LCR测量原理

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 楼主 | 2019-12-25 11:25 | 显示全部楼层 |阅读模式


使用帖子名称百度,出来这些:



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点击开帖子,只有三言两语:


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网上还有好几个实战帖子,原理讲解部分我也是看不懂,可能是太笨的缘故吧。
所以我自己整理个帖子。









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 楼主 | 2019-12-25 11:33 | 显示全部楼层


关于L\C\R或其组合的工作原理,电路分析教课上有现成的结论,归纳、抽象或概括成纯成纯数学语言,就是下面这个数学题目:

y1=10 sin(5t-45°)
y2=5 cos(5t-45°)
y3=5 cos(5t+45°)


1)在同一坐标系上画出y1和y2
2) 画出∫y1(t)dt,理解积分对正弦波的影响;
3)画出d y2/ dt,理解微分对正弦波的影响
4)画出y1+y2,理解波形的解析表达式与图形解;
5)根据以上理解,画出y1+dy3/dt的波形




懂这些数学知识,教科书上一阶电路看起来就简单了。








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 楼主 | 2019-12-25 12:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-25 12:14 编辑

LCR测量方法众多,许多仪器制造商都有相关测量手册,里面有介绍,以前发过相关资料,这里略。

众多方法中,电桥法是最好的,也是最常用的。而电桥法中,变臂比可以测较宽范围的LCR。


894775e02de5b5b858.png



最初的设计中是有变压器的,由于变压器笨重且昂贵,后来改进设计把它取消了。
但是使用变压器更易于说明工作原理,所以开始讲原理阶段,我们仍然使用它。




104725e02e00a28c11.png


工作原理为:

Y处接上电阻或电容,调节Cs让电桥平衡,则右边变压器的初级线圈中没有电流,于是检测不到电压,所以右边的变压器可以用反馈运放替代,运放虚短时输入侧与变压器相同,都是接近零电压。


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 楼主 | 2019-12-25 12:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-25 12:31 编辑


这样干讲也没意思,抽时间把电路弄出来,边测边聊有意思。


我看有的人使用电荷泵,至于电荷泵的输出电流能力和纹波,如果仪器没有校准功能,估计性能做不好。

不如使用专业芯片,把单电源转成低噪双电源。


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不过价格有点夸张:



385615e02e4ecdecb9.png


这个价格高点也可取,因为使用这个芯片,前面没必要使用变压器了,用价格低廉的开关电源模块,减轻重量和体积。




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| 2019-12-25 13:32 | 显示全部楼层
阻抗测量实际要用自动平衡电桥。见下图:
ABB阻抗测量.PNG

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 楼主 | 2019-12-25 13:53 | 显示全部楼层
xmar 发表于 2019-12-25 13:32
阻抗测量实际要用自动平衡电桥。见下图:



上面我画的那种电桥,是惠斯登电桥的变种,应用的更多些。

仪器原理图给出,一般人也未必能做出来,例如网上有现成的泰克有源差分示波器探头原理图,仿造出来性能不如原版的。

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| 2019-12-25 19:39 | 显示全部楼层
打个软广告

推荐一个精度不是很高的方案;
AD5941可以做LCR测量;
利用的是欧姆定律,Z=V/I 的原理;
利用傅里叶DFT变换,测量得到复阻抗;从而可以换算出L,C,R;
在不考虑误差(如引线误差等等);
这个精度还不错

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darkhotch 2019-12-29 19:34 回复TA
@xch :我查看了一下内部DAC输出使用的3dB滤波器带宽是150kHz;因此最大的范围被限制了。 
xch 2019-12-29 18:50 回复TA
@darkhotch :那是16bit adc采用速率。它使用模拟乘法器,先乘法后adc,不需要高速采样。adi公司方案使用数字乘法器,先adc后数字滤波。这个是区别 
darkhotch 2019-12-29 17:19 回复TA
@xch :AFE4300,型号是不是给错了呀;我查了一下采样率是860SPS 
xch 2019-12-28 22:30 回复TA
@darkhotch :TI AFE4300 250kHZ 
xch 2019-12-26 18:16 回复TA
@darkhotch :确实。200khz:100khz. 
darkhotch 2019-12-26 16:34 回复TA
@xch :AD5933/5934的带宽不够;会有一些限制 
xch 2019-12-26 15:51 回复TA
AD5933/34 好用 
 楼主 | 2019-12-25 19:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-25 20:02 编辑

I/Q信号,采用UAF42,电路会简洁的多!



