DIY RLC智能测量仪<简易LCR电桥>讨论

XU_MAJIA · 发表于 2010-2-3 08:10:41

你老兄有狠,一夜没睡,我还是睡了一会儿,半夜还被人打电话吵醒.这个时候我想到了一个办法.峰值检波,检测到每一个U(x),U(r), U(x+r)三个的模,有了三边,向量三角形也出来了哈哈,不用同时采样AD,不用初始向量,只要把这三个电压测量准就可以了.
感谢ju748 提供的测相方法.........

ju748 · 发表于 2010-2-3 12:00:25

峰峰值的话检测有问题的

ju748 · 发表于 2010-2-4 19:02:54

两天里面发生了很多事！！！但我已经和第六纵队达成共识，虽然某人走了，但是数字电桥不会就此搁浅，我已经花了将近半个月时间

去搞懂分析其中原理，昨夜已经将矿石收音机论坛的原理图分析出来，有其是鉴相部分已经搞懂，并已经和第六纵队一同讨论过。对于

难度较高的鉴相器部分也有了一定的了解，正在深入中，也已经约了上海图书馆的朋友为我借阅88年《交流电桥》一书，8号便到，对不

起大家，我学习东西比较钻研，不太被外物打扰，以后尽力做到进展与帖子同步。我们会尽力做出一个完美的数字电桥，无论是否有基

金支持也会尽力完成！

neranihc · 发表于 2010-2-4 20:28:05

呵呵，唐统一的《交流电桥》，葵花宝典啊，不像现在的一些书，作者都不知道在写什么。

半年前想买一本收藏，可是在网上找过，没见到有卖的。

neranihc · 发表于 2010-2-4 20:34:47

回复【104楼】june4th
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。
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用到微处理器了，固定轴的就不用放在板子上了。

固定轴法主要是没有处理器时的东西，用电路做矢量的除法几乎不可能，就想办法将除数的矢量转成标量了，有处理器就完全不必要了。

当然，理解固定轴法后，基本也就熟悉了自由轴法。

XU_MAJIA · 发表于 2010-2-4 20:38:03

回复【115楼】neranihc
回复【104楼】june4th
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。
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用到微处理器了，固定轴的就不用放在板子上了。
固定轴法主要是没有处理器时的东西，用电路做矢量的除法几乎不可能，就想办法将除数的矢量转成标量了，有处理器就完全不必要了。
当然，理解固定轴法后，基本也就熟悉了自由轴法。

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我觉得我还是用AD633这样的,这样正交抑制比高,可以保证精度

gzhuli · 发表于 2010-2-4 21:00:58

回复【116楼】XU_MAJIA 第六纵队
我觉得我还是用AD633这样的,这样正交抑制比高,可以保证精度
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所以我提议先把指标定下来再考虑具体的电路和器件选型。
要说精度，单靠AD633还不行，如果再加几片好点的运放和高精度电阻电容，成本就级数往上跳了。

21006091 · 发表于 2010-2-22 15:54:41

标记

smtgg · 发表于 2010-2-27 17:44:15

支持

doom · 发表于 2010-2-27 18:25:21

回复【115楼】neranihc
用到微处理器了，固定轴的就不用放在板子上了。
固定轴法主要是没有处理器时的东西，用电路做矢量的除法几乎不可能，就想办法将除数的矢量转成标量了，有处理器就完全不必要了。
当然，理解固定轴法后，基本也就熟悉了自由轴法。

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高频电桥没见过，低频商业电桥全都是固定轴，有处理器。这是上面那个俄国人的电路：

(原文件名:无标题a.png)

doom · 发表于 2010-2-27 19:00:53

德国人的那个电路，同样是使用了固定轴测试法

(原文件名:无标题b.png)

neranihc · 发表于 2010-3-3 21:43:41

回复【120楼】doom 咸蛋超人
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回复【121楼】doom 咸蛋超人
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数字电桥上鉴相器的相位参考信号实际代表着坐标轴的方向，固定轴测量时要化分母相量为标量，所以鉴相器的相位参考信号要与分母相量严格同相。

