业余爱好者DIY的高精度数字电桥
TH2821手持式LCR数字电桥
TH2821手持式LCR数字电桥1、测量参数：电感L；电容C；电阻R；阻抗|Z|；损耗因子D和品质因数Q。
L-Q；C-D；R-Q；Z-QQ=12、清零校正功能：OPEN———扫频开路校正，SHORT——扫频短路校正。
3、显示方式。
直读——直接读数显示；。
△——绝对偏差显示；。
△%——百分比偏差显示。
4、量程保持功能。
在批量测试具有相同标称直元件时，该功能可有效提高测量速度。
5、分选功能：仪器提供四档分选功能——NG、P1；P2、P3。
6、等效方式：串联或并联等效方式结果输出。
7、数据保持：该功能能够将测试数据结果保持在屏幕上。
8、讯响模式可以设定为：NG、P1；P2、P3或关闭。
二、操作说明1、第一功能操作：a、参数设定：L-Q测量时显示“-”，则实际被测器件呈感性；L-Q测量时显示“-”，则实际被测器件呈容性。
理论上，R值恒为正，某些情况下，可能出现R为“-”的情况，这是由于过度的清“0”所产生的，请进行正确清“0”校正。
B、频率设定：安FREQ键将循环选择以下频率：100HZ；120HZ和1KHZ。
C、量程设定：该功能由三个按键构成：△▽和AUTO。
AUTO键在量程自动和保持间切换△▽改变量程号。
如果量程为自动模式，则同时进入量程保持状态。
注意：量程保持时，测试元件大小超出量程测量范围，或超出仪器显示范围也将显示过载标志“。
”D、数据保持按DH键选择屏幕数据保持，在按该键保持取消。
2、第二功能的操作A、扫频清零。
按SHIFT键选择第二功能。
屏幕上“SHIFT”点亮。
按CLEAR键进入清零功能。
屏幕上显示区域显示：CLEAR，副显示区域显示（OPEN、SHORT、QUIT）开路或短路还是退出，根据测试端状态仪器自动选择。
按ESC取消清零功能返回测试状态，按ENTER开始清零测试。
当清零测试过程中，PASS或FALL将显示在副显示区域。
清零中按ESC键可退出当前清零过程并返回测试状态。
原先清零数据不变。
许老师电桥小林版说明书
许老师电桥小林版说明书许老师电桥小林版说明书示LCR数字电桥作者信息编辑然后进入工作状态：2004屏幕显示：编辑手动切换串并参数频率编辑1khz 7.8khz 100hz扫频开路清零测试夹夹到一起短路按 ZERO(C)键做短路清零编辑率为1KHz。
编辑在自动模式下仪器自动识别被测物阻抗特性，自动选择L、C或R 的主参数极其合适的串并联模式。
自动测量模式时，串并联方式依据被测物阻抗大小而定，阻抗较高时(>10KΩ)选择并联方式，阻抗较低中为“AUTO → AUTO-C → AUTO-L → AUTO-R → AUTO”编辑→AUTO-<C\L\R>”。
编辑4、测量频率，本电桥提供3个频率测试点：100HZ/1KHZ/7.8KHZ 开机默认频率为1KHz，按下“频率FREQ”手动模式标识、测量频率、主量程、编辑围是：-99.9%～+99.9%编辑例：如何把220pF的电容精确测量到0.1pF 由于表笔轻微移动，三个芯片由左向右依次为LM358 AO4622 MP1584EN编辑二，开机2004屏幕显示两行黑色方块，原因及解决办法1. 12V 适配器损坏，电压变低，更换。
2. 关机后10秒内，请不要急于开机，容易死机，请稍后再开机。
3. 单片机程序损坏，需重新烧录程序 4. 内部供电芯片损坏，需更换。
三。
无法正常测量使用，电阻不能准确测出阻值，电容，电感误差巨大等。
1. 不慎测量了带电电容，测量了带电电路。
击穿了电桥测试前端保护二极管，可以机壳拧下全部螺丝，掀起面板，BNC线可弯曲，不用剪断，拆下按键板，自行检测更换击穿的IN4148。
编辑按“菜单MENU (M)键5秒进入主菜单。
编辑然后按下“量程（RNG）”(R)键进入校准模式编辑X.00（X= 1---15）编辑了默认，然后长按MENU 键，显示编辑再按CLR (X )即可退出，返回到测量状态编辑恢复了默认值，再做一下开路，短路清零，就可以测量了，此时精度优于0.5%。
DIY高精度数字万用表
DIY高精度数字万用表概述：数字多用表是常用的测量仪器，目前市场常见的是3.5（三位半）和4.5 手持表，用于一般测量，另外高端的则是6.5位以上的台式表，价格较高，用于高精度测量。
随着电子技术的进步，高性能低成本的器件层出不穷，使得制作一部低档的6.5位数字多用表成为了可能，这里介绍这款六位版，就是在性能上、功能上和成本上综合考虑的一种设计实现方案。
