<h3>1、项目功能介绍</h3> <div><hr></div> <h4>一、基础概述</h4> <p>        IV 曲线测试仪是面向硬件维修、电子研发、实验室教学的便携式元件检测设备，核心依托双通道同步采集架构，同步抓取被测器件两端电压与回路电流数据，通过算法绘制伏安特性（IV）曲线，直观反映二极管、MOS 管、三极管、LED、电阻、电容等元器件的电气性能，快速定位器件短路、开路、性能衰减、导通异常等故障，解决万用表单点测量、普通示波器无特性分析能力的行业痛点，是电子维修场景专用辅助检测工具。</p> <h4>二、详细基本原理</h4> <p>整机采用双通道同步电压电流采集核心方案，模拟前端 + 数字主控协同工作，完整原理分为 5 层：</p> <ul> <li><strong>激励输出回路</strong></li> </ul> <p style="padding-left:40px;">设备内部输出0.6V-16V可调的正弦激励波，给被测元器件施加连续变化的驱动电压，模拟器件实际工作区间；正弦波激励信号分为低压小信号档位（0.6V）主要是剔除晶体管对测量的影响、功率器件档位（4V、8V、16V），使用继电器控制电阻矩阵，可以调整激励信号内阻，从100Ω-12K的内阻调整。适配电容、二极管与功率 MOS 管不同测试场景。</p> <ul> <li><strong>电压采集通道（CH1）</strong></li> </ul> <p style="padding-left:40px;">高阻抗分压调理电路直接并联在被测器件两端，无负载损耗，将 DUT 两端实时电压衰减至 ADC 适配输入范围，搭配 RC 低通滤波滤除空间电磁干扰，运放做电压跟随缓冲，保证电压采样无失真，全程同步记录每一时刻的瞬时电压 V。</p> <ul> <li><strong>电流采集通道（CH2）</strong></li> </ul> <p style="padding-left:40px;">精密低温漂采样电阻串联进被测器件回路，依据欧姆定律 \(U=I×R\)，将回路电流转化为可采集电压；小电流测试时通过仪表放大器放大微弱采样信号，大电流档位切换低阻值采样电阻降低发热，滤波降噪后送入 ADC，换算得到实时回路电流 I。</p> <ul> <li><strong>同步模数转换单元</strong></li> </ul> <p style="padding-left:40px;">双通道 ADC 同步触发采样，保证同一时间戳下的 V、I 数据一一对应，消除分时采集带来的时序偏差，避免 IV 曲线失真；原始采样数据上传至主控 MCU。</p> <ul> <li><strong>数据运算与曲线绘制逻辑</strong></li> </ul> <p style="padding-left:40px;">MCU 对原始采样值做零点校准、增益补偿、滑动平均滤波，剔除杂波异常采样点；将每一组同步 (V,I) 坐标点映射至屏幕坐标系，连续拼接生成完整 IV 伏安曲线；同时实时计算瞬时功率、等效导通电阻、开启电压等关键参数，搭配电压、电流实时波形同步显示。</p> <p><strong>简单总结原理逻辑<span style="font-size:14px;">：<span style="font-size:16px;">阶梯激励驱动器件 → 双通道同步采 V、I → 信号调理降噪 → ADC 数字化采样 → MCU 校准运算 → 生成可视化 IV 特性曲线，可以使用双通道示波器采集被测对象的电压电和电流单测试基本原理，如下图，是对一颗104电容进行电压电流同步采集得到的VI曲线</span></span></strong></p> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/f9UREePIec9zIOYfItrzxFE4Gj8NxZ3OTmeIFPXD.png" alt="f9UREePIec9zIOYfItrzxFE4Gj8NxZ3OTmeIFPXD.png"></p> <p> </p> <p>当电容内阻发生变化后，测量的VI曲线就会倾斜，如下图</p> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/NcWUImWE9KHn9Fj8Lt0zNYx8uYX0LBeC8ZtliBfu.png" width="1200" height="639" alt="NcWUImWE9KHn9Fj8Lt0zNYx8uYX0LBeC8ZtliBfu.png"></p> <p> </p> <div style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <h4 style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><strong><span style="color:#000000;">三、项目开发实现内容</span></strong></h4> </div> <div style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <ol style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <p><span style="color:#000000;"><strong>硬件电路设计</strong></span></p> </li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <p><span style="color:#000000;">独立完成双通道模拟采集前端、程控激励源、多档位量程切换、软硬件双重过压 / 过流 / 反接保护、模拟数字地分割低噪声电源、TFT 显示交互、Type-C 通信电路全套原理图与 PCB 布局设计；解决小电流采样信噪比低、高低压量程切换漂移、模拟电源纹波干扰三大核心电路难题。</span></p> </li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <p><span style="color:#000000;"><strong>软件算法开发</strong></span></p> </li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <p><span style="color:#000000;">基于 STM32 嵌入式平台自主编写驱动与业务逻辑：ADC 同步采集驱动、多阶数字滤波算法、硬件误差分段校准算法、二维坐标 IV 曲线渲染算法、多器件测试参数自适应程序、本地数据存储程序；无直接套用第三方成熟测试仪器源码，核心曲线运算逻辑原创。</span></p> </li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <p><span style="color:#000000;"><strong>系统整机搭建</strong></span></p> </li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <p><span style="color:#000000;">完成 PCB 焊接调试、整机结构装配、功能闭环联调、标准元器件校准标定，形成可独立手持使用的成品测试仪，无需外接示波器即可完成元件故障检测。