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文檔簡介

1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。DIY數(shù)字電橋說明-DIY數(shù)字電橋說明許劍偉莆田十、概述:本LCR數(shù)字電橋,主要用于準(zhǔn)確測定元件L、C、R參數(shù),量程寬、精度高。玩礦石收音機,大部分元件需要DIY,沒有標(biāo)稱技術(shù)參數(shù)。比如,需要知道諧振器件、檢波器件、天線、耳機、變壓器等器件的電抗特性。其中,高頻參數(shù)可以使用Q表解決問題,而低頻參數(shù)Q表難以測定。為了解決這個問題,筆者認(rèn)為LCR數(shù)字電橋能夠勝任。設(shè)計目標(biāo):1、能夠準(zhǔn)確測量電抗器的L、C、R,精度優(yōu)于0.5%,如果進(jìn)行逐檔校準(zhǔn),精度優(yōu)于0.3%2、取材容易,電路簡潔

2、,易于制作,成本應(yīng)適當(dāng)控制。使之具有更強的業(yè)余DIY價值及研究價值,并通過設(shè)計、DIY學(xué)習(xí)到LCR電橋的相關(guān)細(xì)節(jié)、原理。本LCR表的基本特性AD轉(zhuǎn)換器的字?jǐn)?shù):約1000字,采用了過采樣技術(shù),有效分辨力約為4000字測量方法:準(zhǔn)橋式測定,測量原理類似于比例法測電阻。主要測量范圍:1歐至0.5兆歐,精度0.5%(理論),阻抗實測比對,均未超過0.3%有效測量范圍:2毫歐至10兆歐,最小分辨力約0.51毫歐串聯(lián)殘余誤差:小于2毫歐,低阻測量時此誤差不可忽略并聯(lián)殘余誤差:大于50M歐,高阻測量時此誤差不可忽略Q值誤差:0.003(Q2,相對誤差,簡易算法),其它按0.5%左右估算D值誤差:0.003(

3、D2,相對誤差,簡易算法),其它按0.5%左右估算注:Q=1/DESR誤差:|Z|/300高阻測量中,D、Q有效測定于40pF以上電容7.8kHz,20pF以下D、Q精度變差很多。開路、短路清零:LCD版提供此功能,以方便高阻及低阻測量。LED版沒有此功能,所以LED版測量小容量電容須人工修正才可以得到正確結(jié)果。信號源幅度:峰值200mV(100Hz),180mV(1kHz),190mV(7.8kHz)電感:0.02uH分辨力,測量范圍0.1uH至1000H,超出1000H未測試(理論上也可以正常測量的)。電容:分辨力與夾具有關(guān)。夾具好的話,可以有效分辨0.05pF,不屏蔽只能分辨到0.1pF

4、,甚至只有1pF。上限沒有測試,只測過10000uF電容,手上沒有更大的電容。推薦簡易夾具:7cm至10cm長,7.5平方毫米導(dǎo)線,接上小夾子即可。本表基準(zhǔn)源:分別為4個基準(zhǔn)電阻,一個時間基準(zhǔn)。電阻基準(zhǔn)就是電橋的4個下臂電阻。時間基準(zhǔn)用32MHz石英晶振得到,精度可以滿足電橋要求的。頻率精度:實際頻率為99.18Hz、999.45Hz(另一版本976.56Hz)、7812.5Hz,簡寫為100Hz、1kHz、7.8kHz。由于DDS的頻率分辨力有限,所以不采用整數(shù)頻率。頻率精度約為0.02%(由石英晶振電路決定)。信號源失真度:沒有專用儀器測試,只做估測。對輸出信號做一次高通濾波后,用示波器觀

5、察,未發(fā)現(xiàn)可覺察失真。如果有可覺察失真,對D值測量有一些影響。創(chuàng)意設(shè)計:將正弦信號發(fā)生器、AD轉(zhuǎn)換器、0度方波、90度方波全部利用單片機完成,電路大大簡化,而性能可以滿足一般要求。這使得仿制者更容易,更適合作為DIY儀表。二、常見問題解答1、電感測量誤差很多帶磁芯的電感,在不同電壓下測得的電感量是不相同的??招揪€圈,高頻低導(dǎo)磁率磁芯,這類線圈電感量與電壓相關(guān)性較小。因此,這類線圈才能用于精度對比測試。2、晶振不起振25M以上的晶振,大多是泛音晶振。因此,我們買到的32MHz晶振,一般是三次泛音晶振。當(dāng)電路沒有匹配好,晶振可能振于基音,此時頻率只有預(yù)期值的1/3。在下載程序時,ISP程序會提示當(dāng)

6、前晶振的振蕩頻率。當(dāng)晶振振蕩于基音,電路無法正常工作,單片機速度降為1/3,響應(yīng)遲鈍,按下鍵時要按住較長時間才響應(yīng),開機時須等待8秒鐘左右(正常3秒鐘左右),1k歐檔指示才會亮起來。要讓它諧振在32MHz,先給晶振加上負(fù)載電容,即晶振兩端分別對地接上5pF電容。然后在晶振兩端并聯(lián)合適的電阻,就會諧振在32MHz有負(fù)載電容時,諧振時,晶振表現(xiàn)為感抗,可以把晶振看作電感器L,它與負(fù)載電容諧振。之后,并聯(lián)一個電阻,LC回路Q值下降。負(fù)載電容不變時,低頻Q值下升快,因此基音更容易失振,使電路振于泛音。負(fù)載電容也不要超過5pF,以免負(fù)載過重,電路不起振。用5K、10k、20k、50k、100k電阻試驗,

7、我得到的結(jié)果是:5k不起振,10k,20k,50k振于32MHz,100k及以上振于32/3=10.7MHz顯然,取20k電阻并聯(lián)于晶振最好。不同廠家,不同批次的晶振,此電路中采用的電阻是不同的。要自己試驗氣溫變化,也可能造成晶振工作頻率不正確或停振。這可能是電阻沒有匹配好或晶振有問題。如果停振,應(yīng)加大電阻,如果振于基音,應(yīng)減小電阻。如果通過調(diào)整電阻還是無法正常工作,則需要更換晶振。3、如何把220pF的電容精確測量到0.1pF由于表筆輕微移動,就可能造成表筆電容變化0.1pF,最終引起電容測量誤差。準(zhǔn)備一個排針插座,被測電容焊在排針上。先用表筆夾住插座,測出開路電容。然后插入被測電容進(jìn)行測量

8、。兩次測值之差就是電容的真值。測量期間,注意保持表筆間的距離不變。4、如何防止EEPROM數(shù)據(jù)丟失。用戶數(shù)據(jù)flashEEPROM數(shù)據(jù)易丟失。經(jīng)實驗表明,數(shù)據(jù)丟失發(fā)生在異常上電、斷電過程,如電源插頭接觸不良引起電壓不穩(wěn)時,容易造成數(shù)據(jù)丟失,而且一般是第一扇區(qū)數(shù)據(jù)丟失。因此,建議加一個電源開關(guān),這樣可以使上電、斷電干脆、可靠。程序中應(yīng)把數(shù)據(jù)寫入第二或第三扇區(qū),可以大大減小數(shù)據(jù)丟失的可能性,早期版本程序把數(shù)據(jù)寫入第一扇區(qū),容易引起數(shù)據(jù)丟失,因此請使用最新版的程序。最新程序還做了第二重保護(hù),即EEPROM觸發(fā)時,加入了觸發(fā)條件,當(dāng)電源易常時,內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失,觸發(fā)條件將不滿足,EEPROM被保護(hù)。5、如

