DIY RLC智能测量仪<简易LCR电桥>讨论
DIY RLC智能测量仪<简易LCR电桥>讨论现成的参考资料
点击此处下载 ourdev_524431.pdf(文件大小:1.28M) (原文件名:RLC_9000.pdf) 资料是德文的吧，是EN文的就好了！ 粗看了一下，似乎只有固定1kHz频率，不够用吧？ 支持 不错,详细. 看不懂,那位能译成中文. 【楼主位】 现成的参考资料(是1980年代的成品资料)
这资料是现在的:
点击此处下载 ourdev_524483.pdf(文件大小:2.13M) (原文件名:M3_Digital LCR Meter.pdf) mark，有兴趣，赶紧想办法加自己的积分。 阿莫应该至COOL 有原理性的文档吗？ 国外diy参考图片
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_24/ourdev_524487.jpg
(原文件名:mega8_lcr.jpg)
国内也有制作了<RLC智能测量仪>可作参考：
基于PIC单片机控制的RLC智能测量仪设计
http://www.elenchina.com/scheme.do?method=view&id=4028801e1f687014011f688083e60002
硬件:
由单片机产生一个spwm(频率可变)正弦信号作为标准测量信号，然后用待测元件和基准电阻串联对测量信号进行分压，最后由单片机分别对待测元件和基准电阻分压后所得的信号进行正交采样处理
软件程序设计
本测量仪的测量原理是以正交采样为基础。首先选用频率恒定的正弦信号作为标准测量信号，然后用待测元件和基准电阻串联对测量信号进行分压，最后由单片机分别对待测元件和基准电阻分压后所得的信号进行正交采样处理。
由于流过电容或电感的电流与其两端的电压存在90°的相位差，因此只需在任一时刻采样得到交流信号瞬时值V1，然后相移90°，再采样得到瞬时值V2，就可用V1和V2表示完整的交流信号：V2=V1+jV2。 这个不错 不错。看看。
有人能做板吗？ 不错，这个一定要支持 回复【1楼】zy_sh_npk
资料是德文的吧，是EN文的就好了！
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德文就无能为力了。。 巧了，我也想做，鉴相器选择中，用模拟开关切换运放正负输入还是用AD633。 http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_24/ourdev_524568.jpg
(原文件名:203138.jpg)
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_24/ourdev_524569.jpg
(原文件名:203140.jpg)
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_24/ourdev_524570.jpg
(原文件名:212015.jpg)
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_24/ourdev_524571.jpg
(原文件名:212014.jpg)
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_24/ourdev_524572.jpg
(原文件名:LCR.jpg)
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_24/ourdev_524573.jpg
(原文件名:206453.jpg)
HP, Application Note 346-3, «Effective Impedance Measurement Using OPEN/SHORT/LOAD Correction», http://www.hpmemory.org/an/pdf/an_346-3.pdf 矿坛上的帖子，那个论坛上面都是爷爷级别的老电工，不懂单片机的，但是基础理论未必差。
http://www.crystalradio.cn/bbs/thread-78426-4-3.html
用的是自动平衡半桥，市面上100kHz及以下的LCR，全都是这个结构，所以很有参考价值。 mk,又见schwarz . 为啥又见我啊？
德语我还能看懂，不过这个PDF没啥新鲜的，没翻译的兴趣。 mark 哈哈 红日叔叔，版主叫我报名出PCB，当然是在论证可行后的事情，先记号一下啊，
我也在深入理解原理中，呵呵，有空讨论下吧 看到大家都对RLC有兴趣，上传个RLC比较实用的东东。只是说明是外文，不知道哪位能翻译下，不是E文的，感激是俄文的。不懂。
原来图，结构图，程序，说明等都齐的，不知道有人牵头作吗？ourdev_524820.rar(文件大小:1.06M) (原文件名:RLC2.rar) 过会看一下楼上传的俄文资料，先谢谢啦 再看下这个帖子，有点不对味儿，那个简易LC meter的东西太多了，英文网页上变种不下上百个。
做LCR电桥，就是要做到专业水准，最次也要达到1000块商业电桥的水平（校准条件增加的成本不算）。
所以建议楼猪删除简易两字，否则这个项目意义不是很大。 记号 回复【27楼】yy888 许意义
回复【25楼】schwarz
再看下这个帖子，有点不对味儿，那个简易LC meter的东西太多了，英文网页上变种不下上百个。
做LCR电桥，就是要做到专业水准，最次也要达到1000块商业电桥的水平（校准条件增加的成本不算）。
所以建议楼猪删除简易两字，否则这个项目意义不是很大。
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中国的开源项目本身就是让不懂的菜鸟学生学点知识，要做到专业水准，最次也要达到1000块商业电桥的水平（校准条件增加的成本不算），那这个DIY RLC智能测量仪<简易LCR电桥>的成本就不是100来块能搞定的，这个项目最重大的意义不是让你生产RLC智能测量仪，而是让你知道了解RLC智能测量仪的数种原理和实现方法，以便有网友有机会加入RLC智能测量仪......
