LCR设计的探讨

fickle · 发表于 2010-8-18 22:49:23

既然是技术探讨，欢迎拍砖。

1、设计lcr思路源自 http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3823454&bbs_page_no=1&bbs_id=3041。该贴提供了2个lcr设计图纸，分别是俄国

人和德国人版。

a、2个版本设计思路基本一致：自动平衡电桥和同步检测技术。

b、德国使用模拟ADC，很强悍。（可惜，至今没看懂）；俄国人使用icl7135，很简洁。

2、我的设计思路：

a、使用codec芯片wm8731，包含24bit ADC 和 DAC。

b、使用可编程增益放大器pga204。显然这个204没有成本优势，但省掉校准部分。（本人没有lcr设计经验且没有相应校准配套仪器）

3、原理图。
点击此处下载 ourdev_575981.pdf(文件大小:149K) (原文件名:lcr WM8731+pga204.pdf)

gzhuli · 发表于 2010-8-18 23:23:19

1.不要用HP OUT，用LINE OUT，而且你后面还有一级运放
2.你的自动平衡电桥在哪里？
3.没必要用PGA204吧，用运放和4052做成3档固定增益放大，U和I两路同时进CODEC采样就行了
4.其实我觉得不需要可变增益放大也可以了，24-bit ADC的分辨率足够高了

fickle · 发表于 2010-8-18 23:56:46

回复【1楼】gzhuli 咕唧霖
1.不要用hp out，用line out，而且你后面还有一级运放
2.你的自动平衡电桥在哪里？
3.没必要用pga204吧，用运放和4052做成3档固定增益放大，u和i两路同时进codec采样就行了
4.其实我觉得不需要可变增益放大也可以了，24-bit adc的分辨率足够高了
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1、好，我再看看数据手册。

2、使用的是I-U方式。至于平衡电桥正是我迷惑之处：实在看不出电桥有什么优势？仅仅为了取得电流信号，难道测量一个电阻不是更

方便么？不过，自动平衡电桥据说是HP工程师提出的，而且ad5933设计思路也是。希望指点一二？（呵呵，纠结之中）

3、俄国人做的那个东东需要7次校准，为了省去这个麻烦，还是倾向于使用204。如果频率准的话，我想无需校准就可直接使用。

4、也许。不过最好使用仪表放大器。（pcb再垃圾也会比3个运放搭的效果好，呵呵，我是菜鸟）还有，没用过wm8731，到底这个片子能

达到多少位心里没底。
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gzhuli 咕唧霖兄多多赐教，总比以后感受"挫败"好。(呵呵，这种挫折感真是不好受。想这个东东接近hp4263B水平）

june4th · 发表于 2010-8-19 00:44:24

没看WM8731的Datasheet，先mark一下。

huawuque · 发表于 2010-8-19 09:52:38

支持

zlyny · 发表于 2010-9-16 08:44:24

帮顶一下...

jt6245 · 发表于 2010-10-23 21:47:07

你的设计有点类似德国人版的 lcr tweezers
使用PGA amp 和 24bit ADC

德国人版的 tweezers rlc
2个 pga amp,24bit ADC ,mpu emmbeded 12 bit dac
自动平衡电桥
http://www.cqham.ru/forum/forumdisplay.php?f=27

原理图ourdev_592250XKJRNV.pdf(文件大小:81K) (原文件名:Схема.pdf)

图1 (原文件名:1.JPG)

图2 (原文件名:2.jpg)

fickle · 发表于 2010-10-24 09:22:15

回复【6楼】jt6245
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呵呵，谢谢对这个帖子关注。

实际上，板子已经画完，外壳已经选定。哦，打算做手持式仪器，使用3.2寸的lcd。

但是，感觉做出来的这个东东，商业利润空间不够，因此，一直在犹豫中。

----------

至于做成镊子的，找到一个更好的芯片，苦于外壳和液晶屏找不到。但是，觉的这个镊子，商业空间足够。如果你有什么想法，我

们可以交流，甚至合作。

fickle · 发表于 2010-10-24 09:25:43

回复【6楼】jt6245
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“你的设计有点类似德国人版的 lcr tweezers ”

呵呵，有一点是不一样的，我使用的是24bit的adc/dac是集成的。

当然，基本测量手段跑不出大圈。

jt6245 · 发表于 2010-10-24 09:54:22

更正!! 应该是俄国人版lcr tweezers ,不是德国人版

我是电子diy者没有计划商业

fickle · 发表于 2010-10-24 11:34:05

其实，很期望看到你做的那个东东进一步的结果。

www1519 · 发表于 2010-10-24 12:00:29

mark

fickle · 发表于 2010-11-13 15:52:25

达到的指标，

1、电阻范围：0.0001 ohm -- 100M ohm

2、电感范围：100nH -- 10kH

3、电容范围：0.5pF -- 10mF

4、基本精度：0.25%

5、测试频率：1kHz

6、偏置电压：可编程

7、测试方式：2线或者4线

hclcwx · 发表于 2010-11-13 16:25:34

ding

PSIR · 发表于 2010-11-24 15:44:25

请问 LCR Meter 是如何测出负载的相位偏？
例如若量测一个电容时，如何得知电压和电流的相差为90度，谢谢。

yywin · 发表于 2010-11-24 19:56:42

学习

fickle · 发表于 2010-11-25 12:05:32

回复【15楼】PSIR
请问 lcr meter 是如何测出负载的相位偏？
例如若量测一个电容时，如何得知电压和电流的相差为90度，谢谢。
-----------------------------------------------------------------------

