胜利VC980+四位半(ICL7129)的小改造

JackFrost · 发表于 2014-9-20 15:05:09

手里有块很老的胜利VC980+四位半，大概购于7年前吧，到手后一直很少用一直束之高阁，精度吧还凑合，基本上符合说明书上的指标，关键是这个表速度太慢了，几乎一秒钟刷新不到2次，很不爽，所以买来后仍旧是用VC9805A的三位半，速度每秒三次，基本上可用了。
今天忽然有了兴趣，于是想拿出来改造下，看看能否改进下，先拆机，上拆机图

一如既往的渣做工，略感欣慰的好歹这块表用的是MAXIM的ICL7129A DIP40的封装，还居然有个插座，竟然不是牛屎啊，MAXIM的这款性能比其他的7129要好一些，噪声是3uVpp的，其他的型号进口的一般都是7uVpp以上的，国产的芯片就更不好说了，总算还不错，有改造的价值。另外直流的分压电阻用的是排阻1776，还算可以，这个排阻精度应该是0.4%的。
再看表头核心部分，积分电容C6用的是一个CBB电容0.1uF/400V的，积分电阻是150K的0805贴片，比较意外的是C4，这个是Cref参考电容，对于7129来说也是很关键的地方，悲剧的是这里竟然是0.1uF的0805贴片陶瓷电容，悲哀啊，要知道陶瓷电容不但温度稳定性差，而且直流电压变化它的容量也是会变化很大幅度的，即使X7R也是一样，这个怎么能做参考电容呢！胜利也太抠门了吧，不该省的地方都省了。参考电容一般要求低漏电稳定，得要聚丙烯最少也得聚酯电容啊。

JackFrost · 发表于 2014-9-20 15:06:48

把这个C4拆下来之后测量了一下，只有0.1uF，而PDF上要求这个地方一般是1uF比较合适，综合考虑空间问题，就用了一颗1uF/63的聚酯电容换上

MAXIM的ICL7129A其实性能很不错，但是在国内因为成本的关系外围电路都缩减，所以没能真正发挥好性能。就拿时钟来说，PDF上明确说明RC电路只适用于3 1/2的情况下，虽说积分类的AC芯片对时钟频率温漂这些并不太敏感，但是因为这里还有个时钟抖动的问题，时钟的抖动会造成跳字和误差，玩音响的发烧友都很明白时钟抖动JITTER的危害，所以上了4位以上的这类芯片都要求最好是采用晶振来提供稳定低JITTER的时钟，这个是RC电路所无法满足的。不过仍旧是悲剧，这类低频率的晶振很难买到，我也只好作罢了，还是悲剧。检查这部分电路用的是一个56P（实测60P）的陶瓷0805电容和一个75K的贴片电阻，国内考虑到要是50HZ的倍数，应该是100KHZ左右的频率，100000/60000，所以转换速率不超过2次/秒，所以该表反应慢，很不爽。回过头再看下MAXIM的官方PDF，上面指标最高时钟是360KHZ，应该还是有一定提高空间的，打算将时钟频率提高到200KHZ，这样基本上就能得到3.3次/秒的转换速率，跟三位半的表就一样了，但是这可能会存在线性误差或者其他方面的问题，就需要进一步来验证可行性了。我的改法是不动原来的RC电路，就在ICL7129的PIN1和PIN40间焊上一个电阻，来降低R值从而提高频率，根据实测，我焊上的是51K的电阻，这个跟计算值不一致，但是是用示波器实测的真实值。这里由于RC振荡电路的关系直接用示波器测会漂移，所以我是将示波器的地线接万用表公共地，就是中间那个弹簧上，表针接到7129的PIN3，这个引脚输出的是时钟频率/12000，这样就不会影响准确度了，如

加上51K电阻后是168HZ，168*12000大致是203KHZ左右，基本上满足要求。再把万用表重新安装好接上电池开机，可以发现明显速度提高了，感觉现在刷新速度比我的三位半VC9805还要快，应该是超过每秒3次了

JackFrost · 发表于 2014-9-20 15:07:49

   速度改造是成功了，不过这还没完，频率200KHZ虽然低于360K的上限，不过考虑到几乎所有的图纸都是用120KHZ或者100KHZ，因此担心会不会频率提高后ADC的线性会存在一些不好的下降，这个只好实地来测试了，手头有一台HP 34401A，还算准，再加上一台普源的信号发生器DS1022U，可以输出直流，权且把这三者用三通+BNC电缆连接起来，用信号发生器产生直流电压，然后对照34401A就能校准了。
   ICL7129的基本量程是200mV档，这块VC980+，只有一个多圈可调电阻来调整7129的核心参考电压，200mV以外的档位都是依靠那块精密排阻1776进行分压，这个地方就没办法调整了，所以能做的只能校准200mV档。最后的结果如下
   200mV档各区间线性度测量：

从上面实测可见，虽然提高到200KHZ的频率，但是线性度仍旧没问题，除了10mV的小信号偏差了一个字，基本上整个200mV范围内都是一个字不差。因此觉得这次小改造还是成功的，速度明显提高了，不用再忍受原先的龟速了

