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楼主: leejianzhao

[制作] DIY一个五位半电压表——毫欧表的兄弟篇,毫欧表/五位半电压表二合一套件正式发布

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 楼主| 发表于 2013-5-25 00:18:38 | 显示全部楼层
marshallemon 发表于 2013-5-24 10:31
看了LZ的设计感觉真得很强,一些设计与MX老大的手持6.5有异曲同工之妙,
另外为下LZ,
1,哪个噪声图是怎 ...

欢迎对我的设计提问题,也希望DIY成功的朋友分享一下DIY过程中的收获,我会尽力回答的,希望和广大坛友共同提高!

MX 6.5的设计非常经典,我也拜读过,基本上是用这类型Sigma-delta ADC做多用表的经典框架。我主要有下面几个区别:
1、ADC。LTC2440比我用的F350好很多,虽然2440的INL做六位半略有不足,但是胜在噪声非常低;而F350最多也就是五位半的料
2、MCU。STM32比F350的51强太多了,程序空间也大多了,因此从功能上我是远远不如的。例如,我就无法支持内存卡。不过,我原来做的是毫欧表,对ADC是有要求的,不是随便一个都可以象我现在的电路那么简单,例如常见的ADS1232、LTC2400、LTC2440都不行(有没有人知道为什么不行?),当然,增加电路也是可以实现的
3、输入衰减电路。我采用手持表的衰减方法。MX 6.5采用台表的固定100:1分压,因此10V档需要先衰减到1/100再放大10倍,导致10V档的噪声比1V档大多了,看lumex老大的测试http://bbs.38hot.net/forum.php?m ... 3&fromuid=17757,LSB跳动比1V档大几倍。当然,我的衰减方案也有弱点:1)受模拟开关影响;2)10V和100V的输入阻抗不一样,100V不是标准的10M
4、放大。我利用F350内置的PGA,电路极其简单;MX 6.5使用运放+模拟开关实现了一个PGA
5、供电。MX 6.5由于要迁就LTC2440使用5V,而且欧姆档的恒流源需要高压,只能用开关电源把电压boost上去,这个也会引入一定的噪声。我的毫欧表不需要恒流源,也就不用高压,因此我尽量在3.3V的电压范围内实现了所有功能
6、我顺便加上了锂电池充电电路和USB-UART芯片,算是弥补一下没有存储功能吧(共地问题要小心)
7、我的省电,背光关闭的时候17mA,一节14500(5号)锂电池可以连续工作1.5~2天。当然我的功能简单

几个问题的答复

1,哪个噪声图是怎么得出来的,具体的测试步骤是啥,接入一固定电压,串口采集数据,采集多少个点或多长时间,导入excel?

通过Mini-USB连到电脑,打开超级终端(我比较喜欢用这个,当然也可以用串口助手之类的),COMx(具体多少看设备管理器),波特率115200,就可以看到测试数据输出了


再点捕获文字,这样就会把数据存在一个TXT文件
超级终端2.png

然后,打开excel(我用的是2010,其他版本的类似),把TXT里面的数据copy进去,例如放在A列,然后选中A列,点插入折线图,就能出类似的图,再略微调整一下显示即可

我的程序默认5分钟自动关机(当然可以取消自动关机),因此一般设置好就去干别的事情,等屏幕灭了关机了,再来处理数据

2,你的这些测试是在校准前做的测试,还是校准后,我记得F350的线性貌似不咋样啊。

当然是校正后测试的,因为现在我用的分压电阻是很普通的0805 1%,长稳是不行的,校正完马上测试就是这样的结果

F350的线性一般,最大15ppm,15ppm相对于2.5V基准来说,就是37.5uV,对于六位半就是37.5个LSB,对于五位半就是3.75个LSB,实际测试和Fluke 8842A最大偏差6LSB,考虑到有1LSB正负1的不确定性,噪声,校正误差,还有8842A也不一定就是完美线性,总体来说,F350的INL是基本满足手册指标的

3,关于OP接容性负载稳定那几个电阻电容的取值和理论的分析在哪本书上有讲这些的?

这个应该是经典电路了,甚至在国半版本的LMV321 datasheet的P14都有。
LMV321(NS).pdf (1.43 MB, 下载次数: 257)
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 楼主| 发表于 2013-5-25 00:28:56 | 显示全部楼层
x131431511 发表于 2013-5-24 10:58
坐等 加强版功能完整版!

不用等了,这个电压表就是顺便做的,我不会把它变成多用表的

已经有朋友参照我的电路,改用其他ADC和MCU,扩展功能,你也可以这样。

坐而等不如起而行!
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发表于 2013-5-25 09:26:32 | 显示全部楼层
leejianzhao 发表于 2013-5-25 00:18
欢迎对我的设计提问题,也希望DIY成功的朋友分享一下DIY过程中的收获,我会尽力回答的,希望和广大坛友共 ...

感谢LZ的热心回复,感谢LZ给我们带来一篇带有这么详细讲解的文章,为什么毫欧表可以使用F350,而其他的不行还请明示,另外问下关于OP的零点,极点,哪些OP适合做电压跟随,哪些不适合这些在哪本书上会有?
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发表于 2013-5-25 09:45:06 | 显示全部楼层
适不适合跟随,我的理解是和噪声、单位增益稳定性、失调电压这些决定的吧。如果是交流可能还有压摆率、带宽有关吧。菜鸟等科普
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发表于 2013-5-25 09:55:17 | 显示全部楼层
leejianzhao 发表于 2013-5-25 00:18
欢迎对我的设计提问题,也希望DIY成功的朋友分享一下DIY过程中的收获,我会尽力回答的,希望和广大坛友共 ...

我上次好像就说过,ADS1232 的话基本一致,2440 就不行,2400 更不行
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发表于 2013-5-25 20:03:16 | 显示全部楼层
这样啊,两个在一起多好啊!。。懒人多啊
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发表于 2013-5-25 20:14:41 | 显示全部楼层
marshallemon 发表于 2013-5-24 10:31
看了LZ的设计感觉真得很强,一些设计与MX老大的手持6.5有异曲同工之妙,
另外为下LZ,
1,哪个噪声图是怎 ...

噪声Vrms=en*(BW)^0.5,噪声Vpp=6.6*en*(BW)^0.5
其中,en为电压噪声系数,BW为测量带宽。
4次过采样后取平均值(最简单的数字滤波器)大致相当于BW/4,因此噪声Vrms(噪声Vpp)降低至1/2,相当于提高1bit有效分辨率ENOB(或无噪声分辨率 Noise free NOB),但并非1digit。

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 楼主| 发表于 2013-5-25 21:09:01 | 显示全部楼层
x131431511 发表于 2013-5-25 20:03
这样啊,两个在一起多好啊!。。懒人多啊

毫欧表和五位半电压表 二合一套件就是两个功能和在一起的,虽然切换功能还是有点麻烦

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发表于 2013-5-25 21:18:00 38hot手机频道 | 显示全部楼层
啥时吧代码整合一份就ko了,既然你的代码大部分相同为啥不做成像函数那样,相同段的都统一调用不是就算压缩了么
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发表于 2013-5-25 22:10:42 | 显示全部楼层
LZ漏掉了我的回复了
感谢LZ的热心回复,感谢LZ给我们带来一篇带有这么详细讲解的文章,为什么毫欧表可以使用F350,而其他的不行还请明示,另外问下关于OP的零点,极点,哪些OP适合做电压跟随,哪些不适合这些在哪本书上会有?
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