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我的六位半万用表(持续更新)

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出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 08:40:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
自己从事电子设计已经近八年的时间了,在调试过程中一直在使用Agilent34401,它的可靠性和稳定性让我顶礼膜拜。最近有点清闲,依据Agilent34401的原理图,根据自己的理解进行优化改进,通过此贴将我的整个的仿制的过程记录下来,希望大家共同探讨提高。
(1)Agilent34401使用了大量的专用芯片,在本设计中根据自己的理解,进行了大量的优化改进,其实际的采集效果有待检验,我会在后期将测试的结果贴出来。
(2)由于采集的稳定性和可靠性与电阻等无源器件有很大的关系,因此全部的器件均从e络盟、MOUSER等国际代购商购得。
(3)本次设计实验只为了实现自己的一个愿望,不计成本,如果后期有可能出套件的话,可以考虑降低成本优化设计,从目前的BOMM表成本来看,单套成本大概在2500元(不包括外壳)
(4)本次设计分为子母板,目前为采集单元,子板为显示和按键,可以将子板直接固定在前面板上。
(5)本次设计外部接口为以太网和RS232接口,其中以太网为STM32F107的构架。
(6)本次设计基本上原样借鉴了Agilent34401的电路,只在恒流源上扩展了10mA及100mA档位,用于测量更小的电阻。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 08:41:56 | 显示全部楼层
母板的CAD图

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出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 08:41:57 | 显示全部楼层
沙发!!     

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 08:44:04 | 显示全部楼层
子板的CAD图

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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 08:45:32 | 显示全部楼层
印制板已经投出去了,估计下周三到货,本帖将持续更新,绝不太监

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 08:45:36 | 显示全部楼层
很不错。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 08:45:55 | 显示全部楼层
坐等更新

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 08:52:03 | 显示全部楼层
牛人啊,持续关注下

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 08:55:02 | 显示全部楼层
持续关注下

出0入42汤圆

发表于 2015-10-28 08:57:08 | 显示全部楼层
这个牛逼大了去了,持续关注

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 08:59:57 | 显示全部楼层
厉害,坐等下文

出0入12汤圆

发表于 2015-10-28 09:01:25 | 显示全部楼层
坐等套件到时候收1套玩玩

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:02:12 | 显示全部楼层
坐等看成品照片和测试结果

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:07:06 | 显示全部楼层
牛贴又出,火钳刘明。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:07:15 | 显示全部楼层
留个记号

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:08:12 | 显示全部楼层
数模,or 模数,期待成品!

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 09:08:37 | 显示全部楼层
坛里做六位半万用表的人比较多,看了其他的帖子,讨论也很热烈,自己从事信号调理进八年的时间,对于信号的噪声控制、温漂及老化还是有自己的一点积累,曾经单枪匹马做了单频点nV级的信号调理和采集,分辨率做到了1nV,虽然经历了N个坑,总算是圆满的交付了。此次实验即是对Agilent34401的致敬,也是对自己在信号采集行业多年知识积累的总结吧。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:08:42 来自手机 | 显示全部楼层
这是极牛B的,坐等LZ开讲原理学姿势

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:15:39 | 显示全部楼层
dongdong2015 发表于 2015-10-28 09:08
坛里做六位半万用表的人比较多,看了其他的帖子,讨论也很热烈,自己从事信号调理进八年的时间,对于信号的 ...

有没有做过相当于4位半精度的AC电压 真有效值表?

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:16:55 | 显示全部楼层
顶一下仪器仪表。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:22:17 | 显示全部楼层
持续关注,座等高人更新。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:24:49 | 显示全部楼层
牛   坐等更新

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 09:25:18 | 显示全部楼层
liuerbin 发表于 2015-10-28 09:15
有没有做过相当于4位半精度的AC电压 真有效值表?

附件中是Agilent34401的AC精度表,从表中可以看出,AC测量的准确度并不高,仅在千分之几的水平,远低于直流测量的十万分之几的水平,受限于所采用的AC RMS转换芯片的精度指标,如果采用Agilent LX4411的方案(高速的ADC采集+后端的数字抽取算法)可以达到更高的精度。本方案采用了Agilet34401的方案,精度也不会太高

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出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:25:59 | 显示全部楼层
转发个原理图,供大家happy

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出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:43:11 | 显示全部楼层
持续关注

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:55:16 | 显示全部楼层
牛!火钳刘明。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:57:06 | 显示全部楼层
支持!!  

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 09:59:35 | 显示全部楼层
关注关注,感觉能做出来的这种的功夫和实力都很强大~

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 10:00:01 | 显示全部楼层
对于Agilent34401原理图的解释,坛里的帖子早就有了结论,拜读了一下,受益匪浅

出0入4汤圆

发表于 2015-10-28 10:00:46 | 显示全部楼层
关注。。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:03:01 | 显示全部楼层
坐等楼主更新。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:09:24 | 显示全部楼层
持续关注中……
显示用的是数码管?基准源用的是什么?

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:10:48 | 显示全部楼层
关注一下.

