(DIY制作)高精度音频数字电桥原理图+程序+设计说明等 电路方案

该音频数字电桥,比较简单,但设计这个电路并不断改进,前后花费了近一个月时间。 数字电桥电路设计基本状况: 工作频率: 100Hz,1kHz,7.813kHz 最小分辨:最小分辨0.5毫欧,0.03uH,0.02pF 最大分辨:G欧 基本量程精度:1kHz基本量程精度,0.5%,选好电阻,精心制作,可以轻松达到0.25%精度 AD非线性误差小于0.05%,AD零点误差采用直流偏置消除 信号源:软件合成正弦DDS、软件合成方波DDS 显示:4LED 单片机:STC12C5A60S2 该LCR表的具体特性: AD转换器的字数:约1000字,采用了过采样技术,有效分辨力约为2000字 测量方法:准桥式测定,测量原理类似于比例法测电阻。 主要测量范围:1欧至0.5兆欧,精度0.5%(理论),阻抗实测比对,均未超过0.3% 有效测量范围:2毫欧至10兆欧,最小分辨力1毫欧 串联残余误差:2毫欧,低阻测量时此误差不可忽略 并联残余误差:50M欧,高阻测量时此误差不可忽略 Q值误差:±0.003(Q2,相对误差,简易算法),其它按0.5%左右估算 D值误差:±0.003(D2,相对误差,简易算法),其它按0.5%左右估算 注意:Q = 1/D 测试信号幅度:峰值200mV(100Hz),180mV(1kHz),140mV(7.8kHz) 电感:0.02uH分辨力,测量范围0.1uH至500H,超出500H未测试(因为我没有更大的电感器)。 电容:分辨力与夹具有关。夹具好的话,分辨0.1pF或0.05pF,不屏蔽只能分辨到0.2pF,甚至只有1pF。上限测量,没有测试,只测过10000uF电容,手上没有更大的电容。 实测误差,比上述精度指标好许多。 本表基准源:分别为4个基准电阻,一个时间基准。电阻基准就是电桥的4个下臂电阻,要求精度达到0.1%,对1%精度的金属膜电阻筛选即可。时间基准用32MHz石英晶振得到,精度可以满足电桥要求的。如果电阻达不到要求,可以使用软件校准。 频率精度:实际频率为99.18Hz、999.45Hz、7812.5Hz,简写为(100Hz、1kHz、7.8kHz)。由于DDS的频率分辨力有限,所以不采用整数频率。频率精度约为0.02%(由石英晶振决定)。 信号源失真度:没有专用仪器测试,只做估测。对输出信号做一次高通滤波后,用示波器观察,未发现可觉察失真。如果有可觉察失真,对D值测量有小量一些影响。 LCR开关式相敏检波器的检波效率分析图: 高精度音频数字电桥PCB截图: LCR表驱动程序部分展示: