摘 要

本设计主要针对锂电池的内阻测试，所以对锂电池的国内外内阻测试仪器做了简单的分析介绍，并对这个设计本身的意义和目的做了简单的说明。在分析了具体的测试环境后，在本文中提出了两种可供选择的方案。最终决定采用EIS电化学阻抗谱法测试锂电池内阻。

本文首先对锂电池测试的噪声环境进行了分析，然后通过设计硬件电路除去相应的噪声。硬件电路主要包括通道选择电路，差分放大电路，交直分离电路，高阶滤波电路，程控放大电路。并在multism仿真软件中搭建硬件电路。在文中具体的介绍所使用芯片的功能和每个模块电路的工作原理，同时还给出了具体的硬件电路图。

在对程控放大电路功能的分析下，具体介绍了该部分软件设计的原理，软件开发环境和程序的流程框图。软件是采用KEIL软件，在uVision4集成开发环境下对C语言进行转码。在这个设计中主要是用它来编译C程序代码，生成HEX文件以及调试目标程序。

最后，通过multism的仿真功能对各部分电路的仿真结果进行了展示和分析，对每个环节的信号都用示波器进行测试，具体包括交直分离电路，高阶滤波电路和程控放大电路仿真结果的分析。

通过分析表明，交直分离电路能够比较好的除去直流信号，滤波电路除去噪声的能力比较强，程控放大电路对于信号的放大能够满足设计要求。

关键词：内阻测试；微弱信号放大器；交直分离

Abstract

This design is mainly for testing the internal impedance of lithium battery, so domestic and international internal resistance test instrument of lithium batteries do simple analysis introduction, and a simple description of the meaning and purpose of the design itself. Through the understanding of the test background, two schemes are proposed in this paper. After the concrete analysis, the EIS electrochemical impedance spectroscopy method was selected.

In this paper, the noise environment of the lithium battery test is analyzed, and then the corresponding noise is removed by the design of the hardware circuit. The hardware circuit mainly includes a channel selection circuit, a differential amplifier circuit, a direct separation circuit, a high order filter circuit, a programmable amplifier circuit. In this paper, the function of the chip and the principle of the design of the circuit are introduced in detail, and the hardware circuit diagram is also given.

In programmable amplifying circuit function analysis, and introduces the principle of the part of the software design, the software development environment and the program flow diagram, this link is German keil company launched the uvision4 integrated development environment was selected as the program design of the compiler. In this design is mainly used to compile the C program code, generate HEX files and debug the target program.

Finally, for each part of the circuit simulation results are display and analysis, to each link of the signal in the oscilloscope for testing, including direct separation circuit, high order filter circuit and programmable amplifying circuit simulation results analysis.

The analysis shows that direct separation circuit works well, high order filter circuit can eliminate interference and programmable amplifying circuit meet the design requirements.

Key Words: resistance test；small signal amplifier；direct separation

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 3

1.1 引言 3

1.2 设计的目的和意义 3

1.3 国内外发展趋势 4

1.4主要研究内容 5

第2章 总体方案的分析选择和确定 6

2.1 微弱信号的检测的噪声环境分析 6

2.1.1 PN结散粒噪声 6

2.1.2 热噪声 6

2.1.3 闪烁噪声 7

2.1.4输入端引入的噪声和温度漂移引起的噪声 7

2.2减少微弱信号放大器噪声干扰的举措 7

2.3 微弱信号放大器总体方案比较和设计 8

2.3 EIS电化学阻抗谱法的整体方案设计 8

2.4 本章小结 9

第三章 微弱信号放大器的硬件电路设计 10

3.1 通道选择电路 10

3.2差分放大电路 12

3.3 交直分离电路 13

3.4 高阶滤波电路 14

3.5程控放大电路 15

3.5.1 放大电路粗调电路 16

3.5.2放大电路细调电路 17

3.6本章小结 19

第四章 系统软件设计 20

4.1软件开发环境简介 20

4.2 程序语言简介 21

4.3软件总体设计 21

4.4程控放大电路部分电路软件设计 22

4.5本章小结 23

第五章 实验结果分析 24

5.1交直分离电路仿真结果分析 24

5.2高阶滤波电路仿真结果分析 26

5.3程控放大电路 28

5.3.1程控放大电路粗调电路 28

5.3.2程控放大电路细调电路 29

5.4 本章小结 31

第六章 总结与展望 32

6.1工作总结 32

6.2展望 32

参考文献 34

致谢 35

第1章 绪论

本章主要介绍锂电池内阻测试目前的国内发展趋势，以及国外的发展状况。以及该设计的重要意义，以及本设计的主要内容。从理论上证明该设计的可行性。

1.1 引言

现如今，锂电池被广泛用于我们生活的各个地方。越来越多的电子设备和公共设施采取锂电电池供电，近年来，电动汽车成为了一个越来越热的话题，锂电池由于其放电效率和电力储存方面优秀的品质成为了电源的不二选择。锂电池的内阻作为锂电池品质的重要指标和评判质量的标准，所以锂电池内阻的测量是非常重要和有必要的。

本文所介绍的锂电池内阻测量方法是小电流注入法，即给锂电池两端加上一个正弦电流信号 ，通过测量锂电池的电压响应，用