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同意版主所说，我昨天为了深入的看一下，拆了台，拆到两点多，说实话现在卖出来的国产数字电桥，有些也许还不如DIY的好。。。。。 如果不考虑校准因素的话，国产￥1300左右的1kHz电桥真的可以用100多块DIY出来。 是不是这个又是下一个开源？ 这个非常支持
我在学校也拆过几个表
那是相当的！#￥……%&￥省略1000字 版主支持的开源项目太多了，都忙不过来了吧？ 支持 希望这个项目可以继续下去，很感兴趣呀 呵呵，现在是四点。。。还在参悟原理中 mark 回复【37楼】ju748 持诚求真
呵呵，现在是四点。。。还在参悟原理中
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赞，期待。 ju748 持诚求真哪个RLC2的俄文资料看的如何了？我手头上还有几个这样的东东。你有需要可以发给你看看。可惜这里明天开始就要关闭一个星期了。
如果有兴趣可以加我QQ：240229176 07Pic大赛的作品
http://www.circuitcellar.com/microchip2007/winners/third.html 这个好像没有资料
http://www.peakelec.co.uk/acatalog/jz_lcr40.html 这个要翻墙
http://sites.google.com/site/knohowlcrmeter/ 安捷伦的阻抗测量手册
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5950-3000.pdf 惠普的LCR基础
http://www.die.uniroma1.it/personale/pisa/CIRCUITI_MICROONDE/CAD/HP-SEMINARS/LCR.pdf Circuit Cellar PIC大赛的那个方案还是挺有意思的，用一片AD9833 DDS直接生成正弦波测试信号，然后用dsPIC的双路ADC同时采样并进行数字处理，把很多模拟部分都数字化了。
从MCU能力上看，dsPIC换成STM32完全没问题，而且STM32的1M ADC还可以把测量频率扩展到100KHz。 ADI的AD5933是个单芯片的解决方案，测量频率能从1k到100k，但范围不太理想，只有100Ω到10MΩ，不太适合直接做RLC表。那位高手看看能不能通过外加电路把范围改到1mΩ到100MΩ，并且再控制一下系统误差，就比较完美了。 要通过外部电路改进高度集成器件的性能，是极其困难的，所以绝大部分高精度仪器都是用分立电路搭建的。
如果要改良AD5933的标准应用电路，我更倾向于AD9833 + STM32的方案。 AD9833的相位不可控，我打算用Mega8+TLC7628的方案。在TLC7628输出30Hz~300kHz的同时，Mega8也可以给phase detector提供in phase和quadrature两个信号。现在主要是phase detector的方案没定下来，到底是用上面几个PDF里面的模拟开关切换运放的+-输入的方式，还是用方波/正弦波加给AD633/MC1495这样的乘法器方式好，要搭个电路看看。现在有事忙着呢，要下周一才能开工，刚好论坛关闭。 AD9833方案是数字处理的，不需要模拟鉴相器。 楼上说的是AD5933吧？
