dongdong2015 发表于 2015-10-28 08:40:24

我的六位半万用表（持续更新）

自己从事电子设计已经近八年的时间了，在调试过程中一直在使用Agilent34401，它的可靠性和稳定性让我顶礼膜拜。最近有点清闲，依据Agilent34401的原理图，根据自己的理解进行优化改进，通过此贴将我的整个的仿制的过程记录下来，希望大家共同探讨提高。
（1）Agilent34401使用了大量的专用芯片，在本设计中根据自己的理解，进行了大量的优化改进，其实际的采集效果有待检验，我会在后期将测试的结果贴出来。
（2）由于采集的稳定性和可靠性与电阻等无源器件有很大的关系，因此全部的器件均从e络盟、MOUSER等国际代购商购得。
（3）本次设计实验只为了实现自己的一个愿望，不计成本，如果后期有可能出套件的话，可以考虑降低成本优化设计，从目前的BOMM表成本来看，单套成本大概在2500元（不包括外壳）
（4）本次设计分为子母板，目前为采集单元，子板为显示和按键，可以将子板直接固定在前面板上。
（5）本次设计外部接口为以太网和RS232接口，其中以太网为STM32F107的构架。
（6）本次设计基本上原样借鉴了Agilent34401的电路，只在恒流源上扩展了10mA及100mA档位，用于测量更小的电阻。

dongdong2015 发表于 2015-10-28 08:41:56

母板的CAD图

Shampoo 发表于 2015-10-28 08:41:57

沙发！！   

dongdong2015 发表于 2015-10-28 08:44:04

子板的CAD图

dongdong2015 发表于 2015-10-28 08:45:32

印制板已经投出去了，估计下周三到货，本帖将持续更新，绝不太监

留声而过 发表于 2015-10-28 08:45:36

很不错。

kydl2345 发表于 2015-10-28 08:45:55

坐等更新

wuguoyan 发表于 2015-10-28 08:52:03

牛人啊，持续关注下

chaplin1999 发表于 2015-10-28 08:55:02

持续关注下

my_avr 发表于 2015-10-28 08:57:08

这个牛逼大了去了，持续关注

ly8008csko 发表于 2015-10-28 08:59:57

厉害，坐等下文

skynet 发表于 2015-10-28 09:01:25

坐等套件到时候收1套玩玩{:lol:}

大米饭 发表于 2015-10-28 09:02:12

坐等看成品照片和测试结果

Ross_Geller 发表于 2015-10-28 09:07:06

牛贴又出，火钳刘明。{:lol:}

fenjinzhe 发表于 2015-10-28 09:07:15

留个记号

ppdd 发表于 2015-10-28 09:08:12

数模，or 模数，期待成品！

dongdong2015 发表于 2015-10-28 09:08:37

坛里做六位半万用表的人比较多，看了其他的帖子，讨论也很热烈，自己从事信号调理进八年的时间，对于信号的噪声控制、温漂及老化还是有自己的一点积累，曾经单枪匹马做了单频点nV级的信号调理和采集，分辨率做到了1nV，虽然经历了N个坑，总算是圆满的交付了。此次实验即是对Agilent34401的致敬，也是对自己在信号采集行业多年知识积累的总结吧。

scar 发表于 2015-10-28 09:08:42

这是极牛B的,坐等LZ开讲原理学姿势

liuerbin 发表于 2015-10-28 09:15:39

dongdong2015 发表于 2015-10-28 09:08
坛里做六位半万用表的人比较多，看了其他的帖子，讨论也很热烈，自己从事信号调理进八年的时间，对于信号的 ...