9、何篩選R9R16電阻R9R12四個2k電阻請使用阻值相同的。先篩選出4個相差在0.3%以內(nèi)電阻。然后在這四個電阻中,取兩個相差僅0.1%以內(nèi)的電阻做為R9、R12,四個電阻溫漂應(yīng)小于50ppm/K且溫漂一致。R9R12四個10k電阻請使用阻值相同的。先篩選出4個相差在0.3%以內(nèi)電阻。然后在這四個電阻中,取兩個相差僅0.1%以內(nèi)的電阻做為R13、R16,四個電阻溫漂應(yīng)小于50ppm/K且溫漂一致。Ra1至Ra4建議使用誤差小于0.3%的電阻,溫漂小于25ppm/KR20、R21的比值應(yīng)為8:1,比值精度應(yīng)篩選到0.3%以內(nèi),溫漂小于25ppm/KR30、R29的比值應(yīng)為2:1,比值精度應(yīng)篩選到

10、0.3%以內(nèi),溫漂小于25ppm/K6、如何測量電阻的溫漂本表要求使用溫度系數(shù)優(yōu)于50ppm/度的電阻,強烈建議使用優(yōu)于25ppm/度的電阻。在冬天,找個氣溫10至20度天氣。用小溫度計測出手指與氣溫之間的溫差T。然后測出電阻的阻值。用手指隔著塑料膜捏住電阻進(jìn)行加熱,測得電阻阻值的相對變化量dR。那么溫度系數(shù)為dR/T現(xiàn)在買到的2至4分錢的金屬膜電阻,溫度系數(shù)一般小于25ppm/度,達(dá)到50ppm/度的是少數(shù),一般是小于10ppm/度。如果手指溫度不夠,可以用熱水燙手5分鐘,活血后再做實驗,建議穿上保暖衣服。一整排電阻中,大部分溫度系數(shù)差不多,但也可能出現(xiàn)個別特別差的。如,測得10個,可能9個

11、優(yōu)于10ppm/度,偏偏出現(xiàn)一個50ppm/度的。如果覺得篩選與測量麻煩,建議直接購買0.1%的電阻。7、感覺測電解電容不準(zhǔn)電解電容、瓷片電容、獨石電容,實測值與標(biāo)稱值相差10%甚至50%都有可能的。因為,這些電容本身不是精密電容。滌綸電容、CBB電容,測值與標(biāo)稱值一般相差在10%以內(nèi)。好一點的電容,一般相差2%以內(nèi)。電解電容的容量,用100Hz準(zhǔn)確測定,二線法即可。1kHz容量會減小的。7.8kHz一般要用四線法才能準(zhǔn)確測出容量。隨頻率升高,容量減小越多,說明電容頻響不好。8、電容精度有必要校準(zhǔn)嗎?不需要校準(zhǔn)的。電阻校準(zhǔn)了電容測量自動準(zhǔn)確。驗證電阻精度,至少要使用四位半的表,不能使用2000

12、字的三位半的表。2000字的表,精度比本表低。因為,2000字的表,測量2xx讀數(shù)的電阻,誤差可能高達(dá)1%,驗證不了本電橋。6000字的品牌表,電阻檔精度一般也是比本表差,除非更換內(nèi)部分壓電阻。9、如何選擇量程被測阻抗有兩個參數(shù),分別為電抗x和電阻r,串聯(lián)測量時取x、r中最大的為主參數(shù)Z(并聯(lián)時取x、r中最小的為主參數(shù)Z)。量程電阻記作R所選量程滿足0.8RZ8R時,就是就最佳量程。如果找不到合適量程,可以選至0.1RZ10R10、何時采用四線法測量小電阻,為了準(zhǔn)確到1毫歐,這時要采用四線法。3歐以上,通常使用二線法即可(即頭尾兩個端子),記得扣除短路殘余值。采用二線法,最多準(zhǔn)確到5毫歐,而且

13、要盡可能排除接觸不良問題。11、表筆長度要多長建議總長度(包括夾子)不要超過15cm用帶屏蔽的開爾文四端夾子,長度也不要太長,建議小于40cm,且采用分布電容小的屏蔽線。12、如何開路、短路清零表筆開路按下C鍵做開路清零。表筆短路按下C鍵做短路清零。如果開路清零不滿意,再按C鍵。清零后,可能出現(xiàn)超大電感殘余與超小電容殘余顯示之間跳變。切換為并聯(lián)模式,允許顯示小量的負(fù)電容,因此不易出現(xiàn)超大感的顯示。如果短路清零不滿意,再按C鍵。清零后,可能出現(xiàn)超大電容殘余與超小電感殘余顯示之間跳變。切換為串聯(lián)模式,允許顯示小量的負(fù)電感,因此不易出現(xiàn)超大容的顯示。清零前,請等顯示屏到相對穩(wěn)定,一般需要兩三秒鐘。開

14、路、短路清零只對當(dāng)前頻率及當(dāng)前量程有效,如,在7.8kHz100k歐檔清零,那么切換到其它檔位之后(如頻率或量程變更),那么無清零效果。按下L鍵或重新開機則取消清零,開路、短路清零數(shù)據(jù)同時置零。開路、短跳清零數(shù)據(jù)在程序內(nèi)部是獨立的,互不影響。因此,同一檔位,可以同時做開路、短路清零兩項工作。13、如何精確測量NPO小電容首先,建議使用7.8kHz檔。其二,建議進(jìn)行開路清零。要使用插座,即表筆夾上小插座后進(jìn)行開路清零其三,然后插入被測電容即可得到正確讀數(shù)。插入電容前后,要保持兩表筆間的相對位置不變化。14、頻率不變,切換量程后電容測值相差較多,正常嗎?如果兩個量程都滿足0.1RZ1000的電容,

15、得不到999要怎么辦?如果測得損耗電阻是負(fù)數(shù),而且顯示的Q值是600左右,說明相位誤差大了一些,建議適當(dāng)微調(diào)R1XR4X,通常微調(diào)1至2字即可,不可微調(diào)過多。如果損耗電阻是正數(shù),而且顯示的Q值是600左右,其實相位誤差很小了,不用調(diào)整了。23、用兩個電容串、并聯(lián)驗證精度,可以嗎?使用此法,要使用CBB或滌容等電容。滌綸電容還要求在同頻率下測試。如,測得兩個電容是C1與C2,那么并聯(lián)后,測值應(yīng)為C1+C2,串聯(lián)后是C1*C2/(C1+2),以此驗證。24、兩個相同的高Q電容(Q1000),并聯(lián)或串聯(lián)后Q值是多少。還是Q100025、Q與D值的計算公式一個電抗元件,可以等效為兩個串聯(lián)集中參數(shù)X與R