AD9833是DDS，AD5933看过，受限制很多。 我说的AD9833方案是Circuit Cellar 07年PIC大赛3等奖作品，41楼有链接。 PIC那个两年前就看过了，他的路子很怪，用的是检测相移，没有用到鉴相器。虽然他的做法理论上没有问题，但是成品LCR电桥就没有这么干的，可以试试他的模式有什么问题没有，反正单片机检查相移时间是长项，增加这部分小case。 数字处理最大问题是精度受限于ADC采样率、分辨率和CPU运算精度，那个方案的10-bit 100ksps ADC/16位DSP组合，精度太低了。 10位ADC不错了，相当于10进制3位半了。直流表个人能做到4位半就不错了，5位半几乎是无法突破的，交流的难度比直流大多了，别看分辨率，没意思。 10位ADC采样后还要经过16位整数/定点运算，精度损失不小。 本来就没有精度，损失什么？国产1500左右的LCR电桥说明书精度一段你看过没？ 自由轴法好像对测量用的正弦波相位没要求，只要是频率稳定的正弦波，相隔测量用的正弦波的90度测得的相量比即正比与被测的阻抗吧？
或者也可以说，测量用的正弦波在开始测量（即0度时，对应上面的90度而言）的初相角对测量是没有影响的. 回复【58楼】schwarz
本来就没有精度，损失什么？国产1500左右的LCR电桥说明书精度一段你看过没？
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1500左右的一般是0.1%-0.2%，PIC那个是1%。 0.1%只是基本精度吧，最终的测量精度应该是
(1+1/Q) 严重关注···· 高手们继续讨论起来啊！ 这个灰常好！！ - 强烈建议用proteus软件仿真，让你的板子和程序在电脑里动起来，尽量接近真实效果，q-603727388,不会用的可学用，baidu proteus论坛，效果比较好， vb vc, 都过年去了 蹄印 就我个人而言，绝不会用proteus，因为我觉得它常常“扭曲”真实效果…… 上传了一个AD5933的阻抗分析仪
AD5933测量接地阻抗特性 我也不会用proteus来仿真，没啥意义。 不知高手们进行怎样了 版主，我肚子里已经有点货了，酝酿了一下，想具体和“XU_MAJIA 第六纵队”用QQ之类的平台讨论一下，
当然是在前提他们有空的时候了，我随时都行，想看看主基调是啥样
可否联系一下，我的QQ：471661781 神平时生活用的邮箱471661781@qq.com 我也上传一个资料 点击此处下载 ourdev_531579.pdf(文件大小:332K) (原文件名:精密阻抗分析仪中数字相敏检波技术研究与实现.pdf)
点击此处下载 ourdev_531580.pdf(文件大小:215K) (原文件名:新型全数字化阻抗分析仪设计与实现.pdf) 回复【74楼】yy888 许意义
回复【73楼】ju748 持诚求真
版主，我肚子里已经有点货了，酝酿了一下，想具体和“XU_MAJIA 第六纵队”用QQ之类的平台讨论一下，
当然是在前提他们有空的时候了，我随时都行，想看看主基调是啥样
可否联系一下，我的QQ：471661781 神平时生活用的邮箱471661781@qq.com
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你既然肚子里已经有点货了，就请酝酿一下，将主基调提出个方案出来，传上来大家讨论，这样对你有好处，可开动脑子，想出各种方法来提高性能，降低成本，本 RLC 数字电桥的成本限制在几十元，IC 仅限制使用少量几块最常用便宜的通用芯片，方便网友业余 DIY 仿制, 所以，像这种AD5933高价专用芯片，被选用的概率几乎为0, 一个低成本的可行......
