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Q表扩展量程升级步进

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发表于 2011-1-9 10:08:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
原理:这次许老师改进扩展量程程序及主板DDS扩展,在主板DDS部分加了电子开关(6个元件),1号菜单“8键”与前级板的1:5开关配合,有4个量程,250、400、1200、2100。

升级程序及3、5、6号菜单初始数据都要与许老师联系提供!!!

5号菜单各值必须与数据号UXXX配合,不能错位!!!

5P与老版本调法一样。按8键量程转换,还是1:1或乘以1:5。只是量程扩展,分别有高低两组激励电压配合。

[ 本帖最后由 qg2007 于 2011-1-9 13:53 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2011-1-9 10:10:57 | 显示全部楼层
升级之前要认真阅读新版补充说明和主板扩展量程电路图
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 楼主| 发表于 2011-1-9 10:12:43 | 显示全部楼层
扩展量程新版补充说明:

新版本的扫频算法已改进,可以实现更宽范围(0.25f至1.75f)的扫频任务,同时还加入了扩展得程的功能。菜单也改进为:
1、在1号菜单中,5号键置频率为1MHz,适用于中波扫频的中心频率快速设定。
2、在1号菜单中,6号键置频率为6MHz,适用于短波扫频的中心频率快速设定。
3、在1号菜单中,处于显示电感量状态下,再按下电感显示键(4键)重新测计算电感量。不再使用“M加上减号”键。测量方法与以前版本类似。
4、在1号菜单中,8号键进行“常规量程/扩展量程”的切换。
5、在2号菜单中,8号键进行“常规量程/扩展量程”的切换。
6、在1号菜单中,2号键显示截断误差(百分数表示)。再按2号键显示谐振电压的标度值(其实就是非线性矫正后的电压值)满量程约对应1250。3dB Q的截断误差还要乘以3。
7、增加一个6号菜单,设置手动频率步进的步长。这个功能很不常用,所以把它独放在一个菜单号中。
8、连续按两次M键,回到1号菜单。加入这一个功能,使得回到1号菜单更快捷,不易造成菜单选择混乱导致数据无意中被修改。
9、1号菜单中,按下0键,显示比值Q,再按0键,显示3dB Q,一个0键实现比值Q与3dB Q的互换。比值Q的最后一位补充显示一个小数点(会有两个小数点出现),以区别比值Q。
10、1号菜单中,按下1键,显示主调电容,再按1键,显示分布电容,一个1键实现两电容的显示。分布电容的最后一位补充显示一个小数点(会有两个小数点出现),以区别主电容。
11、改进非线性桥正算法。在1/5量程至2/5量程线性度不好,用线性插值是不够的(在1.5/5量程处会产生1%的非线性误差),新版本改用二阶逆内插技术。
12、显示电池电压时,前面一个下划线不美观,改用等号。
13、加入了一个指针表驱动输出。
14、改正Q值大于1000时的3dB Q显示。
15、3dB点查找方法采用牛顿法,不再使用截弦法。
16、扫频算法采用变步长法,按指数规律扫频。
17、改进了激励电压测量的插值算法,并增加了频点数量,消除500kHz以下频率激励电压的1%误差以及650kHz至850kHz的0.5%误差。
18、增加了扩展量程的电路及程序。