有没有做过相当于4位半精度的AC电压 真有效值表？

yofa2008 发表于 2015-10-28 09:16:55

顶一下仪器仪表。

stely 发表于 2015-10-28 09:22:17

持续关注，座等高人更新。

2012Ehome 发表于 2015-10-28 09:24:49

牛   坐等更新

dongdong2015 发表于 2015-10-28 09:25:18

liuerbin 发表于 2015-10-28 09:15
有没有做过相当于4位半精度的AC电压 真有效值表？

附件中是Agilent34401的AC精度表，从表中可以看出，AC测量的准确度并不高，仅在千分之几的水平，远低于直流测量的十万分之几的水平，受限于所采用的AC RMS转换芯片的精度指标，如果采用Agilent LX4411的方案（高速的ADC采集+后端的数字抽取算法）可以达到更高的精度。本方案采用了Agilet34401的方案，精度也不会太高

liuerbin 发表于 2015-10-28 09:25:59

转发个原理图，供大家happy

雨醉江南 发表于 2015-10-28 09:43:11

持续关注

leifeng 发表于 2015-10-28 09:55:16

牛!火钳刘明。

Shaopus 发表于 2015-10-28 09:57:06

支持！！

dxzky 发表于 2015-10-28 09:59:35

关注关注，感觉能做出来的这种的功夫和实力都很强大~

dongdong2015 发表于 2015-10-28 10:00:01

对于Agilent34401原理图的解释，坛里的帖子早就有了结论，拜读了一下，受益匪浅

475627406 发表于 2015-10-28 10:00:46

关注。。

niechao15 发表于 2015-10-28 10:03:01

坐等楼主更新。

hackerboygn 发表于 2015-10-28 10:09:24

持续关注中……
显示用的是数码管？基准源用的是什么？

wang55 发表于 2015-10-28 10:10:48

关注一下.{:biggrin:}{:biggrin:}{:biggrin:}

powermeter 发表于 2015-10-28 10:11:48

持续关注。{:handshake:}

haomaiggq 发表于 2015-10-28 10:17:59

关注牛人！！！！

xly 发表于 2015-10-28 10:18:27

搞仪器的都是牛人

dongdong2015 发表于 2015-10-28 10:19:58

hackerboygn 发表于 2015-10-28 10:09
持续关注中……
显示用的是数码管？基准源用的是什么？

显示用的是数码管，感觉显示的更直观一点。基准用的是LT1027，2ppm的温漂

leebilly007 发表于 2015-10-28 10:24:03

大牛，这么高成本，关注一下，希望能成。

hamwang1 发表于 2015-10-28 10:32:50

牛人，赶紧留个名，34401是一代经典，是成本与性能之间一个完美的平衡，积分之后的余值再用10位AD取样，速度与精度都有了，激光修正的电阻网络保证了每机机器的精度，从采用的基准来说，楼主的应当已经超过了LM399,等楼主佳作

黑色密码 发表于 2015-10-28 10:40:22

支持出套件！感谢楼主的无私奉献！

yat 发表于 2015-10-28 10:40:41

赶紧留个名   持续关注

micintcnh 发表于 2015-10-28 10:41:46

楼主牛人！敢于做6位半的肯定非等闲了！期待大作！

szh_init 发表于 2015-10-28 10:44:06

dongdong2015 发表于 2015-10-28 08:41
母板的CAD图

adc使用什么型号的，基准芯片max63xx？看图不是lm399，可以加个qq交流一下不1837997883

CEO 发表于 2015-10-28 10:52:24

mark……

EMC菜鸟 发表于 2015-10-28 11:02:07

翘首以盼、热烈期待中 ......

6位半这个级别的表，PCB设计要考虑的东西不比原理图少多少 ......

粗人 发表于 2015-10-28 11:06:00

牛贴留名，楼主加油！

wuha 发表于 2015-10-28 11:07:09

支持大牛，关注……

sj1125055001 发表于 2015-10-28 11:07:21

掉                                 

RAMILE 发表于 2015-10-28 11:09:23

牛贴   

LZ头像的外围女好漂亮，已经违规了{:lol:}

zzhang_hui 发表于 2015-10-28 11:15:24

支持，想到就做到，强人

yanjian1 发表于 2015-10-28 11:25:53

支持下,等好消息!