设计思想：选用成品的通用元件：高端DMM采用以恒温深埋齐纳基准——前端为Dual JFET的混合低噪声运算放大器——多斜率积分高速高分辨率ADC 为主轴的测量系统，其中每个部分的制作难度都非常高，而且需要昂贵的仪器进行调试、校准，这样的要求在业余条件下是难以满足的，所以这里采用了相对低成本可靠通用IC 精密带隙基准——单片低噪声斩波稳零放大器——24Bits低噪声ΣΔ ADC 来替代，这样的既可以减少元件采购难度，降低整体成本，最重要的是能得到可靠的性能保证，就是说可以根据DataSheet上标明的最差指标可以计算出系统的整体性能。
放弃高电压，大电流量程：首先对这些量程进行高精度测量本身难度就非常高，而且对系统的输入选择、保护系统提出了很高的要求，元件质量要求高，PCB 面积占用大，最重要的是要为用户人身安全负责，为了避免出现安全问题所以没有设置危险的测量量程。
放弃长期稳定性：要靠数字多用表本身来保证长期稳定性意味着整个系统每个部分都要有很高的长期稳定性，基准要用深埋齐纳基准，分压电阻要用精密电阻网络等等，成本会显著提高，相对而言购买或制作标定好的基准（LYMEX有售）要便宜的多，而且在进行对比测量时可以将整体的精度提高到接近外部基准的水平。
放弃交流测量：由于没有设计交流测量系统的条件，所以没有做。
采用手持设备架构：由于现代MCU的集成度非常高，开发工具越来越简便，加之笔者最近在学习STM32，所以就做成手持设备了。
总的讲设计要素的优先关系如下低成本〉小巧〉低功耗〉高性能声明：本文涉及的内容涵盖危及生命的电学测量，特别提醒实验者确保人身安全！作者完全出于业余爱好撰写该文，由于能力有限疏漏乃至错误在所难免，因此作者不对该文章（包括附带的其他资料）的正确性负责，同时也不对因援引该文或使用附带资料导致的信誉损失、商业利益损失、财产损失、人身伤亡等（包含上述内容，但不见限于上述内容）负任何连带责任。
DIY多功能无线电测试仪
LCFUS使用说明书综合测试仪（2.0版）前言：DIY的成败在于理论，仪器，元件，和动手能力。
在无线电DIY时要自行绕制确定电感量的电感，这需要电感仪。
（L）要选择合适的谐振电容，这需要电容仪。
（C）要测量载波和本振的频率，这需要频率计。
（F）要测量高频信号的电压，这需要高频毫伏表。
（U）要输出用于实验的信号，这需要LC谐振器。
（S）LCFUS集这些仪器为一身，物美价廉，是DIY无线电的钥匙，是电子爱好者的福音。
下面从系统框图，使用方法，性能指标，后记四个方面来描述这个仪器。
一．系统框图详细的系统框图在附件中，详细的电路图成交后提供。
在此声明：电路及其子电路的经济利益由电路的设计者拥有。
二．使用方法整体介绍，如图所示：电源插座：输入外接电源电源开关：仪器选择使用外接电源，电池，和关闭电源测试座：固定被测试的电感电容功能开关：选择测量电感电容，输出信号，测量频率电压三个档位信号输出插座：信号发生器输出信号ACDC：选择测量交流，直流；也用于选择测量电感，电容X10X1：选择探头的倍率；也用于进行电感电容的相对测量信号输入插座：输入测量信号仪器使用普通示波器探头；机内左上方电位器可调整电池充电限制电压；发光二极管熄灭表示充电完成。
1.测量电感步骤：1.接入电源，打开电源开关2.用功能选择开关选择测量电容电感功能3.仪器自校准，等待校准完成，测试座不能有任何测试元件4.用ACDC开关选择测量电感功能5.接入电感读出被测的电感量打开相对测量，显示的是当前测量值减去（打开相对测量）之前的测量值，相当于减去一个串联电感。
2.测量电容步骤：1.接入电源，打开电源开关2.用功能选择开关选择测量电容电感功能3.仪器自校准，等待校准完成，测试座不能有任何测试元件4.用ACDC开关选择测量电容功能5.接入电容读出被测的电容量打开相对测量，显示的是当前测量值减去（打开相对测量）之前的测量值，相当于减去一个并联电容。
3.输出信号步骤：1.接入电源，打开电源开关2.用功能选择开关选择输出信号功能3.测试座上固定电感、电容，显示屏显示输出信号的频率4.改变电感、电容量可改变输出信号的频率5.用专用信号线输出信号X10X1开关可改变机内的电容量，分别为0pF;460pF。
DIY数字电桥说明
DIY数字电桥说明许剑伟莆田十中一、概述：本LCR数字电桥，主要用于准确测定元件L、C、R参数，量程宽、精度高。
玩矿石收音机，大部分元件需要DIY，没有标称技术参数。
比如，需要知道谐振器件、检波器件、天线、耳机、变压器等器件的电抗特性。
其中，高频参数可以使用Q表解决问题，而低频参数Q表难以测定。
