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一、概述:
很多電子制作需要知道元件的參數(shù)。由于元件沒(méi)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(jī)、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(wèn)題,而低頻參數(shù)Q表難以測(cè)定。為了解決這個(gè)問(wèn)題,只有LCR測(cè)量?jī)x能夠勝任。
·設(shè)計(jì)目標(biāo):
1、能夠準(zhǔn)確測(cè)量電抗器的L、C、R,精度優(yōu)于0.5%,如果進(jìn)行人工逐檔校準(zhǔn),精度優(yōu)于0.3%
2、取材容易,電路簡(jiǎn)潔,易于制作,成本應(yīng)適當(dāng)控制。使之具有更強(qiáng)的業(yè)余DIY價(jià)值及研究?jī)r(jià)值,并通過(guò)設(shè)計(jì)、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(guò)采樣技術(shù),有效分辨力約為2000字
測(cè)量方法:準(zhǔn)橋式測(cè)定,測(cè)量原理類似于比例法測(cè)電阻。
主要測(cè)量范圍:1歐至0.5兆歐,精度0.5%(理論),阻抗實(shí)測(cè)比對(duì),均未超過(guò)0.3%
有效測(cè)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(cè)量時(shí)此誤差不可忽略
并聯(lián)殘余誤差:50M歐,高阻測(cè)量時(shí)此誤差不可忽略
Q值誤差:±0.003(Q<0.5),Q/300(Q>2,相對(duì)誤差,簡(jiǎn)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(duì)誤差,簡(jiǎn)易算法),其它按0.5%左右估算
注意:Q = 1/D
測(cè)試信號(hào)幅度:峰值200mV(100Hz),180mV(1kHz),140mV(7.8kHz)
電感:0.02uH分辨力,測(cè)量范圍0.1uH至500H,超出500H未測(cè)試(因?yàn)槲覜](méi)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(cè)量,沒(méi)有測(cè)試,只測(cè)過(guò)10000uF電容,手上沒(méi)有更大的電容。
實(shí)測(cè)誤差,比上述精度指標(biāo)好許多。
本表基準(zhǔn)源:分別為4個(gè)基準(zhǔn)電阻,一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。電阻基準(zhǔn)就是電橋的4個(gè)下臂電阻,要求精度達(dá)到0.1%,對(duì)1%精度的金屬膜電阻篩選即可。時(shí)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(dá)不到要求,可以使用軟件校準(zhǔn)。
頻率精度:實(shí)際頻率為99.18Hz、999.45Hz、7812.5Hz,簡(jiǎn)寫(xiě)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(hào)源失真度:沒(méi)有專用儀器測(cè)試,只做估測(cè)。對(duì)輸出信號(hào)做一次高通濾波后,用示波器觀察,未發(fā)現(xiàn)可覺(jué)察失真。如果有可覺(jué)察失真,對(duì)D值測(cè)量有小量一些影響。
·特點(diǎn):
將正弦信號(hào)發(fā)生器、AD轉(zhuǎn)換器、0度方波、90度方波全部利用單片機(jī)完成,電路大大簡(jiǎn)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。