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我想用个办法用非门搭出一个过零检测电路（这个还在想），以前用的是两个光耦做的那个到可以用的
一个晶振一个非门构成振荡出交流信号（虽然很难看但是不太高的时候还是可以的），
之后就是模拟开关做测量电路选择以及交流信号（晶振和非门产生）的开启
最后用一个358双运放做双积分AD,信号产生用555的话也可以，可以顺便产生负压供给358一端做反向积分用。。
（总的成本不过20块，是不是太便宜了啊。。有点假冒伪劣的感觉）但是说句实话没做过好没底啊。
至于测电阻打算用精密电阻和555做张表出来，在程序里调用，当外部RX接入导致振荡后，根据实际频率比较表以及线性公式
可以算得出电阻，这个精度我倒是能保证的，但是做表比较烦，没有专用的电阻箱比较费时间
现在等着版主和众位大师的口水。。。我做好下油锅的准备了。。。
我只是个小把戏啊。。小小学校的小破实验室老师。。。还是个破格留校的。。
大家下手拍砖时候轻一点啊。。。我怕疼。。 这样很大杂烩啊，各模块的难度都不小，估计DIY时的调试过程得难倒一大片。 呀。。大师来了。。。
其实我觉得还好。。。至少晶振和非门产生预定频率的震荡波属于简单的，358做双积分也不算难，
关键就是要看思路是不是很明白了的，应当建议初学者还是不要这么做的，确实有点考基本功。。。
像您这样挑战一下还可以的，要是做通用的，这种方法真的会倒下一大片的。
不过悄悄说哦，真的成本实在是太便宜了，又可以用2051，版主估计挺看好的。。。
其实这个只是思路，各个模块都是底线在做，只要稍微抬高点成本，就可以做DIY项目了。。 建议先确定下大概的指标参数，再想具体的电路方案。
先拍几个砖：
1.信号源是固定频率还是可变的？用晶振和非门产生测试信号，打算工作在什么频率？低频正弦波振荡器首选文氏电桥……
2.双积分是不难，但358做到3位半精度就到头了，这么搞还不如直接用AVR的片内ADC？还是打算把版主的ADC项目也一锅端了？呵呵。
3.555振荡频率测电阻是可以，关键问题是普通电容的精度和稳定度都比电阻低多了，所以一般振荡频率测量法是用来测电容的。如果要测电阻，估计到时候又一堆人喊买不着云母电容了。 我正好看好书准备洗洗睡一会起来上班的，想想还是再上来看看。
大师三点半没睡回我消息真的很是感激，看了您的评语我只能说疏忽了疏忽了，光想着便宜和分块去了，
谢谢咕唧霖大师的指正，其实我也想定参数再选方案的，否则真的一点没边。
到现在还没和别的同胞们讨论过这个我一个人拿不下注意，我是一心想往大里做的。。这是实话
但是毕竟要考虑大多数人，我只能听着版主的话。。。抠啊抠。。。使劲找便宜。。
文氏电桥我想过，但是处理的不好的话后果真的很严重，这个还是定完指标测过再说。
358不是我想的啊。。。版主叫我看看AD。。我本来就想去试试，何况2051刚好没AD于是冲动了（呵呵赖在版主头上了。。版主不会骂我吧）
冲动是魔鬼啊。。。。咕唧霖一语中的。。精度一塌糊涂的。。。
电容的话我还是习惯用频率法间接测的，但是电阻我想不到用什么简单的方法去完成这个阻值测定，于是乎555出场了。 先将【23楼】的原理结构吃透了，因为还可将电路进一步简化，明白了每一部分的原理，软件要如何编写来实行功能…等。才可动手硬件电路原理图。 回复【23楼】dabi
看到大家都对RLC有兴趣，上传个RLC比较实用的东东。只是说明是外文，不知道哪位能翻译下，不是E文的，感激是俄文的。不懂。
原来图，结构图，程序，说明等都齐的，不知道有人牵头作吗？ (原文件名:RLC2.rar)
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看来只能请Proteus的版主翻译了..... 23楼的作品看那个框图和电路图就行了，文字看不看也差不多。 确实飞得太快了。。我想组织认错。。。
确实现在电桥有些问题还解决不了。。。
我已经和第六纵队联系上了的正在讨论 鉴相器那部分最关键吧。 关键是数字鉴相哪一块怎么算,还是一个头疼的问题,我们想做自由轴的 回复【86楼】yy888 许意义
双积分是不难，但一般情况下，358做到3位半精度就到头了，版主计划让 笨小孩 用358之类的低价运放来搞4位半精度, 冲击5位半精度, 挑战一下358之类的低价运放的应用极限，由于358之类的低价运放技术指标太低，只能通过非常规途径、非常规运用，来大幅度降低运放及积分电容的精度要求，解决业余条件下，高精度积分电容采购难的难题，提高AD转换精度，到时请你多多指导，给点提议，谢谢。
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我的原意，是想让 ju478 别把方案想得太复杂，什么东西都往里面包，这样起步阻力太大，容易顾此失彼。
