合作设计基于mcu的数字式电容ESR表

小鬼头

合作设计基于mcu的数字式电容ESR表

本帖子是源于这里abbey_tom网友的提议，打算我们两人合作设计一个精度要求不高、简单易做且成本低的数字显示ESR表。也欢迎大家加入。

http://www.crystalradio.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=1921558&extra=page%3D1&page=73


目标是主要用于满足一般的维修需求，将采用方便操作的2线测量方式。目前打算参考下面帖子里hotdll设计的恒流法电路，有针对性地进行改造。

http://www.crystalradio.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=683954&aid=4767893&from=album&page=1


先开现在这个帖子，内容将陆续添加和展开讨论。

wang8472493

看不到成果了，好向abby-tom不在矿坛了。要看其他的人能否接盘。

wang8472493

小鬼头老师你好，一直在关注你们的项目，现设计进展如何了。

米男

小鬼头老师你们的设计进展如何了

taotaoliu199

小鬼头 发表于 2024-6-11 17:05
你这个构思，是想把mcu的adc功能充分利用起来。由于adc的分辨率高达12位（4096个计数），比起我前段时间 ...

小鬼头老师，网上的开源镊子价格已经很低了，功能还强。这个数字esr表看来要往低成本去设计，不然没有优势。有点鸡肋了。

abbey_tom

非常荣幸我的提议能够得到小鬼头老师的重视，
其实所谓合作，
主要是小鬼头老师进行模拟部分的硬件设计，
这部分我是弱项，
我主要是MCU+软件显示结果而已，
大体思路是由MCU输出方波或PWM（频率可变）产生激励源，
响应信号由MCU内置的ADC进行采集变换，
计算出相应的ESR值进行显示（能直接判断电容好坏更好）。

目标看能不能做成镊子式，
方便在线快速定性测量，
不追求精度，主要用于维修。
欢迎大家讨论研究，集思广益，
对于我来说，也是一次学习机会，
软件最终会开源。

jimtien

20年前的东西，价值不大啰！

玩单片机，难以超越TT。作者研究深入，从atmega8到atmega644，都有实验数据，其他人连移植到别的芯片的也未见成功的。
不玩单片机，也有太多的方案，不在测试方法上创新，也难。
留给你们的空间本来就不多了

quexing

学习中，某些原因。只能旁观。

abbey_tom

闻太师 发表于 2023-3-26 13:12
这样分工有一个弊端，即模拟电路特别是激励信号源只能按照纯模拟电路法设计，后端显示用单片机。既然要做 ...

多谢太师指教，
本来就是准备用单片机激励。
电路当然并不复杂，
复杂了也没有意义，
应该要比那个MiniLCR简单得多才行。

小鬼头

闻太师 发表于 2023-3-26 13:12
这样分工有一个弊端，即模拟电路特别是激励信号源只能按照纯模拟电路法设计，后端显示用单片机。既然要做 ...

我虽然不懂单片机，但也不是完全不懂。

你的意见很好，原来也打算用你的方法，由单片机产生激励信号（另一个帖子说省去震荡电路就是这个意思）。

而且还考虑利用他频率可变、幅度不变的特点，做更多的工作，比如，让频率降低，来让薄膜电容的容抗增大，以便实现指针式esr表已有的容抗法测容量的功能，而这一在路测量功能在维修中也挺有用的。

小鬼头

闻太师 发表于 2023-3-26 14:08
mini lcr用了5个运放，看着不少，实际都是电压跟随器，很简单。

要做数字式esr，至少需要一个运放做激 ...

这个数字esr表，准备用一个双运放搞定所有基本功能。

abbey_tom

小鬼头 发表于 2023-3-26 13:34
我虽然不懂单片机，但也不是完全不懂。

你的意见很好，原来也打算用你的方法，由单片机产生激励信号（ ...

电源启动和自动关机您不用考虑了，
我准备采用许老师ESR表的一键开机续流和自动关机方案，
提供的电源为单一5V和3.3V
大致如下图所示

小鬼头

abbey_tom 发表于 2023-3-26 16:03
电源启动和自动关机您不用考虑了，
我准备采用许老师ESR表的一键开机续流和自动关机方案，
提供的电源 ...

我打算这样：

1、把esr测量原理和电路设计方面的东西详细讲一讲。最终给出至少可进行制作pcb、可运行和试验的硬件电路原理图。

2、把需要mcu做的工作提出相关需求。其中没把握的地方，需要跟你交流后才能确定。

比如，类似icl7106，他是1999计数的，基础档“灵敏度”是200.0mV，即输入200.0mV刚好溢出，而输入199.9mV，则刚好能满幅显示。这样，有了这个参数，我就可以安排好电路的增益，让机子一个量程最大能测19.99欧，最小能测（显示）0.01欧。

你AD部分这方面的对应数据是多少？

3、其他的mcu设计工作你来负责。

abbey_tom

小鬼头 发表于 2023-3-26 16:21
我打算这样：

1、把esr测量原理和电路设计方面的东西详细讲一讲。最终给出至少可进行制作pcb、可运行 ...

单片机的ADC不像7106那么死板，
显示值是可以很自由的。
目前内置的AD可理解为将0－3.3V量化为4096份，
您可以给我满幅不大于3V的正电压就可以了，
至于真正模拟量与实际显示值的对应，
通过软件可以随便编制的（复杂的、非线性都是可以的），
只要有算法、甚至查表都行的。
有必要的话，可以采集多个采样点（单片机里称为模拟通道）的值共同运算。

abbey_tom

小鬼头 发表于 2023-3-26 16:21

你AD部分这方面的对应数据是多少？ ...

AD的主要指标参考如下：

输入电压范围：0-VDDA（0-3.3V）

输入电流范围：0-220uA

输入电阻：50kΩ

采样频率：0.6-14MHz