是俄版还是德版？还是其他？

如果能给出具体的电路，讨论会更有针对性。

fickle · 发表于 2010-11-25 12:21:44

回复【15楼】PSIR
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对了，我手头有俄版电路的英文说明文档，也许对你有帮助。
点击此处下载 ourdev_600345H9Z7P8.pdf(文件大小:214K) (原文件名:RLC2e.pdf)

fickle · 发表于 2010-11-25 16:03:40

手头有俄版的图纸，以此来做说明。

1、为了得到dut的阻抗参数，必须测量4次，即电压2次和电流2次。

2、在为0度时，即图纸da9在0_clk时，得到信号的实部；在为90度时，即即图纸da9在90_clk时，得到信号的虚部。

3、虚部和实部之比的反正切，即为相角。

4、关于电感和电容的判断，由这个相角的正负来区分。

以上是我对俄版电路的理解，有什么想法我们可以探讨。

PSIR · 发表于 2010-11-26 11:50:01

fickle 你好：

感谢您的说明，请问一下哪里有俄版图纸的文档可以下载？好让我可以和那份俄版电路的英文说明档对照研究。

请问俄版电路可以测量相位偏吗？还有请问 0_clk 和 90_clk 这两个是什麽样的信号？

最後请问 RLC-2 说明书里的方块图都写俄文，看不懂什麽意思怎麽办呢？

PSIR · 发表于 2010-11-26 11:55:16

回复【17樓】fickle
回覆【15樓】psir
請問 lcr meter 是如何測出負載的相位偏？
例如若量測一個電容時，如何得知電壓和電流的相差為90度，謝謝。
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是俄版還是德版？還是其他？
如果能給出具體的電路，討論會更有針對性。
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这是我目前所知的自动平衡电挢的结构图，我所不清楚的是其中一张有画到相位测量，
但我不知道那要怎麽做？可以和您讨论看看吗？

(原文件名:precision impedance analyzer.jpg)

(原文件名:Auto Balancing Bridge.jpg)

fickle · 发表于 2010-11-26 13:01:36

回复【20楼】PSIR
fickle 你好：
感谢您的说明，请问一下哪里有俄版图纸的文档可以下载？好让我可以和那份俄版电路的英文说明档对照研究。
请问俄版电路可以测量相位偏吗？还有请问 0_clk 和 90_clk 这两个是什麽样的信号？
最後请问 rlc-2 说明书里的方块图都写俄文，看不懂什麽意思怎麽办呢？

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恩，看到图纸就会明白，把手头资料上传。

俄版图纸ourdev_600568WF3O4E.pdf(文件大小:186K) (原文件名:RLC2.pdf)
德版图纸（德文）ourdev_600569EKN8K2.pdf(文件大小:1.28M) (原文件名:RLC_9000.pdf)
一款商业图纸ourdev_600570XWRZV2.pdf(文件大小:685K) (原文件名:lcr_4080_shematic_230.pdf)
精度很高商业图纸ourdev_600571TAIKSE.pdf(文件大小:533K) (原文件名:lcr_meter_817_shematic_134.pdf)

fickle · 发表于 2010-11-26 13:11:03

回复【21楼】PSIR
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恩，也许M3的lcr文档，会解释你的疑问。呵呵，手边资料很多，有很多不明白的，当然希望和你讨论。

点击此处下载 ourdev_600578CZ10Z9.pdf(文件大小:2.13M) (原文件名:M3_Digital LCR Meter.pdf)

shaobing1231 · 发表于 2010-11-26 21:21:41

强帖，留名~
学习来的！

fickle · 发表于 2010-11-29 01:28:19

回复【6楼】jt6245
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ad8231 + ad7793 +mux 设计有点意思，领悟中。

rlogin · 发表于 2010-11-29 09:16:35

不错mark

PSIR · 发表于 2010-11-29 14:35:27

fickle 你好：

我研究了俄版 RLC-2 的那張圖紙，發現有 3 個地方我有疑問，請問您一下好嗎？
（1）請看 RLC-2_probe.jpg 這張圖，這個電路是否是屬於 4 線式的結構？中間的儀表放大器是否是用來放大 Zx 兩端的電壓用？

（2）請看 RLC-2_phase select.jpg 這張圖，這個電路是什麼作用？最左邊的 SinClk 引腳是接到 CPU 16F877，應該是輸入一個方波，它的頻率是多少？在經過這 3 個 IC 之後，最右邊的 0_Clk 及 90_Clk 是輸出什麼樣的信號呢？

