liusoldier 发表于 2011-4-3 17:31:47

重新发帖，证实M8制作的电容电感检测仪可以起振，另发现阿莫处购买的电源纹波很大

一直对M8制作的电容电感检测仪的电路中的LC振荡器能起振的原理分析很纠结，上次发了个帖子（http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4633404&bbs_page_no=1&search_mode=4&search_text=liusoldier&bbs_id=9999）就这个问题进行咨询，感谢zhonghua_li 蓝色天空、longquan 雨翔等几个网友的回复，搞明白了一些。这几天特地用面包板搭了个电路，然后用示波器测量是否有振荡波形。这里把原理图重贴出来如下：http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627939EO3Q1B.jpg
比较器加振荡电路 (原文件名:ourdev_625238ZYRZOD.jpg)

测量点在LM393的1脚输出、LC振荡器输出端，10uF耦合输出（即LM393的3脚）。测试用的是面包板搭的电路，电源直接用一节锂电供电。测试条件是：L1为色环电感，标称值是68uH，C1为银云母电容，淘宝上购得，不便宜，应该是正货，容量266pF 0.5%精度。

下图就是LC振荡器输出的振荡波形：
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627941QH2TUN.jpg
LC振荡输出 (原文件名:20110402165.jpg)

波形还可以，还算是比较好的正弦波。用示波器量得四个周期的时间是4.430uS。可以换算出振荡频率。

LM393的1脚输出的波形如图所示：
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627942MO8NVU.jpg
LM393的1脚输出 (原文件名:20110402166.jpg)

1脚的波形输出，由于电容充电特性影响，波形的上升比较慢，下降沿倒是蛮好，那是比较器输出翻转的结果。由于手头元件问题，原理图中的R15没有用47K的电阻，而是用的4.7K的电阻，三个100K的电阻也实际用的是10K的。量得四个周期的时间是4.235uS。


以上两张图片都是手机拍的，不是太清楚，但还行。

问题来了，LM393的1脚输出的频率实际上与LC振荡输出的频率不一样，有个差别。
本例中，可以算出来，LC振荡输出频率为 4/4.43uS=902934Hz，比较器输出的类方波频率为：4/4.235uS=944510Hz。差值还是蛮大的。

问题一：
比较器1脚输出能否完全反映LC振荡？即输出频率能否完全与LC振荡频率一致？如果要做到这一点，电路上要进行怎么样的改动？

否则换算出来的所测电容电感的值肯定是有误差的。不过从推导公式看，影响不是很大。

问题2：
由于电容充电特性影响，波形的上升比较慢，电路能否进行改动使之在频率不变的情况下，使得输出的波形上升变快，最好像下降那样。这样，输出就更接近方波了。

另外，发现在阿莫淘金时买的电源输出纹波很大。阿莫处淘金时买的3.3V双路输出的电源，当时买时好像是58元，现在便宜了，似乎是34元。这两个电源我一个改5V了，另一个没有改，都接示波器看了，差不多。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627949LJXOVC.jpg
3.3V电源输出1 (原文件名:3.3V电源输出.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627950SY7NMY.jpg
3.3V电源输出2 (原文件名:20110402171.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627951M6IXFZ.jpg
3.3V电源输出3 (原文件名:20110402172.jpg)


问题3：这个电源能否在电路上增加点像扼流圈之类的东西来抑制输出纹波？

再上一此我测量时的图：
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627953BBLPR7.jpg
(原文件名:面包板.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627954O844VE.jpg
(原文件名:20110402174.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627955IOJGM7.jpg
(原文件名:20110402173.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_627956SZT4RM.jpg
我的NOKIA 5230手机充电器的输出波形，基本测不到稳定输出。 (原文件名:20110402175.jpg)

liusoldier 发表于 2011-4-3 19:14:21

自己顶一下，等高人出现。

eblc1388 发表于 2011-4-3 19:21:56

>> 比较器1脚输出能否完全反映LC振荡？即输出频率能否完全与一致？

输出频率根本就和LC振荡频率一致。楼主就用示波器的CH2同时看一下LM393的1脚吧。楼主知否探针有大约50PF的电容值，接到LM393的3脚上，能影响LC振荡频率？

>> 能否进行改动使之在频率不变的情况下，使得输出的波形上升变快，最好像下降那样。这样，输出就更接近方波了。

原本就是输出方波。因为楼主胡乱改变电阻值，至令波形变坏。

wx2k 发表于 2011-4-3 19:53:29

测量电源纹波，你的示波器探头接法不对，尽量短。

liusoldier 发表于 2011-4-3 20:38:18

已经比较短了，不到1米。自制探头，原装探头断了。

也不对，我用示波器量电池，不会有纹波的。如果是探头原因，电池输出的也应会有纹波的吧？

liusoldier 发表于 2011-4-3 20:39:33

1楼说的两个通道同时用是个好办法，当时我也想到了，可是用上只有一个探头，所以只有分别测了。下次再去找个探头来。

xivisi 发表于 2011-4-3 20:40:39

回复【4楼】liusoldier大圣
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自从用了数字示波器我又想用模拟示波器了