上面的鉴相器的相位参考信号与被测信号没有同步处理，故不是固定轴测量。

neranihc · 发表于 2010-3-3 22:00:10

数字电桥固定轴与自由轴测试均需相位发生器产生准确正交的鉴相坐标信号。

不同的是，固定轴的鉴相坐标信号在串联测量阻抗时要求严格同步于Us被测信号，在并联测量导纳时要求严格同步于Ux被测信号，否则会产生同相误差，故固定轴测量中均会增加相位补偿电路。

而自由轴法只要求在一次完整的测量（即包含Ux和Us分别在0度及90度相位的4次分测量）中，鉴相坐标信号与两个被测相量的相对位置保持不变即可，被测信号与鉴相坐标信号的相位差对测试结果没有影响。

上面的俄、德国人的电路均没有做同步及相位补偿电路，只是产生了严格正交的鉴相坐标信号，所以均为自由轴测量。

laosun123 · 发表于 2010-3-4 10:22:41

因为开关电容滤波器和后续RC 滤波器的相移不定，俄国人的电路正交信号相位不准。但测试结果是可信的。对于低频信号，可以使用HP 电桥提出的方法，正弦发生器输出的信号引入 CD4046 锁相环
电路。锁相环压控振荡器工作在2倍频。2倍频信号经过两个分别为上升沿出发和下降沿触发的2分频器，则可得到相位准确的同步正交信号。
开关电容滤波器太贵，可以使用另一片AVR 单片机用外搭接R-2R网路作DA变换，再用运放作低通滤波，则价格低很多。效果相当于DDS 。采用20M 时钟，每10条指令输出1次采样信号，则输出正弦信号频率可以达到100KHZ 。

kangar0065 · 发表于 2010-3-13 21:59:18

(原文件名:2.JPG)

那个标准电阻上并联那么多的电容是干什么的？看不懂，这个难道不会引起额外的相移吗？

Win69 · 发表于 2010-4-11 12:47:48

顶一下，怎么不见下文了？

oldmen · 发表于 2010-4-11 20:26:12

同等。

liulh · 发表于 2010-5-13 21:37:37

好贴子,顶一下

renxupeng · 发表于 2010-5-13 22:41:04

好贴子,顶一下

liuker1 · 发表于 2010-5-14 17:09:48

回复【125楼】kangar0065 冒牌袋鼠
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头像是亮点，我也有一张这样的头像，哈哈
谁有基于8051做的RLC测试仪的电路图啊？（用555做的测试电路）

OverMoutain · 发表于 2010-5-28 09:51:55

mark

yzhu · 发表于 2010-6-5 11:11:36

mark, 阻抗分析仪

tfdsensor · 发表于 2010-6-5 12:27:06

谁有这个东西的实物, 想买一个,我的万用表测量的太不准了,希望能够比万用表好些的测量L,C,电阻测量就不需要了,
或者给个淘宝链接也行

fickle · 发表于 2010-6-27 20:03:48

感谢楼主！研读中......

呵呵，越来越喜欢这里了。

fickle · 发表于 2010-6-27 20:29:45

高手如云呀!

学习，学习，再学习。

fickle · 发表于 2010-6-27 22:17:22

回复【42楼】hackerboygn 湘大臭要饭的
这个好像没有资料
http://www.peakelec.co.uk/acatalog/jz_lcr40.html
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外形很漂亮。不知这个壳子能否做出来？

QZDZ · 发表于 2010-6-28 08:57:18

强帖应该浮得更上来。

fickle · 发表于 2010-6-28 12:16:55

回复【46楼】yy888
回复【44楼】hackerboygn 湘大臭要饭的
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
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谢谢，转摘如下：
点击此处下载  (原文件名:5950-3000.pdf)
点击此处下载  (原文件名:hp-seminars_lcr.pdf)

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提供的资料非常好，经过彻夜研读，获取新思路，解决了问题。

毫不夸张地说，这两个手册简直就是开启财富之门钥匙！

YOU ARE MY HERO!