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:11:48 | 显示全部楼层
持续关注。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:17:59 | 显示全部楼层
关注牛人!!!!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:18:27 | 显示全部楼层
搞仪器的都是牛人

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 10:19:58 | 显示全部楼层
hackerboygn 发表于 2015-10-28 10:09
持续关注中……
显示用的是数码管?基准源用的是什么?

显示用的是数码管,感觉显示的更直观一点。基准用的是LT1027,2ppm的温漂

出0入4汤圆

发表于 2015-10-28 10:24:03 | 显示全部楼层
大牛,这么高成本,关注一下,希望能成。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:32:50 | 显示全部楼层
牛人,赶紧留个名,34401是一代经典,是成本与性能之间一个完美的平衡,积分之后的余值再用10位AD取样,速度与精度都有了,激光修正的电阻网络保证了每机机器的精度,从采用的基准来说,楼主的应当已经超过了LM399,等楼主佳作

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:40:22 | 显示全部楼层
支持出套件!感谢楼主的无私奉献!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:40:41 | 显示全部楼层
赶紧留个名   持续关注

出0入8汤圆

发表于 2015-10-28 10:41:46 | 显示全部楼层
楼主牛人!敢于做6位半的肯定非等闲了!期待大作!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:44:06 | 显示全部楼层


adc使用什么型号的,基准芯片max63xx?看图不是lm399,可以加个qq交流一下不1837997883

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 10:52:24 | 显示全部楼层
mark……

出5入14汤圆

发表于 2015-10-28 11:02:07 | 显示全部楼层
翘首以盼、热烈期待中 ......

6位半这个级别的表,PCB设计要考虑的东西不比原理图少多少 ......

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:06:00 | 显示全部楼层
牛贴留名,楼主加油!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:07:09 | 显示全部楼层
支持大牛,关注……

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:07:21 | 显示全部楼层
掉                                 

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:09:23 | 显示全部楼层
牛贴   

LZ头像的外围女好漂亮,已经违规了

出10入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:15:24 | 显示全部楼层
支持,想到就做到,强人

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:25:53 | 显示全部楼层
支持下,等好消息!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:29:42 | 显示全部楼层
持续关注,等LZ消息。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:35:58 | 显示全部楼层
牛人,敢于向6位半级别的表挑战,期待更新,学习。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:37:54 | 显示全部楼层
这一定要关注,学习

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:38:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 RAMILE 于 2015-10-28 12:50 编辑

翻看34401的原理图,找半天没看见ADC芯片,才想起来是双斜率的ADC,这个东西的精度传递好麻烦,到处是坑,大坑踩完了还有小坑,怪不得原理图都放出来了也没见谁仿造,学个哔

一片LTC2440多方便

出0入24汤圆

发表于 2015-10-28 11:46:27 | 显示全部楼层
DIY 6位半,火钳流明!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:51:27 | 显示全部楼层
MARK!关注

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 11:59:00 | 显示全部楼层
dongdong2015 发表于 2015-10-28 10:19
显示用的是数码管,感觉显示的更直观一点。基准用的是LT1027,2ppm的温漂

基准温漂略大啊

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 12:15:19 | 显示全部楼层
想看看6位半表的PCB布局及线路设计,等出板图

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 12:15:34 | 显示全部楼层
相当给力,期待后续

出0入618汤圆

发表于 2015-10-28 12:16:46 | 显示全部楼层
RAMILE 发表于 2015-10-28 11:38
翻看34401的原理图,找半天没看见ADC芯片,才想起来是双斜率的ADC,这个东西的精度传递好麻烦,到处是坑, ...

2440你能做出那个采样速率?

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 12:17:36 来自手机 | 显示全部楼层
期待大作

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 12:36:37 | 显示全部楼层
突然发现公司的角落里放了一台这个万用表。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 12:41:25 | 显示全部楼层
等楼主带大伙高潮啊!!!!!!!!!!

出20入21汤圆

发表于 2015-10-28 12:43:59 | 显示全部楼层
留个名,楼主更新再看

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 12:46:50 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2015-10-28 12:16
2440你能做出那个采样速率?


LTC2440的参数:200nVRMS Noise at 6.9Hz Output Rate with Simultaneous 50/60Hz Rejection,此时ENOB是24.6

34401的参数:
34401参数资料来自http://www.amobbs.com/forum.php? ... amp;highlight=34401

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出0入8汤圆

发表于 2015-10-28 12:49:24 | 显示全部楼层
不错啊,等楼主的好消息啊,

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 12:54:18 | 显示全部楼层
哎呀,佩服楼主

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 13:02:04 | 显示全部楼层
码一个,持续关注

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 13:09:00 来自手机 | 显示全部楼层
等楼主的套件收一个。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 13:09:11 | 显示全部楼层
持续关注!!!!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 13:15:25 | 显示全部楼层
持续关注,支持套件。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 13:18:52 | 显示全部楼层
持续关注下

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 13:26:37 来自手机 | 显示全部楼层
lz选用的电压基准温飘2ppm明显偏高,lm199是0.3ppm的,ltz1000是0.05ppm的,同时温度稳定性与长期时间稳定性是相关的,也就是说温度稳定性指标小的基准长期稳定性一般也会小。另外,这个表不是普通3.5或4.5digits 的双斜积分,而是多斜积分方式

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 13:31:21 | 显示全部楼层
牛叉  牛叉  牛叉   

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 14:11:00 | 显示全部楼层
关注牛人的大作.........

