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) 自己顶一下,等高人出现。 >> 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。 测量电源纹波,你的示波器探头接法不对,尽量短。 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? 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。 回复【4楼】liusoldier大圣
-----------------------------------------------------------------------
自从用了数字示波器我又想用模拟示波器了 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。 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。 早上醒来在被窝里自己顶一下,权当锻炼身体了。 冤啊。我没秒到。人家另行处理了。。。。 那这样看来那个学生太不牢靠了…… 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 电源和示波器可靠接地再测,可能是Y电容~ 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。 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! 顶一个! mark mark mark,LC并联谐振 mark, 看来以后得注意探头的使用了,谢谢经验分享 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。
页:
[1]