（DIY制作）高精度音頻數(shù)字電橋原理圖+程序+設(shè)計(jì)說明等

該音頻數(shù)字電橋，比較簡(jiǎn)單，但設(shè)計(jì)這個(gè)電路并不斷改進(jìn)，前后花費(fèi)了近一個(gè)月時(shí)間。

數(shù)字電橋電路設(shè)計(jì)基本狀況：

• 工作頻率： 100Hz，1kHz，7.813kHz
• 最小分辨：最小分辨0.5毫歐，0.03uH，0.02pF
• 最大分辨：G歐
• 基本量程精度：1kHz基本量程精度，0.5%，選好電阻，精心制作，可以輕松達(dá)到0.25%精度
• AD非線性誤差小于0.05%，AD零點(diǎn)誤差采用直流偏置消除
• 信號(hào)源：軟件合成正弦DDS、軟件合成方波DDS
• 顯示：4LED
• 單片機(jī)：STC12C5A60S2

該LCR表的具體特性：

AD轉(zhuǎn)換器的字?jǐn)?shù)：約1000字，采用了過采樣技術(shù)，有效分辨力約為2000字
測(cè)量方法：準(zhǔn)橋式測(cè)定，測(cè)量原理類似于比例法測(cè)電阻。
主要測(cè)量范圍：1歐至0.5兆歐，精度0.5%（理論），阻抗實(shí)測(cè)比對(duì)，均未超過0.3%
有效測(cè)量范圍：2毫歐至10兆歐，最小分辨力1毫歐
串聯(lián)殘余誤差：2毫歐，低阻測(cè)量時(shí)此誤差不可忽略
并聯(lián)殘余誤差：50M歐，高阻測(cè)量時(shí)此誤差不可忽略
Q值誤差：±0.003（Q<0.5），Q/300（Q>2，相對(duì)誤差，簡(jiǎn)易算法），其它按0.5%左右估算
D值誤差：±0.003（D<0.5），D/300（D>2，相對(duì)誤差，簡(jiǎn)易算法），其它按0.5%左右估算
注意：Q = 1/D
測(cè)試信號(hào)幅度：峰值200mV（100Hz），180mV（1kHz），140mV（7.8kHz）
電感：0.02uH分辨力，測(cè)量范圍0.1uH至500H，超出500H未測(cè)試（因?yàn)槲覜]有更大的電感器）。
電容：分辨力與夾具有關(guān)。夾具好的話，分辨0.1pF或0.05pF，不屏蔽只能分辨到0.2pF，甚至只有1pF。上限測(cè)量，沒有測(cè)試，只測(cè)過10000uF電容，手上沒有更大的電容。
實(shí)測(cè)誤差，比上述精度指標(biāo)好許多。
本表基準(zhǔn)源：分別為4個(gè)基準(zhǔn)電阻，一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。電阻基準(zhǔn)就是電橋的4個(gè)下臂電阻，要求精度達(dá)到0.1%，對(duì)1%精度的金屬膜電阻篩選即可。時(shí)間基準(zhǔn)用32MHz石英晶振得到，精度可以滿足電橋要求的。如果電阻達(dá)不到要求，可以使用軟件校準(zhǔn)。
頻率精度：實(shí)際頻率為99.18Hz、999.45Hz、7812.5Hz，簡(jiǎn)寫為(100Hz、1kHz、7.8kHz)。由于DDS的頻率分辨力有限，所以不采用整數(shù)頻率。頻率精度約為0.02%（由石英晶振決定）。
信號(hào)源失真度：沒有專用儀器測(cè)試，只做估測(cè)。對(duì)輸出信號(hào)做一次高通濾波后，用示波器觀察，未發(fā)現(xiàn)可覺察失真。如果有可覺察失真，對(duì)D值測(cè)量有小量一些影響。

LCR開關(guān)式相敏檢波器的檢波效率分析圖：

高精度音頻數(shù)字電橋PCB截圖：

LCR表驅(qū)動(dòng)程序部分展示：