vavasi 发表于 2015-10-28 11:29:42

持续关注，等LZ消息。

u123321 发表于 2015-10-28 11:35:58

牛人，敢于向6位半级别的表挑战，期待更新，学习。

jzjia 发表于 2015-10-28 11:37:54

这一定要关注，学习

RAMILE 发表于 2015-10-28 11:38:06

本帖最后由 RAMILE 于 2015-10-28 12:50 编辑

翻看34401的原理图，找半天没看见ADC芯片，才想起来是双斜率的ADC，这个东西的精度传递好麻烦，到处是坑，大坑踩完了还有小坑，怪不得原理图都放出来了也没见谁仿造，学个哔

一片LTC2440多方便

solisgood 发表于 2015-10-28 11:46:27

DIY 6位半，火钳流明！

linpeixing 发表于 2015-10-28 11:51:27

MARK!关注

szh_init 发表于 2015-10-28 11:59:00

dongdong2015 发表于 2015-10-28 10:19
显示用的是数码管，感觉显示的更直观一点。基准用的是LT1027，2ppm的温漂

基准温漂略大啊

add00 发表于 2015-10-28 12:15:19

想看看6位半表的PCB布局及线路设计，等出板图

ablightstar 发表于 2015-10-28 12:15:34

相当给力，期待后续

gzhuli 发表于 2015-10-28 12:16:46

RAMILE 发表于 2015-10-28 11:38
翻看34401的原理图，找半天没看见ADC芯片，才想起来是双斜率的ADC，这个东西的精度传递好麻烦，到处是坑， ...

2440你能做出那个采样速率？

Puppey 发表于 2015-10-28 12:17:36

期待大作

climberyoung 发表于 2015-10-28 12:36:37

突然发现公司的角落里放了一台这个万用表。{:lol:}

bondxie3 发表于 2015-10-28 12:41:25

等楼主带大伙高潮啊!!!!!!!!!!

chenchaoting 发表于 2015-10-28 12:43:59

留个名，楼主更新再看

RAMILE 发表于 2015-10-28 12:46:50

gzhuli 发表于 2015-10-28 12:16
2440你能做出那个采样速率？

LTC2440的参数：200nVRMS Noise at 6.9Hz Output Rate with Simultaneous 50/60Hz Rejection，此时ENOB是24.6

34401的参数：
34401参数资料来自http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3512376&highlight=34401

liaihua1997 发表于 2015-10-28 12:49:24

不错啊，等楼主的好消息啊，

haizaolan 发表于 2015-10-28 12:54:18

哎呀，佩服楼主

motodefy 发表于 2015-10-28 13:02:04

码一个，持续关注

techh 发表于 2015-10-28 13:09:00

等楼主的套件收一个。

wuzhpo720 发表于 2015-10-28 13:09:11

持续关注!!!!

hyghyg1234 发表于 2015-10-28 13:15:25

持续关注，支持套件。

kentxiong 发表于 2015-10-28 13:18:52

持续关注下

wiser803 发表于 2015-10-28 13:26:37

lz选用的电压基准温飘2ppm明显偏高，lm199是0.3ppm的，ltz1000是0.05ppm的，同时温度稳定性与长期时间稳定性是相关的，也就是说温度稳定性指标小的基准长期稳定性一般也会小。另外，这个表不是普通3.5或4.5digits 的双斜积分，而是多斜积分方式

fangy 发表于 2015-10-28 13:31:21

牛叉牛叉牛叉   

tabc_123 发表于 2015-10-28 14:11:00

关注牛人的大作.........

dongdong2015 发表于 2015-10-28 14:56:12

谢谢大家的关注，我只是想按照我的想法做个万用表，对自己的知识做一个总结，没想过要超越什么，达到什么样的程度，不过我会尽我最大的努力将这个试验品做好，谢谢大家

szh_init 发表于 2015-10-28 15:00:09

欧姆电流源排版太密，参考电阻贴片的？？至少得搞个塑封吧

szh_init 发表于 2015-10-28 15:03:44

分压采用什么电阻，没看出来，温漂如何，怎么保证精度

szh_init 发表于 2015-10-28 15:06:01

看图，估计用了好几个四路选择开关，adc貌似是ltc2440

我是谁712 发表于 2015-10-28 15:16:15

dongdong2015 发表于 2015-10-28 09:08
坛里做六位半万用表的人比较多，看了其他的帖子，讨论也很热烈，自己从事信号调理进八年的时间，对于信号的 ...