为了解决这个问题，笔者认为LCR数字电桥能够胜任。
·设计目标：1、能够准确测量电抗器的L、C、R，精度优于0.5%，如果进行逐档校准，精度优于0.3%2、取材容易，电路简洁，易于制作，成本应适当控制。
使之具有更强的业余DIY价值及研究价值，并通过设计、DIY学习到LCR电桥的相关细节、原理。
·本LCR表的基本特性AD转换器的字数：约1000字，采用了过采样技术，有效分辨力约为4000字测量方法：准桥式测定，测量原理类似于比例法测电阻。
主要测量范围：1欧至0.5兆欧，精度0.5%（理论），阻抗实测比对，均未超过0.3% 有效测量范围：2毫欧至10兆欧，最小分辨力约0.5—1毫欧串联残余误差：小于2毫欧，低阻测量时此误差不可忽略并联残余误差：大于50M欧，高阻测量时此误差不可忽略Q值误差：±0.003（Q<0.5），Q/300（Q>2，相对误差，简易算法），其它按0.5%左右估算D值误差：±0.003（D<0.5），D/300（D>2，相对误差，简易算法），其它按0.5%左右估算注：Q = 1/DESR误差：|Z| / 300高阻测量中，D、Q有效测定于40pF以上电容@7.8kHz，20pF以下D、Q精度变差很多。
开路、短路清零：LCD版提供此功能，以方便高阻及低阻测量。
LED版没有此功能，所以LED版测量小容量电容须人工修正才可以得到正确结果。
信号源幅度：峰值200mV（100Hz），180mV（1kHz），190mV（7.8kHz）电感：0.02uH分辨力，测量范围0.1uH至1000H，超出1000H未测试（理论上也可以正常测量的）。
DIY高精度数字万用表
DIY高精度数字万用表概述：数字多用表是常用的测量仪器，目前市场常见的是3.5（三位半）和4.5 手持表，用于一般测量，另外高端的则是6.5位以上的台式表，价格较高，用于高精度测量。
随着电子技术的进步，高性能低成本的器件层出不穷，使得制作一部低档的6.5位数字多用表成为了可能，这里介绍这款六位版，就是在性能上、功能上和成本上综合考虑的一种设计实现方案。
设计思想：选用成品的通用元件：高端DMM采用以恒温深埋齐纳基准——前端为Dual JFET的混合低噪声运算放大器——多斜率积分高速高分辨率ADC 为主轴的测量系统，其中每个部分的制作难度都非常高，而且需要昂贵的仪器进行调试、校准，这样的要求在业余条件下是难以满足的，所以这里采用了相对低成本可靠通用IC 精密带隙基准——单片低噪声斩波稳零放大器——24Bits低噪声ΣΔ ADC 来替代，这样的既可以减少元件采购难度，降低整体成本，最重要的是能得到可靠的性能保证，就是说可以根据DataSheet上标明的最差指标可以计算出系统的整体性能。
放弃高电压，大电流量程：首先对这些量程进行高精度测量本身难度就非常高，而且对系统的输入选择、保护系统提出了很高的要求，元件质量要求高，PCB 面积占用大，最重要的是要为用户人身安全负责，为了避免出现安全问题所以没有设置危险的测量量程。
放弃长期稳定性：要靠数字多用表本身来保证长期稳定性意味着整个系统每个部分都要有很高的长期稳定性，基准要用深埋齐纳基准，分压电阻要用精密电阻网络等等，成本会显著提高，相对而言购买或制作标定好的基准（LYMEX有售）要便宜的多，而且在进行对比测量时可以将整体的精度提高到接近外部基准的水平。
放弃交流测量：由于没有设计交流测量系统的条件，所以没有做。
采用手持设备架构：由于现代MCU的集成度非常高，开发工具越来越简便，加之笔者最近在学习STM32，所以就做成手持设备了。
总的讲设计要素的优先关系如下低成本〉小巧〉低功耗〉高性能声明：本文涉及的内容涵盖危及生命的电学测量，特别提醒实验者确保人身安全！作者完全出于业余爱好撰写该文，由于能力有限疏漏乃至错误在所难免，因此作者不对该文章（包括附带的其他资料）的正确性负责，同时也不对因援引该文或使用附带资料导致的信誉损失、商业利益损失、财产损失、人身伤亡等（包含上述内容，但不见限于上述内容）负任何连带责任。
数字电桥TH2811D操作图解
数字电桥TH2811D操作图解一、按键介绍：
二、执行以下步骤设定测量参数：
三、频率设定：
四、测量速度选择：
五、设置串联与并联：
六、选择串联或并联方式：
七、量程设定：
八、开路清零：
在以上的状态下按OPEN(开路)按键九、开路清零后的状态：
十、短路清零：
十一、短路清零完毕，整个初始化过程完毕：
十二、把电容接入（如下图）：
1.按PARA（参数）按钮切换测量下面的参数（按需求记录数据）
2.
3.
4.
