题目分析：根据题目要求做一个可判断三极管故障的装置
图1
一、测量的原理
1.放大器的输入电阻求法：“串联电阻”法。
由此可求得放大器输入阻抗
。 （1-1）
注意：调试时要用示波器监视输入放大器的波形，保证在信号不失真的条件下进行测量。
2.放大器的输出电阻求法：“带载空载”法（乱编的）
图3放大器输出等效图
由此可得放大器的输出阻抗
。 （1-2）
Uo为输出不带载测试的电压，UL为输出带载测试的电压。
二、波形幅值的选取与获得
1.幅值的选择：
根据仿真结果显示，输入的正弦信号为20mvpp或者低于20mvpp最好，输入正弦波的幅值过大，容易引起输出波形的失真。
2.信号的获取：
（1）：stm32直接dac输出正弦波。
（2）：通过ICL8038信号发生器输出正弦波。
（3）：STM32+DDS模块输出正弦波。
我这里选择的是方案三，STM32F1+AD9833
具体电路图如下：
图4
AD9833内部带有200欧负载，输出620mvpp正弦波，通过衰减31倍得到20mvpp的正弦波，根据示波器显示信号的有效值为7.07mv。满足要求。
三、正弦波信号有效值的获取与直流偏执电压的获取
获取有效值的方法：
（1）用有效值检波芯片AD637或者AD8361/AD8362
（2）用峰值检波电路，电路图如下：
图5
（3）通过IIR滤波器获得正弦信号有效值
具体解释: https://wenku.baidu.com/view/2ca16e998bd63186bcebbcc5.html
（4）利用STM32单片机的adc采集出正弦信号的峰峰值，进而获取信号的有效值。
以上几种方案各有优劣势，根据具体电路，AD9833输出的正弦波带有直流偏执，Vi也有直流偏执，Vo也有直流偏执，所以综上方案，选取方案四。单片机选取STM32F407。
四、输入电阻的测量
根据式（1-1），Vs的值是固定的，只需求取Vi的有效值即可进行输入电阻的计算与测量，由于Vi的有效值只有5mv左右，所以需将它放大100倍，再去测量，放大电路的放大器选择的是精密运放OP37，
具体电路图如下：
图6
放大后的信号送入STM32的adc进行采集，来获取有效值与直流偏执电压，根据式（1-1）计算出输入电阻Ri。
图7
根据方案4求得的输入电阻较为准确且波动不大，满足题目要求。
图8
注意：第一列数据为Vi的有效值（mv），第二列为输入电阻（欧），第三列为输入直流偏执（mv）。
可以看出vi的有效值波动不大，最大0.02mv的误差，此方法较为精确。
四、输出电阻的测量
根据式（1-2）来测量输入电阻，由仿真知放大器的输出端是2.4vpp的正弦波带有7.4v的直流偏执，测量输出端正弦信号的有效值选用方案4。
输出端具体电路图如下：
图9
通过PB1的控制。即可切换输出带载与空载不同模式。
输出端信号调理电路如下：
图10
电路的输出为0.8vpp的正弦波带有0.46v的直流偏执，利用图7的程序可以很好，非常精确的采集到输出端的电压，获取输出的正弦信号的有效值与直流偏执，再求得Ro。
四、故障判断
根据上面求得的输入阻抗，输入电压有效值，输入直流偏执，输出阻抗，输出电压有效值，输出直流偏执可以很好地判断出题目要求的故障。
图11
C3的判断是输出400khz的正弦波，去比较Av。
所有故障判断在2s内能快速判断出来，达到要求。
调试总结：对于运放芯片的选型要掌握好，什么时候用FET运放，什么时候用低噪声精密运放，什么时候用宽带运放，电阻值的大小也要注意，输入信号有效值只有5.1mv左右，不可选取过大的电阻，电阻的热噪声会对信号产生不必要的干扰。PCB板的走线与地层都是要特别注意的，信号线要尽量的短。电源的噪声也不能太大，所以通常选择线性电源，并且在运放的电源引脚要放置去耦电容（0.1uf和10uf电容）。
不足之处：没有合理地处理好噪声，还有信号的滤波。