16、,寫作Z=R+jXQ=|X/R|,習(xí)慣上只取正,所以取絕對值。D=|R/X|,習(xí)慣上只取正,所以取絕對值。一個電抗元件,也可以等效為兩個并聯(lián)集中參數(shù)X2與R2,寫作1/Z=1/R2+j/X2Q=|R2/X2|,習(xí)慣上只取正,所以取絕對值。D=|X2/R2|,習(xí)慣上只取正,所以取絕對值。D與Q是互為倒數(shù)的。25、什么是“串聯(lián)法”與“并聯(lián)法”一個電抗元件,可以等效為兩個串聯(lián)集中參數(shù)X與R,寫作Z=R+jX取倒數(shù)后,就轉(zhuǎn)為并聯(lián)參數(shù),即1/Z=1/(R+jX)=(R-jX)/(R2+X2)=R/(R2+X2)jX/(R2+X2)相當(dāng)于并聯(lián)電抗為X2=(R2+X2)/X,并聯(lián)電阻為R2=(R2+X2)/

17、R串聯(lián)法與并聯(lián)法,所得電抗不同,但得到的Q值是相同的。X2與R2還可以寫為:X2=(R2+X2)/X=X(R/X)2+1=X(D2+1)R2=(R2+X2)/R=R(X/R)2+1=X(Q2+1)26、滌綸電容的Q值大約是多少?容量小的,7.8kHz頻率下,Q一般大于100,1kHz頻率下,Q大于200也是正常的。容量大的,如1uF或2uF,Q值通常會小一點。27、CBB/630V電容電容的Q值大約是多少?一般大于1000,我手上的CBB/630V0.1uF、0.33uF、0.47uF電容,Q值大于15000.47uF的,隨頻率升高,Q值下降,1kHz下Q2500,7.8kHzQ1300,這是

18、因為,容量大的,引線及內(nèi)部金屬的串聯(lián)電阻不可忽略,所以Q值隨頻率升高而下降。0.1uF的,在10kHz以下頻率,Q值為常數(shù)。這時,損耗主要是介質(zhì)損耗為主,金屬串聯(lián)損耗可以忽略,所以Q值保持不變。28、高阻電阻測量使用串聯(lián)法還是并聯(lián)法建議使用并聯(lián)法。LCD1602上的顯示的標(biāo)識符是“Zp”29、低阻測量應(yīng)使用串聯(lián)法還是并聯(lián)法須使用串聯(lián)法。LCD1602上的顯示的標(biāo)識符是“Zs”30、蜂鳴器太響怎么辦?蜂鳴器響起時,比較大聲,如果覺得不適,可以拆除或在發(fā)聲孔貼上粘紙。每次按下按鍵,蜂鳴器電流會影響測量,所以要等蜂鳴停響幾秒鐘后測值才能穩(wěn)定下來。31、TL082的輸出幅度要求及幅度調(diào)整正常情況下,1

19、00Hz輸出峰值200mV,1kHz輸出峰值180mV,7.8kHz輸出峰值190mV采用電路圖中的參數(shù),100Hz與1kHz的輸出幅度會自動達(dá)到上述值。7.8kHz檔由于濾波電容誤差,輸出幅度可能會有一些誤差。如果7.8kHz時幅度誤差過大,調(diào)整C24電容的容量即可。幅度超過上述值10%,LCR不一定能夠正常工作,偏小10%則沒有問題。32、為什么未進(jìn)行零點校正LCR無法正常工作,測值嚴(yán)重異常。AD沒有負(fù)值測量能力,而且存在零點門檻電壓。為此OP07輸出后加了直流偏置,以便準(zhǔn)確測量鑒相器的輸出。在直流偏置做用下,鑒相器輸出為0時AD讀數(shù)是75左右。檢相器輸出負(fù)電壓時,AD讀數(shù)則小于75,但A

20、D永遠(yuǎn)不會讀出負(fù)數(shù)結(jié)果。對于負(fù)電壓,要再加上180度移相的方波進(jìn)行鑒相,以便得到正電壓輸出,否則AD無法正確工作。由于AD得不到負(fù)數(shù)結(jié)果,所以程序無法判斷是否要180度翻轉(zhuǎn)。當(dāng)我們進(jìn)行了零點校準(zhǔn)后,鑒相器輸出負(fù)電壓時,AD輸出結(jié)果也會是負(fù)數(shù),只是最負(fù)只到-75而已,但這已足夠用來做相位判斷了。33、如何選擇LCR表的電容毫伏表信號通路中濾波相關(guān)的C5C10、C25、C26,應(yīng)采用容量不隨信號電壓變化的電容。滌綸、CBB電容即可。C1C4,應(yīng)使用低漏電的電容,耐壓大于63V。滌綸、CBB電容均可。DDS濾波器電容應(yīng)使用溫漂小一點的電容,如滌綸電容。若采用獨石電容,溫漂可能會大一些,能否使用未測試

21、。C11C13、C15C17、C27,可使用獨石電容,建議使用滌綸或CBB電容。34、整機功耗是多少正5V耗電5060mA,與LCD1602背光燈電流大小有關(guān)。負(fù)5V耗電小于50mA,繼電器未動作時,小于20mA35、如何選用變壓器使用9V帶抽頭變壓器。變壓器空載電壓比標(biāo)稱電壓高1至2V。如9V變壓器的空載電壓可能是11V,如果變壓器功率大,整流輸出電壓將偏大,7805會發(fā)熱。因此,變壓器功率大時建議使用8V變壓器即可。當(dāng)市電源電壓是220V時,7805前端電壓為9至10V比較合適,超過11就不大好。如果買不到帶抽頭的變壓器,也可以使用無抽頭的變壓器。一端接在地線,另一端接在余下兩端子中的任意

22、一個即可。這種方法,整流電路變?yōu)榘氩ㄕ?,輸出紋波變大,有必要用示波器看一下7805前端的最低電壓,不得低于9V(220V)。36、LCD1602與主板連接使用幾條線電源線2條,1腳接地,2腳接電源+5V數(shù)據(jù)線4條,11、12、13、14腳控制線3條,第5腳是R/W控制線,因程序沒有進(jìn)行寫數(shù)據(jù)操作,該腳可以直接在LCD1602的PCB板上接地,所以控制線實際只需接2條。所以,最少需要8條連接線。37、串聯(lián)模式下復(fù)阻抗的絕對誤差是多少Z=R+jX,誤差a=(|R|+|X|)/300R的真值是:R-aR+a,R按正值算X的真值是:X-a500,最好測到9992)、取0.1uF和0.05uF和0.0