5.测完一组数据后按FREQ（频率有100HZ，120HZ，1KHZ，10HZ）改变测量频率，每个对应的频率测一次以下的参数（按需求记录数据）：
以下是一组测电容不同参数的图：
十三、电容的容值：
电容容值
十四、电容的等效电阻：
十五、电容的等效电感：
其它频率的操作也如此，测量电感电阻的特性同上操作。
此电桥测量操作如有不好之处请谅解！。
精密电阻测量仪器与自制 DIY Warshawsky电桥(源作者lymex )
精密电阻测量仪器与自制DIY Warshawsky 电桥(源作者lymex )Ο、前言电阻是最常见的电子电器设备的单位之一，电阻基准是各标准实验室必须保持的基准之一，精密计量电阻是常见的实验室操作。
不太精密的测量可以用万用表、电桥直接进行电阻测量，但精密的电阻测量，就不能直接用万用表测试了，哪怕是用最高档的8位半也不行。
采取的办法，是要在各电阻之间进行对比。
而为了能够准确的进行电阻对比，要用到各种电阻比较仪器。
本文试图又浅入深探讨一下电阻的测量/对比方法，最后给出一个自制Warshaws ky比较电桥的实例。
一、电阻的测量方法1.1、直接测量法，也叫转换测量法、I-V法。
测量时，把电阻欧姆先转换成别的量再测量。
比如把被测量电阻施加以一个已知的电压，那么再测量流过电阻的电流，根据欧姆定律，这个电流与电阻成正比。
因此，我们采用测量这个电压，就可以得到电阻值。
直接测量简单快速，但转换后很多因素直接参与误差贡献，比如恒流源的精度、电压表的精度都直接影响被测电阻值。
用质量/砝码的称量来举例，用弹簧称称量砝码，就属于直接测量，要求仪器的线性度良好，但也与重力、弹性等太多因素有关，误差可能比较大。
为了排除引线电阻和接触电阻的影响，可以采用4线测试。
四线测试首先要有个精密恒流源，用其中的2线接到电阻上。
这样吗无论有多大的接触电阻和引线电阻，电流都是恒定的。
另外还有两个电压接点，由于电压表输入阻抗非常高，因此可以认为2根电压引线是没有压降的，因此无论有多大的接触电阻和引线电阻也都是没有影响的。
1.2、对比法对比法就是用另外一个标准电阻与被测电阻进行比较，若二者平衡，那么对比指示为0或者居中。
其优势是，不要求指示仪表的准确性。
对比法根据被测量和标准量是否相等，可以再分成同值对比和不同值对比两种。
同值电阻对比，比如等臂电桥。
由于电桥两臂相等，因此制造时可以做的一样，一致性和对称性可以做得很好，因此对比起来误差小；非同值电阻对比，比如普通电桥。
适合业余爱好者DIY的高精度数字电桥
适合业余爱好者DIY的⾼精度数字电桥基本状况：⼯作频率： 100Hz，1kHz，7.813kHz最⼩分辨：最⼩分辨0.5毫欧，0.03uH，0.02pF最⼤分辨：G欧基本量程精度：1kHz基本量程精度，0.5%，选好电阻，精⼼制作，可以轻松达到0.25%精度AD⾮线性误差⼩于0.05%，AD零点误差采⽤直流偏置消除信号源：软件合成正弦DDS、软件合成⽅波DDS显⽰：4LED单⽚机：STC12C5A60S2爱好者, 软件, 数字电桥, 信号源五、关于误差基本量程精度是0.5%，精⼼制作，也可达0.25%Zx电抗在下臂电阻的1/30⾄30倍时，1kHz档精度达到0.5%，实际上，1kHz下做了⼀个⼩测试，测定了100⾄200k的⼗个电阻，精度全部达到0.12%Zx电抗在下臂电阻的1/30⾄30倍之外时，误差变⼤。
Zx在30倍与1/30倍之内，可按300字的精度测算精度，即0.3%，做为误差指标，最好留下余量，即0.5%，个⼈建议使⽤1%，因为采⽤⾊环电阻，推荐精度是1%，这样取材最⽅便。
1%精度电阻，经过简单筛选，很容易达到0.5%的精度，那么最终LCR表的精度会优于1%，如果不筛选，直接使⽤1%精度电阻，将不易得到1%精度的电桥精度，要碰运⽓了。
本电桥最⼩分辨阻抗是表头测定电压时的分辨⼒决定的，下臂按300字保守估计，那么上臂1字分辨⼒对应的阻抗是下臂电阻的1/(300*30)≈1/1000020欧档的最⼩分辨阻抗是20/10000=2毫欧。
1k欧档的最⼩分辨阻抗是1000/10000=0.1欧。
同样道理，最⼤阻抗分辨⼒为量程电阻的10000倍100k欧档的最⼤分辨阻抗是100k*10000=1G欧左右。
由于对电桥做了⼀些算法及电路参数的改进，实际上分辨⼒⽐上述估计要好3⾄5倍。
在距离平衡点1/300及300倍处，误差加⼤10倍，如果再超此范围，直接采⽤零点⾮线性误差1⾄2字即可，1字误差相当于满度值的1/(300*30)=1/10000，如1k欧档，固有常数误差是1000/10000=0.1欧，20欧档为20/10000=2毫欧。
手持LCR数字电桥的设计与实现
手持LCR 数字电桥的设计与实现裴慧卿1，张秋实2，宋超1，高金山1（1、北京交通大学 100044 北京；2、华北科技学院 101601 北京）摘要：在电子器件测量仪器设计中，基于微处理器的手持式LCR 数字电桥，操作简便，测量精度高，应用范围广泛。
本文介绍基于MSP430F449微控制器的手持式LCR 数字电桥的设计与实现。
使用的FPGA 技术，使硬件结构更紧凑。
实现了自动选择测量量程以及自动分选等功能。
电桥的测量范围R ：0~999.9M Ω；L ：0.1uH~9999H ，C ：0.1nF~9999F ，测量精度：0.5%。
电池电压:：9v ，电流：60mA 。
