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(DIY制作)高精度音頻數(shù)字電橋原理圖+程序+設(shè)計說明等

2016/08/25
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硬件設(shè)計.zip

共4個文件

該音頻數(shù)字電橋,比較簡單,但設(shè)計這個電路并不斷改進,前后花費了近一個月時間。

數(shù)字電橋電路設(shè)計基本狀況:

  • 工作頻率: 100Hz,1kHz,7.813kHz
  • 最小分辨:最小分辨0.5毫歐,0.03uH,0.02pF
  • 最大分辨:G歐
  • 基本量程精度:1kHz基本量程精度,0.5%,選好電阻,精心制作,可以輕松達到0.25%精度
  • AD非線性誤差小于0.05%,AD零點誤差采用直流偏置消除
  • 信號源:軟件合成正弦DDS、軟件合成方波DDS
  • 顯示:4LED
  • 單片機STC12C5A60S2

該LCR表的具體特性:

AD轉(zhuǎn)換器的字數(shù):約1000字,采用了過采樣技術(shù),有效分辨力約為2000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1毫歐
串聯(lián)殘余誤差:2毫歐,低阻測量時此誤差不可忽略
并聯(lián)殘余誤差:50M歐,高阻測量時此誤差不可忽略
Q值誤差:±0.003(Q<0.5),Q/300(Q>2,相對誤差,簡易算法),其它按0.5%左右估算
D值誤差:±0.003(D<0.5),D/300(D>2,相對誤差,簡易算法),其它按0.5%左右估算
注意:Q = 1/D
測試信號幅度:峰值200mV(100Hz),180mV(1kHz),140mV(7.8kHz)
電感:0.02uH分辨力,測量范圍0.1uH至500H,超出500H未測試(因為我沒有更大的電感器)。
電容:分辨力與夾具有關(guān)。夾具好的話,分辨0.1pF或0.05pF,不屏蔽只能分辨到0.2pF,甚至只有1pF。上限測量,沒有測試,只測過10000uF電容,手上沒有更大的電容。
實測誤差,比上述精度指標(biāo)好許多。
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,要求精度達到0.1%,對1%精度的金屬膜電阻篩選即可。時間基準(zhǔn)用32MHz石英晶振得到,精度可以滿足電橋要求的。如果電阻達不到要求,可以使用軟件校準(zhǔn)。
頻率精度:實際頻率為99.18Hz、999.45Hz、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值測量有小量一些影響。

LCR開關(guān)式相敏檢波器的檢波效率分析圖:

高精度音頻數(shù)字電橋PCB截圖:

LCR表驅(qū)動程序部分展示:

  • 硬件設(shè)計.zip
    下載
    描述:原理圖和PCB截圖及說明
  • 最新版本程序.rar
    下載
    描述:最新版本程序
  • 數(shù)字電橋設(shè)計詳細分析及講解.zip
    下載
    描述:數(shù)字電橋設(shè)計詳細分析及講解
  • 元件列表.zip
    下載
    描述:元件列表

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