由于扫频算法的改进,测量电感量就非常快速了,无需估计谐振频率,只需估计该线圈是中波线圈还是短波线圈即可。
扫频算法改正了以前版本的一个bug,使用原版本扫频时,当电路处理谐振状时,重新宽带扫频,有可能无法找到谐振点。
扫频的速度也提升3倍左右,所以加宽扫频范围。
首次使用,需按顺序完成以下工作:
  1、进入3-0菜单,设置比值基数。按“C”键清除原来的数据。在此输入磁环的初次级的匝数比的10倍值。例如激励磁环的初次级匝数比是56:1,请在此输出560(放大10倍)。按下“E”键确认保存。
  2、进入3-1菜单,输入主可变电容最大容量的10倍,例如主要变电容的容量是512.4pF,则输入5124,按下“E”键确认保存。
  3、进入3-2菜单,输入主可变电容最小容量的10倍。
  4、进入3-3菜单,设置稳压输出电压
  5、进入3-4菜单,输入温漂系数,不漂移则输入20,1N4148检波输入27。
  6、进入3-5菜单,输入温漂补偿节点,1N4148使用170左右。(团购Q表无这项)
  7、进入3-6菜单,输入模拟输出满量程对应的Q值,一般取1:1量程的满Q值。(团购Q表无这项)
  8、对毫伏表进行非线性改正,详见下文关于毫伏表的调试部分。只有进行了非线性矫正之后,才能进行激励电压的测量。
  9、接入信号源至主可变,详见电路图中的“激励电压测量跳线”,量程切换到低量程档,可变电容调到最小。然后进入4号菜单,按下“C”键清除当前数据,再按“0”键可清除所有频率上的数据,最后按下“E”键确认保存,保存时,软件自动扫描各个频点的激励电压,如果被置0,则重新测量并保存。如果频点的某数据没有清除,则按原来的数据保存,因此,利用这一原理,用户可以自行输入自己认为合理的激励电压值。保后,按“+”或“-”键检查激励电压值。
  图中给出的“激励电压测量跳线”只有一条。在没有使用多点接点法的线路中,接地回路应采用断环接法,即磁环初级不接地于主可变,但是,测量激励电压时,要临时接地于主可变。
  如果您的主可变最小电容大于30pF,建议测量激励电压时断开主可变,以提升5MHz以上高频段激励电压的测量精度。
  激励电压最好在全部装机完成后再测量一次,即:取下磁环屏蔽罩,连上接地跳线和激励跳线,并测量出激励电压。测量完以后,取下这两条跳线。
  接上电路图中的“激励电压测量临时跳线”,把可变电容调到最小,然后进入4号菜单。按下C键清除单前频点数据,再按0键可自动清除所有频点数据,按下“E”键,系统将自动测量出所有频点的激励信号电压,并保存到EEPROW。
  激励信号在显示屏上显示3位,最后1位是频点标识,“0”表示0kHz(实际采用300kHz),“0.”表示500kHz,“1”表示1MHz,“1.”表示1.5MHz,“2”表示2MHz……
  最新版本的程序中,激励电压测量的频点增加。详见程序。“0”表示不足1MHz的频点,“1”表示1MHz,“1.”表示1.5MHz,“2”表示2MHz,“2.”表示2.5MHz……
  10、带量程扩展版本的激励电压测量方法
  要使用闭环地线,即磁环初级地线要临时接入可变地线。
  原理同上相似,但不在使用5pF做信号耦合,而取一个20pF的电容做信号耦合,然后测量激励信号。具体方法是:
  把激励电压跳线接入接线柱热端,可变调到最小,频率置为600kHz,转到2-0菜单读取电压值为V1,测完后去除跳线。
  在场效应管输入端临时接一个20pF,然后把激励电压跳线接到这个电容上(焊接后要等待冷却)。频率置为600kHz,转到2-0菜单读取电压值为V2。
然后测得激励电压。共有两组激励电压,第一组是在扩展量程指示灯灭时测得常规激励电压,第二组是在扩展量程指示灯亮时测得扩展量程激励电压。扩展量程激励电压比常规激励电压小了近一半。当处于第一频点时,如果再按下“-”号键,系统将在常规量程与扩展量程之前切换。也可通过1号菜单或2号菜单中的“8”键切换量程。
最后,将比值基数置为:10*磁环匝数比*V2/V1,如匝数比是56,V2=960,V1=274,那么比值基数应置为56*10*960/274 = 1962
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发表于 2011-1-9 10:19:13 | 显示全部楼层

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比如说您测Q800的线圈,各开关(1;5,8号)处什么位置?