关键词：MSP430；LCR 测量仪；电子测量；FPGA中图法分类号：TP216 文献表示码：AThe design of handhold LCR meterPEI Hui-qing 1,ZHANG Qiu-shi 2,SONG Chao 1,Gao Jin-shan 1(1.Dept of Computer and Information Technology, Beijing JiaotongUniversity,Beijing,100044;2.Dept of Mechanical and Electronic Engineering, North ChinaInstitute of Science and Technology,Beijing, 101601)Abstract : In the parameter measuring instruments, since the handhold LCR meter based on the microprocessor has the advantages of simple operation, high precision, strong stability etc., it gets wide application. This thesis implements a handhold LCR meter based on microprocessor MSP430F449. The circuit developed is simple and compact because the FPGA technique is used. The device can change the standard resistances automatically during the measurement and can classify the parameters automatically. The limit setup range is that: R:0~999.9M Ω；L: 0.1uH~9999H, C: 0.1nF~9999F, the accuracy of the meter is 0.5%, the power supply is 9V and the current consumption is 60mA.Key words : MSP430; LCR meter; Electronic Measurement; FPGA.在电子设备设计维修中涉及电子元件的测量，对于电阻、电容和电感的精密测量一般采用电桥设备。
什么是数字电桥_使用方法须知
什么是数字电桥_使⽤⽅法须知 数字电桥就是能够测量电感，电容，电阻，阻抗的仪器，那么你对数字电桥了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是数字电桥的内容，希望⼤家喜欢! 数字电桥的简介 L：电感(为了纪念物理学家Heinrich Lenz)，C：电容(Capacitor)，R：电阻(Resistance)，数字电桥就是能够测量电感，电容，电阻，阻抗的仪器，这是⼀个传统习惯的说法，最早的阻抗测量⽤的是真正的电桥. 随着现代模拟和数字技术的发展，早已经淘汰了这种测量⽅法，但LCR电桥的叫法⼀直沿⽤⾄今。
如果是使⽤了微处理器的LCR电桥则叫LCR数字电桥。
⼀般⽤户⼜称这些为：LCR测试仪、LCR电桥、LCR 表、LCR Meter等等。
数字电桥的原理 数字电桥的测量对象为阻抗元件的参数，包括交流电阻R、电感L及其品质因数Q，电容C及其损耗因数D。
因此，⼜常称数字电桥为数字式LCR测量仪。
其测量⽤频率⾃⼯频到约100千赫。
基本测量误差为0.02%，⼀般均在0.1%左右。
数字电桥原理如图所⽰。
图中DUT为被测件，其阻抗⽤Zx表⽰，Rr为标准电阻器。
切换开关可分别测出两者的电压Ux与Ur。
Zx = Ux/Ix = Rr * Ux/Ur 此式为⼀相量关系式。
如使⽤相敏检波器(PSD)分别测出Ux和Ur对应于某⼀参考相量的同相量分量和正交分量，然后经模数转换(A/D)器将其转化为数字量，再由计算机进⾏复数运算，即可得到组成被测阻抗Zx的电阻值与电抗值。
从图中的线路及⼯作原理可见，数字电桥只是继承了电桥传统的称呼。
实际上它已失去传统经典交流电桥的组成形式，⽽是在更⾼的⽔平上回到以欧姆定律为基础的测量阻抗的电流表、电压表的线路和原理中。
数字电桥可⽤于计量测试部门对阻抗量具的检定与传递，以及在⼀般部门中对阻抗元件的常规测量。
很多数字电桥带有标准接⼝，可根据被测值的准确度对被测元件进⾏⾃动分档;也可直接连接到⾃动测试系统，⽤于元件⽣产线上对产品⾃动检验，以实现⽣产过程的质量控制。
基于双dds的数字化平衡电桥设计与实现
基于双dds的数字化平衡电桥设计与实现
数字化平衡电桥是一种常用的传感器测量电路，采用两个数字信号发生器（DDS）实现数字化平衡电桥的设计，具有高精度和可编程性优点。
数字化平衡电桥由四个电阻组成，分别为待测电阻R1、标准电阻R2、已知电阻R3和未知电阻R4。
当R3与R4电阻值相等时，平衡电桥平衡，输出电压为零。
基于双DDS的数字化平衡电桥设计如下：
1. 采用双DDS来驱动电桥，DDS1用于激励R1和R3，DDS2用于激励R2和R4。
2. DDS输出两个不同的频率，分别为f1和f2。
DDS1输出的频率给R1和R3提供电压V1和V3信号，DDS2输出的频率给R2和R4提供电压V2和V4信号。