（3）最後是 RLC-2_ICL7135.jpg 這張圖，我搞不清楚左邊那 3 個類比開關在做切換的時候到底是輸出什麼信號給 ICL7135，而 ICL7135 又是怎麼將 A/D 轉換值傳送給 CPU？

以上盲點，盼請釋疑，还有是否方便给我您的邮箱，谢谢。

(原文件名:RLC-2_probe.jpg)

(原文件名:RLC-2_phase select.jpg)

(原文件名:RLC-2_ICL7135.jpg)

fickle · 发表于 2010-11-29 18:53:54

回复【28楼】PSIR
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1、对，da3的3个运放组成的仪表放大器，测量dut电压；测量方式属于4线测量，所谓开尔文方式，不过阻抗大于1k的话可以采用2线。

2a、请见18楼的说明文档的第9页，HC390 and HC164 --> meander 1kHz 0_Clk and 90_Clk; phase shift of 90º

猜测meander应该是render。（这个说明文档原文是俄文，网络有人翻译成英文）

2b、至于频率为多少？同样见第9页，To detect the meandering 250kHzs "AdcClk" and meander, "SinClk" - 100kHzs (in

sinus = 1kHz)，提供一个线索。俄版的这个东东提供100Hz，1kHz和10kHz测量频率，从上文中说，1kHz时SinClk是100kHz。

2c、至于0_Clk 及 90_Clk应该输出也是方波。

3、应该在输出正弦波的同时给da9（74hc4053）。关于“ICL7135 又是怎麼將 A/D 轉換值傳送給 CPU”问题，理解的核心是俄版测量原

理，即同步检测(synchronous detect，google这个洋文单词会找到很多解释内容）。通过0_Clk 及 90_Clk的切换，把测量信号进行整

流，然后积分转换成直流电压，得到相应的adc值。

fickle · 发表于 2010-11-29 19:05:11

另外，俄版电路来源于，http://www.pro-radio.ru/measure/6873/。

呵呵，不懂俄文，翻译成中文，又不知所谓；不过翻译成英文勉强看看大概意思。

俄版电路成品 (原文件名:rlc2.jpg)

jt6245 · 发表于 2010-11-30 00:37:00

回复【22楼】fickle
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lcr_meter_817_shematic_134.pdf
我以前没有看到这个，需要支持。

PSIR · 发表于 2010-11-30 11:36:56

回复【29樓】fickle
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fickle兄：

请问一下，

（1）这个俄版电路到底有没有量测并显示相位角的功能？从它的成品照片看来没有看到相位角的字眼。

（2）请问 Impedance 的内部计算公式为何？我只知道自动平衡电挢的 Impedance 计算方式是我在 21 楼发的下面那张图的公式，
不知道俄版电路的计算方式是否也是这样？

谢谢。

fickle · 发表于 2010-11-30 11:48:32

回复【32楼】PSIR
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1、Q和D应该包含相位信息。

2、猜测电流和电压都是分别测量2次，分别得到实部和虚部。有了实部和虚部后，按照21楼下面公式计算。（注意一点，公式中参数是

矢量概念）

fickle · 发表于 2010-11-30 11:51:53

回复【32楼】PSIR
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以下文档有详细论述，好像和21楼那个有点不一样，猜测可能有用。

阻抗测量手册ourdev_601326PL37I8.pdf(文件大小:1.58M) (原文件名:ImpedanceMeasurementHandbookRev3.pdf)

PSIR · 发表于 2010-11-30 17:18:15

回复【19樓】fickle
手頭有俄版的圖紙，以此來做說明。
1、為了得到dut的阻抗參數，必須測量4次，即電壓2次和電流2次。
2、在為0度時，即圖紙da9在0_clk時，得到信號的實部；在為90度時，即即圖紙da9在90_clk時，得到信號的虛部。
3、虛部和實部之比的反正切，即為相角。
4、關於電感和電容的判斷，由這個相角的正負來區分。
以上是我對俄版電路的理解，有什麼想法我們可以探討。
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fickle 你好：

我今天看了俄版 RLC-2 的说明书，坦白说很多地方还是有看没有懂，不过我大致了解它的意思和你上面讲的一样。

请问：
（1）说明书上说透过 DA7.3 类比开关的切换，往上是测量电压，往下是测量电流，而 DA9.3 类比开关则用来选择 0_Clk(实部) 以及 90_Clk(虚部)，这样下来总共会得到 4 个测量数据，那请问如何根据这 4 个数据计算出 Impedance？

（2）再来是这句「虛部和實部之比的反正切，即為相角。」，请问电压和电流各有虛部和實部，要用哪一组来做正反切呢？

谢谢。

fickle · 发表于 2010-11-30 22:03:58

回复【35楼】PSIR
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1、其实就是矢量运算。假设Ux、Uy和Ix、Iy分别是4个测量值，那么impedance = （Ux + iUy）/（Ix + iIy），其中，i表示虚部符

