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[工仪]【指针表外挂】3-5V单电源供电的单运放ESR(复合阻抗)测试模块。 [复制链接]

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离线hotdll
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2014-02-26
      好久没发帖子了,挣点M币。
      前段时间试制7106/7107数字表头的ESR表成功,不过拿现成的数字表改太可惜了,有朋友想用指针表改,但是用现成的指针表太可惜了,于是萌发了制作一个指针表的外挂模块来实现ESR的测量。我思考了下,大概要满足以下要求:
       1、表笔开路的时候,指针表基本上不动。
        2、表笔短路的时候,指针恰好打到电阻档的0位置。
        3、用阻值表盘读取ESR值。
        4、用0.25/0.5(mA/mV)档作为外挂测量。
        5、模块用香蕉头固定在PCB板上插在万用表的红黑表笔香蕉座处,万用表表笔插PCB板上固定的香蕉座。
        6、3V-5V单电源供电,只用1个运放,我选择了耳机功放TDA1308,DIP封装的非常适合焊接洞洞板。
        7、非常适合用锂电池,比如聚合物锂电池、手机电池、18650等。配合ETA9635可以实现低成本充电、5V升压稳压、过放保护等管理。
        8、会追加一个按键,切换后,用电流档读电容大小、待更新!


电路图如下: 仿真通过,我还没有实际制作,最近忙,有空制作后上成品。

说明:
      1、R5使用2K到15K之间的可调电阻。
      2、CX为待测试电容,短路表笔后,调节R5使万用表的指针指向阻值表盘的0位(相当于指针表的电阻档调零)。
      3、R1、R2为负反馈电阻,R4为保护电阻,和CX的复合阻抗构成采样电阻。万用表的测量值为R1/(R4+Rc)*VI。R1和R2的取值为阻值表盘中心值略大5-10Ω,R4为5-10Ω(与差值相等)。调试的时候CX可以用表盘中心值相同的电阻代替。
     4、实际使用,需要在运放8脚和4脚之间接1个100uF左右的退耦电容。      
     5、实际使用,需要在CX之间增加一个1-2uF的400V隔离电容,CX并联两个1N4007,防止被测电容放电损坏IC。


       运放A构成100KHZ的方波发生器,5V下,输出幅度大概1-1.5V。经过R6和R5衰减电路输出大约120mV-250mV的信号提供给全波精密整流电路。因为用的是直接耦合,所以只需要运放A提供运放偏置电压,减少了电容的使用量,降低了电路的要求。
       运放B构成精密全波整流电路,利用ESR的阻值作为反馈采样电路,使ESR值与输出电压成比例,又因为运放B输入的信号幅度较高,降低了对运放增益带宽积的要求,所以可以使用耳机功放或者NE5532或者单电压运放来制作。
      运放B的输入信号大小取决于指针表的最小电流/电压档位,如果是0.5V的,需要将运放B的最大增益设置为2.
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