合作设计基于mcu的数字式电容ESR表

渤海的明珠

可以参考坛坛里大道必成的作品。

小鬼头

我现在在思考这个表如何测薄膜电容容量（容抗法）、以及利用mcu能力进行校准的问题。

——有mcu的辅助，可以让指针式esr表制作时比较难搞的校准问题在此得到解决。

我需要了解现在流行的mcu端口在输出时的工作状况。是不是同一个端口可以选择如下的输出方式？

1、以oc门（集电极开路）方式输出。

2、普通的逻辑ic门输出。

因为我想利用同一引脚，与mcu的电源脚之间接一只电阻，通过改变输出方式得到2种不同的固定幅度方波信号。这样，可少占用一只mcu引脚，否则这里要占用2只引脚。

abbey_tom

红河310 发表于 2023-3-28 11:02
数字电路频率不知道多高，如果像射频那样工作方式一点接地就不好。射频得多点接地、就近接地、大面积地， ...

谢谢指教，
这里主要考虑MCU系统，
射频电路的确多点接地，
我理解应该是受分布参数的影响，
不算己而为之，
但它也肯定会增加共地干扰，
只不过在最大限度的减小地线阻抗后，
确保共地干扰最小之后，
多点接地能避免地线谐振，
往往效果更好。

washu

小鬼头 发表于 2023-3-28 11:16
我现在在思考这个表如何测薄膜电容容量（容抗法）、以及利用mcu能力进行校准的问题。

——有mcu的辅助， ...

所以我建议你们研究 TT 的方法，因为 TT 可以测的电容量范围很广（10pF 数量级精度还颇高），可以说已经解决了所有你们需要解决的问题了 更重要的是，它真的非常简单、便宜（假货宝售价三十块钱）：





btw. 我试着在假货宝查找 ESR 表，结果出现的 99% 就是这个 TT

abbey_tom

小鬼头 发表于 2023-3-28 11:16
我现在在思考这个表如何测薄膜电容容量（容抗法）、以及利用mcu能力进行校准的问题。

——有mcu的辅助， ...

MCU的引脚很多，
本项目无须节省。
至于其GPIO，
其端口结构如下：

作为输出可以设置为开漏、推挽、或关闭，
作为输入可以浮空、内部上拉、内部下拉或模拟输入，
同一引脚作为输来或输出包括方式是可以随时切换的

washu

小鬼头 发表于 2023-3-28 11:16
...我需要了解现在流行的mcu端口在输出时的工作状况。是不是同一个端口可以选择如下的输出方式？

1、以oc门（集电极开路）方式输出。

2、普通的逻辑ic门输出。

因为我想利用同一引脚，与mcu的电源脚之间接一只电阻，通过改变输出方式得到2种不同的固定幅度方波信号。这样，可少占用一只mcu引脚，否则这里要占用2只引脚。

前面有 TT 的 ESR 电路可参考，TT 原型单片机 M328 的所有 IO 都可强推挽到 VCC、GND（有一定电阻，这就是你疑问中那个电阻），或者“悬空”（其实就是配置为输入）。显然 TT 也是利用了现代单片机 IO 的特点设计的 ESR 测量电路。

washu

abbey_tom 发表于 2023-3-27 21:24
楼主设计的指针式ESR对于维修佬来说，
还是相当有用的，
现在数字表基本必备（至少皮实），
额外再带一块指针式ESR不太现实，
并且指针式ESR电路多为外挂，
且还要在表上贴上打印表格，
如果有一个廉价小巧的数字式ESR，
不求精度，
能够在线快速判断电容好坏，
应该还是比较实用的。

所以我在几年前就建议，（对矿坛坛友而言）像这个 TT 其实可以和数字万用表整合起来，既能简单分辨二极管三极管引脚种类又能快速测量电感电容和 ESR，这些都是（矿坛坛友）强烈需要的功能，燃鹅几年过去了，整合到数字万用表的商品表没见到，相反看到一个叫做 Fnirsi 的牌子把它和蹩脚的波波整合起来，这个整合我就真的是摸不着头脑了

旧话重提，我一直建议矿坛应该像 eevblog 那样有一个 CrystalRadio DMM 我上次建议你做“数字化的指针表”也是出于此，但这还缺个数字表呢，设计一个符合大多数矿坛坛友需求的数字表，我认为显然的，它包含一个 TT 的话，可以解决绝大多数需求，而不是再设计一款单独的 ESR 表。

小鬼头

washu 发表于 2023-3-28 11:50
前面有 TT 的 ESR 电路可参考，TT 原型单片机 M328 的所有 IO 都可强推挽到 VCC、GND（有一定电阻，这 ...