号。那么阻抗实部，（UxIx+UyIy） / （IxIx+IyIy)，虚部同理。呵呵，我是不是多此一举了。

2、应为阻抗的虛部和實部之比的反正切，即為相角。

xml2028 · 发表于 2010-12-1 08:43:17

mark

PSIR · 发表于 2010-12-1 11:59:01

回复【36楼】fickle
回复【35楼】psir
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1、其实就是矢量运算。假设ux、uy和ix、iy分别是4个测量值，那么impedance = （ux + iuy）/（ix + iiy），其中，i表示虚部符
号。那么阻抗实部，（uxix+uyiy） / （ixix+iyiy)，虚部同理。呵呵，我是不是多此一举了。
2、应为阻抗的虚部和实部之比的反正切，即为相角。
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fickle 大大您好：

很抱歉我对实部和虚部不是很了解，请问当量到电压和电流的实部和虚部共 4 个 A/D 值之后，在单片机里面是如何计算的？有那颗 16F876 的源代码可以看吗？谢谢。

fickle · 发表于 2010-12-1 14:22:50

回复【40楼】PSIR
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fickle 大大? 不必如此，这些都是网络上东东，谁都可以得到。

俄版lcr2 的设计资料，来源 http://www.pro-radio.ru/measure/6873/：

1、\doc 包括英文说明文档。大概用的自动翻译软件，勉强可看。

2、\hard 包括原理图和pcb图，分别使用文件夹下2个软件查看。

3、\soft 包括源代码和目标代码。

点击此处下载 ourdev_601557J737LW.rar(文件大小:2.66M) (原文件名:RLC2_v1.0.rar)

gzhuli · 发表于 2010-12-1 15:24:55

回复【40楼】PSIR
很抱歉我对实部和虚部不是很了解
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这就要先复习一下高中数学了，否则原理公式都看不明白还怎么做。

PSIR · 发表于 2010-12-1 16:37:36

请问这是否就是所谓的「自由轴法」量测原理，我在站上找到这份文件。
点击此处下载 ourdev_601583OP9Q4I.pdf(文件大小:5.61M) (原文件名:基于MSP430的手持式LCR数字电桥的设计与实现.pdf)

里面的第10页看到这个图，让我联想到您说的测量电压2次和电流2次，分别得到实部和虚部共4个电压，

(原文件名:Free coordinate axis theory.jpg)
请问这 4 个电压分别对应到图中的 a,b,c,d 哪 4 个电压？
最后请问要计算 Z 和相角的话要代哪一个公式？

谢谢。

fickle · 发表于 2010-12-1 16:59:42

34楼文档有详细说明。

如果x轴表示实部的话，a和c是实部，另外2个是虚部。阻抗就是2个矢量的除法结果，相角就是阻抗的角度。

注意一点，dut的不同，2个矢量超前和滞后是不一样的。

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刚下载完你给的资料，呵呵，里边解析很详细。

fickle · 发表于 2010-12-1 17:07:59

回复【43楼】PSIR
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你在大学里？呵呵，其实一直有个原理性东东没明白。

为什么要用自动平衡电桥？这种方法有什么优点，和直接的I/V方法比较？

看到所有的设计都是采用自动平衡电桥，而我自己的设计就是采用I/V（觉得简单明了，无非多2个0.1%电阻而已）。

PSIR · 发表于 2010-12-1 17:19:31

回复【44楼】fickle
34楼文档有详细说明。
如果x轴表示实部的话，a和c是实部，另外2个是虚部。阻抗就是2个矢量的除法结果，相角就是阻抗的角度。
注意一点，dut的不同，2个矢量超前和滞后是不一样的。
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刚下载完你给的资料，呵呵，里边解析很详细。

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fickle 您好：
可否用一个实例来计算示范一下，例如现在测得 a,b,c,d 4个电压了，
如何用 2 个矢量的除法求出阻抗，相角又应该是那个电压除那个电压的反正切，谢谢。

fickle · 发表于 2010-12-1 17:24:35

回复【42楼】gzhuli 咕唧霖
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呵呵，又见gzhuli大侠，有个问题请教。

左看右看俄版设计，感觉俄国人故意降低了技术指标。

前不久看到一款法国人的设计mw1008（见http://www.mwinstruments.com/MW1008/MW1008_f.html，基本精度达0.2%）从他给出材料表

和pcb板子分析，和俄版设计接近。由此，更加印证以前的猜测。

不知大侠有何看法？

QZDZ · 发表于 2010-12-1 17:30:46

持续关注

fickle · 发表于 2010-12-1 17:39:06

回复【46楼】PSIR
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1、假设阻抗im 实部和虚部分别为imx和imy。

2、假设电压和电流的实部和虚部分别为ux、ix与uy、iy，那么ux = a，ix=c以及uy=b，iy=d。

3、im = （ux + i×uy）/（ix + i×iy）--》欧姆定律

4、imx = （ux×ix + uy×iy）/（ix×ix + iy × iy）；imy = （-ux×iy + uy×ix）/（ix×ix + iy × iy）