3. 利用Op Amp实现输入信号的差分放大，将差分信号放大到适宜的电平，并通过ADC转换为数字信号，送到MCU进行处理。
4. MCU通过计算差分信号的比率，判断电桥是否平衡，如果不平衡，则输出控制信号调整DDS输出频率，直到电桥平衡。
5. 通过SPI通信，MCU与DDS进行数据交换，调整DDS输出频率，实现电桥平衡。
6. 系统还可增加LCD显示平衡状态和实时测量结果。
基于双DDS的数字化平衡电桥实现方案简单，可实现快速响应和高精度检测，广泛应用于传感器测量等领域。
台式数字电桥原理拆解
台式数字电桥原理拆解
台式数字电桥是一种用于测量电阻、电容、电感等电学元件参
数的仪器。
它通过比较测量元件与已知标准元件之间的差异来确定
其参数数值。
接下来我会从多个角度来解释台式数字电桥的原理。
首先，数字电桥的基本原理是基于电桥平衡原理。
当电桥中的
未知元件与标准元件达到平衡时，电桥的输出为零，这时可以通过
测量电桥的平衡条件来计算未知元件的参数数值。
数字电桥通过内
置的数字处理单元来处理和显示测量结果，使测量更加精确和方便。
其次，台式数字电桥通常包括一个数字显示屏和操作按钮，用
户可以通过操作按钮输入测量参数和控制测量过程。
数字电桥还包
括一个精密的电压源和测量电路，用于提供稳定的电压并测量电桥
的输出信号。
在测量过程中，数字电桥会自动调节电桥的参数直到
达到平衡状态，并显示测量结果。
此外，数字电桥还具有自动测量功能，可以快速准确地测量电阻、电容、电感等参数，大大提高了测量效率。
数字电桥还可以通
过接口与计算机或其他设备进行数据通信和控制，实现自动化测量
和数据处理。
总的来说，台式数字电桥利用电桥平衡原理和数字处理技术，实现了精密的电学参数测量。
它的原理和结构设计使得测量过程更加精确、快速和方便，广泛应用于科研、工程和生产领域。
希望以上解释能够全面地回答你关于台式数字电桥原理的问题。
DIY数字电桥说明
DIY数字电桥说明一、概述：玩矿石收音机，大部分元件需要DIY，所以需要知道元件的参数。
因为DIY的元件没有标称技术参数。
比如，需要知道谐振器件、检波器件、天线、耳机、变压器等器件的电抗特性。
其中，高频参数可以使用Q表解决问题，而低频参数Q表难以测定。
为了解决这个问题，笔者认为LCR数字电桥能够胜任。
2设计目标：1、能够准确测量电抗器的L、C、R，精度优于0.5%，如果进行人工逐档校准，精度优于0.3%2、取材容易，电路简洁，易于制作，成本应适当控制。
使之具有更强的业余DIY价值及研究价值，并通过设计、DIY学习到LCR电桥的相关细节、原理。
2本LCR表的基本特性AD转换器的字数：约1000字，采用了过采样技术，有效分辨力约为2000字测量方法：准桥式测定，测量原理类似于比例法测电阻。
主要测量范围：1欧至0.5兆欧，精度0.5%（理论），阻抗实测比对，均未超过0.3% 有效测量范围：2毫欧至10兆欧，最小分辨力1毫欧串联残余误差：2毫欧，低阻测量时此误差不可忽略并联残余误差：50M欧，高阻测量时此误差不可忽略Q值误差：±0.003（Q<0.5），Q/300（Q>2，相对误差，简易算法），其它按0.5%左右估算 D值误差：±0.003（D<0.5），D/300（D>2，相对误差，简易算法），其它按0.5%左右估算高阻测量中，D、Q有效测定于40pF以上电容，20pF以下精度变差很多。
LED版未测定，暂定100pF为测D、Q下限。
开路清零：LCD片提供开路清零，以方便小容量电容Q值测定。
LED版不提供此功能，所以小容量电容Q值须人工修正才可以得到正确结果。
注意：Q = 1/D测试信号幅度：峰值200mV（100Hz），180mV（1kHz），190mV（7.8kHz）电感：0.02uH分辨力，测量范围0.1uH至500H，超出500H未测试（因为我没有更大的电感器）。
TH2811D数字电桥使用说明
1.5 使用测试夹具
请使用本公司配备的测试夹具或测试电缆，用户自制或其他公司 的测试夹具或测试电缆可能会导致不正确的测量结果。仪器测试 夹具或测试电缆应保持清洁，被测试器件引脚保持清洁，以保证 被测器件与夹具接触良好。
将测试夹具或测试电缆连接于本仪器前面板的 Hcur、Hpot、 Lcur、Lpot 四个测试端上。对具有屏蔽外壳的被测件，可以把 屏蔽层与仪器地“┴”相连。
3. 主参数单位：pF 7. 信号电平： 11.量程自动：AUTO 0
4．源内阻：100 8. 测量速度：FAST
3.2 参数设定
TH2811D 在一个测试循环内可同时测量被测阻抗的两个不同的参
数组合。主参数和副参数如下： 主参数 L： 电感量 C： 电容量 R： 电阻值 |Z|：阻抗的模 副参数 D 损耗因数 Q 品质因数
~ ~ 220V 110V
~ ~ 220V 110V
图 1-1 输入电源选择
仪器出厂已配备了 0.5A 快熔保险丝，用户应使用本公司配备的 保险丝或选用相同规格的保险丝。
1.4 周围环境
（1） 请不要在多尘、多震动、日光直射、有腐蚀气体下使用。
（2） 仪器正常工作时应在温度为 0℃～40℃，相对湿度≤75%， 因此请尽量在此条件下使用仪器，以保证测量的准确度。
8) 主参数测试结果显示 显示当前测量主参数值。
9) 主参数单位显示 用于显示主参数测量结果的单位。 电感单位：μH, mH, H。 电容单位：pF, nF, μF, mF。 电阻/阻抗单位：Ω，kΩ, MΩ。