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 14:56:12 来自手机 | 显示全部楼层
谢谢大家的关注,我只是想按照我的想法做个万用表,对自己的知识做一个总结,没想过要超越什么,达到什么样的程度,不过我会尽我最大的努力将这个试验品做好,谢谢大家

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 15:00:09 | 显示全部楼层
欧姆电流源排版太密,参考电阻贴片的??至少得搞个塑封吧

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 15:03:44 | 显示全部楼层
分压采用什么电阻,没看出来,温漂如何,怎么保证精度

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 15:06:01 | 显示全部楼层
看图,估计用了好几个四路选择开关,adc貌似是ltc2440

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 15:16:15 | 显示全部楼层
dongdong2015 发表于 2015-10-28 09:08
坛里做六位半万用表的人比较多,看了其他的帖子,讨论也很热烈,自己从事信号调理进八年的时间,对于信号的 ...

1nV的是用锁相放大器做的吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 15:38:57 来自手机 | 显示全部楼层
我是谁712 发表于 2015-10-28 15:16
1nV的是用锁相放大器做的吗?

数字锁相

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 15:40:47 | 显示全部楼层
留名关注,等楼主的好消息...

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 15:44:48 | 显示全部楼层

我们只能做到uV级别,楼主流弊呀!

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 15:58:20 来自手机 | 显示全部楼层
szh_init 发表于 2015-10-28 15:00
欧姆电流源排版太密,参考电阻贴片的??至少得搞个塑封吧

事实上选择封装在一起的电阻最好,电阻的温漂也不仅仅取决于单个的好坏,组合性能最关键,本方案中作了很多的取舍,先验证功能吧,根据结果在优化吧

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 16:15:16 | 显示全部楼层
dongdong2015 发表于 2015-10-28 15:58
事实上选择封装在一起的电阻最好,电阻的温漂也不仅仅取决于单个的好坏,组合性能最关键,本方案中作了很 ...


嗯嗯,可以试试caddock的电阻,如1776系列,或者参考keithley的1/100电阻,建议考虑一下ni万用表的架构,听介绍貌似挺不错的http://sine.ni.com/np/app/main/p/ap/mi/lang/zhs/pg/1/sn/n17:mi,n21:37/fmid/2912/

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 16:22:34 来自手机 | 显示全部楼层
szh_init 发表于 2015-10-28 16:15
嗯嗯,可以试试caddock的电阻,如1776系列,或者参考keithley的1/100电阻,建议考虑一下ni万用表的架构, ...

谢谢啦,在改进的时候很有用

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 16:23:44 | 显示全部楼层
搬凳子围观中!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 16:24:01 | 显示全部楼层
这个要学习学习了。高精度万用表就是一个坑。

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 16:31:52 | 显示全部楼层
这个必须顶,必须支持!!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 16:32:45 | 显示全部楼层
dongdong2015 发表于 2015-10-28 16:22
谢谢啦,在改进的时候很有用

还有,请问您如何校准??有比较好的源??    校准 建议设计成10V,10K两个档位校准,比较方便

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 16:39:50 | 显示全部楼层
不光是技术好!还是个土豪

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 16:40:39 | 显示全部楼层
不光是技术好!还是个土豪!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 16:56:26 | 显示全部楼层
厉害!!

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 17:05:30 | 显示全部楼层
dongdong2015 发表于 2015-10-28 09:25
附件中是Agilent34401的AC精度表,从表中可以看出,AC测量的准确度并不高,仅在千分之几的水平,远低于直 ...

高大上的DIY

出0入4汤圆

发表于 2015-10-28 17:31:07 | 显示全部楼层
不能做到脱离安捷伦的芯片吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 17:43:15 来自手机 | 显示全部楼层
szh_init 发表于 2015-10-28 16:32
还有,请问您如何校准??有比较好的源??    校准 建议设计成10V,10K两个档位校准,比较方便 ...

校准确实是个大的问题....除了用标准的仪器之外还有什么别的办法么?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 17:43:58 来自手机 | 显示全部楼层
ZL_electric 发表于 2015-10-28 17:31
不能做到脱离安捷伦的芯片吗?

安捷伦的芯片买不到,只是借用了它里面的电路

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2015-10-28 17:53:23 来自手机 | 显示全部楼层
QFLN 发表于 2015-10-28 16:39
不光是技术好!还是个土豪

不是土豪,只是一个平凡的打工仔,想做点自一直想做的事情而已

出0入0汤圆

发表于 2015-10-28 17:53:57 | 显示全部楼层
支持一下,坐等看成品照片和测试结果
回帖提示: 反政府言论将被立即封锁ID 在按“提交”前,请自问一下:我这样表达会给举报吗,会给自己惹麻烦吗? 另外:尽量不要使用Mark、顶等没有意义的回复。不得大量使用大字体和彩色字。
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