5、阻抗im相角，theta = arctan（imy/imx）

呵呵，看着还不如文档呢，好乱。TAKE IT EASY，到了具体写代码时不会错。

其实，我以为lcr成功关键在于pcb板子设计，一般代码没问题。

PSIR · 发表于 2010-12-2 13:50:33

fickle兄：

请问如果正弦波信号源改用这种直接数字频率合成信号源(DDS)，例如 AD5932 或 AD9833，
那下面的这个电路应该如何更改？因为它的输入端是方波，而 DDS 输出的是正弦波，
是否要将正弦波再整型成方波送进去？谢谢。
引用图片【28樓】PSIR
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(原文件名:RLC-2_phase select.jpg)

fickle · 发表于 2010-12-2 18:45:20

回复【50楼】PSIR
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1、记得ad9834有1个直接输出方波的pin，这个pin也许可以利用一下。（很奇怪，下载ad9833文档，不能看。）

2、不过，类似dds芯片输出的正弦波的失真度也不太好，同样需要滤波器。因此，效果未必好于俄版设计使用8阶开关滤波器max293。

3、同样，22楼文档4，使用dac产生正弦波，道理和dds一样的。

4、呵呵，综合以上考虑，我最终使用codec芯片wm8731产生正弦波。

AG17 · 发表于 2010-12-2 20:10:24

mark

PSIR · 发表于 2010-12-3 09:45:26

回复【51楼】fickle
回复【50楼】psir
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1、记得ad9834有1个直接输出方波的pin，这个pin也许可以利用一下。（很奇怪，下载ad9833文檔，不能看。）
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我从 ADI 的网站上下载了 AD9833 的文档，另外附上我现在在使用的 AD5932 文档给您参考看看，大家互相交流。

点击此处下载 ourdev_601943CJWHH5.pdf(文件大小:467K) (原文件名:AD5932.pdf)
点击此处下载 ourdev_601944W7XT4Z.pdf(文件大小:339K) (原文件名:AD9833.pdf)

fickle · 发表于 2010-12-3 10:27:51

回复【53楼】PSIR
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ad5932 好买么？比较冷门片子。ad5933可以直接应用lcr设计，很奇怪ad9833文档还是打不开。

看来你比较倾向于使用dds，不过为了提高测量精度，最好加入锁相环功能。偷偷以为俄版最大问题同步也许有问题，加入锁相环可能改

进。不过线路复杂多了。

PSIR · 发表于 2010-12-3 10:52:49

回复【54楼】fickle
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AD5932 还算有人在用，它只不过就是 AD5933 里面的那个 DDS 部分而已，
AD5932 本身就有锁相环的功能可以维持频率稳定度。

请问一下自由轴法的矢量计算应该参考哪一份文件？
文件看太多眼睛都花了，自由轴是安捷伦提出来的理论吗？

fickle · 发表于 2010-12-3 11:14:40

回复【56楼】PSIR
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“AD5932 本身就有锁相环的功能可以维持频率稳定度。”不是这个意思，我说的锁相环指的是同步检测那个切换信号。

自由轴法，是我很排斥一个概念，呵呵，看不出这个概念有什么意义，大概只有误导意义。关于阻抗算法，34楼的那个文档有。

“文件看太多眼睛都花了”，呵呵，注意到论坛很多帖子你都去过。我倒是愿意听听你的想法，打算做出什么样的lcr？频率多少？测量

精度多少？

fickle · 发表于 2010-12-3 11:42:36

回复【53楼】PSIR
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ad9833没有输出方波哪个角，ad9834有。

johnwjl · 发表于 2010-12-3 11:48:17

mark, LCR原理设计

fickle · 发表于 2010-12-4 14:41:43

1980年美国人lcr专利，大概推断出俄版设计思路。

点击此处下载 ourdev_602242T656J9.pdf(文件大小:447K) (原文件名:US4196475.pdf)

jt6245 · 发表于 2010-12-5 09:36:52

回复【50楼】PSIR
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回复【56楼】PSIR
回复【54楼】fickle
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ad5932 还算有人在用，它只不过就是 ad5933 里面的那个 dds 部分而已，
ad5932 本身就有锁相环的功能可以维持频率稳定度。
请问一下自由轴法的矢量计算应该参考哪一份文件？
文件看太多眼睛都花了，自由轴是安捷伦提出来的理论吗？

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答案是您传来的文件(原文件名:基于MSP430的手持式LCR数字电桥的设计与实现.pdf)
文件印的page 9-11 (2．4 自由轴法的基本原理),毫无疑问解决您所有的问题.
感谢您传来的文档!

