè)試范圍為0.001--200ΩCM,測(cè)試精度為5%。
本發(fā)明所述的便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀的使用方法,其特征在于包括USB供電使用方法、開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備方法、電阻率測(cè)試方法,
USB供電使用方法:供電模塊和充電模塊獨(dú)立分開(kāi),在關(guān)機(jī)狀態(tài)下即可為裝置電池充電,免除了待機(jī)狀態(tài)下造成的不必要功耗;供電時(shí)可使用內(nèi)部鋰電池供電,也可使用+5V外部電源USB插頭插入供電USB插孔,即可為裝置提供電源;充電時(shí),+5V外部電源USB插頭插入U(xiǎn)SB充電孔,即可為裝置內(nèi)鋰電池提供充電;
開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備方法:打開(kāi)測(cè)試儀主機(jī)電源開(kāi)關(guān),待主機(jī)屏幕出現(xiàn)開(kāi)機(jī)畫(huà)面至電阻率測(cè)量界面,開(kāi)機(jī)完成;若工作燈閃爍頻率正常,說(shuō)明測(cè)量?jī)x主機(jī)可正常工作;拿起測(cè)量探頭,探頭中部有三個(gè)LED燈,最左側(cè)的為電源指示燈,常亮狀態(tài),說(shuō)明探頭供電正常;中間LED燈為可測(cè)量指示燈,頻率閃爍狀態(tài),說(shuō)明隨時(shí)可以測(cè)量;
電阻率測(cè)試方法:一手持該測(cè)試儀,一手持探頭,只需把探頭靠近硅材料,不需接觸硅材料;最右側(cè)LED燈為測(cè)量完成燈,當(dāng)測(cè)得硅材料結(jié)果后此LED燈會(huì)亮起,同時(shí)中間測(cè)量閃爍燈關(guān)閉;這時(shí)即可在主機(jī)屏幕上顯示被測(cè)硅材料的精確電阻率,同時(shí)在探頭的中部?jī)晌粩?shù)碼也會(huì)顯示電阻率數(shù)值的兩位有效數(shù)字;測(cè)量完成;同時(shí)可在測(cè)試儀主機(jī)上顯示電阻率,常溫下測(cè)試范圍為0.001--200ΩCM,測(cè)試精度為5%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:本發(fā)明所述一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,包括盒式殼體、液晶顯示屏、集成電路板、鋰電池盒、薄膜鍵盤(pán)、電源開(kāi)關(guān)、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號(hào)接口、渦流測(cè)量探頭;集成電路板包括單片機(jī)STM32,均與單片機(jī)STM32相連接的TLF_LCD液晶顯示模塊、BOOT狀態(tài)開(kāi)關(guān)電路、薄膜按鍵模塊、M95M01存儲(chǔ)模塊、JTAG程序模塊、AD數(shù)據(jù)采集接口、供電控制端口,與AD數(shù)據(jù)采集接口輸入端相連接的信號(hào)發(fā)生模塊,與供電控制端口相連接的電源指示燈模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊;與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端依次相連接的電源隔離接口、鋰電池和USB充電電源模塊;本發(fā)明采用非接觸式測(cè)量,即使用渦流測(cè)量探頭,且利用探頭銅線(xiàn)圈產(chǎn)生的渦流來(lái)檢測(cè)電阻率,常溫下測(cè)試范圍為0.001--200ΩCM,測(cè)試精度為5%,功耗低,可在液晶顯示屏上顯示結(jié)果使用壽命遠(yuǎn)高于比市場(chǎng)上的同類(lèi)產(chǎn)品。
附圖說(shuō)明
圖1 為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 為本發(fā)明的電路模塊整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3 為本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4 為本發(fā)明的供電模塊原理圖。
圖5 為本發(fā)明的降壓穩(wěn)壓模塊原理圖。
圖6 為本發(fā)明信號(hào)發(fā)生模塊的信號(hào)發(fā)生電路原理圖。
圖7 為本發(fā)明信號(hào)發(fā)生模塊的信號(hào)處理電路原理圖。
