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

該音頻數(shù)字電橋，比較簡單，但設(shè)計這個電路并不斷改進，前后花費了近一個月時間。

數(shù)字電橋電路設(shè)計基本狀況：

• 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，可以輕松達到0.25%精度
• AD非線性誤差小于0.05%，AD零點誤差采用直流偏置消除
• 信號源：軟件合成正弦DDS、軟件合成方波DDS
• 顯示：4LED
• 單片機：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
測量方法：準(zhǔn)橋式測定，測量原理類似于比例法測電阻。
主要測量范圍：1歐至0.5兆歐，精度0.5%（理論），阻抗實測比對，均未超過0.3%
有效測量范圍：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，低阻測量時此誤差不可忽略
并聯(lián)殘余誤差：50M歐，高阻測量時此誤差不可忽略
Q值誤差：±0.003（Q<0.5），Q/300（Q>2，相對誤差，簡易算法），其它按0.5%左右估算
D值誤差：±0.003（D<0.5），D/300（D>2，相對誤差，簡易算法），其它按0.5%左右估算
注意：Q = 1/D
測試信號幅度：峰值200mV（100Hz），180mV（1kHz），140mV（7.8kHz）
電感：0.02uH分辨力，測量范圍0.1uH至500H，超出500H未測試（因為我沒有更大的電感器）。
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。上限測量，沒有測試，只測過10000uF電容，手上沒有更大的電容。
實測誤差，比上述精度指標(biāo)好許多。
本表基準(zhǔn)源：分別為4個基準(zhǔn)電阻，一個時間基準(zhǔn)。電阻基準(zhǔn)就是電橋的4個下臂電阻，要求精度達到0.1%，對1%精度的金屬膜電阻篩選即可。時間基準(zhǔn)用32MHz石英晶振得到，精度可以滿足電橋要求的。如果電阻達不到要求，可以使用軟件校準(zhǔn)。
頻率精度：實際頻率為99.18Hz、999.45Hz、7812.5Hz，簡寫為(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）。
信號源失真度：沒有專用儀器測試，只做估測。對輸出信號做一次高通濾波后，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D值測量有小量一些影響。

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)動程序部分展示：