PSIR · 发表于 2010-12-8 09:59:09

(原文件名:RLC-2_probe_test.JPG)
请教一下，图中的 R3 和 R4 那两个 1K 电阻是什麽作用？如果 I、U、I'、U' 都接到 Zx 的时候，
等於是被短路的状态呀，那它们有什麽作用呢？

fickle · 发表于 2010-12-8 10:23:50

在阻抗大于1k情形下，可以2线测量，即使用I和I'即可测量。

fickle · 发表于 2010-12-8 10:39:38

回复【62楼】PSIR
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多说几句，说错莫怪。

1、如果抱着diy想法，照着俄版pcb做就行了。其中，max293这个8阶滤波器产生正弦波，后面7135这个双积分的adc测量结果，太完美了。

2、如果有更多想法，觉得楼顶的图已经够好了，想不出还有什么方案超过它。哦，希望拍砖。

PSIR · 发表于 2010-12-8 11:09:15

回复【63樓】fickle
在阻抗大於1k情形下，可以2線測量，即使用i和i'即可測量。
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原来如此，小弟真是受教了。
fickle 大回文的动作真快。

fickle · 发表于 2010-12-8 11:24:51

回复【65楼】PSIR
回复【63樓】fickle
在阻抗大於1k情形下，可以2線測量，即使用i和i'即可測量。
-----------------------------------------------------------------------
原来如此，小弟真是受教了。
fickle 大回文的动作真快。
-----------------------------------------------------------------------

这段时间正好空闲，开始着手楼顶方案实施。

呵呵，真心希望你有什么想法可以共享一下，比如lcr外形做成什么样？

PSIR · 发表于 2010-12-8 13:49:32

回覆【66樓】fickle
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那裡那裡，分享不敢當，在下要向各位請教才是，
我現在正在試做俄版電路的自動平衡電撟部分，
但4053(DA7,DA9)那邊的鑑相器的信號變化還看不太懂，
等做到那边的時候再上來問問題，謝謝。

fickle · 发表于 2010-12-8 16:15:35

回复【67楼】PSIR
回复【66樓】fickle
-----------------------------------------------------------------------
那里那里，分享不敢当，在下要向各位请教才是，
我现在正在试做俄版电路的自动平衡电挢部分，
但4053(da7,da9)那边的鉴相器的信号变化还看不太懂，
等做到纳编的时候再上来问问题，谢谢。
-----------------------------------------------------------------------

恩，最好多看看俄版pcb图。因为在俄版论坛看到很多人在做，问题往往出在板子上。

joni · 发表于 2010-12-8 23:13:40

mark,有空细看

PSIR · 发表于 2010-12-10 11:22:45

fickle 兄：

可否帮我看一下图档中的俄版电路画红色圈圈的部分，分别是DA4.3和DA5.3的第一脚，
请问这两只脚输出的信号是否都为正弦波？我做起来的结果变成失真的方波，谢谢。

(原文件名:RLC-2_UI_SEL.jpg)

fickle · 发表于 2010-12-10 11:46:33

回复【70楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

肯定是正弦波。

fickle · 发表于 2010-12-10 12:02:35

回复【70楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

开始调试了，呵呵，看着眼馋。

做了2次板子，都有问题，哎，郁闷。

PSIR · 发表于 2010-12-10 13:08:59

fickle 兄：

请问你遇到什麽问题呢？你的版子做好了吗？

fickle · 发表于 2010-12-10 13:11:57

回复【73楼】PSIR
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拿到板子，居然过孔没打通，连续做了2次，同样问题。这样半个月时间过去了，昨天又找个厂家做了，但愿别出问题。阿门！

PSIR · 发表于 2010-12-10 14:45:50

回复【74樓】fickle
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太扯了吧，贯通孔没打通，期待您的最新发展。

yusufu · 发表于 2010-12-12 00:04:00

mark，学习了

PSIR · 发表于 2010-12-13 14:43:27

回复【49楼】fickle
回复【46楼】psir
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1、假设阻抗im 实部和虚部分别为imx和imy。
2、假设电压和电流的实部和虚部分别为ux、ix与uy、iy，那么ux = a，ix=c以及uy=b，iy=d。
3、im = （ux + i×uy）/（ix + i×iy）--》奥姆定律
4、imx = （ux×ix + uy×iy）/（ix×ix + iy × iy）；imy = （-ux×iy + uy×ix）/（ix×ix + iy × iy）
5、阻抗im相角，theta = arctan（imy/imx）
呵呵，看着还不如文档呢，好乱。take it easy，到了具体写代码时不会错。
其实，我以为lcr成功关键在于pcb板子设计，一般代码没问题。
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fickle 兄：

可否请您举个实例计算一下，例如现在量到 4 个 a,b,c,d 电压，如何用上面的公式算出来，
另外请问阻抗 Z 是否就是上面的 imx？谢谢。

PSIR · 发表于 2010-12-13 14:47:43

fickle 兄您好：

请问您收到新的版子没有？不知道您那块新的板子是用您自己的电路还是俄版电路做的？
如果是用俄版电路，我也想做一台来用，可否请您给我 PC 板的 Geber 档及单片机的原代码？
谢谢。

fickle · 发表于 2010-12-13 14:49:28

回复【77楼】PSIR
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imx = （ux×ix + uy×iy）/（ix×ix + iy × iy）；

imy = （-ux×iy + uy×ix）/（ix×ix + iy × iy）

其中，ux = a，ix=c以及uy=b，iy=d。

阻抗Z = imx + i x imy

fickle · 发表于 2010-12-13 14:52:18

回复【78楼】PSIR
fickle 兄您好：
请问您收到新的版子没有？不知道您那块新的板子是用您自己的电路还是俄版电路做的？
如果是用俄版电路，我也想做一台来用，可否请您给我 pc 板的 geber 档及单片机的原代码？
谢谢。
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做的pcb楼顶自己设计的。

