我瞎折腾的LCR大体完工，请各位老师点评

scu319hy

原本是想给DIY的万用表添加LCR功能，结果不甚满意，于是转头来搞LCR。
经过几周的折腾。现基本达到预期效果。
电路图如下：

这版去掉了各种PTC和钳位保护电路，因为这些对测量有比较大的影响。
原理很简单，就是最基本的I-V法。
由MCU通过DAC产生激励信号，加在参考电阻和DUT的串联电路上
然后通过ADC同步采样参考电阻和DUT两端的电压。
计算出相位与幅值，判断出DUT类型，并计算出相应参数。

目前实现的功能如下：
10Hz, 100Hz, 1KHz, 10KHz, 100KHz, 200KHz共计6个测试频率
1.0v，0.5v两种测试电平(100KHz/200KHz测试电平减小到约1/2和约1/3，使用1R参考电阻时受电流输出能力限制，减小到1/10)
0v, 0.5v, 1.0v三种偏置电压(受电路设计限制，此偏置电压只是测试信号的偏移，并不加是在DUT两端的电压)
在屏蔽得当，测试频率适当时可以稳定分辨0.01pF，0.01mR的变化
电感由于测试频率较高，可以分辨0.1nH的变化，但读数不太稳定
D值最小分辨率0.0001，测试频率较高时，分辨率会有所下降
由MCU控制实现了简易的Buck降压充电功能给锂电池充电

为了测试LCR，自己DIY了一堆“标准”件。

其中有：
1R到100K的标准电阻(0.1% 10ppm贴片)
100n，10n的村田C0G电容
都采购自立创商城

2mR, 10mR, 50mR为1%精度采样电阻，用于验证低阻测量，如下：



低阻测量时，引线位置稍有变化就会引起几十上百uR的变化。改进了两回才稳定。

用10Hz测试一根电阻引脚

200KHz下测量其电感


测量一个特挑过的电阻，和参考电阻越接近，测量结果越准确

测量大电阻时，受分布参数影响，测量精度下降


电感测量



之前做电烙铁时绕的150uH电感，损耗比较小


测量100nF的C0G电容，D值已经没有参考价值


两个不同品质的1uF CBB电容



220pF的老式云母电容


干簧管的分布电容只有0.2pF，主要受引脚影响，引脚短点还会变得更小


用0.5v电平测量1n4148



随着加大偏置，其结电容明显变小

测量普通电解电容


品质较好的高压电解电容



上位机相关功能暂时还未开发，新版PCB还未验证。
欢迎各位提出宝贵意见。

最后，关于仿制：
欢迎大家仿制或改进。
目前我的最终版本还未确定，暂时还不能把PCB以及固件发出来。
电路大体不会改变了。后面最终版本确定后，我会把PCB，固件和制作要点分享出来。

qigong

好，希望能够超过7.2k和lq9101。

sayno186

支持一个，做得不错

wangxiangtan

这是高手，高高手，

scu319hy

qigong 发表于 2024-7-5 08:35
好，希望能够超过7.2k和lq9101。

7.2k是啥？
lq9101的用料比可我这个豪华多了。
我弄的这个物料成本估计30块都没有。
性能不指望有多高了，能力有限，尽力而为吧

scu319hy

sayno186 发表于 2024-7-5 08:49
支持一个，做得不错

感谢支持，欢迎提建议

scu319hy

wangxiangtan 发表于 2024-7-5 09:23
这是高手，高高手，

我这哪里算高手，瞎玩儿罢了。
大师们都还没来点评呢

baihy19901105

高手，羡慕自己能搞定！

pldjn

4051的导通电阻对电压测试有多大的影响，可以可以再增加一颗4051，扣除其导通电阻的影响。

scu319hy

baihy19901105 发表于 2024-7-5 12:12
高手，羡慕自己能搞定！

只要你想，你也可以参与进来，一起DIY的

scu319hy

pldjn 发表于 2024-7-5 15:33
4051的导通电阻对电压测试有多大的影响，可以可以再增加一颗4051，扣除其导通电阻的影响。

4051有两块
其中U1只负责控制继电器开关，实际测试信号是由继电器控制开关的。它对电路的测量没有任何影响。
继电器是我自己DIY的干簧管继电器，导通电阻小于50mR。对信号电平没多大影响。
况且测试信号的负反馈是直接从采样电阻上取的，这会极大得减少上游器件对测试信号的负面影响。

而U11负责采样回路的选路，它的导通电阻影响并不大。因为运放的输入电流非常小。就算对电压有影响，只要是线性的也没有问题。
U11对电路最大的负面影响来自于它的寄生电容。回头我打算尝试一下用双刀的继电器来消除它的负面影响。

mjzz123

论坛高手 佩服 佩服

scoopydoo

俺在 LCR 方面的知识仅限于如何简单地使用，实在是提不出什么有意义的建议。电路图俺看着吃力，主要是不习惯这种近年来流行起来的风格，俺还是喜欢老派的电路图。

另外，有一个小小的建议吧，就是 1.65V 供电部分的那只电阻 R32，阻值标注有些不妥当，你可以标0.1R 或 0R1，但是标注为 R100 俺觉得不太好。

俺在另外一个帖子里就提到了器件数值标注风格不一致的问题，比如 R7 1.5K 和 R31 3K3 就是两种风格，当俺看到 R71 510 的时候，已经开始疑惑它到底是多大的阻值了。

scu319hy

scoopydoo 发表于 2024-7-5 19:10
俺在 LCR 方面的知识仅限于如何简单地使用，实在是提不出什么有意义的建议。电路图俺看着吃力，主要是不习 ...

> 俺在 LCR 方面的知识仅限于如何简单地使用，实在是提不出什么有意义的建议。电路图俺看着吃力，主要是不习惯这种近年来流行起来的风格，俺还是喜欢老派的电路图。
大师不要那么谦虚 电路你懒得分析的话，给点功能设置上的建议应该是信手拈来啊

你说的啥老派风格，流行风格，我都不明白啊，还请给科普一下呗
我这纯粹就是自己瞎搞的业余风格，EDA软件里提供什么符号，我就用什么符号。想到哪里就画到哪里。
毕竟是俺都是”自学成材“，没有接受过专业教育
不过，我自认为我这个图的主要信号流向和功能分区还算比较清晰。

> 另外，有一个小小的建议吧，就是 1.65V 供电部分的那只电阻 R32，阻值标注有些不妥当，你可以标0.1R 或 0R1，但是标注为 R100 俺觉得不太好。
> 俺在另外一个帖子里就提到了器件数值标注风格不一致的问题，比如 R7 1.5K 和 R31 3K3 就是两种风格，当俺看到 R71 510 的时候，已经开始疑惑它到底是多大的阻值了。

感谢中肯的建议。混着标的确容易引起误会，以后改进
现在比较困扰我的是，在KiCAD中，位号和值的大小比较尴尬，很占位置，画不了几个器件，图纸就摆不下了。还改不了大小。
这么点电路，分层/分页看起来又怪麻烦。所以我尽可能用比较短的标识，然后电阻的位号放在框里。
结果，费尽心思放个适合的位置，换个DPI它就跑了...
要是它能自动放置标识就好了，我甚至都想亲自下场去改它的代码了，不过忍忍就过去了，毕竟画电路我是业余的

MT4S301

楼主板子明察“毫”，实在厉害！
我的想法是，近年RLC器件大量表贴化发展，希望夹具之后能兼顾表贴