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LCR设计的探讨

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出0入0汤圆

发表于 2010-8-18 22:49:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
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)

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出0入618汤圆

发表于 2010-8-18 23:23:19 | 显示全部楼层
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

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-8-18 23:56:46 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

发表于 2010-8-19 00:44:24 | 显示全部楼层
没看WM8731的Datasheet,先mark一下。

出0入0汤圆

发表于 2010-8-19 09:52:38 | 显示全部楼层
支持

出0入0汤圆

发表于 2010-9-16 08:44:24 | 显示全部楼层
帮顶一下...

出0入0汤圆

发表于 2010-10-23 21:47:07 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-10-24 09:22:15 | 显示全部楼层
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。

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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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-10-24 09:25:43 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-10-24 09:54:22 | 显示全部楼层
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

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-10-24 11:34:05 | 显示全部楼层
其实,很期望看到你做的那个东东进一步的结果。

出0入0汤圆

发表于 2010-10-24 12:00:29 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-13 15:52:25 | 显示全部楼层
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

出0入0汤圆

发表于 2010-11-13 16:25:34 | 显示全部楼层
ding

出0入0汤圆

发表于 2010-11-24 15:44:25 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-24 19:56:42 | 显示全部楼层
学习

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-25 12:05:32 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-25 12:21:44 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-25 16:03:40 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-26 11:50:01 | 显示全部楼层
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?

出0入0汤圆

发表于 2010-11-26 11:55:16 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-26 13:01:36 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-26 13:11:03 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

发表于 2010-11-26 21:21:41 | 显示全部楼层
强帖,留名~
学习来的!

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-29 01:28:19 | 显示全部楼层
回复【6楼】jt6245
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ad8231 + ad7793 +mux 设计有点意思,领悟中。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-29 09:16:35 | 显示全部楼层
不错mark

出0入0汤圆

发表于 2010-11-29 14:35:27 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-29 18:53:54 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-29 19:05:11 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

发表于 2010-11-30 00:37:00 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-11-30 11:36:56 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-30 11:48:32 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-30 11:51:53 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

发表于 2010-11-30 17:18:15 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-11-30 22:03:58 | 显示全部楼层
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。

出675入8汤圆

发表于 2010-12-1 08:43:17 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2010-12-1 11:59:01 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-1 14:22:50 | 显示全部楼层
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)

出0入618汤圆

发表于 2010-12-1 15:24:55 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-1 16:37:36 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-1 16:59:42 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-1 17:07:59 | 显示全部楼层
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)。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-1 17:19:31 | 显示全部楼层
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。
---------------------------------------------------------------------------------------------------
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-1 17:24:35 | 显示全部楼层
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?

出0入0汤圆

发表于 2010-12-1 17:30:46 | 显示全部楼层
持续关注

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-1 17:39:06 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-2 13:50:33 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-2 18:45:20 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-2 20:10:24 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2010-12-3 09:45:26 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-3 10:27:51 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-3 10:52:49 | 显示全部楼层
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?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-3 11:14:40 | 显示全部楼层
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?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-3 11:42:36 | 显示全部楼层
回复【53楼】PSIR
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ad9833没有输出方波哪个角,ad9834有。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-3 11:48:17 | 显示全部楼层
mark, LCR原理设计

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-4 14:41:43 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

发表于 2010-12-5 09:36:52 | 显示全部楼层
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?

-----------------------------------------------------------------------


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!

出0入0汤圆

发表于 2010-12-8 09:59:09 | 显示全部楼层

(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?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-8 10:23:50 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-8 10:39:38 | 显示全部楼层
回复【62楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-8 11:09:15 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-8 11:24:51 | 显示全部楼层
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?

出0入0汤圆

发表于 2010-12-8 13:49:32 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-8 16:15:35 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-8 23:13:40 | 显示全部楼层
mark,有空细看

出0入0汤圆

发表于 2010-12-10 11:22:45 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-10 11:46:33 | 显示全部楼层
回复【70楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

肯定是正弦波。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-10 12:02:35 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-10 13:08:59 | 显示全部楼层
fickle 兄:

请问你遇到什麽问题呢?你的版子做好了吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-10 13:11:57 | 显示全部楼层
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!

出0入0汤圆

发表于 2010-12-10 14:45:50 | 显示全部楼层
回复【74樓】fickle  
-----------------------------------------------------------------------

太扯了吧,贯通孔没打通,期待您的最新发展。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-12 00:04:00 | 显示全部楼层
mark,学习了

出0入0汤圆

发表于 2010-12-13 14:43:27 | 显示全部楼层
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。
-----------------------------------------------------------------------
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-13 14:47:43 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-13 14:49:28 | 显示全部楼层
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

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-13 14:52:18 | 显示全部楼层
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。
-----------------------------------------------------------------------

做的pcb楼顶自己设计的。

俄版gerber文件没有,源代码见41楼。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-13 14:58:43 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-13 16:18:12 | 显示全部楼层
引用图片【43楼】PSIR  
-----------------------------------------------------------------------

(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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-13 16:37:04 | 显示全部楼层
回复【82楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

没错。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-13 16:44:24 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-13 17:00:38 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-13 17:07:28 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

发表于 2010-12-14 09:13:05 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-14 10:40:46 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

发表于 2010-12-14 10:59:47 | 显示全部楼层
-----------------------------------------------------------------------
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-14 15:08:19 | 显示全部楼层

(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?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-14 15:36:39 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-14 15:46:04 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-14 15:54:27 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-14 16:25:04 | 显示全部楼层
fickle 兄:

请问俄版电路输出的量测频率是多少HZ?谢谢。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-14 17:48:00 | 显示全部楼层

(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?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-14 18:06:39 | 显示全部楼层
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)

出0入0汤圆

发表于 2010-12-14 20:38:20 | 显示全部楼层
经典

出0入0汤圆

发表于 2010-12-15 01:01:00 | 显示全部楼层
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).

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-15 08:17:35 | 显示全部楼层
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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-15 09:31:26 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2010-12-15 10:05:35 | 显示全部楼层
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  
-----------------------------------------------------------------------

(原文件名:未命名.JPG)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-15 11:19:02 | 显示全部楼层
回复【102楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

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。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2010-12-15 12:47:33 | 显示全部楼层
回复【102楼】PSIR
-----------------------------------------------------------------------

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。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-15 14:11:53 | 显示全部楼层
回复【105楼】fickle  
回复【102楼】psir
-----------------------------------------------------------------------
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。
-----------------------------------------------------------------------
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?
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