sha256 发表于 2013-9-4 20:26:17

几百微伏的电压，业余条件测的准吗？

论坛里的朋友多半不熟悉 全国大学生电子设计竞赛；

今年的G题



我的思路就是做一个恒流源，自制差分电压放大器来测电压，进而测出坐标。有百分之一的精度就很好了。
估算是几百微伏的电压；在没有高位表的情况下能做吗？

laisla 发表于 2013-9-4 20:43:09

sha256 发表于 2013-9-4 20:57:21

laisla 发表于 2013-9-4 20:43
可以啊。6位半电压表就可以了

实验室都是高频的，我能借到20w的频谱仪，但却没有高位表。主要是怕万一出现误差都不知道出在哪里。

laisla 发表于 2013-9-4 20:57:49

laisla 发表于 2013-9-4 21:00:14

laisla 发表于 2013-9-4 21:01:36

sha256 发表于 2013-9-4 21:12:41

laisla 发表于 2013-9-4 21:01
这个题目两个难点：
1、你已经提到了，高精度测量
2、你没提到       大电流恒流源。

之前做过2安培的恒流源，这个不难；
题目还要求低功耗，大概做1安培恒流源就差不多了。

我本身不参加比赛，就是围观。

lilith 发表于 2013-9-4 21:18:22

sha256 发表于 2013-9-4 20:57
实验室都是高频的，我能借到20w的频谱仪，但却没有高位表。主要是怕万一出现误差都不知道出在哪里。

看了一下，该题不需要绝对准确，只需要相对准确，即你自己定义好 0 点之后，f(volt) =x or y（坐标）就够了，至于 volt 准不准，完全不需要关心。

思路 a，基于直流测量

让坐标 X0，Xmax 接通电流通道。检测笔尖电压，得到横坐标 Vx；对 X0 校正测量电路的 0 点，对 Xmax 校正满度增益点（是否恒定电流因此不重要）
让坐标 Y0，Ymax 接通电流通道，检测笔尖电压，得到横坐标 Yx；校准部分同上

需要用单片机快速切换

思路 b，基于交流测量

这个不用说了吧？


lilith 发表于 2013-9-4 21:30:39

laisla 发表于 2013-9-4 21:00
那就没有办法了，换题目吧
没有高精度仪器，很难的
除非，你能有办法增加敷铜板的电阻，比如用很薄的铜的 ...

我不清楚覆铜板上的铜厚度是否均匀，如果不均匀且误差足够大，最好不要基于电压测量的方式去考虑，而是基于信号传递的速度去考虑，因为物理尺寸（长度）不因为覆铜板厚度变化而变化，也就是说信号在覆铜板表面传递的速度不因为覆铜板厚度变化而（有很大）变化，高频小信号的相位测量可以做得很准确，而且不需要高分辨率和高精度万用表。


qqwintian 发表于 2013-9-4 21:31:19

laisla 发表于 2013-9-4 21:01
这个题目两个难点：
1、你已经提到了，高精度测量
2、你没提到       大电流恒流源。

你就别误导人家了。

这题目同时考低功耗与大电流、低电压。

方法基本确定，就是脉冲型高电流放电，然后测位置。有些微欧表100A-1000A电流都能搞，非常细的线（几平方-几十平方）完全不会发任何热，连接触点都没热。人家一次脉冲非常短。

这种题考的就是这个，要求不超过1.5W。

1oz的板子是35um。用0.5oz的大约也就是17um，他这个15cm*10cm，对于测长边来说，可认2.55mm对应电阻就是0.7m欧姆。
这样小的电阻，脉冲1A是0.7mV完全可以很好的放大，一般的运放也都满足要求。自己随便做个10A脉冲也EASY，7mV更不必说了。
如果不脉冲测，呵呵其实也没啥，1A与0.7m欧姆才0.7mW，效率1%也就70mW，也能搞好，只是超低压电源，又是考点了

当然有高手能用电容、波长、相位之类的搞出来，我也觉得很好，只是效果未知，不见得3天够用

qqwintian 发表于 2013-9-4 21:35:57

而且，在38°坛子。就必须说大电流、低电压、高精度测量！不许说高频测相位法！

违者小黑屋

话说现在学生条件真好啊！我做比赛时候，连个电阻都没有。最后也都没测，到最后比赛现场，让评委直接测的。心别提多紧张了

laisla 发表于 2013-9-4 21:49:33

qqwintian 发表于 2013-9-4 22:12:07

laisla 发表于 2013-9-4 21:49
关于你们说的高频或XX方法，其实我早就考虑到了，2.4G的频率足够高而且也有比较成熟的功率模块。
不过高频 ...