</span></p> </li> </ol> </div> <div style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <h4 style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><strong><span style="color:#000000;">四、核心功能</span></strong></h4> </div> <div style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <ol style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">双通道电压、电流高精度同步采集；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">实时同步展示电压波形、电流波形、IV 伏安特性曲线；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">多档位自动切换，适配二极管、LED、三极管、MOS 管、阻性负载、电源模块测试；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">自动计算导通压降、导通电阻、峰值电流、瞬时功率等参数；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">软硬件双重保护，防止接反、短路、过压烧毁设备与被测器件；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">测试曲线截图、测试数据本地存储，支持 USB 上传至上位机复盘分析；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">轻量化便携设计，适配维修现场户外、工位快速故障筛查。</span></li> </ol> </div> <div style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <h3 style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">五、解决的实际问题</span></h3> </div> <div style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <ol style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">普通万用表仅能静态单点测量，无法观测器件动态导通特性，无法识别隐性性能老化；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">普通示波器仅能观测波形，不能直观生成 IV 曲线，维修人员难以快速判断器件好坏；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">商用台式 IV 测试仪体积大、价格昂贵，不适合维修工位随身携带；</span></li> <li style="color:rgba(255,255,255,.85);font:16px/24px 0, 0;background-color:rgba(0,0,0,0);"><span style="color:#000000;">维修中常见的 MOS 管漏电、二极管软击穿、LED 衰减、三极管放大失效等隐性故障，单点测量无法检出，IV 曲线可直观显现曲线畸变、拐点偏移、电流截断等异常特征。</span></li> </ol> </div> <p> </p> <p><span style="color:#000000;">注：可以是解决生活/工作中的某个问题、为某个人群/场景设计的方案、毕业设计/课程设计/DIY项目/纯属炫酷项目等。主要描述在电路设计、算法编写、系统搭建等方面做了什么、实现的核心功能、解决了什么问题。</span></p> <h3>*2、项目属性</h3> <div><hr></div> <p>请输入内容…</p> <p> </p> <p>注：请说明项目是否首次公开；项目是否为原创；项目是否曾经在其他比赛中获奖，若有获奖则叙述获奖详情；项目是否在学校参加过答辩。</p> <h3>* 3、开源协议</h3> <div><hr></div> <p>请输入内容…</p> <p> </p> <p>注：利他即利己，请认真阅读下述内容。</p> <ol> <li> <p>拥抱开源，赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上；</p> </li> <li> <p>若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题，则这一部分实现的功能就是项目的核心功能；比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化，则电子负载为核心功能，上位机软件为辅助功能；比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信，则此485模块实现的通讯功能为辅助功能；</p> </li> <li> <p>项目应选择适合自己的<a href="/posts/98fdb2accd754af7b51990790db3b47a" target="_blank">开源协议</a>，若项目引用其他开源项目，应注明来源并遵循原作者的开源协议规定；原创项目推荐使用GPL3.0开源协议；</p> </li> <li> <p>直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。</p> </li> </ol> <p><strong>请在竞赛阶段填写 ↓</strong></p> <h3>*4、硬件部分</h3> <div><hr></div> <p>请输入内容…</p> <p> </p> <p>注：请前往<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。</p> <h3>*5、软件部分</h3> <div><hr></div> <p>请输入内容…</p> <p> </p> <p>注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。</p> <h3>*6、BOM清单</h3> <div><hr></div> <p>请输入内容…</p> <p> </p> <p>注：项目涉及的BOM清单。在<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。</p> <h3>*7、大赛LOGO验证</h3> <div><hr></div> <p>请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。</p> <p>点击zip下载大赛logo标识！ <a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">（大赛标识）.zip</a></p> <h3>* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <div><hr></div> <p>视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限50M内；</p> <p>视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。</p> <p>视频冲榜：项目制作过程中，可随时录制视频上传至B站、小红书、视频号、抖音号，<a href="https://doc.weixin.qq.com/smartsheet/form/1_wpmhMpBwAAfrKELBBSNdSqJrorjTQE8Q_600d71" target="_blank">冲榜人气奖励 ＞</a>，优秀项目可获得立创官方全域曝光机会；</p> <p> </p> <p><a href="/posts/b2b65ad17ac34080a318a5ab47a632c2" target="_blank">前往查看更多详情 ＞</a></p>