[参赛]半导体智能图示仪

小鬼头 · 发表于 2006-8-27 16:56

赞同海峡对岸这位高手的评论楼主的搏客中开设的图示仪专栏<a href="http://www.hifidiy.net/bbs/boke.asp?locky_z.showchannel.0.5.html">http://www.hifidiy.net/bbs/boke.asp?locky_z.showchannel.0.5.html</a>,公开了他所有的设计,构思和试验,不断添加新的内容,不断公布新的试验进展,供大家研究分享,真的是毫无保留,充分体现了体现了无私的精神.前几天我花了两三个晚上的时间去研究他的PC图示仪设计(他的设计基本原理文章,也是设计的核心在这里<a href="http://www.hifidiy.net/bbs/boke.asp?locky_z.showtopic.92.html">http://www.hifidiy.net/bbs/boke.asp?locky_z.showtopic.92.html</a> ),试图找出更佳的办法.并且约请了楼主一同出来宵夜讨论(我跟他是同城区,10分钟可见面).....但两人分析来分析去,最终都是回到了他在4月份时所公布的基本设计,因此,我个人认为,他设计的图示仪架构,是我们现有的业余条件下的最佳选择!对岸高手提到的那些问题,我跟LOCKY-Z在这次会面中,讨论中也曾涉及.我们这次讨论除了整体设计外,还探讨了如下关键问题:1,为了DIY者们着想,首先是成本问题(这一点上,元件采购/对高价元件的承受能力与对岸有差距).现在这个线路,使用的是LTC1019这块AD芯片,价钱比较高,未经证实的报价是超过10美元一片.前两个月,我就曾对楼主半开玩笑说,如果你能把整块板子(不含变压器)的成本控制在100元以内将会十分成功......但现实是,成本与性能总是矛盾.晕~~~~~.....因此,楼主也开始了使用TDA1543这些低价DAC做的可能性,尽量在这方面进行努力:http://www.hifidiy.net/bbs/boke.asp?locky_z.showtopic.290.html2."图表的抖动",既有天生上的精度问题(选用的AD芯片,以及限于成本选用的运放失调电压\电流不精度),也有实装技术及抗干扰问题.这是我早几个星期跟楼主提出的看法.尤其是在基/栅极测量点这个敏感位置,也是测配对管的关注点.我已建议下一步改进布线,增设RC过滤,提高抗干扰能力,并考虑使用精度高的运放.楼主前些天对出现自激的TDA2030添加了茹贝尔网络,把自激消除了,大大减轻了"图表的抖动"的问题,现在这个图示仪的分辨能力达到了3.8MV左右,对于JFET/MOSFET的配对来说已经足够,对于BJT(双极型晶体管)来说,略嫌有些不足(最好能达到1MV,但$$$$就要....晕....)_______________________________________________________顺便说一下,有关BJT,JFET,MOSFET有关配对使用中,本人前些天所遇情况:实装的前级线路如下图,输入级需使用N极性管与P极性管各两只.我共装了5块板子(当然,装这么多主要是为了听声音的变化),其中三块是BJT输入的,JFET和MOSFET各一块.

实装的结果是:1,BJT没有配对,失调电压为数十MV,可通过图中的VR校正过来(可校正+/-100MV).2.简单配对的JFET(同一IDSS档的10多只配出两只),失调电压为二三百MV,图中VR不能校正过来,需另外增一个VR来校正3.PASS先生提供的方法简单配对的MOSFET(也是十只八只配出来的),偏差约三四十MV,装机后的失调电压有一声道高达两三伏,使用JFET的两只VR仍不能校正过来,需专门作处理才解决.再顺便说一下,五块板子中,最好声是BJT输入,其次是JFET输入,两者差距不是很大,但风格有异.最差是MOSFET输入级.