eduhf_123 · 发表于 2010-6-28 12:25:50

.
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
MARK RLC测量仪
MARK Q表

fsclub · 发表于 2010-7-9 12:50:28

有人弄出来没有？我出钱打板。

kangar0065 · 发表于 2010-7-9 12:55:53

主要买元件麻烦

fickle · 发表于 2010-7-9 13:22:25

呵呵，我想做。

allen-green · 发表于 2010-7-11 01:38:56

回复【100楼】june4th
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......
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你买的哪两家的?我也想买点,但是怕上当啊

allen-green · 发表于 2010-7-11 15:16:36

弱弱地问个问题啊.用STM32同步对Ux支路和Ix支路同步采样 Z =Ux/Ix 不就可以了吗?还整这么复杂干什么呢?不懂.请大牛解释

fickle · 发表于 2010-7-11 18:48:35

回复【145楼】allen-green
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我也在用stm32做，呵呵，同路人。

j805 · 发表于 2010-7-11 19:10:36

我想做

fickle · 发表于 2010-7-11 19:20:38

回复【145楼】allen-green
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说说我自己的理解吧。

stm32的12bit adc，1LSB = 1mV 。假如，电阻测量范围1m ohm - 100M ohm 。使用1mApp sine（干吗用这么小？）激励信号，

那么 V = 1m x 1mA = 1uVpp。显然，12bit adc干不了这个活。怎么办？简单，放大。

于是，1uVpp x 1000倍 = 1mV pp，小；1uV x 1000 x1000 = 1Vpp，够大了。可是还测不了，因为放大信号同时也放大了噪音，信

噪比问题。那么，如何提高信噪比？本贴中例子就是解决这个问题的。

ngyg12 · 发表于 2010-7-12 00:26:34

哇塞,菜鸟看什么都稀奇...哪位大虾能说说一般 DIY 数字 LCR 都用什么方案啊？方案的原理是什么啊？
最终的目的是不是都是测量出被测元件的电压,电流,幅角然后代入公式用单片机计算,最后显示在 LCD 上啊》？？

kevinzcp · 发表于 2010-7-12 09:02:51

这个，我正在做！

xixiangfeng · 发表于 2010-7-16 20:11:48

我正在做这个！谢谢网友们的资料！

fickle · 发表于 2010-7-16 21:17:25

打算用16个运放级联，每个放大2倍，2^16=65536倍，之后进adc。

不知，各位大侠有什么想法？

june4th · 发表于 2010-7-16 22:10:47

楼上哪一位打算开源啊，我也跟着做一个。

gzhuli · 发表于 2010-7-16 22:22:14

回复【152楼】fickle
打算用16个运放级联，每个放大2倍，2^16=65536倍，之后进adc。

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想看看第一个运放的噪声被放大65536倍是个什么样子？

qiujianben · 发表于 2010-7-16 23:10:58

这个贴的讨论不错,关注中...

fickle · 发表于 2010-7-17 09:20:41

回复【154楼】gzhuli 咕唧霖
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呵呵，用示波器看，满屏都是噪声。这些可以处理掉。

俄罗斯那版，前端放大1000倍，adc 20000个数，相当于放大 5000倍，12位adc。

比赛那版，放大4096 10bit adc。由此，我想模拟前端放大6w倍够了。但是，

1、失调电压 lm324或者tl084，几个mv或十几个mv的存在，恐怕不能放大6w多倍。交流耦合隔离掉？

2、运放电源，单还是双？没想好。

我的思路倾向于比赛那版。好像gzhuli 也是？

antonine · 发表于 2010-7-17 22:27:59

mark

110911 · 发表于 2010-7-21 07:34:57

mark

allen-green · 发表于 2010-7-21 14:07:09

哪里有买那些1%精度的电阻?发现普通的五环电阻无法达到精度,是虚标的,误差很大

szyp_1 · 发表于 2010-8-13 13:02:20

有人做俄罗斯那个没？我想做一个

kaka_1314 · 发表于 2010-9-15 15:49:02

MARK!

zlyny · 发表于 2010-9-16 09:26:52

顶上来看讨论..