俄版gerber文件没有，源代码见41楼。

fickle · 发表于 2010-12-13 14:58:43

回复【78楼】PSIR
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哦，41楼的hard目录下，有2个exe文件，用来浏览pcb和原理图的。

俄国论坛上，针对这个俄版发生激烈争论。有些人甚至另起炉灶（叫做RLC3）开始做，呵呵，看着很好玩。

PSIR · 发表于 2010-12-13 16:18:12

引用图片【43楼】PSIR
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(原文件名:Free coordinate axis theory.jpg)
fickle 兄，您就好人做到底，帮帮我吧，小弟将铭感五内。

容我再引用一次这个自由轴原理的图片，假设现在测得 4 个电压如下：

a = 4V, b = 2V, c = 2V, d = 4V 而因为 a = ux，b = uy, c = ix，d = iy。
这样，以下公式可以改成这样写：
-----------------------------------------------------------------------
imx = （ux×ix + uy×iy）/（ix×ix + iy × iy）；→ imx = （a×c + b×d）/（c×c + d×d）
imy = （-ux×iy + uy×ix）/（ix×ix + iy × iy） → imy = （-a×d + b×c）/（c×c + d×d）
其中，
阻抗z = imx + i × imy
-----------------------------------------------------------------------
计算：
imx =（a×c + b×d）/（c×c + d×d）
= (4×2 + 2×4）/（2×2 + 4×4）
= 16 / 20 = 0.8

imy =（-a×d + b×c）/（c×c + d×d）
=（-4×4 + 2×2）/（2×2 + 4×4）
= -14 / 20 = -0.7

阻抗z = imx + i × imy = 0.8 + i × -0.7 ← 请问这一式要怎么算出来？

最后是阻抗im相角，theta = arctan（imy/imx）= arctan（-0.7/0.8）= -41.1度
请问相位偏是不是就是落后 41.1 度？谢谢。

fickle · 发表于 2010-12-13 16:37:04

回复【82楼】PSIR
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没错。

fickle · 发表于 2010-12-13 16:44:24

回复【82楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

看来已经做出来板子了。提个小建议，先拿一个电阻，比如100欧或者1k作为dut，除去放大倍数关系，应该得到很准确测量结果。

如果不对，使用示波器看看波形；如果再不对，那肯定算法有问题，耐心查查。

fickle · 发表于 2010-12-13 17:00:38

回复【82楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

呵呵，再多说几句。产生正弦波方法大概有，

1、pwm产生。（俄版第一版就是如次）

2、dds产生或者电阻搭成产生正弦波。

3、方波加电容滤波器（比如max293，max7400）形成正弦波。

刚才说俄国论坛发生激烈争论就是方案2和3的选择上，到目前来看方案2效果不好。

还有，7400好像比293容易购买。

fickle · 发表于 2010-12-13 17:07:28

俄国论坛gm说，可以使用ATtiny2313外接电阻产生正弦波，原文如下，

(原文件名:截图1292231179.jpg)

俄版原作者GO回答，

(原文件名:截图1292231586.jpg)

以为GO 这句话说的很对，And one more question, how exactly will form signals for synchro?

之后，GM开了新帖，

(原文件名:截图1292232817.jpg)

PSIR · 发表于 2010-12-14 09:13:05

fickle 兄：
阻抗z = imx + i × imy = 0.8 + i × -0.7 ← 請問這一式要怎麼算出來？阻抗應該是多少歐姆？謝謝。

fickle · 发表于 2010-12-14 10:40:46

回复【87楼】PSIR
fickle 兄：
阻抗z = imx + i × imy = 0.8 + i × -0.7 ← 請問這一式要怎麼算出來？阻抗應該是多少歐姆？謝謝。
-----------------------------------------------------------------------

abs(z) = sqrt(imx × imx + imy × imy）；

angle（z）= arctan（imy/imx）

PSIR · 发表于 2010-12-14 10:59:47

-----------------------------------------------------------------------
abs(z) = sqrt(imx × imx + imy × imy）；
angle（z）= arctan（imy/imx）
-----------------------------------------------------------------------
让我试算一下好吗？

abs(z) = √(imx 平方 + imy 平方）
   = √(0.8 平方 + 0.7 平方）
   = √(0.64 + 0.49）
   = 1.06 歐姆