你说PCB背面埋上强磁，然后做个大霍尔元件。咋样？

sha256 发表于 2013-9-4 22:44:39

qqwintian 发表于 2013-9-4 22:12
你说PCB背面埋上强磁，然后做个大霍尔元件。咋样？

不怎么样；
霍尔效应产生的电动势非常小，铜箔电阻也非常小；怎么测？

qqwintian 发表于 2013-9-4 23:01:46

sha256 发表于 2013-9-4 22:44
不怎么样；
霍尔效应产生的电动势非常小，铜箔电阻也非常小；怎么测？

出奇嘛！

估计也能实现，就是评委震惊了

sha256 发表于 2013-9-4 23:05:24

qqwintian 发表于 2013-9-4 23:01
出奇嘛！

估计也能实现，就是评委震惊了

反正我也是围观；做不出来也没什么。
明天试试1A恒流源和LMP2022。

qqwintian 发表于 2013-9-4 23:24:38

模电基础好，这题轻松100分。基础不牢，就会在小信号上死翘翘

dravince 发表于 2013-9-4 23:49:11

lilith 发表于 2013-9-4 21:30
我不清楚覆铜板上的铜厚度是否均匀，如果不均匀且误差足够大，最好不要基于电压测量的方式去考虑，而是基 ...

相位法我也考虑过
假设使用10MHz正弦波，波长是30m，对应题目要求的3mm精度，这就是1万个点了，测量相位能做到吗？
或者使用混频的方式，调制解调？
呵呵，我没有尝试过这种方法，不知分析的是否合理

dravince 发表于 2013-9-4 23:50:08

laisla 发表于 2013-9-4 21:49
关于你们说的高频或XX方法，其实我早就考虑到了，2.4G的频率足够高而且也有比较成熟的功率模块。
不过高频 ...

题目只是说可选用一般的万用表表笔。

laisla 发表于 2013-9-5 07:56:03

laisla 发表于 2013-9-5 07:57:35

qqwintian 发表于 2013-9-5 10:39:56

laisla 发表于 2013-9-5 07:57
这个题目带来的后果，就是全国高校都开始采购34401这类普及型高位万用表，这个量可不小啊。

今年组委会明显就是要你花钱的！

这道题需要34401无疑。

控制题指明必须买四轴飞行器！还必须带防护圈，基本就只一款才有。这几天taobao都疯狂涨价！

信号题必须指定型号买一个IC，是ADI的，价格100多一片的DDS芯片，现在涨价更是厉害！

这比赛，终于开始拼爹了

xuplastic 发表于 2013-9-5 12:40:33

qqwintian 发表于 2013-9-5 10:39
今年组委会明显就是要你花钱的！

这道题需要34401无疑。


组委会手收ADI好处费了吧



瞎猜的，说错了我可担不起责任

xuplastic 发表于 2013-9-5 12:41:39

laisla 发表于 2013-9-5 07:57
这个题目带来的后果，就是全国高校都开始采购34401这类普及型高位万用表，这个量可不小啊。

太便宜了，有钱的话要上34420A纳伏表和3458A

dravince 发表于 2013-9-5 12:46:06

qqwintian 发表于 2013-9-5 10:39
今年组委会明显就是要你花钱的！

这道题需要34401无疑。


今年经济不景气，专家们出各种招拉动GDP啊

qqwintian 发表于 2013-9-5 13:30:34

xuplastic 发表于 2013-9-5 12:40
组委会手收ADI好处费了吧




是啊，指定型号的AD9854ASQ

芯片100多一片。淘宝现在更是都涨价更贵了

sha256 发表于 2013-9-5 13:39:59

今天用实验室电源切到恒流模式试了一下；

2A恒流，用四位半万用表的200毫伏档可测出7，8毫伏的电压。
所以不用太高精度的万用表也可以做。

lizhijun 发表于 2013-9-5 19:19:43

感觉脉冲大电流是比较靠谱的方法

laisla 发表于 2013-9-5 19:48:20

sha256 发表于 2013-9-5 21:15:18

本帖最后由 sha256 于 2013-9-5 21:18 编辑

laisla 发表于 2013-9-5 19:48
四位半在一般学生手上算是稀有的了
现在4位半万用表已经很普及。但是6位半还是很贵。

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