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LC表原理与改进讨论 [复制链接]

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离线hackerboy
 
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393
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2006-04-04
看了前阵子大家做lc表,我也想做一个。下面先讲讲原理,不对的地方还请大家指正。

在q值>>1时,lc震荡电路的频率为
(图1)
这时,并入一个已知的标准电容ca (1020pf),又得
(图2)
根据以上两个频率和已知电容的值,就可算出
(图3)(图4)
现在,将待测电感串入电路,可得
(图5)
易得
(图6)
同理,将待测电容并入电路,可得
(图7)
可得
(图8)
考虑到电路板上分布电容cs和分布电感ls的存在,所以,最终
(图9)(图10)

关于精度
1。lc震荡电路的在q值>>1时,才可忽略损耗等效电阻,才适用上式。
2。已知标准电容ca要具有高精度和温度温度性。
3。测量频率要准确的定时和计数,可采用多次测量的方法减小误差。
4。每次测量的计算量还是大的,因此应该有个好的算法。

关于量程
1。实际上是频率的量程,这和单片机的计数器有关,可通过前置分频器等方法来扩大测量频率。
2。软件上可实现自动量程的转换。

其他
1。分布电容cs和分布电感ls应该怎么测量和处理,我一直没想明白。
2。如何实现电感电容的自动识别?是否能利用它们的交直流阻抗不同来,来测其交直流电压,通过adc来判断?
3。是否能加入电阻R的测量,使其成为lrc表?rlc振荡电路的特性是怎样的,是否也能用测量频率来实现?我查了一下资料,发现lrc表测量电阻R都是通过测量阻抗来实现的,看来难度还比较大啊!
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离线hackerboy
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393
只看该作者 1楼 发表于: 2006-04-04
式6-10
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离线hackerboy
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393
只看该作者 2楼 发表于: 2006-04-05
不是吧,怎么没人回?
离线bg8aby
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222
只看该作者 3楼 发表于: 2006-04-06
可以考虑在原电路的lm311的输出加一级缓冲74hc04等,这样可以减少lc振荡电路的负载。我刚制作的时候,清零后显示的漂移比较厉害,加了74hc04后,现在的漂移非常小,实际显示清零后一天的飘移为0.1pf。还有测试的时候,人体感应比较影响数值,应考虑lc电路的屏蔽。
离线ding
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3484
只看该作者 4楼 发表于: 2006-04-06
'
可以考虑在原电路的lm311的输出加一级缓冲74hc04等,这样可以减少lc振荡电路的负载。我刚制作的时候,清零后显示的漂移比较厉害,加了74hc04后,现在的漂移非常小,实际显示清零后一天的飘移为0.1pf。还有测试的时候,人体感应比较影响数值,应考虑lc电路的屏蔽。
'
电路给出.谢谢.
离线bg8aby
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222
只看该作者 5楼 发表于: 2006-04-06
在单片机的算法上,我的考虑是这样的:
1、频率计的精度为10hz,没有必要到1hz,如果你采用8051芯片,应注意到12mhz频率的实际计数频率小于500khz,应提高单片机的运行速度。
2、在计算cx或lx的值的时候,可不可先不计算c1和l1的值,而是将前两个频率值带入最后的那个公式,这样在计算的时候,可以避免浮点运算?
3、标准电容取1020pf,我考虑是不是有这种可能,如果cal电容为1024pf,则在计算的时候可以避免乘法或除法,而只是移位运算。
离线hackerboy
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393
只看该作者 6楼 发表于: 2006-04-06
'
电路给出.谢谢.
'

原图如下
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离线hackerboy
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393
只看该作者 7楼 发表于: 2006-04-06
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在单片机的算法上,我的考虑是这样的:
1、频率计的精度为10hz,没有必要到1hz,如果你采用8051芯片,应注意到12mhz频率的实际计数频率小于500khz,应提高单片机的运行速度。
2、在计算cx或lx的值的时候,可不可先不计算c1和l1的值,而是将前两个频率值带入最后的那个公式,这样在计算的时候,可以避免浮点运算?
3、标准电容取1020pf,我考虑是不是有这种可能,如果cal电容为1024pf,则在计算的时候可以避免乘法或除法,而只是移位运算。
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1。我觉得500khz已经足够,提高频率只能使提高小电容电感的精度,精确到1pf就可以了。

2。见下图
3。比较难实现啊。
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离线BD0AAI
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3050
只看该作者 8楼 发表于: 2006-04-06
学习。。。。有没有51系列的电路和程序?
离线hackerboy
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393
只看该作者 9楼 发表于: 2006-04-06
'
学习。。。。有没有51系列的电路和程序?
'

请参阅这里
http://www.hw.cz/constrc/lc_metr/
离线BA7EI
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7096
只看该作者 10楼 发表于: 2006-04-06
关键问题可能是,500khz测量的电感数据在高频50mhz可能没有什么参考价值了。

用q表或者矢网吧
离线hackerboy
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393
只看该作者 11楼 发表于: 2006-04-09
'
关键问题可能是,500khz测量的电感数据在高频50mhz可能没有什么参考价值了。
用q表或者矢网吧
'

说的是,50mhz就是另外一回事了。这个lc表只是测下低频参数,要测高频,只有用上万元的lcr测试仪了。用电桥是个很有用的方法,但要做成自动仪表,实在不容易啊。
离线hackerboy
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393
只看该作者 12楼 发表于: 2006-04-11
其实测阻抗是个很好的选择,只是实现难度有点大。
离线BG4RID
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31295
只看该作者 13楼 发表于: 2008-07-05
顶起来!!
离线一异
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868
只看该作者 14楼 发表于: 2008-07-05
我觉得还是高频q表测量结果比较有价值,因为频率可调,可以得到实际工作频率下的参数.
我过去有本书,上面有自制q表的内容,可惜书找不到了,否则可以贡献出来.
离线hackerboy
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393
只看该作者 15楼 发表于: 2008-07-19
那么老的帖子还被定起来,太给面子了……
离线一异
发帖
868
只看该作者 16楼 发表于: 2008-07-19
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你说的是业余无线电测量仪器这本书吗?
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我想大概没错,有工夫扫描出来?
lc表我有,几大千买的,根本没多大用处。
离线7600
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16242
只看该作者 17楼 发表于: 2008-07-19
[quote=一异]我想大概没错,有工夫扫描出来?
lc表我有,几大千买的,根本没多大用处。[/quote]
因为你还不够专业!呵呵
离线一异
发帖
868
只看该作者 18楼 发表于: 2008-07-19
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因为你还不够专业!呵呵
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没办法,因陋就简呗。
当初其实我是打算买q表的,但没有现货,快过年了,没办法就买了一台rlc电桥。这东西其实应该说做得还可以,但只适合测量低频电路用的lc元件,特别是只适合测量低频用的电感。