10) 副参数测试结果显示 指示当前测量副参数值。
11) 副参数指示 指示用户选择测量元件的副参数类型。
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业余爱好者DIY的高精度数字电桥作者：xjw01高精度数字电桥基本状况：工作频率：100Hz，1kHz，7.813kHz最小分辨：最小分辨0.5毫欧，0.03uH，0.02pF最大分辨：G欧基本量程精度：1kHz基本量程精度，0.5%，选好电阻，精心制作，可以轻松达到0.25%精度AD非线性误差小于0.05%，AD零点误差采用直流偏置消除信号源：软件合成正弦DDS、软件合成方波DDS显示：4LED单片机：STC12C5A60S2仪表原理设计思路本LCR表，由以下几个部分够成：1、输入级仪表放大2、可控增益放大3、开关式相敏检波4、直流放大及AD转换5、DDS及信号驱运电路6、单片机及显示自认为有新意的是：·基于单片机DDS直接驱动LCR表·0、90度坐标轴信号，也由单片机产生·用单片机自带AD显然单片机做了一大半的事情。
最后，只剩下几个电子开关和交流放大电路，电路结构显得比较简单。
也许正是这个原因，大家对此电路比较感兴趣吧。
“简单是最好的”，所以我尽可能简化电路，甚至牺牲一些指标。
有的电感小到只有零点几uH，本表也可以测量。
为了使仪表更可靠的工作，首次安装LCR表，建议对它进行验证。
方法如下：制作一个3uH左右的铁硅铝磁环电感，也可以使用色环电感或空芯片圈，如果采用空心线圈，测量其间应确保线圈不变形。
此电感直接焊接在主板上，测得电感量为L0。
然后取一个电阻R从R17下端接到R18下端（虚地），并测得电感量L。
那么理想测值应为L=L0*R/(R17+R)，本电路R17是1k欧。
以下是一组实测结果：（铁硅铝磁环线圈，f=7.83kHz，Q=5，L0=2.84uH）R（欧）L（理论）L（测值）备注无穷大L0=2.84uH 2.84uH+0.01uH正跳0.01uH2100 1.92uH 1.92uH+0.00uH不跳3000.66uH0.65uH正跳0.005uH1000.26uH0.24uH+0.01uH正跳0.01uH 510.14uH0.12uH不跳25.50.07uH0.05uH±0.01uH正负跳0.01uH以上实测结果表明，零点几uH的电感测量，误差约为0.01uH 的，量化噪声约为0.01uH。
以上数据说明，此LCR表存在零点偏移0.02uH，可以考虑更改菜单7中的零点修正值。
由于偏移量很小，对测量影响不大，不修正也没关系。
最好结合小电阻测量，最后确定是否有必要修正。
因为，低频法测量零点几uH的电感，并不能完全反应高频状态下电感量，不必把它校很精确，还是以电阻校准零点为好。
实际的零点几uH电感，在7.8kHz时，很多Q值小于1，噪声变大。
输入端的差模噪声，一部分是低频噪声，也及高次谐波及其它干扰信号等。
这些噪声对小信号有较大影响。
电感量相同的电感器，如果Q值低，等效串联电阻大，电感器上的总压降增加，噪声总量也会增加一些。
因此，0.1uH的低Q小电感，显示值会跳动达正负0.02uH，当被测电感0.2uH以上，抗干扰能力增加了许多。
此外，共模干扰信号，对测量也有影响，因为，此时的共模信号强度是差模信号的几十倍。
DIY数字电桥说明一、概述：玩矿石收音机，大部分元件需要DIY，所以需要知道元件的参数。
因为DIY的元件没有标称技术参数。
比如，需要知道谐振器件、检波器件、天线、耳机、变压器等器件的电抗特性。
其中，高频参数可以使用Q表解决问题，而低频参数Q表难以测定。
想了几天，还是觉得DIY一个LCR表来测定比较有效果，以图解决音频阻抗测定问题。
•LCR电桥原理测定电抗元件Zx中电压U1与电流I，就可以得到Zx=U1/I。
当Zx 串联了已知电阻R，那么测定了R上压降U2，就可得到I，最后Zx= U1/I=U1/(U2/R)=R*U1/U2，可见，无需测量I的具体值就可以得到Zx，这是电桥的一般特征。
为了得到Zx在x轴与y轴上的两个分量，以上计算须采用复数计算。
设U1=a+jb，U2=c+jd，那么Zx=R*(a+jb)/(c+jd)=[ac+bd+ j(bc-ad)]/(c*c+d*d)U1与U2要采用同一个坐标系来测量。
借助相敏检波器，可以分离出a、b、c、d，相敏检波过程，需要一个稳定的0度与90度的正交坐标轴，测量期间，U1、U2向量也必须在这个坐标系中保持稳定，不能乱转。
为了得到足够的精度，控制好放大器的增益，使得a、b、c、d 的有效数字足够大，Zx的测量精度就高。
然而，Zx分母两个正交量ac+bd和bc-ad，其中一个值可能很小，这就要求AD转换器的精度及分辨力要足够大。
•一点思路设计此表，前后花费了近一个月的业余时间，更改了多个版本，总体比较满意。
本表主参数精度良好，副参数精度差。
这是表头灵敏度不够造成的。
因此，如果想测量Q值，当Q值大于100时精度非常低。
在矿石收音机中，高频线圈的Q值要求准确测定。
它值接影响了矿机的性能。
但音频线圈的Q值，则没有过分严格的测量要求。
所以本表从一开始就没有在副数上多下功夫，始终坚持采用单片机自带的AD转换器，以便大幅度等化电路结构。
网上流行的俄版电路，其核心部分本表均未采用。
俄版电路采用ICL7135作为AD转换器，精度比STC单片机自带的AD性能好很多。