358做4位半不是不可能，但是我估计 ju478 心里并没有“如何用358做4位半”的概念，照书本上的常规方案做，3位半到头了。
所以我是比较倾向于每项目独立研究一种单元电路的方式，最后才将一些成熟的方案逐渐整合到别的项目中。
回复【91楼】XU_MAJIA 第六纵队
关键是数字鉴相哪一块怎么算,还是一个头疼的问题
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数字鉴相的思路德国人的方案里说得很清楚了，关键点就是用正余切运算精确判断两个离散采样点之间的等效过零点。 我其实是走偏了的，我的办法是想避开鉴相器的做法。。。
现在知道了，核心部分不准变的。。 其实我是想测量初相的。。从cpu发出两路同相pwm然后变成正弦波，然后就检测第一次第二次过零 本来我想搞来着，DIY一个功率计和一个LCR电桥，核心器件都是AD633，结果在淘宝上花了将近300块买了2个批次11片全都是假的，正在跟卖家扯皮退款呢。心情大坏，已经不想干了。 回复【94楼】ju748 持诚求真
我其实是走偏了的，我的办法是想避开鉴相器的做法。。。
现在知道了，核心部分不准变的。。
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可能你没理解透LCR电桥的工作原理吧，LC元件的交流特性就是电压和电流相位不同，从而表现出阻抗，这个阻抗是复数，和纯电阻的实数值不一样。要测量阻抗，就必须面对检测电流和电压相位差的问题，因此LCR电桥要同时测量的是三个量：电压、电流和两者的相位差，然后通过这三个量算出测量结果。因此，不是核心部分不准变，而是无论怎么变也不能缺少任一个量，所以测量思路实际上都是大同小异。例如你不用鉴相器，用过零检测来判断相位差，再通过单片机运算出正确的结果，这个思路也是可以的。而鉴相器实际上是个模拟乘法器，直接用模拟电路完成三个量的运算了，所以鉴相器积分后接个表头，也就是个结果了。 回复【96楼】june4th
本来我想搞来着，DIY一个功率计和一个LCR电桥，核心器件都是AD633，结果在淘宝上花了将近300块买了2个批次11片全都是假的，正在跟卖家扯皮退款呢。心情大坏，已经不想干了。
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这东西淘宝买的话建议找专卖拆机件的商家，除了卖相差点，一般都是真货，自己用无所谓了。 用乘法器的鉴相器大都是固定轴式，出来的是同相（相对于信号源）和正交两个电压值，没有相位差信号。
还有一种自由轴式LCR，输出的是同相电压和相位差。
简单的画个图：
0度是输入信号，自动平衡桥输出电压如图，红色为固定轴测试电压，绿色为自由轴测试信号。
两种方法都需要鉴相器，固定轴鉴相器信号输入来自于信号源，自由轴来自于平衡桥输出。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_25/ourdev_531943.png
(原文件名:无标题.png) 回复【98楼】gzhuli 咕唧霖
回复【96楼】june4th
本来我想搞来着，DIY一个功率计和一个LCR电桥，核心器件都是AD633，结果在淘宝上花了将近300块买了2个批次11片全都是假的，正在跟卖家扯皮退款呢。心情大坏，已经不想干了。
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这东西淘宝买的话建议找专卖拆机件的商家，除了卖相差点，一般都是真货，自己用无所谓了。
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第一家是卖拆机件的，打磨痕迹明显；第二家自称全新，激光暗字，批号一样，但是5片的注塑模具明显不一样，造假水平较高。
这东西不像运放，兼容器件基本没有，打磨的肯定不能用。
只能找farnell了，要是2家都退钱了，我就买3片，200块，可能要春节后了。 回复【97楼】gzhuli 咕唧霖
回复【94楼】ju748 持诚求真
我其实是走偏了的，我的办法是想避开鉴相器的做法。。。
现在知道了，核心部分不准变的。。
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可能你没理解透LCR电桥的工作原理吧，LC元件的交流特性就是电压和电流相位不同，从而表现出阻抗，这个阻抗是复数，和纯电阻的实数值不一样。要测量阻抗，就必须面对检测电流和电压相位差的问题，因此LCR电桥要同时测量的是三个量：电压、电流和两者的相位差，然后通过这三个量算出测量结果。因此，不是核心部分不准变，而是无论怎么变也不能缺少任一个量，所以测量思路实际上都是大同小异。例如你不用鉴相器，用过零检测来判断相位差，再通过单片机运算出正确的结果，这个思路也是可以的。而鉴相器实际上是个模拟乘法器，直接用模拟电路完成三个量的运......