请问这样算对吗？谢谢。

PSIR · 发表于 2010-12-14 15:08:19

(原文件名:RLC-2_MUL.jpg)
请问 fickle 兄：
上图中的两级10倍 Mul 电路是什么作用？
照图上看来，两级各有一个 4053 的模拟开关在控制是否要放大，
两个都致能的话就是放大100倍，请问为何需要将信号放大？

fickle · 发表于 2010-12-14 15:36:39

回复【89楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------
abs(z) = sqrt(imx × imx + imy × imy）；
angle（z）= arctan（imy/imx）
-----------------------------------------------------------------------
让我试算一下好吗？
abs(z) = √(imx 平方 + imy 平方）
   = √(0.8 平方 + 0.7 平方）
   = √(0.64 + 0.49）
   = 1.06 歐姆
请问这样算对吗？谢谢。
-----------------------------------------------------------------------

没问题，哦，记得除以放大倍数。

fickle · 发表于 2010-12-14 15:46:04

回复【90楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

请问为何需要将信号放大？

------提高信号的测量范围，以其提高测量精度。

可是仔细算一下，比如最小电阻10m ohm（俄版），放大多少倍，达到adc输入范围和精度要求。

呵呵，自己设计的电路是放大1000倍，而且24位adc，大的有点奢侈，也没仔细算。

fickle · 发表于 2010-12-14 15:54:27

恩，我觉的最后精度取决于锁定相角的精度。看到一篇文献说，数字锁相达到120分贝以上，而模拟的差很多。一个中科院家伙说的，不

知说的有准么。

PSIR · 发表于 2010-12-14 16:25:04

fickle 兄：

请问俄版电路输出的量测频率是多少HZ？谢谢。

PSIR · 发表于 2010-12-14 17:48:00

(原文件名:RLC-2_ICL7135_CIRCLE.jpg)
fickle 兄：

请问一下，上面原理图的截图中，红圈部分的两个点，它的信号应该长什么样子？
是直流电压吗？我照原理图做电路，测试频率用10KHZ，但是这两点的信号都只是很低的电压，
几乎没有么变化，不知道这样问题出在哪里？

fickle · 发表于 2010-12-14 18:06:39

请问俄版电路输出的量测频率是多少hz？ 100,1k和10kHz。

红圈部分的两个点，它的信号应该长什么样子？呵呵，一时不知如何表达，见图，也许给你启发。

(原文件名:未命名.JPG)

dalchemist · 发表于 2010-12-14 20:38:20

经典

jt6245 · 发表于 2010-12-15 01:01:00

回复【96楼】fickle
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你的图是调幅(amplitude moudulation),这里不适合.
也许信号应该主要是直流电压.电压不大于dc +-2xRef(pin2 of DA10 ICL7135).

fickle · 发表于 2010-12-15 08:17:35

回复【98楼】jt6245
回复【96楼】fickle
-----------------------------------------------------------------------
你的图是调幅(amplitude moudulation),这里不适合.
也许信号应该主要是直流电压.电压不大于dc +-2xref(pin2 of da10 icl7135).

-----------------------------------------------------------------------
呵呵，没找到现成图。

“也许信号应该主要是直流电压”，我不这样以为。

80162535 · 发表于 2010-12-15 09:31:26

mark

PSIR · 发表于 2010-12-15 10:05:35

回复【96楼】fickle
请问俄版电路输出的量测频率是多少hz？  100,1k和10khz。
红圈部分的两个点，它的信号应该长什么样子？呵呵，一时不知如何表达，见图，也许给你启发。

(原文件名:未命名.jpg)

-----------------------------------------------------------------------
请问这张图片的原始出处在哪里？我的波形和它不一样耶。
fickle 兄能给个文件下载吗？谢谢。
引用图片【96楼】fickle
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(原文件名:未命名.JPG)

fickle · 发表于 2010-12-15 11:19:02

回复【102楼】PSIR
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按照俄版的电路，波形肯定是不一样的，可以一步一步分析一下，但是原理是相通的。图出自ad630数据手册里的。

fickle · 发表于 2010-12-15 12:47:33

回复【102楼】PSIR
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看来还是详细说一说过程吧，呵呵，不能偷懒呀。

1、sinclk分别产生10kHz，100kHz和1MHz（对应测量信号100，1k和10kHz)方波信号。

2、上面方波信号经390 10分频后，再由164产生同步和正交信号，即90_clk和0_clk。

3、下面说说我理解的95楼你画出2个红卷的波形

3a、假设没有相移（不肯能的），模拟开关 da9前端是正弦波，之后的红卷是准确半波信号（不知道说明白么？）

3b、而实际不可能没有相移，实际上类似调制信号，因此直接给出96楼的图。

4、之后，红卷2个信号相减，得到类似整流信号，此信号进行双积分。

PSIR · 发表于 2010-12-15 14:11:53

回复【105楼】fickle
回复【102楼】psir
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4、之后，红卷2个信号相减，得到类似整流信号，此信号进行双积分。
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fickle 兄您好：

我得到的波形跟上面那个 AD630 的调变信号不一样，伤脑筋了，
请问一下上面的第4点，红圈的2个信号相减，得到类似整流信号，
请问是如何相减？在 ICL7135 里面做的吗？

您的新电路板来了吗？是否已经开始做板子了？

LCR设计的探讨

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