dust2 · 发表于 2010-9-16 11:14:29

后续呢

john_8 · 发表于 2010-10-16 15:22:22

make

heize · 发表于 2010-10-17 22:44:39

自动平衡电桥原理分析，有公式推导，见帖

http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4331093&bbs_id=9999

heize · 发表于 2010-10-18 11:07:24

已另开新帖，请见

http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4331093&bbs_id=9999

fickle · 发表于 2010-10-18 12:21:46

回复【165楼】heize
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资料不错。

bigZ · 发表于 2010-10-19 14:39:38

资料不错

luhuaneda · 发表于 2010-10-24 11:00:28

mark

sipure · 发表于 2010-10-24 11:12:36

DIY RLC智能测量仪<简易LCR电桥>讨论正交采样

jielove2003 · 发表于 2010-10-24 12:02:55

mark

cfanzfr · 发表于 2010-11-8 10:02:30

mark！

wwk1996 · 发表于 2010-11-8 10:14:46

mark

renxupeng · 发表于 2010-11-8 10:24:56

mark

PSIR · 发表于 2010-11-24 15:54:46

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。

PSIR · 发表于 2010-11-26 15:38:37

回复【120樓】doom 鹹蛋超人
回覆【115樓】neranihc
用到微處理器了，固定軸的就不用放在板子上了。
固定軸法主要是沒有處理器時的東西，用電路做矢量的除法幾乎不可能，就想辦法將除數的矢量轉成標量了，有處理器就完全不必要了。
當然，理解固定軸法後，基本也就熟悉了自由軸法。
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高頻電橋沒見過，低頻商業電橋全都是固定軸，有處理器。這是上面那個俄國人的電路：

(原文件名:無標題a.png)

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请问一下这个电路有完整电路图的载点吗？另外请问鉴相器的原理为何？可以请哪位大侠简单叙述一下吗？谢谢。

joni · 发表于 2010-12-1 00:21:48

mark

aitchouyz · 发表于 2010-12-1 16:23:41

mark!!!!

zailushanghe · 发表于 2010-12-2 16:47:10

现在在用M3做这个的毕业设计，不知道怎么样....mark

efen · 发表于 2010-12-4 21:08:50

mark

PSIR · 发表于 2010-12-15 10:11:59

请问一下所谓的鉴相器是什么作用？可以简单解释一下吗？

PSIR · 发表于 2010-12-16 17:18:44

(原文件名:RLC-2_UI_4053.jpg)
回复【97樓】gzhuli 咕唧霖
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可能你没理解透lcr电桥的工作原理吧，lc组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，直接用仿真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。
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我重画了俄版电路的鉴相器部分原理图，透过 U、I 选择以及 ClkSel 的 0 和 1 切换，
可以得到 4 种电压的组合，不过 In+ 和 In- 这两支脚的波形为何都是0V？我的测试频率是 5KHz，
这样子就算送进 ICL7135 的话也无法得到 A/D 值，
请问 In+ 和 In- 的正确波形应该是什么样子？是两个直流电压吗？

还有请问一下 gzhuli 兄：
请问量出 4 个电压之後，要计算出阻抗 Z 以及相角 Phase Angle 的话，
计算公式为何呢？可否教我算一下，谢谢。

eezm · 发表于 2010-12-29 04:34:46

mark

chenang39 · 发表于 2011-1-18 14:48:41

好资料，谢谢分享！

jianchangd · 发表于 2011-1-29 10:43:12

mark.

peterlink · 发表于 2011-2-24 15:49:57

Mark 电桥，我喜欢

hdivy · 发表于 2011-3-25 09:05:34

mark,好不复杂哦。。。

hhjjstu · 发表于 2011-6-17 16:45:04

请问一下楼主，俄国那个4个三极管VT1-VT4那部分电路的作用？？？F_1,F_2,0_clk 这几个信号是不是实现不同频率的转换？

hhjjstu · 发表于 2011-6-17 16:46:13

回复【189楼】 guwenjn

搞什么混沌电路？？？

hhjjstu · 发表于 2011-6-17 16:48:26

回复【189楼】 guwenjn

最简单的就是找总公司申请样品，一般都是免费的，或者买拆机的，一般拆机的都是真的

hhjjstu · 发表于 2011-6-17 17:32:16

请问一下楼主，俄国那个4个三极管VT1-VT4那部分电路的作用？？？F_1,F_2,0_clk 这几个信号是不是实现不同频率的转换？

jssz_hf · 发表于 2011-6-17 18:16:12

mark

hhjjstu · 发表于 2011-6-27 19:13:06

请问一下楼主，俄国那个4个三极管VT1-VT4那部分电路的作用？？？F_1,F_2,0_clk 这几个信号是不是实现不同频率的转换？

jt6245 · 发表于 2011-7-3 21:29:40

LS
VT1-VT4 功能是开关选择不同的电容,以形成不同的二阶低通滤波器.
0_clk 是方波的信号.经过以上的IC和RC电路形成测试使用的正弦波.
频率的转换---
单片机里产生100倍测试频率sine_clk,通过除100电路产生0_clk.
途中，重要地产生正交90度的时钟90_clk.