liusoldier 发表于 2011-4-3 20:41:30

群里应该有不少兄弟买了这个电源的吧，可以拿出来用示波器测测试试看。

liusoldier 发表于 2011-4-3 20:53:23

说到示波器，一直想自己有一个，用公家的，太不方便了，要拿回宿舍用还得借，不爽。 上次有个广州的学生1500卖一个300M的示波器，没有秒到，后来是被大胡子还是谁买走了，不知道 ，一直耿耿于怀。

liusoldier 发表于 2011-4-4 06:43:27

早上醒来在被窝里自己顶一下，权当锻炼身体了。

fsclub 发表于 2011-4-4 07:37:42

冤啊。我没秒到。人家另行处理了。。。。

liusoldier 发表于 2011-4-4 13:56:21

那这样看来那个学生太不牢靠了……

My5A1 发表于 2011-4-4 14:24:12

楼主测试那个开关电源的波形 不应该叫纹波，好像叫做开关电源工作频率的寄生噪音吧

real_sugar 发表于 2011-4-4 14:28:58

电源和示波器可靠接地再测，可能是Y电容~

fickle 发表于 2011-4-4 15:22:51

说实在，对那些做这种模拟的东东人，都是敬而远之的。

道理很简单，单单产生一个正弦波，费老大劲，而且指标，咋么说呢，受影响的因素太多了。

至于产生正弦波，使用dds技术，利用8bit mcu或者dds芯片（网络上例子多的要命），很轻松的做出完美波形来。

liusoldier 发表于 2011-4-6 22:47:43

今天找了3个100K的电阻和1个47K的电阻，安全按照原理图上的接法，然后又找了个10X的示波器的探头重新测量了一下这个电路的LC振荡部分和LM393的1脚输出。这时候的波形就比较完美了。自从上学时候用过示波器，工作后很少用，现在才有点了解，原来探头对测出的信号是有影响的。多谢eblc1388、 wx2k还有其它回贴网友。

    这个探头的等效电容是15pF，影响应该是比较小了。测出来的波形应该是接近真实的波形了。

    下面几张照片是用手机拍的，拍的不好，但是也能说明问题了。
    第一张，测的是LC的振荡输出，波形基本上可以说是完美了，不像上次测的，有叠加一个高频的调幅振荡。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_628841CGJ0HD.jpg
(原文件名:10x单独测Lc.jpg)


    第二张是LM393比较器1脚输出，基本上是方波。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_628848VGTXZS.jpg
(原文件名:10x单独测1脚输出.jpg)(原文件名:10x单独测Lc.jpg) </center>

    下面几张是两个通道分别测LC振荡输出和LM393比较器1脚输出，可以看出，周期一样，这没有什么问题。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_628843RBOCZA.jpg
(原文件名:双通道测多周期.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_628844KE89XJ.jpg
(原文件名:双通道测少周期.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_628845T7SAK3.jpg
(原文件名:双通道测少周期2.jpg)

    再用10X探头测阿莫外购买的电源，有可以接受的纹波，基本上市售电源应该都差不多，阿莫这个电源的纹波算是小了，另外再并一个204的瓷片电容滤波，纹波已经小了很多。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_628846QYP1GW.jpg
(原文件名:测3.3V电源不加204电容滤波.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_38/ourdev_628847OQYS9Y.jpg
(原文件名:测3.3V电源加204电容滤波.jpg)

    在这里郑重向阿莫道个歉，对不起，由于我知识受限，有可能给你的商品造成了不好的影响。事实上是，这款电源很不错。


   另，我发现示波器的探头可以将等效电容做得很小，方法之一是探头的芯线用很细的那种。我手头有一根探头坏了，我拆开后发现芯线只有一根相当细的线，是不是芯线很细，相当于电容的两个极板的相对面积就很小，等效容量随之就很小了呢？而我自己想当然地随便找了一根高频馈线做了个探头，本身的等效电容就比较大，导致像楼主位测得的波形那样，方波的上升沿变慢，正弦波也叠加了另外的波形。这次测量也是一根是10X探头，一根是自制探头，所以两个通道一起观察时会有一定的变形。

感谢网友们的指点！尤其是eblc1388、 wx2k两位，一语中的呀！

Inside 发表于 2011-9-18 22:41:35

顶一个！

lostmj 发表于 2011-9-18 22:54:02

mark

muzheyun 发表于 2011-9-24 20:04:04

mark

英雄哥和百花妹 发表于 2016-1-10 11:48:00

mark,LC并联谐振

yinian 发表于 2016-3-10 21:46:21

mark, 看来以后得注意探头的使用了，谢谢经验分享

roadking1982 发表于 2016-3-10 23:06:51

测量电源纹波，探头地线甚至不能用自带的夹子，应该用探头尖部那一圈地，使探头正极和负极形成的环路尽量短，否则测出来的纹波会偏大。
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