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 楼主| 发表于 2011-1-9 10:20:17 | 显示全部楼层
新版电路总图

新版电路图.jpg

扩展量程局部图:大圈内有6个元件;小圈内是2.7K金属膜电阻,起稳定DDS输出的作用,没有的也要加上。

新版电路图-2.jpg

[ 本帖最后由 qg2007 于 2011-1-9 10:24 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2011-1-9 10:34:44 | 显示全部楼层
第一步:主板DDS扩展量程电子开关

主板DDS扩展量程电子开关共有6个元件:300欧电阻与9014三极管组成开关电路,由单片机P1.2控制。当按1号菜单“8键”,P1.2呈现高低电平状态,控制300欧电阻接入DDS输出电路,实现量程扩展转换。

1K电阻与发光二极管组成高低电平指示电路,显示扩展状态。

要用金属膜电阻!

新版电路图-2.jpg

量程扩展电路可以直接焊在主板上:上部是扩展量程电路,下面是指针表输出电路。

主板扩展量程元件位置图.jpg

也可以另外做扩展副版,装在主板DDS部分的旁边:灰线至面板发光二极管,黄线接DDS电感,蓝线接单片机P1.2脚

[ 本帖最后由 qg2007 于 2011-1-9 13:13 编辑 ]
IMG_6220.jpg
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 楼主| 发表于 2011-1-9 10:57:49 | 显示全部楼层
第二步,制作R232/STC-TTL下载转换器:

Q表程序要用电脑写入单片机,需要制作计算机R232串口与Q表STC单片机的程序下载连接电路转换器。

许老师提供的下载转换器电路图:下面的二极管也是1N4148

232-STC.jpg

Q表主板STC-TTL引脚图:

STC-TTL引脚位置图.jpg

制作的R232/STC下载转换器:
IMG_6210.jpg
IMG_6211.jpg
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 楼主| 发表于 2011-1-9 11:13:28 | 显示全部楼层
第三步,通过下载转换器将电脑R232口与Q表STC-TTL引脚相连:注意检查线号位置!!!

1 下载转换器连电脑R232串口

IMG_6232.jpg

2 下载转换器连Q表单片机STC-TTL插针(许老师已经预留)
IMG_6233.jpg
IMG_6234.jpg
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 楼主| 发表于 2011-1-9 11:20:44 | 显示全部楼层
转换器连线和拆线过程最好都关闭电脑和Q表电源,虽然现在电脑和单片机都有较强的保护功能,还是小心为好,小心驶得万年船!

连线以后开计算机电源,测转换器R232进线4、7脚对地(5、10脚)电压,应该在10-12V。
232-STC.jpg
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发表于 2011-1-9 11:28:00 | 显示全部楼层
做工精湛. ...
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 楼主| 发表于 2011-1-9 11:33:21 | 显示全部楼层
第四步,下载程序至Q表单片机:

开电脑,将许老师提供对STC下载程序和编译好的Q表新版程序文件拷入计算机,按路径打开文件夹,点击STC下载程序文件。

STC-1.jpg
STC-4.jpg

在STC下载程序界面选择单片机型号STC12LE5A60S2

STC-2.jpg
打开载入Q表新程序编译文件uu.hex

STC-3.jpg
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 楼主| 发表于 2011-1-9 11:39:04 | 显示全部楼层
点击下载,在1秒内开启Q表开关,程序进入下载状态,在界面左下会出现一系列步骤显示,OK!下载成功!!!

即可关闭计算机和Q表,拆除下载连接器。
STC-4-1.jpg
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发表于 2011-1-9 11:43:39 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2011-1-9 11:48:08 | 显示全部楼层
第五步,输入Q表基础菜单:

新程序下载完毕以后,开Q表开关,先要输入许老师提供的新版Q表程序基础菜单。

包括3、5、6号菜单。5号菜单输入时要特别注意,UXXX要与菜单值相对应。

输入方法:按M+菜单号,+-键逐前后选址,C键清0,键入数字值,E键确认。

新版菜单与许老师联系提供!!!

菜单录入完成,按M键,正确显示电池电压:=X.XX。
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 楼主| 发表于 2011-1-9 11:54:25 | 显示全部楼层
第六步,测量激励电压:

新版激励电压测量与老版不同,新版引入了电子开关的高低两组电平值,可以正确反映高低量程的激励电压状态,提高扩展量程测Q精度。

在5P小可变电容的定片端,接入20P测量瓷片电容,可以保留,作为今后测量激励电压或更新程序时测量使用。

IMG_6222.jpg
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