附圖中:1.盒式殼體,2.液晶顯示屏,3.集成電路板,4.鋰電池盒,5.薄膜鍵盤(pán),6.電源開(kāi)關(guān),7.紅色指示燈,8.綠色指示燈,9.充電USB插孔,10.供電USB插孔,11.DB15VGA信號(hào)接口,12.渦流測(cè)量探頭,13.電源控制器,14.升壓穩(wěn)壓器,15.降壓穩(wěn)壓器,16.AMS1117穩(wěn)壓器,17.XR2206P正弦方波發(fā)生器,18.F42N50Q工頻陷波器,19.帶通濾波器,20.恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路,21.移相器,22.乘法器,23.二階低通濾波器。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖1至圖7對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述,以便公眾更好地掌握本發(fā)明的實(shí)施方法,本發(fā)明具體的實(shí)施方案為:
如圖 1所示,本發(fā)明所述的一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,包括盒式殼體1、液晶顯示屏2、集成電路板3、鋰電池盒4、薄膜鍵盤(pán)5、電源開(kāi)關(guān)6、紅色指示燈7、綠色指示燈8、充電USB插孔9、供電USB插孔10、DB15VGA信號(hào)接口11、渦流測(cè)量探頭12,其特征在于所述盒式殼體1呈長(zhǎng)方體,其上部表面中間位置設(shè)置液晶顯示屏2,液晶顯示屏2周邊設(shè)置薄膜鍵盤(pán)5,所述薄膜鍵盤(pán)5包括厚度按鍵、溫度按鍵、設(shè)置按鍵、聲音按鍵、屏幕按鍵、測(cè)量按鍵及上下左右四個(gè)方向按鍵;所述盒式殼體1一端側(cè)面并列設(shè)置電源開(kāi)關(guān)6、紅色指示燈7、綠色指示燈8、充電USB插孔9、供電USB插孔10、DB15VGA信號(hào)接口11;所述DB15VGA信號(hào)接口11通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接渦流測(cè)量探頭12;所述盒式殼體1內(nèi)部設(shè)置集成電路板3、鋰電池盒4,所述鋰電池盒4設(shè)置在集成電路板3一側(cè),所述鋰電池盒4內(nèi)部設(shè)置鋰電池;所述集成電路板3與液晶顯示屏2、鋰電池盒4、薄膜鍵盤(pán)5、電源開(kāi)關(guān)6、紅色指示燈7、綠色指示燈8、充電USB插孔9、供電USB插孔10、DB15VGA信號(hào)接口11電連接。
如圖 2所示,本發(fā)明所述的一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,其特征在于所述集成電路板3包括單片機(jī)STM32,均與單片機(jī)STM32相連接的TLF_LCD液晶顯示模塊、BOOT狀態(tài)開(kāi)關(guān)電路、薄膜按鍵模塊、M95M01存儲(chǔ)模塊、JTAG程序模塊、AD數(shù)據(jù)采集接口、供電控制端口,與AD數(shù)據(jù)采集接口輸入端相連接的信號(hào)發(fā)生模塊,與供電控制端口相連接的電源指示燈模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊;與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端依次相連接的電源隔離接口、鋰電池和USB充電電源模塊。
如圖 2、圖 4、圖 5所示,本發(fā)明所述的一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,其特征在于所述鋰電池和USB充電電源模塊包括電源控制器13、升壓穩(wěn)壓器14、降壓穩(wěn)壓器15、AMS1117穩(wěn)壓器16;所述電源控制器13,包括鋰電池供電電路、USB供電電路;
所述鋰電池供電電路包括鋰電池接線(xiàn)端子J4、USB1接線(xiàn)端子J2、光電耦合開(kāi)關(guān)U5、電阻R7、R8、R9、電容C3;所述鋰電池接線(xiàn)端子J4的一號(hào)引腳連接+12V鋰電池正極,其二號(hào)引腳接地;所述光電耦合開(kāi)關(guān)U5為可控制的光電藕合器件TLP521,其集電極C連接所述鋰電池接線(xiàn)端子J4的一號(hào)引腳,所述光電耦合開(kāi)關(guān)U1的發(fā)射極與電阻R8的一端連接,所述電阻R8的與電阻R9串聯(lián)后接地;所述光電耦合開(kāi)關(guān)U5的負(fù)極A與電阻R7一端連接,所述電阻R1另一端的與USB1接線(xiàn)端子J2一號(hào)端子連接;所述光電耦合開(kāi)關(guān)U5的正極K與電容C3一端連接后,再與所USB1接線(xiàn)端子J2的二號(hào)端子連接并接地,所述電容C1與電阻R1組成穩(wěn)壓整流RC濾波電路;