你没理解我的需求。所以回答得不够直接，我还得要猜一下

我理解你的回答是：

1、强制推挽至vcc、gnd。那就是普通逻辑门的输出方式（输出级为互补mos管的共s极放大）。

2、高阻状态。这不属于输出。

综上，就只有一种方式，没有oc门输出方式。那么我的电路需要多占用一只mcu引脚。

小鬼头

washu 发表于 2023-3-28 12:11
所以我在几年前就建议，（对矿坛坛友而言）像这个 TT 其实可以和数字万用表整合起来，既能简单分辨二极 ...

我不知道有能力设计这些mcu仪表的网友情况，以及设计时的具体能力需求，但我觉得，要设计出TT这种仪表，既需要有过硬的mcu运用及其软件编程能力，也需要扎实的电路知识基础。两者缺一不可。

我有一个亲戚，他连如何让BJT进入饱和导通状态都不懂，但不阻碍他给mcu编程，在别人电路的基础上增加了一个很实用的触摸控制功能，实现原机子的升级。

像我亲戚这样的爱好者，是不可能设计出上述东西的。

washu

小鬼头 发表于 2023-3-28 12:13
你没理解我的需求。所以回答得不够直接，我还得要猜一下

我理解你的回答是：

1、强制推挽至vcc、gnd。那就是普通逻辑门的输出方式（输出级为互补mos管的共s极放大）。

2、高阻状态。这不属于输出。

综上，就只有一种方式，没有oc门输出方式。那么我的电路需要多占用一只mcu引脚。

我确实不清楚你打算如何设计，但 M328 等 AVR 系单片机就是这样实现 OC 输出的，高电平时 IO 方向配置为输入方向且高阻态，电阻把总线上拉到高电平，难道 8051 不是这样吗？8051 的 OC 输出无非是用 NPN 三极管下拉且没有 IO 方向配置罢了。

小鬼头

washu 发表于 2023-3-28 12:33
我确实不清楚你打算如何设计，但 M328 等 AVR 系单片机就是这样实现 OC 输出的，高电平时 IO 方向配置 ...

那就是有oc门输出方式了。

小鬼头

abbey_tom 发表于 2023-3-28 11:43
MCU的引脚很多，
本项目无须节省。
至于其GPIO，

你图里的那2只上拉下拉电阻，阻值的量级是多少（阻值大概多大）？

washu

小鬼头 发表于 2023-3-28 12:32
我不知道有能力设计这些mcu仪表的网友情况，以及设计时的具体能力需求，但我觉得，要设计出TT这种仪表， ...

这 TT 原型的软硬件都是公开的，原理、电路、源代码都有 前几天还有个帖子说 Fnirsi 那个 TT+蹩脚波波的不太好使，有的摸死判断不出来，但用老 TT 没问题，说明国内山寨货其实也如你所说大概模拟电路掌握得确实不咋的，没吃透...

不过既然吃不透都能做出来，那就吃不透吧，直接借鉴好了 然后和万用表整合，这个最难在前端，正好 abbey_tom 坛友这段时间折腾了不少，我觉得问题不大，或者说如果是我来设计，如果是我自己做来玩会自己做前端，因为好玩（和加深对商品万用表前端的理解）；但隔壁 eevblog 那个深度定制万用表咋弄的，人家直接一片 HY3131 的商品万用表前端专用芯片全部搞定，只需要接几个分压电阻，后边一单片机一屏幕就是一个成熟的万用表了

其实我觉得 TT+HY3131(之类前端) 的整合挺简单也挺符合（多数）矿坛坛友需求的，咋就是没人做涅 ~(￣▽￣)~*

abbey_tom

小鬼头 发表于 2023-3-28 12:58
你图里的那2只上拉下拉电阻，阻值的量级是多少（阻值大概多大）？

内部的那两只电阻，
是弱上拉和弱下拉，
典型阻值为40kΩ，
这个只是在做输入才用的，
也可以不用（相当于可配置那两只开关的状态）

输出的话，
就是开漏和推挽，
感觉开漏应该就相当于OC了吧。

abbey_tom

washu 发表于 2023-3-28 13:07
这 TT 原型的软硬件都是公开的，原理、电路、源代码都有  前几天还有个帖子说 Fnirsi 那个 TT+蹩脚波波 ...

简单看了一下，
研究前端的，如果仿制这个TT，
还是比较尴尬的，
太简单了（智慧），它几乎没有前端，
因为有源码，仿制起来应该是分分钟的，
但对于我来说，
软件直接拿来也没有什么意思
正好它好像没有STM32版的，
看看能不能移植过来（那就是纯玩儿了）
我最近也在琢磨自己做万用表前端，
与TT这种理念结合也可以考虑，
但是这种有点儿集大成的东东
要把成本控制到大家可以接受，
是非常不容易的，
最后也只是自己玩一玩。