阻抗谱表示物体的阻抗大小随频率变化的特性曲线,是分析物体频率特性的重要参数。阻抗谱测量系统通常是对被测对象一定频率内的阻抗值进行多频点测量,广泛应用于电化学分析、生物医学、材料检测等多种领域,具有重要的研究价值。本文以矢量伏安法为基础,设计了一种基于频率扫描的嵌入式系统阻抗谱测量方法,并针对传统阻抗测量方法中存在测量精度低、信号处理电路复杂等问题进行了分析,提出了一些相应的改进措施,具体的研究内容如下:首先,详述了矢量伏安法的测量原理,建立了阻抗测量误差模型。理论分析与实验验证了参考电阻对阻抗测量误差的影响,为此,提出了一种减小测量误差的阻抗匹配思想,确立了基于阻抗匹配的阻抗谱测量方案的总体设计。其次,根据阻抗匹配方法设计了电子开关切换电路、负电压转换电路、差分放大电路等阻抗谱测量模块电路,实现了系统阻抗和被测阻抗的分步测量,消除了由系统阻抗引起的被测阻抗的测量误差,并且采用对称式电路克服了传统阻抗测量电路中易受空间电磁噪声干扰的缺点。第三,利用主控芯片STM32产生正弦信号、设计阻抗匹配算法与数据采集拟合等功能。采用非整数周期采样,整周期的最小二乘正弦拟合方式,提高了数据拟合精度,缩短了拟合时间。正弦拟合信号通过矢量表达,简化了输出与输入的矢量比计算。阻抗匹配算法实现了最佳参考电阻对自动切换,提高了阻抗的测量精度。此外,上位机与STM32通过串口通信,实现了参考电阻对切换、激励信号频率的改变、采集数据实时显示、测量信号处理与数据存储等功能。最后,对模拟电解池进行了阻抗谱测量实验,完成了系统放大倍数、系统阻抗、并联阻抗的分步测量,并推算出电解池阻抗谱。通过对比分析传统固定参考电阻的阻抗谱测量实验,验证了基于阻抗匹配的阻抗谱测量系统具有更高测量精度。