所述USB供電電路模塊包括USB2接線(xiàn)端子J8、二極管D3、D7、場(chǎng)效應(yīng)管Q2、電阻R11、R12、電量采集二線(xiàn)端子J5;所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2為增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管MOSFETP,其一號(hào)引腳柵極連接電阻R2、R3的串聯(lián)接點(diǎn);場(chǎng)效應(yīng)管Q2的二號(hào)引腳源極連接鋰電池接線(xiàn)端子J4的一號(hào)引腳,且依次串聯(lián)電阻R11、R12后接地,電量采集二線(xiàn)端子J5的一、二號(hào)引腳并聯(lián)接在電阻R12兩端;場(chǎng)效應(yīng)管Q2的三號(hào)引腳漏極依次連接二極管D3的負(fù)極、二極管D7的正極,二極管D7的負(fù)極連接USB1接線(xiàn)端子J2的一號(hào)引腳,二極管D3的負(fù)極且連接USB2接線(xiàn)端子J8的一號(hào)引腳;
所述升壓穩(wěn)壓器14包括UP2芯片LM2577、U8芯片AQY212S、電源二線(xiàn)端子J9、電感L6、L7、LP2、電容CP4、CP5、CP6、C10、電阻RP3、RP5、RP6、R13、穩(wěn)壓管D8、DP2、DP4;所述UP2芯片LM2577的五號(hào)引腳連接USB2接線(xiàn)端子J8的二號(hào)引腳、電感LP2的一端、電容CP4的一端,電容CP4的另一端接地;電感LP2的另一端連接UP2芯片LM2577的四號(hào)引腳后依次連接穩(wěn)壓管D8的正極、電容CP5的正極、C10的一端、電阻RP5的一端、穩(wěn)壓管DP2的正極、電感L6和VCC_+12V電源接口,電容CP5的負(fù)極、C10的另一端接地;所述UP2芯片LM2577的一號(hào)引腳依次連接電阻RP3、電容CP6后接地,其三號(hào)引腳接地,其二號(hào)引腳依次連接電阻RP6的一端、電阻R13、電阻RP5的另一端,電阻RP6的另一端接地;所述U8芯片AQY212S的一號(hào)引腳連接鋰電池供電電路的電容C3和電阻R7的并聯(lián)接點(diǎn),其二號(hào)引腳連接電源二線(xiàn)端子J9的一號(hào)引腳且接地,其三號(hào)引腳連接穩(wěn)壓管DP4后連接電源二線(xiàn)端子J9的二號(hào)引腳,其四號(hào)引腳連接電感L7后連接VCC_+12V電源接口;
所述降壓穩(wěn)壓器15包括U4芯片LM2596S、電容C2、C8、C11、電感L1、電阻R10、R14、穩(wěn)壓管D6、D9;所述U4芯片LM2596S的一號(hào)引腳連接VCC_+12V電源接口后串聯(lián)電容C2并接地,其二號(hào)引腳依次連接電感L1、穩(wěn)壓管D6后連接CPU_5V接口,其三號(hào)引腳連接電阻R10、R14連接點(diǎn),電阻R10另一端連接穩(wěn)壓管D6正極,電阻R12另一端接地,其四號(hào)引腳接地;穩(wěn)壓管D9、電容C11均并聯(lián)在U4芯片LM2596S的二號(hào)、六號(hào)引腳兩端;穩(wěn)壓管D6正極連接AV_5V接線(xiàn)端;
所述AMS1117穩(wěn)壓器16包括U7芯片AMS1117S、電源接口端子J10、電感L5、電容C12、C13、C15、C15;所述電源接口端子J10包括VCC_+12V一號(hào)引腳、CPU_5V二號(hào)引腳、AV_5V三號(hào)引腳、+3.3V四號(hào)引腳;所述U7芯片AMS1117S的一號(hào)引腳接地,其二號(hào)引腳依次連接電感L5、電源接口端子J10的+3.3V四號(hào)引腳,其三號(hào)引腳依次連接電容C12、C13的一端、電源接口端子J10的CPU_5V二號(hào)引腳且電容C12、C13的另一端接地,其四號(hào)引腳連接+3.3V接線(xiàn)端。
如圖 2、圖 3、圖 6、圖 7所示,所述一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,其特征在于所述信號(hào)發(fā)生模塊包括信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)處理電路;