23、22uFCBB/630V電容,1k/7.8k檔,測得Q500,最好測到9993)、取1n和3.3n高Q電容,10k/7.8kHz檔,測得Q500,最好測到9994)、取220pFNPO,100k/7.8kHz檔,測得Q500,最好測到9995)、以上電容在1kHz,并選擇最佳量程,也應(yīng)測到500以上,選100Hz應(yīng)得到300以上(該頻率下本表相位誤差大)低阻驗證1)、將表筆短路,保持表筆狀態(tài)不變,三個頻率下測得的表筆電阻應(yīng)相同,相差小于2mR,并且1kHz檔顯示的表筆電感與7.8kHz顯示相差小于0.2uH2)、四線法,用2.5平方銅線短路,電抗與電阻都應(yīng)小于2mR高阻驗證1)、取1M、2M、

24、4M等電阻測試,用并聯(lián)法(即Zp狀態(tài)而不是Zs),1M以下誤差應(yīng)小于1.5%2)、7.8kHz測4M時誤差達(dá)到3%也是正常的45、如何給DIY的表確定標(biāo)稱誤差在2歐至200k歐范圍內(nèi),用電阻高密度測試,測量時,采用最佳量程。如果誤差小于0.2%,則那么可以標(biāo)稱為0.3%,如果誤差小于0.3%,則應(yīng)標(biāo)稱為0.5%電抗X的精度與電阻測量是等精度的。電感與電容的精度則與“集中參數(shù)測定”模型的精度有關(guān),也就是說元件是理想模型,就得到高精度。理想LC按以下?lián)Q算:電感與電抗X換算關(guān)系:L=X/(2*PI*f)電容與電抗X換算關(guān)系:C=1/(2*PI*f*X)46、TL082換為其它型號的,可以嗎?不一定可

25、以。不一定可以正常工作。有的運放要求加入反饋電容等輔助電路,才能穩(wěn)定工作。有的則對電路的閉環(huán)增益有要求。47、晶振工作異常,LCR有那些表現(xiàn)?以下情形,可能是晶振狀態(tài)沒有調(diào)好造成的。更換晶振或調(diào)整匹配電阻一般可以解決問題。1)LCD出現(xiàn)亂碼顯示??赡苁蔷д窆ぷ鞑环€(wěn)定。也可能是LCD的連線接觸不良或接線有誤。2)經(jīng)常無故死機。說明晶振工作不穩(wěn)定。3)手碰一下晶振就能工作,或反之。說明晶振工作不穩(wěn)定。4)LCD出現(xiàn)16個黑塊、開機時7.8k燈、100k燈常亮,按鍵無反應(yīng)。說明晶振沒有起振。5)鍵盤響應(yīng)很慢,測量也不正常,蜂鳴器響的時間很長。說明振在10.7MHz,而不是32MHz6)經(jīng)常無法下載程

26、序。有可能是晶振沒有可靠快速起振造成的。7)按下鍵,蜂鳴器響起時經(jīng)常死機。說明晶振工作不穩(wěn)定。8)氣溫變化之后,LCR就不能工作。說明晶振工作不穩(wěn)定。9)下載速度特別慢。說明振蕩頻率是基音10.7MHz48、7.8kHz下測得電解ESR與100kHz下測得的ESR相同嗎?是不相同的,但相近。ESR較大的(如大于1歐)的,100kHz下的ESR一般還會減小20%或更多小體積的引腳細(xì)的大電解電容(如2000uF,ESR卻高達(dá)90毫歐),頻率大于7.8kHz,ESR也會一直下降。到了100kHz,會下降20%以上。優(yōu)質(zhì)的大電解電容,7.8kHz下,ESR可以小到15mR以下,隨頻率升高,趨膚效應(yīng)會加

27、大,在100kHz下ESR升高一點。對于大電解電容,最小ESR的頻率約幾十kHz。常見ESR表采用100kHz,頻率較高,是為了能夠更有效的測出小電解電容的ESR。在7.8kHz至100kHz,均可有效測定電解ESR。幾十kHz對大電解測定效果好。200kHz以上對10uF以下小電解測量效果好。三、焊接與元件選配及調(diào)試焊接是基本功,LCR表元件多,焊接技術(shù)不過關(guān),DIY本電路不易成功。這里講到的焊接問題,包括元件引腳順序、極性的識別,焊接技巧,飛線方法,檢查連線正誤的技巧,焊接質(zhì)量、溫度控制等等。這些問題不是一兩天就能學(xué)會的,需要一定的時間積累。因此,從來沒有電子DIY的朋友,請不要制作本電路

28、,建議從基礎(chǔ)的開始。雙面PCB板孔洞疏通:電阻位置焊錯了,得取出重新焊接。取出后,焊盤被堵,可能造成其它元件(如集成電路)安裝不了,這時得疏通焊孔??梢允褂谩艾F(xiàn)場”工具來解決:平時剪下來的電阻引線不要扔,在烙鐵加熱下,把電阻引線穿進(jìn)洞中??刂坪脺囟龋瑫r讓電阻線只往一個方向運動,直到引線取出,這時孔內(nèi)的焊錫就會被帶出來。也可以試試牙簽等工具,牙簽可以把孔內(nèi)的焊錫弄得弄得很干凈,但多余的錫容易堆積在背面焊盤上,所以要注意牙簽的方向。焊接鱷魚夾:把它夾在一個鑷子上焊接。焊接這類元件是,一般要對兩個待連接端子事先分別上錫。雙面板拆集成:1、引腳集體加熱,同時拆。2、烙鐵功率小,集體加熱不靈。把引腳全

29、部剪斷,一腳一腳拆,這是萬能的,不傷害PCB板的。集成電路一般不會焊錯,電阻容易焊錯。首先裝調(diào)的元件是電源部分,而不是其它元件。電源不正常,如輸出電壓過高,很容易把單片機燒掉,到時就麻煩了。在雙面板上取下集成電路,不是很容易。所以,電源調(diào)試正常了,再安裝其它元件。變壓器請使用小功率的,那么調(diào)試過程中,萬一短路什么的,通常不燒器件的。裝完后,應(yīng)檢查TL082信號輸出是否與設(shè)計值相同,偏小10%是可以的。偏大10%則不可以。電路中的電源濾波小電容,采用瓷片電容或獨石電容即可。接P1.0口的那兩個104電容,采用體積小的滌綸電容或獨電容,用大體積的滌綸電容不一定能裝得下。最好測定一下它的漏電情況,測

30、量方法是:電容一腳接到5V源,另一腳接數(shù)字萬用表電壓檔正極,萬用表負(fù)極接地,數(shù)字萬用表最終顯示的數(shù)值小于1mV,說明它的漏電很小。幾個mV漏電不要緊。其它的最好多使用滌綸電容。除電解電容及電源濾波小電容外,LCR表上的阻容元件的參數(shù),幾乎都不能做改動,所有的參數(shù)關(guān)系,不單單是“調(diào)試”出來的,同時經(jīng)過了理論計算驗證的,如果因為手上沒有合適的元件而改動參數(shù),多半會影響電橋的精度或可靠性。一定要看明PCB板上各元件對應(yīng)電路圖中的哪個元件,才能明白哪些電阻要求高精確。全部安裝完成后,請進(jìn)入菜單7,設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù),否則LCR表無法工作,尤其是零點校準(zhǔn)工作。詳見“校準(zhǔn)”一節(jié)。電阻精度要求:1、除單片機部分,