475627406 · 发表于 2014-9-20 15:08:09

你怎么确定是X7R，没准是COG。

JackFrost · 发表于 2014-9-20 15:08:43

另外，粗粗测试了2V和20V档位，跟我的34401A基本上也是不超过3个字，由于除了200mV基础档，其他档位的准确度都依赖于那个精密排阻1776了，这个就无法调整了，这个排阻误差是0.4%以内，从测试对比结果来看跟VC980+官方指标不超过4个字也是符合的。从总体上看，200mV档基本上一字不差，但是非基础档普遍都是偏大2~3个字，这里就要取舍了，继续调整REF消除非基础档那2~3个字的偏大值呢，还是保持200mV档的准确度。最后还是选择保证200mV基础档吧，其他档位自己把读数再减去一点就得了。好了，改造就到此为止吧，谢谢观赏，呵呵

JackFrost · 发表于 2014-9-20 15:10:21

475627406 发表于 2014-9-20 15:08
你怎么确定是X7R，没准是COG。

呵呵，COG这种尺寸可没有这么大容量的吧，并且即使是COG，用在这里也是不好的

ArthurBruin · 发表于 2014-9-20 15:30:21

楼主强！

motodefy · 发表于 2014-9-20 15:56:07

我那块VC86E感觉温飘有点厉害

JackFrost · 发表于 2014-9-20 16:31:19

motodefy 发表于 2014-9-20 15:56
我那块VC86E感觉温飘有点厉害

国产表就那种德行，用料太抠门了，我本来还想试试能否改善温漂，手头还正好有几个3PPM的2.5V基准，不过是SO8的，这个表用的是TI的LM285-1.2，然后用电阻分压到1V给7129的，PDF查到是20PPM，后来仔细看下基准分压电路，全是普通0805贴片电阻，这些电阻温漂都超过100PPM了，手头也没合适的电阻，改起来又是伤筋动骨，就算了。温漂问题要弄起来又是得大把大把花银子了，一个5PPM的精密金属箔电阻二手的都得5元了，而且阻值也各种不好配

motodefy · 发表于 2014-9-20 20:10:11

JackFrost 发表于 2014-9-20 16:31
国产表就那种德行，用料太抠门了，我本来还想试试能否改善温漂，手头还正好有几个3PPM的2.5V基准， ...

本来看了楼主的帖子还想折腾下··看样子还是算了，不折腾了
不知道优利德UT71d这些怎么样，
或者还是要上福禄克

bdllllll · 发表于 2014-9-20 20:16:41

楼主强大

sql · 发表于 2014-9-22 22:40:31

楼主厉害！

xueju · 发表于 2014-10-5 11:19:14

不知道这么准有多少地方能用到？我都用20元的万用表，坏了换一个

wangyu_2011 · 发表于 2014-10-5 13:07:56

很强大。不错。

McuPlayer · 发表于 2014-10-5 13:12:43

不错，我也想折腾，楼主动手了，而且做得很好
向你学习

jianplx · 发表于 2014-10-5 14:51:31

感谢分享

nongsan · 发表于 2014-10-5 15:39:58

手上有个VC9806+改天拆开看看是否有搞头,谢LZ分享

ablightstar · 发表于 2014-10-5 16:05:49

楼主强大，我也有款这个表，快8年了，现在中心转盘接触不良，有什么办法能处理一下吗？

windingway · 发表于 2014-10-5 16:16:07

ablightstar 发表于 2014-10-5 16:05
楼主强大，我也有款这个表，快8年了，现在中心转盘接触不良，有什么办法能处理一下吗？ ...

接触不良可以拆开看看触点是否变形,用无水乙醇清洗一下触点和电路板上的环.

ablightstar · 发表于 2014-10-5 16:22:25

windingway 发表于 2014-10-5 16:16
接触不良可以拆开看看触点是否变形,用无水乙醇清洗一下触点和电路板上的环. ...

好的，谢谢！

笑笑我笑了 · 发表于 2014-10-5 17:48:14

手上有块UT61，想搞但是怕搞完之后没办法校准。

blade_li · 发表于 2014-10-6 07:36:31

精度还可以了，国产的价格也只能做到这样

yeshunter · 发表于 2014-10-6 09:51:03

这一番改造，也是让他超水平发挥了

sunliezhi · 发表于 2014-10-6 13:03:01

很深入！

lqluocn · 发表于 2014-10-6 13:14:57

我手头也有两块旧表，有时间也试一下。

ycping · 发表于 2014-10-6 13:33:15

强，，，看看那我有没有弄一下。

锋疯 · 发表于 2014-10-6 14:52:07

有图纸？？

麻烦提供一下

JackFrost · 发表于 2014-10-6 16:34:20

这种表拨盘开关是个麻烦事，很容易造成接触不良，最受伤的是电阻档，有时候短路电阻很大，仔细拨下旋钮又好了，经常需要拆开用酒精清洗触点

JackFrost · 发表于 2014-10-6 16:35:48

回27楼，没有图纸，自己照着7129的PDF推测的

XTXB · 发表于 2014-10-7 15:58:53

万用表转盘接触不良，用白色润滑脂涂在转盘上，立马见效。

mo959 · 发表于 2014-10-7 16:15:47

这个厉害哈

hanbreen · 发表于 2014-10-9 09:12:48

厉害，学习！

ninghuchong · 发表于 2014-10-12 12:42:20

我也有一个，用排针连接的这里，老是接触不良，测的数乱跳，使劲把拨盘按几下会好，后来直接拿排线把两层板焊起来。

哇嘎 · 发表于 2014-10-20 15:27:43

先存着吧。也想改造自己的万用表。

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