所述信號(hào)發(fā)生電路包括XR2206P正弦方波發(fā)生器17、F42N50Q工頻陷波器18、帶通濾波器19、恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路20、移相器21;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器17的正弦波輸出端依次連接F42N50Q工頻陷波器18、帶通濾波器19、恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路20,所述恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路20的測(cè)量線(xiàn)圈包括ZXB01、ZXB02輸出接口;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器17的方波輸出端包括FB01、FB02輸出接口,F(xiàn)B02輸出接口連接移相器21;
所述信號(hào)處理電路包括1號(hào)輸出回路、2號(hào)輸出回路,二者均包括乘法器22、二階低通濾波器23、放大電路、AD數(shù)據(jù)采集端口,所述乘法器22包括正弦波探頭信號(hào)輸入接口、參考方波輸入接口、乘法器輸出接口,所述乘法器輸出接口依次連接二階低通濾波器23、放大電路、AD數(shù)據(jù)采集端口;所述恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路20的測(cè)量線(xiàn)圈的ZXB01、ZXB02輸出接口分別依次連接1號(hào)、2號(hào)輸出回路的乘法器22的正弦波探頭信號(hào)輸入接口;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器17的方波輸出端的FB01、FB02,F(xiàn)B01輸出端連接1號(hào)輸出回路的乘法器22的參考方波輸入接口,F(xiàn)B02輸出接口連接移相器21后連接2號(hào)輸出回路的乘法器22的參考方波輸入接口;
所述的XR2206P正弦方波發(fā)生器17包括JP1芯片XR2206P、電感L1、L2、L7、L8、L11、L13、電阻R26、R27、R41、R48、可變電阻R43、R45、R59、電容C26、C33、C35、C37;所述JP1芯片XR2206P的一號(hào)引腳串聯(lián)電感L2后連接模擬地AGNDD,其二號(hào)引腳設(shè)為正弦波輸出端,其三號(hào)引腳依次串聯(lián)可變電阻R43、電阻R26后連接VCC_+12V電壓端,其四號(hào)引腳依次串聯(lián)電容C26、電感L1后連接模擬地AGNDD,其五號(hào)引腳通過(guò)電容C35連接其五號(hào)引腳,其七號(hào)引腳依次串聯(lián)電阻R48、可變電阻R45、電感L8后連接模擬地AGNDD,其八號(hào)、九號(hào)、十五號(hào)、十六號(hào)引腳懸置,其十號(hào)引腳依次串聯(lián)電容C37、電感L11后連接模擬地AGNDD,其十一號(hào)引腳設(shè)為方波輸出端,其十二號(hào)引腳連接電感L13后連接模擬地AGNDD,其十三號(hào)引腳連接可變電阻R59后連接十四號(hào)引腳;電阻R41的一端連接可變電阻R43與電阻R26的連接點(diǎn),另一端連接電感L7后連接模擬地AGNDD,可變電阻R43中間端子連接電容C26且電容C26與電阻R41并聯(lián);可變電阻R45中間端子連接可變電阻R45與電感L8的串聯(lián)接點(diǎn);方波輸出端連接電阻R27后連接+12V電源模塊接口;
所述的F42N50Q工頻陷波器18包括U4芯片F(xiàn)42N50Q、電阻R28、R29、R61、電感L14、電容C27、C40;所述U4芯片F(xiàn)42N50Q的一號(hào)引腳通過(guò)電阻R28連接JP1芯片XR2206P的二號(hào)引腳,其二號(hào)引腳依次連接電阻R61、電感L14后連接模擬地AGNDD,其四號(hào)引腳連接電容C40后與其三號(hào)引腳并聯(lián)且連接-12V電源模塊接口,其四號(hào)引腳與電阻R61、電感L14的連接點(diǎn)短路連接,其五號(hào)引腳連接+12V電源模塊接口后連接電容C27且接模擬地AGNDD,其七號(hào)引腳連接電阻R29后與其六號(hào)引腳連接組成輸出端;
所述的帶通濾波器19采用無(wú)線(xiàn)增益帶通濾波器,包括J23雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532、電阻R30、R31、R32、R33、R70、電感L17、L18、電容C28、C29、C30;運(yùn)算放大器SA5532的二號(hào)引腳依次連接電容C28、電阻R30后連接U4芯片F(xiàn)42N50Q的六號(hào)引腳,其三、四號(hào)引腳短接后連接電感L17且接模擬地AGNDD,其四號(hào)引腳連接電阻R33后連接+12V電源模塊接口,其四號(hào)引腳依次連接電阻R70、電感L18后接模擬地AGNDD,其八號(hào)引腳連接+12V電源模塊接口后依次連接電容C30、模擬地AGNDD,其一號(hào)引腳設(shè)為輸出端;電阻R31兩端分別連接運(yùn)算放大器SA5532的四號(hào)引腳、電容C28與電阻R30的接點(diǎn);電阻R32兩端分別連接運(yùn)算放大器SA5532的二、四號(hào)引腳;電容C29兩端分別連接運(yùn)算放大器SA5532的一號(hào)引腳、電容C28與電阻R30的接點(diǎn);