31、其它與交流信號有關(guān)的,須全部使用1%金屬膜電阻,或精度更高的電阻。2、4個下臂電阻,建議篩選到0.1%精度,低溫漂。如果篩選不到0.1%精度也不要緊,可以軟件校準(zhǔn)補償。電阻誤差大于0.8%無法校準(zhǔn)。3、9倍增益切換運放的反饋電阻,2k和16k兩電阻,低溫漂,須是8.000倍關(guān)系,不要求電阻精確,要求比值精確,篩選到0.3%精度是比較容易的。4、3倍增益切換運放的反饋電阻,1k和2k兩電阻,低溫漂,須是2.000倍關(guān)系,不要求電阻精確,要求比值精確,篩選到0.3%精度是比較容易的。5、5倍增益運放的電阻,共有8個,四個2k和四個10k電阻,低溫漂。篩選方法詳見“常見問題解答”上臂的2k電阻(負(fù)輸

32、入)與下臂2k電阻(負(fù)輸入),應(yīng)嚴(yán)格相同,匹配到0.1%上臂的10k電阻(負(fù)反饋)與下臂10k電阻(負(fù)反饋),應(yīng)嚴(yán)格相同,匹配到到0.1%四個10k電阻應(yīng)相差0.3%以內(nèi),精度超差會影響共模抑制,對高頻大電流很重要四個2k電阻應(yīng)相差0.3%以內(nèi),精度超差會影響共模抑制,對高頻大電流很重要制作要點:關(guān)鍵電阻的精度要高一些。詳見上述“電阻精度要求”電源變壓器使用8V*2或9V*2,其中7905與7805無需加散熱器。接變壓器的排針與接下載線的排針最好區(qū)別開,如果不區(qū)分,萬一把9V電源插到下載線排針,單片機或電路有可能燒毀,當(dāng)然通常是不會燒的。接線完成后,檢查的關(guān)鍵是:每個IC電源和地線有沒有接錯。

33、若電源沒接錯,IC通常不會燒。飛線多,不小心就會錯,所以9V變壓器使用小容量的,萬一接錯或碰電,由于變壓器功率不足,反而會保護(hù)電路。單片機的電壓不可過高,如果高于5.5V,有危險。比如,不小心加入12V電壓,單片機必?zé)K愿鱾€IC的供電是關(guān)鍵。如果夾具采用兩線法,測試線和線夾總長度應(yīng)小于10cm,線徑采用0.75平方毫米。TL082負(fù)載能力測試:在信號輸出運放的輸出端,對地接51歐電阻,三個頻率檔位下輸出的波形不得有失真,直接用示波器觀察即可。測試完成后,拆除51歐電阻。沒有示波器,此項工作可省略。制作時,應(yīng)注意TL082信號輸出的幅值是否在設(shè)計規(guī)定的范圍內(nèi)。用頻響較好的萬用表測量即可。首次

34、下載程序,用“Menu+Rng鍵”進(jìn)入校準(zhǔn)模式。然后按下五次“C鍵”以便載入默認(rèn)參數(shù)。最后按下“L鍵”保存。DDS濾波后的輸出應(yīng)是200mV,100Hz;180mV,1kHz;190mV,7.8kHz,比上面的值小一些不要緊,如果大了10%就不好,因為,可能造成校準(zhǔn)時無法得到平衡電橋。調(diào)整7.8kHz的幅度,是通過調(diào)整運放反饋回路的3.3n電容實現(xiàn)的。通常無須調(diào)整。100Hz與1kHz,無需調(diào)整,幅值肯定是200mV和180mV左右。四、設(shè)計思路設(shè)計此表,前后花費了兩個多月的業(yè)余時間,更改了多個版本,總體比較滿意。本表始終堅持采用單片機自帶的10bitAD轉(zhuǎn)換器,以便大幅度簡化電路結(jié)構(gòu)。網(wǎng)上流

35、行的俄版電路,其核心部分本表均未采用。俄版電路采用ICL7135作為AD轉(zhuǎn)換器,精度比STC單片機自帶的AD性能好很多。然而,經(jīng)過多次計算分析,結(jié)論是用自帶AD也可以得到優(yōu)于1%的主參數(shù)精度,所以最后放棄ICL7135。設(shè)計后期,對電路優(yōu)化設(shè)計,很大程度上泥補了STC單片機AD的不足。ICL7135的最終精度與芯片質(zhì)量及積分電路有關(guān),因此要使ICL7135精度達(dá)到4位半表頭,也不是很容易。7135的幾個電容就足已占去半塊PCB板。仿制者通常用低壓的小電容代替,這種情況,AD轉(zhuǎn)換器本身的精度一般是低于0.05%的,最后得到的LCR表也會低于0.1%精度。當(dāng)我們對LCR表的精度要求特別高時,對電阻

36、的精度要求也高,精密電阻不好找。綜合這些因素,最后選STC自帶AD,代價是損失一些精度。信號源是LCR表的一個核心部件,俄版的正弦信號發(fā)生器及0、90方波發(fā)生器,其綜合性能并不會優(yōu)于本電路,相反,本電路顯得非常簡單,僅使用了一組RC濾波器及DDS程序就完成了這兩種信號的生成。相對許多其它形式的LC測量電路,相敏檢波器是LCR表特有的。本電路采用開關(guān)式相敏檢波器,性能良好。實測了幾個數(shù)據(jù),比我預(yù)想的要好。比如,小信號用0度軸檢波,OP07輸出得到293.5mV,用180軸得到-293.0,這當(dāng)中包含用OP07的輸出失調(diào)、萬用表正反向測量誤差0.1mV。OP07輸出失調(diào)的主要原因是輸出端用3個1N

37、4148二極管升壓。但從最終數(shù)據(jù)看,兩次測量理論值應(yīng)是互為相反數(shù),實測僅誤差0.5mV(0.2%),大信號時,誤差還更小,本表采用滿度4500mV表頭輸出。本LCR電橋的相敏檢波器依靠單個模擬開關(guān)實現(xiàn),可以抑制偶次諧波,但沒有奇次諧波抑制能力。開關(guān)導(dǎo)通時間是半個基波周期,偶次諧波在半周期內(nèi)共有整倍數(shù)諧波周期,諧波的直流平均值是零。奇次諧波,在半個基波周期內(nèi)有N倍又1/2個諧波周期,多余的1/2周期的直流平均值不是零。DDS輸出的奇次諧波是很小的。對于1kHz和100Hz,理論3次諧波幅值約為DAC分辨率的1/2,相當(dāng)于-50dB左右。對于7.8kHz,采用DDS時鐘的2n分之一倍,相噪小。由于