304815e034f0348bbc.png



一看报价,把我吓一跳:


640775e034fa2b5a7a.png




这玩意是不是用的太少了,卖这个价?然后还有那么多人买?


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pjy 2019-12-26 17:36 回复TA
根据时域传递函数设计滤波器~~西点孙肖子老师的模电教材有介绍。有专门的设计工具。 
| 2019-12-25 22:45 | 显示全部楼层
原理其实很简单,就是电路实现起来复杂点。只要电路设计合理,ADC分辨率比较高,则精度还是比较好的,合适一般的工程应用测试。

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| 2019-12-25 23:24 | 显示全部楼层
做LCR不能不看“5950-3000”这篇文档。

矿坛(这是一群老年人等死的论坛,年轻人绝对不要去)的xjw01做100kHz电桥是2013年,做能用的LCR电桥更早,大约在2010年吧,懒得考证了。

xjw只是个中学老师,利用空余时间搞得,昆乙己放下读书人的身段儿,也要搞李子柒的路线,真是让人跌破眼镜,也许是被人笑掉大牙吧。

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| 2019-12-25 23:24 | 显示全部楼层
做LCR不能不看“5950-3000”这篇文档。

矿坛(这是一群老年人等死的论坛,年轻人绝对不要去)的xjw01做100kHz电桥是2013年,做能用的LCR电桥更早,大约在2010年吧,懒得考证了。

xjw01只是个中学老师,利用空余时间搞得,昆乙己放下读书人的身段儿,也要搞李子柒的路线,真是让人跌破眼镜,也许是被人笑掉大牙吧。

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 楼主 | 2019-12-26 08:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-26 08:50 编辑
R2D2 发表于 2019-12-25 23:24
做LCR不能不看“5950-3000”这篇文档。

矿坛(这是一群老年人等死的论坛,年轻人绝对不要去)的xjw01做100 ...

咋啦,你看不起中学老师???或者说中学老师搞电路就很新奇?


看看下表  中学老师的出身:



451595e0402a5f04fd.png




你不搞DIY,这些人说要笑掉大牙,因为你只会洞口,不会动手。
你搞DIY接地气了,这些人还说要笑掉大牙,说读书人不适合动手。

所以不管你搞什么,怎么搞,这些人都要笑掉大牙,躲不掉的。






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| 2019-12-26 08:48 | 显示全部楼层
我正在做的低成本电桥,老毛子的方案,全部开源,资料来源于这个链接


https://www.amobbs.com/thread-5563508-1-1.html

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 楼主 | 2019-12-26 08:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-26 09:04 编辑
holts 发表于 2019-12-26 08:48
我正在做的低成本电桥,老毛子的方案,全部开源,资料来源于这个链接



看不懂俄文,谁能翻译一下?


948355e04059139ef7.png

4475e04070f92455.png


这网页打开要等一会:

https://radiokot.ru/circuit/digital/measure/108/


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| 2019-12-26 09:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 holts 于 2019-12-26 09:16 编辑
xukun977 发表于 2019-12-26 08:58
看不懂俄文,谁能翻译一下?

用百度自动翻译,连猜带蒙,似懂非懂,不过好在零件不多,实做一个慢慢理解。


247205e0409da51793.png
微信截图_20191226090837.png

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| 2019-12-26 16:36 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2019-12-25 19:59
I/Q信号,采用UAF42,电路会简洁的多!

一个建议哈
通用有源滤波器可以考虑使用LTC的产品;
例如LTC1563,LTC1568等等;

实测效果不错;
价格应该在可接受范围内

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 楼主 | 2019-12-26 18:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-26 18:24 编辑




最简单的模拟电桥:
估计大家手里头都有信号发生器,那么只需要一个耳机,一个运放,少许阻容就行了,测量结果能满足你业余制作时选择器件的需要。


440725e048a553cbd6.png





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| 2019-12-29 19:19 | 显示全部楼层
微信图片_20191229191858.jpg

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| 2019-12-29 19:31 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2019-12-25 12:26
这样干讲也没意思,抽时间把电路弄出来,边测边聊有意思。

JLC的都很贵,PCB倒是便宜不少

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 楼主 | 2019-12-29 20:07 | 显示全部楼层


今天焊接完,明天点亮屏幕!

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