【参赛】五位半台式万用表DIY

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高人，高人   

fsss007

支持，学习、佩服！不知成本如何。

ysfc51

这个要支持一下

bluegrass

我拆过安捷伦的高精度三用表，里面的电路确实是非常讲究的，楼主的作品如果能达到5位半精度也是非常难得的，有一个问题不知道是否注意到了，就是前级对于双极性电压到单极性电压的变换以及后续各环节都会引入误差，这都导致最终adc采集的是相对值而不是绝对值。也就是说，例如被测电压升高了0.0001v是能够测到的，但是最终显示的电压值(例如1.0001v)并不准确，真实值是1.1v。

其实不想走

3.        功能选择模块
上电路图

首先看电压部分：输入电压小于2.5V时，信号通过DCV_LOW进入模拟开关，当大于2.5V时，K3向下闭合，信号断开与DCV_LOW的连接，通过DCV_HIGH进入模拟开关。
在小于2.5V时，可以通过K4的转换来控制输入阻抗。
电流部分：小电流情况（<2.5A）,K2向下闭合，联通电流路径，再通过K3，K4，K5来切换量程。
                        大电流情况（>2.5A），通过AMPS_20A接线柱连接至0.01Ω采样电阻，此电阻采用4线连接的方式接线。

电阻部分：2线测量方式，K5向下闭合接通欧姆电流源并且K4向下闭合，断开与10M电阻的连接。
                        4线测量方式，K3，K4，K5同时向下闭合。

画PCB

其实不想走

天风雪雨 发表于 2016-1-29 23:51
首先先鼓励下楼主的DIY精神。。其次就是问题了。。
第一，没有Auto Zero
Auto Zero是万用表工作中很重要的 ...

1.AUTO ZERO功能可以加入，而且我的制作里确实也考虑了这个问题，你可以看我刚发的“功能选择板”电路图，模拟开关MAX328的其中一路输入是接地的，可以用来完成AUTO zero功能。
2.模拟开关的导通电阻确实会影响放大电路的精确度，所以我选择的是低导通电阻模拟开关。我发一份DG419的手册你看看，最大导通电阻只有35Ω，相对于我采用的反馈电阻来说影响就不太大了。

其实不想走

bluegrass 发表于 2016-1-30 01:18
我拆过安捷伦的高精度三用表，里面的电路确实是非常讲究的，楼主的作品如果能达到5位半精度也是非常难得的， ...

这个极性转换电路确实存在瑕疵，很可能会成为最后的瓶颈，我以后打算再做一个LTC2440做AD的板子来替换现在的ADC板子，LTC2440是差分输入切噪声更低，转换速率还可以调节。

bluegrass

其实不想走 发表于 2016-1-30 09:51
这个极性转换电路确实存在瑕疵，很可能会成为最后的瓶颈，我以后打算再做一个LTC2440做AD的板子来替换现在 ...

支持楼主，祝作品越来越完美，实用。最后能不能讲一下和成品表测试结果的对比，谢谢。

bluegrass

其实不想走 发表于 2016-1-30 09:51
这个极性转换电路确实存在瑕疵，很可能会成为最后的瓶颈，我以后打算再做一个LTC2440做AD的板子来替换现在 ...

支持楼主，祝作品越来越完美，实用。最后能不能讲一下和成品表测试结果的对比，谢谢。

益斋

首先祝贺楼主。板子看着就高大上的。期待平民能够承受的作品。

chyi3688

高手,装配工艺非常细致,熟练.

1940115

好似工厂制品。

mirage888

相当不错，看后续

其实不想走

4.        MCU 系统

      单片机用的STC15F2K32S2，我一直在用STC的单片机，这款是宏晶公司生产的8位1T 51单片机，特点是速度比较快，宽电压，内部可编程时钟，以及可软件设置的4中I/O口工作模式。本设计中用的是DIP40封装的芯片，I/O口不够用，就用了两个74HC573锁存器来扩展出了8个I/O。还有实际的制作中键盘没有用到16个，只用了12个。由于单片机刚上电时各I/O口都是高电平，而各个继电器的控制也是高电平触发，这样在刚上电时，各个继电器都会短时间吸合，可能会引起一些未知的问题，于是在控制各继电器的锁存器U502的输出脚加入一个延时下拉电路来解决此问题。注意R502是一个10K排阻，它接在U502的8个输出脚，然后公共端接地，为输出脚提供一个下拉通路，再把U502的输出使能脚OE接在由C511和R501组成的RC微分电路。锁存器74HC573的输出使能为低电平输出有效，如果是高电平输出为高阻状态。刚上电时在RC微分电路的作用下，OE脚为高电平，输出脚又由于R502DE 下拉，使其保持低电平；一段时间后OE变为低电平，输出有效，就可以正常控制I/O口的状态了。经过实际制作时验证C511的10uF容量偏小，保持时间不够，最终电容C511换为了100uF。

PCB：

其实不想走

5，电源系统

电源系统没画电路图，用的都是三端稳压模块的经典电路，一共有4路输出，分别是：模拟部分的+-12V，+-18V，还有数字部分的两路+5V。+-12V位AD板和功能选择板供电，+18V为欧姆电流源和Vref板供电，两路5V分别给MCU系统和继电器及显示板供电。-18V未使用，只是做为将来升级改造备用。整个系统的数字地和模拟地是通过电源板上的一个磁珠相连的。


电源板的调试还出现了点周折，因为手里没有L7918，就用L7915代替，电路上在7915的参考地与地间串个3V稳压管，输出就为-18V了。装好上电测量各路电压，发现原本应该输出-18V的端子输出一直不正常，要高出好多，以为是管子坏了，焊下来，重新换一个，现象依旧，再把稳压管焊下来测试也没问题。想了半天也没想出问题所在，索性拿面包板搭一个电路实验下，是不是板子画错了。这一试终于找到了问题所在，发现当输入电压一旦大于24V，管子基本失去稳压作用，输出电压也会跟着上升了，换了好几个管子现象都一样，查看管子的数据手册，明明写着最大输入电压为35V，看了是买到了山寨货了。没办法翻出一个拆机7915，搭电路测试可以正常工作，于是换到板子上，终于把故障排除，（通过图片可以看出换上的7915与其它几个管子的封装外形是有差别的）山寨货坑爹呀~！