给 HP 3468 增加通断（蜂鸣）功能、暨更换 3468 基准

lilith

给没有通断（蜂鸣）功能的老式台表增加这个功能，有两个思路，一个是坛里流氓大大的纯数据法，通过从 GPIB 口读数据判断，缺点是电路与程序都较复杂、速度慢。一个是从模拟电路入手，以模拟 + 数字的方式快速实现。

分析 3468 的电路可知，所有被测量均须经过模拟前端放大器 U101 后进入 ADC，因此可以通过判断 U101 输出电压的方法，快速判断是否应该属于“导通”（蜂鸣）状态。不过由于 AZ 的存在，U101 的输出并非一条直线，而是与积分电容上的波形成如下关系图：


所以，无法以纯模拟的电路简单实现，必须和 ADC 的控制信号关联起来，经分析，在 ADC 和 CPU 之间有一条寄存器数据线，与 U101 输出（或者说、ADC 周期）成以下关系：


因此可以利用此信号触发单片机，设计思路为，单片机触发后以 6 个 ADC 周期为一个测量周期，如果一个测量周期内，U101 的输出有两次低于预设定的“导通阈值”则启动蜂鸣器。U101 的电压检查由电压比较器 LM311 完成，基准电压由 ADC 的 10V 基准电压用 1K:10K 分压获得，这样的导通阈值大约就是 30 欧姆左右（因为 3468 的满度是 303099）。为了简单，使用只有 8 个脚的贴片单片机 Tiny16 完成。

电路全貌：

lilith

测试录像，为了方便测试，设置 LED 为启动蜂鸣器时熄灭，否则点亮，可见反应速度还是较快的（3468 本身测量速度就比较慢），视频后期有一段“反复插入”的片段 :D

一个问题是，在自动挡状态，任何一个小于当前量程的 9% 的电阻插入都会启动蜂鸣器一下子，我想这个是可以接受的。

3468beep.rar (1.16 MB, 下载次数: 78)

2011-5-13 22:15 上传

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小平

换上了399？感觉怎么样？

lmserver

为了避免这个问题，最好就是禁止自动档，锁定300欧档。

lilith

引用第2楼小平于2011-05-13  22:36发表的  :
换上了399？感觉怎么样？

不管是开机稳定时间、开机 -- 稳定变化的字数，还是温度系数、长期稳定性，都有质的提升，但还是比 3478A 差点，我想可能是 1、我从 JS 处买到的拆件 LM399 不如 HP 筛选过的 LM399； 2、ADC 的 Hybird，3468 和 3478 有所不同，或者说这个 Hybird 也是经过 HP 筛选的，好的给 3478 用，差的给 3468 用。

lilith

引用第3楼lmserver于2011-05-13  22:36发表的  :
为了避免这个问题，最好就是禁止自动档，锁定300欧档。

实际上，特定于 3468/3478 的话，最好就是锁定到最低量程、关闭 AutoZero，今晚上我只是尝试性把构想给做出来，测试一下，证明是可行的，实际上判断是否处于 2W 电阻状态的继电器还没有检测呢，当然这个很容易，单片机还有多余的 IO，直接接到继电器上即可。

作为一个较为通用的方案，基本上是目前这个样子；特定针对 3468/3478 的话，我还在考虑，比如能不能用单片机悄悄读 Input Hybird 寄存器的内容，判断目前处于哪个功能的哪个量程，且 AE 是开启还是关闭，如果这个能搞掂的话根本不用和 ADC 周期同步并统计 U101 输出“在几个测量周期中均低于阈值”，只要是满足“30（300）欧姆档且关闭 AZ”的话，那么 U101 输出低于阈值就直接启动蜂鸣器，这样蜂鸣器的响应速度几乎是即时的，而目前的响应速度，可以看示波器的刻度知道大约是 25ms x 6 = 0.15 秒（或许可以缩短到 50ms、还未测试），或许会觉得有一些延时。

ljhtp

这个确实不错~[s:31]

zhoukaijin

蜂鸣功能是鸡肋;随便一台3 1/2就有蜂鸣   换基准是重点

lilith

引用第7楼zhoukaijin于2011-05-14  14:10发表的  :
蜂鸣功能是鸡肋;随便一台3 1/2就有蜂鸣   换基准是重点

太打击我了吧 3468 这种便宜好用的工具级台表有蜂鸣功能还是方便不少的，至于换基准，电路上 3468 和 3478 没太大差别，实际上直接用 LM399 替换原来的 LM329 都可以，虽然限流电阻有点差别但问题不大，当然把电阻也换成 3478 的大小可能会更好（原 3468 是 3K 搭配 LM329，3478 是 2K 搭配 LM399）只是因为两者封装不同，需要做一个小板转换一下，因为 LM399 需要加热，因此对 3468 原来的电源电路来说有一点影响而已，3478 是在变压器绕组上直接绕了正负 15V，而 3468 的变压器只有一个 8V 绕组，用倍压整流的方式产生正负 15V，因此需要将变压器换成电压稍高、功率稍大的以免供电不足（不过偶尔还是会开机出现 Err 08 错误，就是冷开机时 LM399 加热电流太大导致模拟电路没有工作），同时这样做之后就很难用原来的电池选件了。

lilith

今天把判断是否为 2 线电阻测量的继电器线接入、把 LED 更换为蜂鸣器并完善了程序，也把程序从 6 个 ADC 周期判断一次改为 2 个 ADC 周期判断一次，变得灵敏一些了，加上程序本身的效能，估计能在 0.06 秒内作出反应。


电路总图：

lmserver

我是给8840加的，通过GPIB执行，200R档开高速自动进入SPK模式，只需要按3下。
但3478速度不够快，切换到300R上也要按好几下。

poren

lmserver:我是给8840加的，通过GPIB执行，200R档开高速自动进入SPK模式，只需要按3下。
但3478速度不够快，切换到300R上也要按好几下。 (2011-05-15  23:11) 

您说的“按好几下”是什么意思？