所述的恒流源測(cè)量線(xiàn)圈電路20,包括AR3雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532、測(cè)量線(xiàn)圈端子J1、電阻R34、R35、R37、R75、電感L5、L6、L19、電容C31、可變電阻R36、R76;AR3雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532的二號(hào)引腳與電阻R34連接后連接J23雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532的一號(hào)引腳輸出端,其三號(hào)引腳連接測(cè)量線(xiàn)圈端子J1的二號(hào)引腳,其四號(hào)引腳依次連接電感L5、模擬地AGNDD,其八號(hào)引腳連接+12V電源模塊接口后依次連接電容C31、電感L6、模擬地AGNDD,其一號(hào)引腳依次連接電阻R37、可變電阻R36后連接其三號(hào)引腳,電阻R35并聯(lián)在其一、二號(hào)引腳兩端;測(cè)量線(xiàn)圈端子J1的二號(hào)引腳依次連接可變電阻R76、電阻R75、模擬地AGNDD,其一號(hào)引腳設(shè)置兩個(gè)正弦波輸出端口ZXB01、ZXB01;
所述的移相器21,包括J22雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532、電阻R89、R90、R91、R94、電感L20、L22、電容C49、C49、可變電阻R90;J22雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532的六號(hào)引腳連接電阻R91后連接JP1芯片XR2206P的十一號(hào)引腳方波輸出端,其五號(hào)引腳依次連接電容C49、電感L20、模擬地AGNDD,且其五號(hào)引腳依次連接可變電阻R90、電阻R89、JP1芯片XR2206P的十一號(hào)引腳方波輸出端,其四號(hào)引腳連接-12V電源模塊接口,其八號(hào)引腳連接+12V電源模塊接口后依次連接電容C50、電感L22、模擬地AGNDD,其七號(hào)引腳設(shè)為輸出端;電阻R89并聯(lián)在J22雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532的六、七號(hào)引腳;
所述的乘法器22,包括芯片MC1496、電阻R62、R64、R65、R66、R67、R68、R69、R71、R72、R73、R74、電感L15、L16、L26、L27、電容C41、C42、C43、C44、可變電阻R63;芯片MC1496的一號(hào)引腳連接電容C41后連接正弦波信號(hào)輸入端,且其一號(hào)引腳依次連接電阻R64、可變電阻R63、電阻R62連接其二號(hào)引腳,可變電阻R63中間接線(xiàn)端子連接可變電阻R63與電阻R62的接點(diǎn)后連接-8V電源模塊接口,且其一號(hào)引腳連接電阻R64電路、其四號(hào)引腳連接電阻R66電路并聯(lián)后依次連接電感L15、模擬地AGNDD,其二、三號(hào)引腳通過(guò)電阻R67連接,其五號(hào)引腳依次連接電阻R68、電感L16、模擬地AGNDD,其六、七號(hào)引腳并聯(lián)后依次連接電阻R69、+12V電源模塊接口,其八號(hào)引腳依次連接電容C42、電感L27,且其八號(hào)引腳依次連接電阻R71、電感L26,且其八號(hào)引腳依次連接電阻R74、+12V電源模塊接口,其九、十一、十三號(hào)引腳懸置,其十號(hào)引腳依次連接電容C44、方波信號(hào)輸入端,且其十號(hào)引腳通過(guò)電阻R74連接其八號(hào)引腳,其十二號(hào)引腳依次連接電容C43、乘積信號(hào)輸出端,且十二號(hào)引腳依次連接電阻R72、+12V電源模塊接口,十四號(hào)引腳連接-8V電源模塊接口;
所述二階低通濾波器23,采用無(wú)線(xiàn)增益多路反饋二階低通濾波器,包括J24雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532、電阻R97、R99、R101、R102、電感L25、L28、電容C53、C54、C55、可變電阻R98、R100;J24雙路低噪聲運(yùn)算放大器SA5532的二號(hào)引腳依次連接電阻R99、可變電阻R98、電阻R97、乘法器(22)的乘積信號(hào)輸出端,其三號(hào)引腳依次連接電阻R101、電感L25、模擬地AGNDD,其四號(hào)引腳連接-12V電源模塊接口,其八號(hào)引腳連接+12V電源模塊接口后依次連接電容C55、電感L28、模擬地AGNDD,其一號(hào)引腳連接信號(hào)輸出端,且一號(hào)引腳通過(guò)電容C55連接其二號(hào)引腳,且一號(hào)引腳依次連接電阻R102、可變電阻R100后連接電阻R99、可變電阻R98的連接點(diǎn)。