hhjjstu · 发表于 2011-7-4 10:18:01

谢谢楼上的回答

hhjjstu · 发表于 2011-7-4 10:59:53

回复【196楼】jt6245
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请教一下100HZ,120HZ,1K,10K,这几个信号是是怎么得到的？是不是改变滤波阶数，还是改变的输入信号频率？

jt6245 · 发表于 2011-7-4 20:31:46

回复【198楼】hhjjstu
回复【196楼】jt6245
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请教一下100hz,120hz,1k,10k,这几个信号是是怎么得到的？是不是改变滤波阶数，还是改变的输入信号频率？

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滤波器仅用于改变方波成为正弦波,因此我们需要改变二者.

论坛里 herze 做过类似的项目,提供一个好的参考.
herze 的 "自动平衡电桥原理分析，为自制 LCR 冲锋了 (属于论坛：其它仪器)"
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4331093&bbs_page_no=1&bbs_id=3043

hhjjstu · 发表于 2011-7-5 08:56:47

回复【199楼】jt6245
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谢谢楼上的回答

也就是说输入信号的频率根据量程切换在这几个频率里变化，滤波器只是把方波变正弦波，并没有改变实际输入信号频率？

hhjjstu · 发表于 2011-7-5 12:13:55

回复【199楼】jt6245
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请教一下：（1）俄板那个U bias control 是做什么用的？是不是用于AD采集DC U bias 0-30V电压的
（2）DC U bias 0-30V是不是为测电解电容提供直流偏压？

hhjjstu · 发表于 2011-7-7 14:29:11

怎么没人跟帖？？？

jt6245 · 发表于 2011-7-8 10:06:26

回复【201楼】hhjjstu
回复【199楼】jt6245
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请教一下：（1）俄板那个u bias control 是做什么用的？是不是用于ad采集dc u bias  0-30v电压的
         （2）dc u bias  0-30v是不是为测电解电容提供直流偏压？
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同意你 1&2 的看法.

hhjjstu · 发表于 2011-7-8 13:18:48

回复【203楼】jt6245
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谢谢楼上的回答
请教一下楼上，是不是做过RLC？？？

hhjjstu · 发表于 2011-7-8 13:20:14

回复【203楼】jt6245
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在请教一下，一般提供几V直流电压给电解电容测试，为什么？？

jt6245 · 发表于 2011-7-9 22:29:55

回复【204楼】h【205楼】 hjjstu
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没有. 令有极性的电容保持正向电压.

hhjjstu · 发表于 2011-7-15 16:40:22

回复【206楼】jt6245
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俄版电路
对于输入的100HZ，120HZ，1K，10K这几个激励信号，怎么分别设置F_1,F_2（改变转折频率）这几个控制信号？就是对于不同频率的信号输入，这两个控制又是怎样的？

jt6245 · 发表于 2011-7-17 23:13:07

RLC电表的研究是非常适合有电子知识,喜欢思考和研究的人。
个人认为这个项目是中等至高难度.不适合不懂电子或没有好的基础知识的人研究。
我没有计划做.但很享受研究的乐趣.亦学习了不少.
作为电子爱好者,LCR电表极少需要使用的.

xiaqichen · 发表于 2011-7-17 23:45:47

这个还是很有价值的。之前用过一个国产的电桥，只能测纯R,L,C，混在一直就不行了。不知道他的Q值还有啥意义。

hhjjstu · 发表于 2011-7-18 09:12:33

回复【208楼】jt6245
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?????

ngyg12 · 发表于 2011-7-26 11:43:27

请高手移驾
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4909429&bbs_page_no=1&search_mode=3&search_text=ngyg12&bbs_id=9999

在做LCR，电阻和电容都能测量了，就是在电感这里卡壳了，希望大虾们能帮忙出个方案。

fzyahoo123 · 发表于 2011-8-2 21:16:33

LCR目前的用处越来越多，如果能加入频率测量就更好，特别是频率调整功能，可以筛选20KHZ音频电容和100HZ低频电容，再或者100KHZ高频滤波电容。

yyp20034 · 发表于 2011-8-7 22:05:58

回复【211楼】ngyg12
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现在还有人做吗?

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