38、7.8kHz頻率與時鐘較接近,PWM型DAC的噪聲大,諧波失真較大,所以電路中對DDS輸出做了6級針對PWM的RC濾波,最后也使得諧波基本消失(在示波器中,在第5級濾波時,就已經(jīng)無法發(fā)現(xiàn)諧波失真)。由于來自單片機諧波干擾,有可能造成相敏檢波質(zhì)量下降,電路中的帶通濾波器,正好對高次諧波有較強的抑制能力。對于7.8kHz,如果沒有這個濾波器,測量小信號時,噪聲非常大,很容易造成末級過載。這組7.8kHz的濾波器阻抗不能太高,否則很容易耦合其它信號其它,而影響精度。如果使用16k+1nF,阻抗過高,對于7.8kHz頻率時,耦合到的雜散信號足以使精度下降0.3%控制相敏檢波器開關(guān)的方波信號,本身也是一

39、種干擾信號,但對于這個低頻電橋,它的影響可以忽略。從最終的正交分離能力測試來看,相敏檢波器的性能優(yōu)良,雖然只用了一個電子開關(guān)。設(shè)計要點:本LCR表的各級放大器,大多工作在大信號狀態(tài),所以要精心設(shè)計好放大器,否則容易造成運放過載。之所以選擇大信號,主要還是為了提高抗干擾能力,使得LCR表更容易調(diào)試??梢栽跓o屏蔽盒的情況下正常調(diào)試。礦機元件一般都很大個,比如大環(huán)天線,直徑常常到到1米,用線數(shù)十米,天線上的信號也很強。為了更可靠測量,還在電路中加入了帶通濾波器。交流放大器由多級放大器構(gòu)成,設(shè)計時,不論增益開關(guān)處于那個狀態(tài),應(yīng)保證第n級運輸出信號大于等于第n-1級放大器的輸出信號。道理是:當(dāng)不滿足上述

40、條件時,前級可能過載失真,而程序全然不知。在音響系統(tǒng)中,前級調(diào)音臺過載,可以被電平指示燈顯示,也可以被耳朵聽出來,這時,我們就可以調(diào)大后級功放音量,調(diào)小前級調(diào)音臺的增益,這樣就不會失真了。但是,單片機程序沒有金耳朵,所以中間級電路本身不得過載,以免造成單片機誤判。各運放的最大輸出能力相同,所以最好的辦法就是后級輸出幅度大于等于前級輸出,那么過載現(xiàn)象必然引起后級輸出過大,進(jìn)而毫伏表超量程,程序立刻知道電路過載了。1、表頭滿度值表頭滿度是5.0V,由于OP07運態(tài)范圍限制及紋波等因素影響,表頭滿度設(shè)計為4.65V,對應(yīng)960字。2、相敏檢波器增益檢波波器理論靈敏度為2/3.1416*(2*51)/

41、(20+4*51)=0.29倍3、末級直流放大量設(shè)計末級直流放大量過多,不利于提高信噪比,放大量太少,會造成前級過載。第三級(U2D運放)信號為A,它的最大不失真的幅度為A0,約為3.5V,取保守值為3.0V,表頭滿度設(shè)計為Vo=4.6V,OP07和相敏檢波器的直流總增益是K當(dāng)正弦信號達(dá)到最大不失幅度A0時,須使表頭必須滿度,以方便判斷是否過載,并充分利用表頭分辨率。所以K的合理設(shè)計值是A0*KVo,算得KVo/A0=4.6/3=1.5。類似的,在音頻功放中,要使功放得到充分的功率輸出,功放的增益K要足夠大,使得前級滿幅時,功放可以超過最大輸出Vo。實際上,“K=Vo/A0”中的Vo指正弦峰值

42、上限。在正交檢波輸出后,是Vx和Vy兩個量,并不直接輸了峰值的Vo,要取模計算才得到Vo。即輸入信號的模值達(dá)到Vo時被認(rèn)定為表頭滿度。為了進(jìn)一步利用表頭分辨力,可以采用Vx或Vy判定表頭溢出。但最糟的一種情況是,當(dāng)被測向量是45度時,最大模值變?yōu)?.414V0,所須前級信號也增加了1.414倍才能滿度。為了防止前級運放過載(U2D運放超過A0),K值也必須增加1.414倍,因此采用正交量判別表頭溢出時,K值須大于1.414*1.5=2.2倍。因此,對于0度或90度信號,AV0/K,表頭溢出;45度信號,A1.414*V0/K,表頭益出。本電路OP07直流增益是11倍,K=11*0.29=3.2

43、。許可0度或90度信號的A最大值為A=V0/K=4.6/3.2=1.44V。其中,K設(shè)計為3.2,比理論下降要求2.2大了40%,這樣就留下了足夠的余量,前級運放的動態(tài)能力余量更大,調(diào)試更容易。4、第三級(U2D運放)放大量設(shè)計本級加了帶通濾波器,衰減系數(shù)是1/3,7.8k檔衰減系數(shù)是1/2.6。計算時按1/3計,7.8k檔結(jié)合信號源另外調(diào)整。7.8k檔設(shè)計為1/2.6衰減系數(shù),是為與信號源幅值配合。為了使得本級放大倍數(shù)大于1,所以運放至少要補償帶通濾波器的衰減。本級是可控增益的,最小放大倍數(shù)設(shè)計為1/3*(13/3)=1.44倍通過開關(guān)切換,兩檔增益是3倍關(guān)系。5、第二級(U2C運放)放大量

44、設(shè)計本級也是可控增益,最小放大為1倍(無電壓放大功能)通過開關(guān)切換,兩檔增益是9倍關(guān)系。6、第一級(U2A和U2B運放)設(shè)計直接采用俄版電路設(shè)計。電路增益是5倍。7、DDS輸出信號許可最大值上面已算得,相敏檢波許可最大電壓輸入值是1.44V前兩級最小增益是1.44*5=7.2倍因此信號源程序最大幅度限制為1.44V/7.2=200mV由于信號源與坐標(biāo)軸之間不一定正好是0或90度,所以200mV通常不會溢出。100Hz移相小,容易溢出。為此,第三級輸出電容采用0.22uF,對100Hz有小量衰減,所以100Hz的DDS輸出采用200mV不會溢出。最后信號源輸出設(shè)計為:100Hz,有效值140mV

45、,峰峰值200mV1kHz,有效值130mV,峰峰值180mV7.813kHz,有交值134mV,峰峰值190mV調(diào)試電路時,測定一下信號源運放輸出端的信號強度,須比小于等于以上電壓設(shè)計值。如果比以上值高了10%,本LCR表不能可靠工作。8、V/I變換器與差動輸入的關(guān)系當(dāng)頻率高時,V/I變換器運放的內(nèi)部增益下降,運放負(fù)輸入端對地電壓不是零,當(dāng)電流較大時,“虛地”電壓也可高達(dá)數(shù)毫伏。此時,如果不采用差動法檢測量橋臂上的電壓,誤差會很大。為了對付這個問題,差動三運放須有較強的共模抑制能力,兩臂上的2k與10k電阻要盡量嚴(yán)格對稱。對于上臂電壓,為了消除導(dǎo)線電抗影響,也是需要差動放大的。有些精簡版的L

