创新方案 | GD32G553RET6高精度直流源表方案

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cathy 发布于:周二, 12/31/2024 - 14:52 ,关键词:

本文介绍基于兆易创新GigaDevice的GD32G553系列MCU设计的单通道可编程高精度直流源表(Single-Channel Precision DC Source Meter)H1501A。兆易创新GD32G5系列MCU采用Arm® Cortex®-M33高性能内核,主频高达216MHz,存储容量支持512KB eFlash以及128KB SRAM,内置高级DSP硬件加速器和单精度浮点单元(FPU),集成了硬件三角函数加速器(TMU),滤波算法(FAC)、快速傅里叶(FFT)等多类硬件加速单元,可以大幅提升处理效率,非常适用于测试半导体、分立元器件和无源元器件等。

产品功能

H1501A单通道可编程高精度直流源表, 结合了精密、低噪声、高稳定的直流电源和低噪声、高阻抗的万用表,能够同时输出并测量电压和电流。这些功能使得 H1501A 成为既需要高分辨率,又需要高精度的各种IV(电流与电压)测量任务的理想选择。

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数字源表由于其内置了源功能,所以可以用来生成一组电流电压(I-V)特性曲线,这对于半导体器件和材料的测试是非常有用的。相当于电压源、电流源、电压表、电流表和电阻表的综合体。

小贴士:数字源表的用途有哪些?

数字源表是为常规的测试和高速生产测试等应用而设计的,在通信、半导体、计算机、汽车与医疗行业的组件与模块制造,源表对于其各种特征分析与生产过程测试都极具实用价值。它通常也用于测试和研发实验室。

产品特征

1)单通道综合四象限电源和测量功能,可轻松准确地测量电流和电压

2)量程:±150V、 ±1A(直流) ,可同时满足高电压和大电流测量需求,推动测量仪器的标准化

3)最小测量分辨率可达100pA/100uV

高速测量,最高可支持500K的ADC采样率,采样率可选设定

4)3.5英寸彩色LCD电容触摸屏,提供了简单易用的前面板GUI支持传统和默认的SCPI命令

5)数字I/O控制,  可灵活配置纯硬件高速I/O, 可实现阈值触发, 从而实现输出测量值和用户系统的高效交互

6)USB2.0/RS485接口

系统架构图如下:

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工作原理和模块讲解

以下是对各个功能模块的讲解:

01、 电源AC-DC的转化电源板(Power Board) 

输入电源可选110/220Vac;

输出电源+/-150V  +/-15V 给功放板(AMP Board)供电;

输出12V@3A 给外设板(Peripheral device Board)及主控板(MCU Board)供电

02、功放板(AMP Board)

将DAC的小信号放大,并接收输出端(Output Terminal)电压、电流信号的反馈信号。

03、外设板(Peripheral device Board)

控制电压档位设置, 电流档位设置及模式的切换

ADC采集电压电流信号、DAC输出控制电压

04、其他功能模块

3.5”电阻式触摸串口屏, 显示设置电压电流、检测电压电流及工作模式等等参数、散热风扇及USB2.0 通讯输出口接口

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附上主控电路图

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附上主控电路板细节图 (实际电路板只有2x8cm大小)

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来源:GD32MCU

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