合作设计基于mcu的数字式电容ESR表

小鬼头

现在上更改后的草图（草图12，手续3.7V版和9V版）



相关更改说明：

1、因为进一步明确了测量量程需求，故取消了20mVpp方式。

核实了相关情况，并相应修改了图中的文字标注。

2、取消了U1B输出处的1u电容，以便加快PGA方式时的测量速度。

3、把C11改小为0.1u，这样整个电路就可以少用了一个品种的电容（1u）

小鬼头

abbey_tom 发表于 2023-4-27 11:48
一般的MCU在商业设计上，
ADC的提供会比较优先一些，
这也是低端的STM32都不带DAC的原因。

现在的草图12里，测量时，正弦波200mvpp端子需要dac的输出持续变化地工作。

偏移电压补偿端子，则在同一个测量模式里，需要dac输出1个固定电平，改换测量模式则输出另1个固定电平。在“归零校准”某个时段，需要他这个端子能以开漏L电平方式输出（输出逻辑L电平）。

这样的需求，你这air32应该能满足吧？

abbey_tom

小鬼头 发表于 2023-4-28 20:37
现在的草图12里，测量时，正弦波200mvpp端子需要dac的输出持续变化地工作。

偏移电压补偿端子，则在同 ...

这些要求均可以满足。
现在电路已经定版了吗？

小鬼头

abbey_tom 发表于 2023-4-28 21:18
这些要求均可以满足。
现在电路已经定版了吗？

差不多了。但我想做一二个电路方面的小试验后，再确定。

至于与电路有关的编程计算问题，我已有初步结果。准备与校准方法一起再核实一下，然后交给你开始做编程工作

abbey_tom

好的。可以着手考虑电路布局问题了。
我MCU这一块的电路相对固定，
不算显示屏的话，
双面贴片占用PCB面积在24*24mm以内(含LDO及前面给定的电源控制）

xjw01

abbey_tom 发表于 2023-4-28 21:55
好的。可以着手考虑电路布局问题了。
我MCU这一块的电路相对固定，
不算显示屏的话，

条件许可的话，尽量单面贴片。
双面贴，检查电路、制作及修改电路，都很麻烦。

abbey_tom

xjw01 发表于 2023-4-29 09:23
条件许可的话，尽量单面贴片。
双面贴，检查电路、制作及修改电路，都很麻烦。

谢谢许老师建议。
我这边MCU最小系统及其附属，
已经比较成熟并多次打板，
双面贴片应该没有问题，
新增的模拟外围电路，
可以考虑单面贴片或部分直插，
视情再慢慢修改完善。

xjw01

abbey_tom 发表于 2023-4-29 10:09
谢谢许老师建议。
我这边MCU最小系统及其附属，
已经比较成熟并多次打板，

那个PGA X10，放大了100多倍。PGA控制引脚，如果有几十uV的偏移，就会影响零点电压(表笔短路)。

我怀疑，这个电路的零点稳定性，在程序上不太好把控。还是先搭个电路测试吧。

shuzhi

xjw01 发表于 2023-4-29 10:29
那个PGA X10，放大了100多倍。PGA控制引脚，如果有几十uV的偏移，就会影响零点电压(表笔短路)。

我怀 ...

许老师，建议您把您的ESR表精度再更新优化下，特别是对电池内阻方面，最好搞成4线测量，很有DIY优势。

xjw01

shuzhi 发表于 2023-4-29 20:57
许老师，建议您把您的ESR表精度再更新优化下，特别是对电池内阻方面，最好搞成4线测量，很有DIY优势。

我的ESR表，曾经优化过一个版本，但没有公开。该版本也没有对电池测量优化。
我用这个自制的ESR表辅助修电路多年。近些年，我也不爱修了。
以后有空的时候，重新整理一个优化后的开源版本。

shuzhi

xjw01 发表于 2023-4-29 21:06
我的ESR表，曾经优化过一个版本，但没有公开。该版本也没有对电池测量优化。
我用这个自制的ESR表辅助修 ...

许老师指的是晶振11.0592MHz那个版本吗？
最近才看到，想DIY，主要用于电池内阻测量，不知和317+555的那个万用表附件相比，精度如何？

xjw01

shuzhi 发表于 2023-4-29 21:17
许老师指的是晶振11.0592MHz那个版本吗？
最近才看到，想DIY，主要用于电池内阻测量，不知和317+555的那 ...

ESR表一般都是做成两线的，4线的不方便。
如果只是偶而测电池内阻，用50Hz测量，也很方便。
测18650锂电池感觉还可以
测量5号碱电池，50Hz与1kHz相差很多。偏大1倍。

小鬼头

前段时间比较忙，这两天有点空，做了一个比较完整的保护电路试验。发现保护电路还需改进。

试验时，tvs在外接350v的dc电压/充满电的电解时，正接时必坏，反接时不坏。若是90v，则所有情形下均不坏。试验时前后一共损坏了近10只tvs管。

运放也容易坏，试验时共弄坏了3块。

此次试验，还包括对保护电路作的改进试验。试验证明，改进后的电路，能很好地抵御充满350v的150u电解，也能在350v的dc电压下坚持数秒钟而不损元件（如果时间过长则新增的电阻可能会损坏）。这样的保护能力，估计已能满足实际使用需求。

下面是试验的板子和试验时弄坏的元件照片

w2000

图中的TVS管是单向的，用双向的TVS管行不

小鬼头

w2000 发表于 2023-5-15 10:24
图中的TVS管是单向的，用双向的TVS管行不

可以，但需要并一只1n4004，为100v电容提供反向时的旁路限压作用。

试验改进后的电路，将使用100v双向tvs管。