46、CR電橋,不采用差動三運放,而改用一個運放,這種情況下,電橋精度略有下降,而且只能用于較低頻率的大Zx小電流(如1kHz以)條件下測定Zx9、AD問題單片機自帶的AD只有10bit,用10倍步進(jìn),會影響精度。為了改善這個問題,放大器可控增益的調(diào)節(jié)以3倍左右的倍率關(guān)系步進(jìn)。其次,借助AD的高速能力及信號噪聲,進(jìn)行60倍過采樣,AD的分辨力提高2bit以上。STC自帶的AD,不能測量小于3字的信號。所以,電路中給輸出直流信號加了偏置電壓。這個偏置電壓是利用OP07輸出端的2k電阻與20歐電阻分壓實現(xiàn)的。10、V/I變換器與信號源的關(guān)系。V/I變換器也存在過載問題,也要消除它,雖然人工切換量程時可以

47、判斷它是否過載,但對于沒有經(jīng)驗的使用者來說,并不容易,因為,用眼睛看失真,不如耳朵聽失真來得容易。V/I變換器過載的原因有二,首先,那個運放的反饋回路接了500歐左右內(nèi)阻的電子開關(guān),它相當(dāng)于輸出衰減器;其次,TL082內(nèi)部串接了200至300歐電阻,也是一個限流衰減。這樣一來,100歐檔為了得到0.472V,TL082內(nèi)部電壓將是0.472*(500+300+100)/100=4.25V,此時,內(nèi)部過載。為了解決過載問題,采用以下方法:考慮到信號源TL082也有過載問題,所以上臂限流電路與下臂電阻電路設(shè)計成對稱的電路,那么只要信號源不過載,V/I變換器也不過載。此外,V/I變換器的20歐檔,采

48、用了機械輸助開關(guān),那么相同電流下,更不容易過載的。11、信號源前述,V/I與限流器采用對稱結(jié)構(gòu)時,Zx短路,V/I變換器輸出端的電壓與信號源輸出端是一樣的。信號源不過載,V/轉(zhuǎn)換器也不過載。信號源采用DDS,頻率精度高??梢暂敵鋈我忸l率。本表采用100Hz、1kHz、7.813Hz不使用10kHz的原因是:DDS的鐘頻采用62.5k,輸出頻率10kHz時,頻率已經(jīng)比較接過鐘頻了,相位噪聲大。為了消除相噪,采用鐘頻的2n分之一的頻率,這里使用1/8鐘頻。信號輸出加出了簡單的RC濾波器,對于1kHz以下的頻率輸出,此濾波器相當(dāng)于6階濾波器,可以得到良好波形。對于7.813kHz,到了第5階輸出,在

49、示波器中觀察已基本看不到失真,到了第6級輸出,已經(jīng)是無法直接觀察到失真。由于不是理想的高階濾波器,Q值低,所以對7.813kHz的衰減很嚴(yán)重,為了保持100Hz、1kHz、7.813kHz三檔輸出幅度相對一致,利用單片機控制電子開關(guān)對1kHz和100Hz降幅。五、菜單使用要點:鍵名與菜單:1鍵X,2鍵R,3鍵L,4鍵C,5鍵Q,6鍵F,7鍵Rng,8鍵Menu使用8鍵加1鍵切換到菜單1,使用8鍵加2鍵切換到菜單2菜單1(Menu+X鍵):這是開機啟動默認(rèn)菜單LED版1鍵(X):顯示電抗X2鍵(R):顯示電阻R3鍵(L):顯示電感L或C,容量C的單位上加了一個小數(shù)點,L沒有小數(shù)點4鍵(C):串聯(lián)

50、與并聯(lián)切換,臨時顯示消息“P”表并聯(lián),“S”表示串聯(lián)。在并聯(lián)方式下,每隔數(shù)秒鐘,會顯增出4個小數(shù)點。5鍵(Q):顯示Q值6鍵(F):頻率切換,100Hz、7.8kHz時,相應(yīng)指示燈亮起,1kHz時不亮7鍵(Rng):量程切換,4個指示燈輪跳顯示單位表示:10的-12次方,顯示為“P”10的-9次方,顯示為“n”10的-6次方,顯示為“u”10的-3次方,顯示為“大n”10的0次方,顯示為“小O”10的3次方,顯示為“三橫”10的6次方,顯示為“d”10的9次方,顯示為“G”單位如果含有小數(shù)點,說明是容性電抗。擴屏顯示小數(shù)位:按下當(dāng)前顯示值對應(yīng)的鍵,就會顯示為四位模式,但“單位”不顯示了。再按一

51、下1至5任意鍵,退出四位模式。本LCR表達(dá)不到4位的精度,所以通常無需采用4位顯示。有時顯示1.xx的數(shù)值,覺得精度不夠,可以按此法擴展一下位數(shù)。顯示四個小數(shù)點,表示溢出,顯示“Err”,表下臂或上臂出來零值,造成除零錯誤。LED版不設(shè)置開路、短路清零功能。必要時用戶人工筆算清零。LCD1602版:F鍵:頻率切換,100Hz、7.8kHz時,相應(yīng)指示燈亮起,1kHz時不亮Rng鍵:量程切換,4個指示燈輪跳用X鍵切換“串聯(lián)與并聯(lián)”模式,C鍵開路、短路清零,L鍵取消開路、短路清零(開路、短路清零數(shù)據(jù)同時置0)。進(jìn)行清零時,表筆應(yīng)開路并等待屏幕顯示穩(wěn)定(一般數(shù)字亂跳4次后視為穩(wěn)定),然后按下C鍵。清

52、零僅對當(dāng)前頻率及當(dāng)前量程有效。如果切換了頻率或量程,已有的清零數(shù)據(jù)不被應(yīng)用。如果清零不滿意,可以再次按下C鍵。重新開機后,開路、短路清零數(shù)據(jù)恢復(fù)為0值。屏顯共4個數(shù),及檔位標(biāo)識等。第一行第1個,顯示為Zs或Zp,分別表示串聯(lián)法與并聯(lián)法。接下來兩個數(shù)表示電阻分量R與電抗分量X。在串聯(lián)模式下,單位顯示在行末,兩個數(shù)值的單位相同。并聯(lián)模式下,兩個數(shù)字都有各自的單位。第二行,前兩個字母表示檔位。第1個字母為A或B或C,分別表示100Hz、1kHz、7.8kHz,第2個字母表示量程檔位,分別是1、2、3或4,代表20R、1k、10k、100k四個檔。接來的兩個數(shù)表示電容(或電感量)和Q值。測量時,先選擇

53、好頻率,測出電抗值。然后根據(jù)電抗選擇最佳量程。串聯(lián)時,取R與X絕對值較大的值為主參數(shù),并聯(lián)時取R與X較小的值為主參數(shù)。主參數(shù)在量程電阻附近時,可以取得較高精度。設(shè)量程電阻為A歐,建議在0.8A主參數(shù)8A之間測量。發(fā)果沒有合適的量程,可以采用0.1A主參數(shù)10A選擇量程。100k檔,測量小于80k的阻抗會出現(xiàn)“Overflowlow”本表的推存精度標(biāo)稱為0.5%,測值結(jié)果誤差通常不會超過0.3%,但會有少數(shù)可能出現(xiàn)誤差在0.3%“擦邊”現(xiàn)象,為了得到更準(zhǔn)確的結(jié)果,可以采用臨近檔讀數(shù)平均,使得讀數(shù)更可靠。例如,測0.33uF電容在1kHz頻率下的電容量,測值如下在20R檔:X=494.4,C=32