如圖 1所示,所述一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,其特征在于:所述液晶顯示屏采用TFT_LCD集成芯片;所述存儲(chǔ)芯片U9,型號(hào)為M95M01;所述按鍵輸入模塊中的按鍵為薄膜按鍵;所述JTAG程序模塊芯片為JTAG芯片;
渦流測(cè)量探頭12采用非接觸式測(cè)量,且利用探頭銅線(xiàn)圈產(chǎn)生的渦流來(lái)檢測(cè)電阻率,銅線(xiàn)圈連接2根直徑1MM的屏蔽線(xiàn);常溫下測(cè)試范圍為0.001--200ΩCM,測(cè)試精度為5%。
實(shí)施例1
如圖1所示,作為優(yōu)選最佳實(shí)施方式,包括以下步驟:
步驟1:主機(jī)電源USB供電。由于供電模塊和充電模塊獨(dú)立分開(kāi),在關(guān)機(jī)狀態(tài)下即可為裝置電池充電,免除了待機(jī)狀態(tài)下造成的不必要功耗;供電時(shí)可使用內(nèi)部鋰電池供電,也可使用+5V外部電源USB插頭插入供電USB插孔,即可為裝置提供電源;充電時(shí),+5V外部電源USB插頭插入U(xiǎn)SB充電孔,即可為裝置內(nèi)鋰電池提供充電。
步驟2:開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備。打開(kāi)測(cè)試儀主機(jī)電源開(kāi)關(guān),待主機(jī)屏幕出現(xiàn)開(kāi)機(jī)畫(huà)面至電阻率測(cè)量界面,開(kāi)機(jī)完成;若工作燈閃爍頻率正常,說(shuō)明測(cè)量?jī)x主機(jī)可正常工作;拿起測(cè)量探頭,探頭中部有三個(gè)LED燈,最左側(cè)的為電源指示燈,常亮狀態(tài),說(shuō)明探頭供電正常;中間LED燈為可測(cè)量指示燈,頻率閃爍狀態(tài),說(shuō)明隨時(shí)可以測(cè)量。
步驟3:電阻率測(cè)試。一手持該測(cè)試儀,一手持探頭,只需把探頭靠近硅材料,不需接觸硅材料;最右側(cè)LED燈為測(cè)量完成燈,當(dāng)測(cè)得硅材料結(jié)果后此LED燈會(huì)亮起,同時(shí)中間測(cè)量閃爍燈關(guān)閉;這時(shí)即可在主機(jī)屏幕上顯示被測(cè)硅材料的精確電阻率,同時(shí)在探頭的中部?jī)晌粩?shù)碼也會(huì)顯示電阻率數(shù)值的兩位有效數(shù)字;測(cè)量完成;同時(shí)可在測(cè)試儀主機(jī)上顯示電阻率,常溫下測(cè)試范圍為0.001--200ΩCM,測(cè)試精度為5%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:本發(fā)明所述一種便攜式半導(dǎo)體非接觸電阻率測(cè)試儀,包括盒式殼體、液晶顯示屏、集成電路板、鋰電池盒、薄膜鍵盤(pán)、電源開(kāi)關(guān)、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號(hào)接口、渦流測(cè)量探頭;集成電路板包括單片機(jī)STM32,均與單片機(jī)STM32相連接的TLF_LCD液晶顯示模塊、BOOT狀態(tài)開(kāi)關(guān)電路、薄膜按鍵模塊、M95M01存儲(chǔ)模塊、JTAG程序模塊、AD數(shù)據(jù)采集接口、供電控制端口,與AD數(shù)據(jù)采集接口輸入端相連接的信號(hào)發(fā)生模塊,與供電控制端口相連接的電源指示燈模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊;與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端依次相連接的電源隔離接口、鋰電池和USB充電電源模塊;本發(fā)明采用非接觸式測(cè)量,即使用渦流測(cè)量探頭,且利用探頭銅線(xiàn)圈產(chǎn)生的渦流來(lái)檢測(cè)電阻率,常溫下測(cè)試范圍為0.001--200ΩCM,測(cè)試精度為5%,功耗低,可在液晶顯示屏上顯示結(jié)果使用壽命遠(yuǎn)高于比市場(chǎng)上的同類(lèi)產(chǎn)品。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。