然而，经过多次计算分析，结论是用自带AD 也可以得到优于1%的主参数精度，所以最后放弃ICL7135。
设计后期，对电路优化设计，很大程度上泥补了STC AD的不足。
，ICL7135的最终精度与芯片质量及积分电路有关，因此要使用ICL7135精度达到4位半表头，也不是很容易。
7135的几个电容就足已占去半块PCB板。
仿制者，通常用低压的小电容代替，这种情况，AD转换器本身的精度一般是低于0.05%的，最后得到的LCR表也会低于0.1%精度。
当我们对LCR表的精度要求特别高时，对电阻的精度要求也高，精密电阻不好找。
综合这些因素，最后选STC自带AD，代价是损失少量主参数精度，同时严重损失副参数精度。
信号源是LCR表的一个核心部件，俄版的正弦信号发生器及0、90度方波发生器，其综合性能并不会优于本电路，相反，本电路显得非常简法，仅使用了一组RC滤波器及DDS程序就完成了这两种信号的生成。
相对许多其它形式的LC测量电路，相敏检波器是LCR表特有的。
本电路采用开关式相敏检波器，性能良好。
实测了几个数据，比我预想的要好。
比如，小信号用0度轴检波，OP07输出得到293.5mV，用180轴得到-293.0，这当中包含用OP07的输出失调、万用表正反向测量误差0.1mV。
OP07输出失调的主要原因是输出端用3个1N4148二极管升压。
但从最终数据看，两次测量理论值应是互为相反数，实测仅误差0.5mV（0.2%），大信号时，误差还更小，本表采用满度4500mV表头输出。
本LCR电桥的相敏检波器依靠单个模拟开关实现，可以抑制偶次谐波，但没有奇次谐波抑制能力。
开关导通时间是半个基波周期，偶次谐波在半周期内共有整倍数谐波周期，谐波的直流平均值是零。
奇次谐波，在半个基波周期内有N倍又1/2个谐波周期，多余的1/2周期的直流平均值不是零。
DDS输出的奇次谐波是很小的。
对于1kHz 和100Hz，理论3次谐波幅值约为DAC分辨率的1/2，相当于-50dB 左右。
对于7.8kHz，采用DDS时钟的整数分之一倍，相噪小，然而，由于频率与时钟较接近，PWM型DAC的噪声大，谐波失真较大，所以电路中对DDS输出做了6级针对PWM的RC滤波，最后也使得谐波基本消失（在示波器中，在第5级滤波时，就已经无法发现谐波失真）。
由于来自单片机谐波干扰，有可能造成相敏检波质量下降，电路中的带通滤波器，正好对高次谐波有较强的抑制能力。
控制相敏检波器开关的方波信号，本身也是一种干扰信号，但对于这个低频电桥，它的影响可以忽略。
从最终的正交分离能力测试来看，相敏检波器的性能优良，虽然只用了一个电子开关。
二、设计要点：本LCR表的各级放大器，大多工作在大信号状态，所以要精心设计好放大器，否则容易造成运放过载。
之所以选择大信号，主要还是为了提高抗干扰能力，使得LCR 表更容易调试。
可以在无屏蔽盒的情况下正常调试。
矿机元件一般都很大个，比如大环天线，直径常常到到1米，用线数十米，天线上的信号也很强。
为了更可靠测量，还在电路中加入了带通滤波器。
交流放大器由多级放大器构成，设计时，不论增益开关处于那个状态，应保证第n级运输出信号大于等于第n-1级放大器的输出信号。
道理是：当不满足上述条件时，前级可能过载失真，而程序全然不知。
在音响系统中，前级调音台过载，可以被电平指示灯显示，也可以被耳朵听出来，这时，我们就可以调大后级功放音量，调小前级调音台的增益，这样就不会失真了。
但是，单片机程序没有金耳朵，所以中间级电路本身不得过载，以免造成单片机误判。
各运放的最大输出能力相同，所以最好的办法就是后级输出幅度大于等于前级输出，那么过载现象必然引起后级输出过大，进而毫伏表超量程，程序立刻知道电路过载了。
1、表头满度值表头满度是5.0V，由于OP07运态范围限制及纹波等因素影响，表头满度设计为4.6V，对应950字。
2、相敏检波器增益检波波器理论灵敏度为2/3.1416*(2*51)/(20+4*51)=0.29倍3、末级直流放大量设计末级直流放大量过多，不利于提高信噪比，放大量太少，会造成前级过载。
第三级（U2D运放）信号为A，它的最大不失真的幅度为A0，约为3.5V，取保守值为3.0V，表头满度设计为Vo=4.6V，OP07和相敏检波器的直流总增益是K当正弦信号达到最大不失幅度A0时，须使表头必须满度，以方便判断是否过载，并充分利用表头分辨率。
所以K的合理设计值是A0*K>Vo，算得K>Vo/A0=4.6/3=1.5。
类似的，在音频功放中，要使功放得到充分的功率输出，功放的增益K要足够大，使得前级满幅时，功放可以超过最大输出Vo。
实际上，“K=Vo/A0”中的Vo指正弦峰值上限。
在正交检波输出后，是Vx和Vy两个量，并不直接输了峰值的Vo，要取模计算才得到Vo。
即输入信号的模值达到Vo时被认定为表头满度。
为了进一步利用表头分辨力，可以采用Vx或Vy判定表头溢出。
但最糟的一种情况是，当被测向量是45度时，最大模值变为1.414V0，所须前级信号也增加了1.414倍才能满度。
为了防止前级运放过载（U2D运放超过A0），K值也必须增加1.414倍，因此采用正交量判别表头溢出时，K值须大于1.414*1.5=2.2倍。
因此，对于0度或90度信号，A>V0/K，表头溢出；45度信号，A>1.414*V0/K，表头溢出。
本电路OP07直流增益是11倍，K=11*0.29=3.2。