54、9.6nF(X與量程電阻相差了25倍)在1k檔:X=492.7歐,C=330.8nF(X與量程電阻相差2倍,最佳檔位)在10k檔:X=494.2歐,C=329.8nF(X與量程電阻相差了20倍)實際上,這個電容的真值是329.8nF。以上測量中,1k檔的誤差反而最大,原因比較復(fù)雜。不做詳述。由于出現(xiàn)0.3%誤差的概率是比較低的,兩次測量中,同時出現(xiàn)0.3%誤差的可能性將幾乎為零,因此,取平均后誤差將變小。上例中,取20R與1k檔的平均值,C=(329.6+330.8)/2=330.2nF,顯然,這樣可以防止個別的誤差擦邊問題。兩次平均,可以使誤差減小30%左右。要注意,如果兩檔測值相同,比如說

55、20R與1k檔,則時測量出329.6pF,兩檔結(jié)果相同,并不是說它的精度特別高。只能說329.6出現(xiàn)0.3%擦邊誤差的可能性非常小,誤差很可能是在0.2%以內(nèi)。如果設(shè)計為自動表,可以自動進(jìn)行尋找合適檔位,并求取平均,但會影響速度,所以,為了提高讀數(shù)精度,建議人工取平均值。有的電容,容量是隨測量電壓而變化的,這時,平均法無效。平均法對CBB、滌綸電容有效。對非NPO的瓷片電容無效,非NPO的瓷片電容根本不是精確的電容,無須精確測量。相反,通過換檔測量,可以測出電容的電壓特性。被測Z與量程電阻之間超過30倍,精度要下降,這時取平均是無效的。測量電阻,可以直接讀數(shù),不必取平均就可以超過0.3%精度,

56、目前未測度到誤差超過0.25%的,印象中只有個別達(dá)到0.2%提示:表筆開路,顯示值亂跳是正常的。大電感器(如500H電感),在1kHz以上頻率,有的會表現(xiàn)為容抗而不是感抗,這是電感器的分布電容造成的。本表存在殘余電抗。為此,測量pF級電容,要扣除開路殘余值。如果想直讀得到結(jié)果,請使用開路清零法。毫歐電阻測量時,應(yīng)使用四線法,并減去短路殘余值。誤差小于1毫歐。LCD1602版也可以使用短路清零法。菜單2(Menu+C鍵,LCD1602版,使用Menu+R):顯示上下橋臂測量所采用的運放增益檔位,校準(zhǔn)LCR時會用到。上臂增益顯示在前,下臂增益顯示在后。LCD1602顯示為“up:*dw:*”,其中

57、up表示上臂,dw表示下臂。菜單3(Menu+L鍵):這是調(diào)試菜單,屏顯內(nèi)容是AD的讀值。1鍵(X鍵):增益切換鍵,LED版切換時顯示屏臨時跳出增益檔位信號數(shù)秒鐘,LCD1602版直接將切換結(jié)果顯示在屏幕上。3鍵(L鍵):K3切換鍵,LED版切換時顯示屏臨時跳出增益檔位信號數(shù)秒鐘,LCD1602版直接將切換結(jié)果顯示在屏幕上。4鍵(C鍵):相位旋轉(zhuǎn)鍵,LED版切換時顯示屏?xí)簳r跳出置位信號數(shù)秒鐘,LCD1602版直接將切換結(jié)果顯示在屏幕上。相位旋轉(zhuǎn)的順序是0度、180度、90度、270度在此菜單下,可以檢測檢波非線性。菜單6(Menu+F):頻率改正項。其值確定方法是:用準(zhǔn)確的頻率計,測量出7.8

58、kHz時,TL081第1腳的輸出頻率f。理論頻率是:f0=62500/8=7812.5Hz理想修正值為:(f-f0)/f0如,實測f=7817.5,那么修正值應(yīng)置為(7817.5-7812.5)/7812.5=萬分之6,那么頻率修正應(yīng)為6用X鍵或R鍵改數(shù)值。菜單7(Menu+Rng鍵):這是校準(zhǔn)菜單,用Q鍵和F鍵切換各校準(zhǔn)項。首次下載時,所有參數(shù)的初值為-1,若以后有新版程序更新下載,一般不改變原有參數(shù),是否改變參數(shù)值,與程序設(shè)計相關(guān)。如果連續(xù)按5次C鍵(清除鍵),參數(shù)恢復(fù)為默認(rèn)值,然后按下L鍵保存即可。1鍵(X鍵):數(shù)值增加2鍵(R鍵):數(shù)值減小3鍵(L鍵):保存鍵4鍵(C鍵):清零鍵5鍵(

59、Q鍵):參數(shù)切換鍵,向左5鍵(F鍵):參數(shù)切換鍵,向右6鍵(Rng鍵):快速校準(zhǔn)時使用首次使用時,請設(shè)置好這些參數(shù),否則LCR表無法正常工作。如果對LCR表的精度要求不高,直接采用默認(rèn)值即可。六、校準(zhǔn)LCR表校準(zhǔn)前,請先檢查信號源輸出的幅度是否正確。100Hz約200mV峰值,1kHz約180mV峰值,7.8Hz約190mV峰值。幅值大了10%不可以,小了10%不要緊。接線無誤,100Hz與1kHz檔的幅值是確定的,無須調(diào)整,7.8kHz檔有可能偏差,請檢查,如有較大偏差,請調(diào)整C24的容量。校準(zhǔn)之前,需準(zhǔn)備好幾個電阻:校準(zhǔn)V/I變換器,需四個已知阻值電阻:20歐、1k、10k、100k校準(zhǔn)可

60、控增益放大器,需兩個已知阻值電阻、3.3k、9k歐在1kHz和7.8kHz下、分別在相應(yīng)的檔位接入20、1k、10k、100k被測電阻,上下臂的可控增益狀態(tài)必須相同,否則無法進(jìn)行幅、相校準(zhǔn)。用“M+R”鍵進(jìn)入檢查菜單,顯示為“1,1”或“0,0”說明上下橋臂相對平衡,且信號放大采用了同一增益。如果是“1,0”或“0,1”說明信號幅度不正確。在1kHz和7.8kHz下,1k檔接入9k電阻,應(yīng)是“0,2”,接入3.3k電阻應(yīng)是“0,1”。當(dāng)信號源的CD4052的導(dǎo)通電阻加限流電阻不等于兩倍下臂電阻時(如導(dǎo)通電阻過大可能引起這個問題),1k檔增益態(tài)有可能不滿足上述要求,此時可調(diào)節(jié)Rb2電阻或更換CD

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