0.3%精度LCR数字电桥

xjw01

经过反复测试，基本确定这个电桥可以达到0.3%精度。
实测误差总是小于0.2%
要达到这个精度，需要进行逐档校准。不进行逐档校准，精度按0.5%
要达到0.3%精度，须进行幅值校准6个档，即20欧、1k、10k、100k及3倍增益档、9倍增益档。
相位至少需要校准三个档位：100k档、3倍增益档、9倍增益档
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2011-12-6 13:45 上传

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bigeblis

反正最近有空，打算设计STC的全贴片版本的PCB，看看能做到多少小。目前把模拟部分的图纸重新整理了一下



我认为，模拟开关改用74HC系列的效果会更好，74HC的模拟开关导通电阻比CD的低很多

xjw01

PCB设计是简易的，如果要做成台式铝壳表，这样的PCB设计对不住铝壳表的。
如果采用铝壳表，性能会提升的，这时候，要把单片机与模拟电路分开，并对单片机独屏蔽，减小谐波干扰，其二，那个TL082要用两个TL081代之，其三，模拟电路中的3倍、9倍放大器、信号源，建议屏蔽，也可以采用广义屏蔽，即把它们之间的距离拉远一些。做好这些工作，噪声会减小很多倍，就象高级音响那样，几乎听不到噪声的。这些工作不做，只相当于音响技术中的几十元的“随身听”水平。

高噪声情况下，对1pF以下的电容容量测量是有影响的，对100pF以下电容Q值测定也是有严重影响的。
如果7.8kHz下，测量5pF电容，容量跳动正负0.05pF，说明噪声对虚轴引入0.05pF的等效干扰，相当于300M至400M欧的干扰，这时，对实轴也同样会引入300M欧至400M欧的干扰。如果按绝对跳动范围来计算，相当于引入了150M欧的不确定电阻，这时候，ESP最大有效测量必须远小于150M，顶多测量到50M欧（取1/3）。对于5pF电容，容抗约3至4兆欧左右，那么，有效测量5p的Q值，只能达到50/4=12Q，这是严重失真的。
不过，对于1kHz档，干扰信号在实轴的影响，往往大到G欧级，所以，几十兆欧的ESP（等效并联电阻）是可以测量的。

几个pF到几十pF的电容的Q值，在这样的PCB设计是测不了的，建议按照音响工艺来处理，有望测量几十pF电容的Q值。
不必按照高频工艺来处理。因为，这是一个音频电桥，用高频工艺来处理，不会有太大收效。

xjw01

xjw01

用这个版本，更可靠一些。
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2011-12-6 21:35 上传

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注意：低阻档（20欧与1k），数值会跳0.1%左右
高阻档会跳0.2%左右。
更高高阻抗测量，跳得更多，如测量4.49M欧，1kHz档会跳在4.43至4.53之间跳，7.8kHz档会在4.48至4.53之间跳
因此，高阻测量时，为了更准确测量，需要估读。
达到了5M欧阻抗，精度按2%或3%估计即可。
1M欧以下，精度就会得升了很多了。

如果觉得高阻测量跳得过多，可以把程序中的平均次数增加
#define avn 4 //求平均个数
这一句是定义平均次数的。

大眼晶

gyp2000 发表于 2013-1-18 16:59
发现右边2个空白处未刷新，导致屏幕有残留字符。

加入2个空格覆盖刷新空白处，试一试。

这个版本少了一些字符，4458#楼版本好，已经使到许老师的LCR电桥提高一个层次。如果各位要进行商用就要问一问gyp2000 和许老师，以免打击两位大师创作积极性。

xjw01

没错，1KHZ有锯齿，我用的是STC公司的专用编程器，得把CPU拔下插到编程器上编程，所以电脑上显示的是编程 ...
changle 发表于 2012-1-15 09:52

    25M以上的晶振，大多是泛音晶振。
   我们买到的32MHz晶振，是三次泛音晶振。
   我又买了32MHz晶振，还是不行。所以采用其它方法：

   要让它谐振在32MHz，也是有办法的，只是比较麻烦。
   先给晶振加上负载电容，即晶振两端分别对地接上5pF电容。
   然后在晶振两端并联合适的电阻，就会谐振在32MHz
原理是：有负载电容时，谐振时， 晶振表现为感抗，可以把晶振看作电感器L，它与负载电容谐振。之后，并联一个电阻，LC回路Q值下降。负载电容不变时，低频Q值下升快，因此基音更容易失振，泛单影响小。
用5K、10k、20k、50k、100k……电阻试验，我得到的结果是：
5k不起振，10k,20k,50k振于32MHz，100k及以上振于32/3=10.7MHz
显然，取20k电阻并联于晶振最好。
不同厂家，不同批次的晶振，此电路中采用的电阻是不同的。要自己试验。

xjw01

程序单独开了一贴，方便大家下载。

xjw01

xinyukeji

adgemon 发表于 2020-9-23 12:40
能给我发份lcr资料吗？609952618@qq.com谢谢

资料已发至邮箱

xinyukeji

无敌的丁丁 发表于 2021-5-18 15:34
小林老师，资料还能发我一份么，帖子翻得有点累

老师不敢当，资料已发。

xjw01

本版提供了源程序。
也提供了PCB文档，但不保证是正确的。因为，我没有打样试验过。所以，如果要打样，请自行检查是否有误。

changle

非常感谢xiw01的劳动和无私奉献！
想问一下，印制板文件要用什么软件打开？我用protel2004打不开。

大眼晶

非常感谢xiw01的劳动和无私奉献
印制板文件是Sprint-Layout50文件，是否有人去打样。

worldly_guest

一如既往的顶。。。。怎么没人组织套件呢？！

twsg

能用不能用都要感谢一下，毕竟付出了劳动了

zhyzsn

谢谢！！！！！！有时间做一个！！！！

ace919

收藏了，谢谢楼主的无私奉献！
楼主的东西几乎个个都是精品！

顺便有一事想请教大侠，想做个测试仪器DIY用：

比如调试滤波器、中放等，A是逐点设置的高频信号发生器，可以用DDS或DDS+PLL
实现，B是带检波探头的直流电压表；

而对变容二极管特性曲线测试及配对，A是可编程直流电压源，B就是频率计

有些A、B可做成一体，有些可以分离，当然电脑上需自己编写软件

现在的问题是我对DDS、PLL以及数字电路、单片机、软件等都不发愁，但对精密模拟电路，
如高精度ADC、DAC、配合精密运放电路、基准等基本没经验，不知楼主在这方面有何建议？

DIY仪器自己用，因此成本上稍高些没关系
另外考虑调试滤波器等，最好每秒钟能测100个点或更高，好一边调，一边能看到曲线变化
先谢了！

zjinkui

楼主是无私奉献啊，支持

xjw01

回复 10# ace919


    我觉得，还是看具体测试项目定具体方案。
万能测试，可能不大好弄。

ZONGTONG

顶贴,资料收下有时间一定要做出来

xjw01

低速高精度版
实测元件，误差一般在0.1%，得到0.0%的1/3，得到0.1%的2/3，测了十几个不同的电阻在不同频率档的表现。
高阻档，要扣除残余并联阻抗才能达到0.1%左右大于200k的，可能达到0.1%，未测试
LED版不易达到这个水平。因为LED的工作电流对AD转换有影响。所以LED版不再测试了。
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2011-12-7 06:50 上传

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