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怎么计算相位差?我是指自由轴的方式 算相位差用两个模拟比较器出给单片机就行，这部分其实最简单。 回复【96楼】june4th
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看来你准备搞固定轴的罗 自由轴和固定轴可以同时搞，放一个板子上。
但是如果要做PCB的话，鉴相器这块我还没想好，到底是用AD633这样的乘法器还是用模拟开关切换运放输入的方式来实现，本贴最上面的德文和俄文PDF用的都是后者。 回复【102楼】june4th
算相位差用两个模拟比较器出给单片机就行，这部分其实最简单。
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可以有更简便的办法不? 如果你想最终性能超越那个频率法的建议LCR的话，没有更简便的方法。
当然我的目标是最少是市面上1300块以上LCR电桥的水平。 回复【92楼】gzhuli 咕唧霖
回复【86楼】yy888 许意义
双积分是不难，但一般情况下，358做到3位半精度就到头了，版主计划让 笨小孩 用358之类的低价运放来搞4位半精度, 冲击5位半精度, 挑战一下358之类的低价运放的应用极限，由于358之类的低价运放技术指标太低，只能通过非常规途径、非常规运用，来大幅度降低运放及积分电容的精度要求，解决业余条件下，高精度积分电容采购难的难题，提高AD转换精度，到时请你多多指导，给点提议，谢谢。
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我的原意，是想让 ju478 别把方案想得太复杂，什么东西都往里面包，这样起步阻力太大，容易顾此失彼。
358做4位半不是不可能，但是我估计 ju478 心里并没有“如何用358做4位半”的概念，照书本上的常规方案做，3位半到头了。
所以我是比较倾向于每项目独立研究一种单元电路的方式，最后才将一些成熟的方案逐渐整合到别的项目中。
回复【91楼】XU_MAJIA 第六纵队
关键是数字鉴相哪一块怎么算,还是一个头疼的问题
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数字鉴相的思路德国人的方案里说得很清楚了，关键点就是用正余切运算精确判断两个离散采样点之间的等效过零点。
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就是这个关键点,怎么弄,头晕中 回复【107楼】RF_Xu 第七纵队
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你打算学Circuit Cellar MT1769那个用高速AD + DSP来搞？不用DSP就像102楼说的那样，比较器检测过零，单片机计数器捕捉时间差，然后和测量频率周期运算就出来了。不过这样高频率的精度不够高，运算量也大。 回复【108楼】gzhuli 咕唧霖
回复【107楼】RF_Xu 第七纵队
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你打算学Circuit Cellar MT1769那个用高速AD + DSP来搞？不用DSP就像102楼说的那样，比较器检测过零，单片机计数器捕捉时间差，然后和测量频率周期运算就出来了。不过这样高频率的精度不够高，运算量也大。
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是这个意思了. 我和第六纵队也就是现在的第七纵队讨论下来，至少我在77楼提出的过零采样初相时间差的部分无太大意义，别的还在细细分析中
鉴相器暂时还在细细推敲，务必会做到版主89楼提出的“彻底搞明白”的目标！有点眉目了的，敬请期待，整整十八页的QQ聊天记录
啊，整理一下还是有很多共同点的，呵呵。等做好笔记，就将方案给大家拍拍。
另：版主，我也已经在看作业了，看的比以前任何一次都要认真，使用的是电子电路分析与设计这本国外的经典教材，不知国内的版主
推荐哪本，我找出来和那本一起参详。其实还记得一本日本的运算放大器设计不错可惜找了半天没找到。
不知不觉已经天亮，哈哈，又一天没睡。