1nV的是用锁相放大器做的吗？

dongdong2015 发表于 2015-10-28 15:38:57

我是谁712 发表于 2015-10-28 15:16
1nV的是用锁相放大器做的吗？

数字锁相

amote 发表于 2015-10-28 15:40:47

留名关注，等楼主的好消息...

我是谁712 发表于 2015-10-28 15:44:48

dongdong2015 发表于 2015-10-28 15:38
数字锁相

我们只能做到uV级别，楼主流弊呀！

dongdong2015 发表于 2015-10-28 15:58:20

szh_init 发表于 2015-10-28 15:00
欧姆电流源排版太密，参考电阻贴片的？？至少得搞个塑封吧

事实上选择封装在一起的电阻最好，电阻的温漂也不仅仅取决于单个的好坏，组合性能最关键，本方案中作了很多的取舍，先验证功能吧，根据结果在优化吧

szh_init 发表于 2015-10-28 16:15:16

dongdong2015 发表于 2015-10-28 15:58
事实上选择封装在一起的电阻最好，电阻的温漂也不仅仅取决于单个的好坏，组合性能最关键，本方案中作了很 ...

嗯嗯，可以试试caddock的电阻，如1776系列，或者参考keithley的1/100电阻，建议考虑一下ni万用表的架构，听介绍貌似挺不错的http://sine.ni.com/np/app/main/p/ap/mi/lang/zhs/pg/1/sn/n17:mi,n21:37/fmid/2912/

dongdong2015 发表于 2015-10-28 16:22:34

szh_init 发表于 2015-10-28 16:15
嗯嗯，可以试试caddock的电阻，如1776系列，或者参考keithley的1/100电阻，建议考虑一下ni万用表的架构， ...

谢谢啦，在改进的时候很有用

KunShan_a_dai 发表于 2015-10-28 16:23:44

搬凳子围观中！

wangweigang0 发表于 2015-10-28 16:24:01

这个要学习学习了。高精度万用表就是一个坑。

ddddd120 发表于 2015-10-28 16:31:52

这个必须顶，必须支持！！

szh_init 发表于 2015-10-28 16:32:45

dongdong2015 发表于 2015-10-28 16:22
谢谢啦，在改进的时候很有用

还有，请问您如何校准？？有比较好的源？？    校准 建议设计成10V，10K两个档位校准，比较方便

QFLN 发表于 2015-10-28 16:39:50

不光是技术好！还是个土豪

QFLN 发表于 2015-10-28 16:40:39

不光是技术好！还是个土豪！

Hhhhhhhh 发表于 2015-10-28 16:56:26

厉害！！

zhiyiyunmeng@ 发表于 2015-10-28 17:05:30

dongdong2015 发表于 2015-10-28 09:25
附件中是Agilent34401的AC精度表，从表中可以看出，AC测量的准确度并不高，仅在千分之几的水平，远低于直 ...

高大上的DIY

ZL_electric 发表于 2015-10-28 17:31:07

不能做到脱离安捷伦的芯片吗？

dongdong2015 发表于 2015-10-28 17:43:15

szh_init 发表于 2015-10-28 16:32
还有，请问您如何校准？？有比较好的源？？    校准 建议设计成10V，10K两个档位校准，比较方便 ...

校准确实是个大的问题....除了用标准的仪器之外还有什么别的办法么？

dongdong2015 发表于 2015-10-28 17:43:58

ZL_electric 发表于 2015-10-28 17:31
不能做到脱离安捷伦的芯片吗？

安捷伦的芯片买不到，只是借用了它里面的电路

dongdong2015 发表于 2015-10-28 17:53:23

QFLN 发表于 2015-10-28 16:39
不光是技术好！还是个土豪

不是土豪，只是一个平凡的打工仔，想做点自一直想做的事情而已

DiaoMao_Huang 发表于 2015-10-28 17:53:57

支持一下，坐等看成品照片和测试结果
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