DIY 数字电桥说明
许剑伟 莆田十中 13850262218
一、概述:
玩矿石收音机,大部分元件需要 DIY,所以需要知道元件的参数。因为 DIY 的元件没有标
称技术参数。比如,需要知道谐振器件、检波器件、天线、耳机、变压器等器件的电抗特性。
其中,高频参数可以使用 Q 表解决问题,而低频参数 Q 表难以测定。为了解决这个问题,笔
者认为 LCR 数字电桥能够胜任。
·设计目标:
1、能够准确测量电抗器的 L、C、R,精度优于 0.5%,如果进行人工逐档校准,精度优于
0.3%
2、取材容易,电路简洁,易于制作,成本应适当控制。使之具有更强的业余 DIY 价值及
研究价值,并通过设计、DIY 学习到 LCR 电桥的相关细节、原理。
·本 LCR 表的基本特性
AD 转换器的字数:约 1000 字,采用了过采样技术,有效分辨力约为 2000 字
测量方法:准桥式测定,测量原理类似于比例法测电阻。
主要测量范围:1 欧至 0.5 兆欧,精度 0.5%(理论),阻抗实测比对,均未超过 0.3%
有效测量范围:2 毫欧至 10 兆欧,最小分辨力 1 毫欧
串联残余误差:2 毫欧,低阻测量时此误差不可忽略
并联残余误差:50M 欧,高阻测量时此误差不可忽略
Q 值误差:±0.003(Q<0.5),Q/300(Q>2,相对误差,简易算法),其它按 0.5%左右估算
D 值误差:±0.003(D<0.5),D/300(D>2,相对误差,简易算法),其它按 0.5%左右估算
注意:Q = 1/D
测试信号幅度:峰值 200mV(100Hz),180mV(1kHz),140mV(7.8kHz)
电感:0.02uH 分辨力,测量范围 0.1uH 至 500H,超出 500H 未测试(因为我没有更大的电感
器)。
电容:分辨力与夹具有关。夹具好的话,分辨 0.1pF 或 0.05pF,不屏蔽只能分辨到 0.2pF,
甚至只有 1pF。上限测量,没有测试,只测过 10000uF 电容,手上没有更大的电容。
实测误差,比上述精度指标好许多。
本表基准源:分别为 4 个基准电阻,一个时间基准。电阻基准就是电桥的 4 个下臂电阻,
要求精度达到 0.1%,对 1%精度的金属膜电阻筛选即可。时间基准用 32MHz 石英晶振得到,
精度可以满足电桥要求的。如果电阻达不到要求,可以使用软件校准。