passdiy · 发表于 2006-8-27 14:32

幫locky_z打打氣！！！節錄自台灣一DIY綱站，名為音樂大廳，發言者署名為"番薯寶寶"：發表於: 星期日八月 27, 2006 12:05 pm "經過小弟的研究，對岸朋友的理論相當的精采~其能力也真的相當不容小覷，不過小弟覺得應該是對方取得零件上有限制吧? 例如TI就有Bits和高速的A/D與D/A~小弟手上也有些Sample 如果要小弟來設計的話~小弟會用FPGA來設計其功能會比對岸朋友多上許多~還有準確性~還可以用USB傳輸看過實際的測量圖~那些圖表的抖動就代表準確性還有待提升但是他的想法和軟硬體能力真的是相當相當的厲害!!小弟由衷的佩服!! 小弟以前也是有想過這方面的測量~但總是有些障礙~ 這位朋友的理論讓小弟茅塞頓開!!全身經路皆打通了!! " http://bbs.audiohall.net/viewtopic.php?t=2349

剑心 · 发表于 2006-8-26 22:07

10bit AD，AVR有，价钱略大于51

iamwiam · 发表于 2006-8-30 18:54

好强的东西

gz_zxq · 发表于 2007-1-19 09:29

这东西也能DIY，I服了楼主，强烈支持楼主你参赛！已经投了你一票！

Adams_Leo · 发表于 2007-1-19 08:32

LTC1090这个IC在深圳我看到很多啊，价格也不是很贵啊，从DIGIKEY买是非常的贵啊，而且邮费，深圳这些都是走私货，而且拿的价格都低，如果需要的话我可以带劳

xtcqk · 发表于 2007-1-20 20:45

不得不赞一个，太牛了，向你学习。[em17][em17][em17]

感冒友 · 发表于 2007-1-20 19:57

我不记得在国内哪个网站上看到有一家公司已经推出成品的图示仪,好象价格过千的....不知道性能如何.

locky_z · 发表于 2007-1-20 14:58

现在改用ADS7871这块ADC,性能更好更便宜，国内的力源可以邮购，7x块/片。  简单作了一个小功率图示仪的简化版（用LM324代替TDA2030,省掉继电器改用人工跳线选择量程），觉得ADS7871版本比LTC1090更快更稳定，测量波动也少很多，但是不是ADS7871的功劳还是LM324的功劳还没时间验证。

szccm · 发表于 2007-1-22 10:49

狂顶啊!!!!!!!!!!!!!!!!太好了diy 的福音啊[em02][em02][em02][em02][em02][em02][em02][em02]

Adams_Leo · 发表于 2007-1-22 09:54

等待楼主的套件出来

hzj1 · 发表于 2007-2-15 11:25

可以改进后提供套件，总成本百元左右驱动用lm1875或2030，运放用opa2604，这两样做选购件，大家手头一般都有，呵呵！

风语者 · 发表于 2007-2-14 21:42

可以出个套件的。

花下臣伏 · 发表于 2007-2-14 21:28

继电器没必要省吧,也就几元的钱,用新的正品的OMRON要10多元一个,为降成本,可以采用拆机的,也就2元上下,品质也比的上国产新品,有此需要我可以帮忙.

locky_z · 发表于 2007-2-16 09:49

小功率运放版主要是想实验一下ADS7871的性能，一块很小的板就可以，实验结果感觉不错,比LTC1090好。不过想控制在百元内不大可能。现在正设计一个通用电压版的，允许24-300V,这样就可以测量电子管参数了。初步的电路在我的blog里面。节日期间正好试验一下。想做成2种版本：1.测半导体版本(Vce=24-80V ,Ic=0.1mA-5A）2.高压版（可以测3和4极电子管和半导体击穿电压)(电压=24-300V，电流=1mA-100mA)这里并不是贵的hifi的器件就是好，LM1875和2604都不能用在这里，只因为他们的负方向的共模电压不合适，而TDA2030/LM324这些臭肉就非常合适, 我主要看重他们的直流参数。

友烧发 · 发表于 2007-2-28 23:39

更上一层楼

locky_z · 发表于 2007-2-28 23:21

春节期间，用ADS7871+LM324运放做了一个小功率的试验板，目的想验证1.ADS7871在多基准电压方式下工作效果如何2.加上恒定基极电流发生器功能，看效果好不好原理图如下：

实物图如下：

因为这是实验板，所以结构上简化了一、省掉了HC595以及继电器构成的选择电路，直接用跳线JP_RC JP_RB来代替，因为运放输出电流有限，所以Rb Rc各只设置3档。分别1K/10K/100K和100欧/1K/10K 二、用LM324代替TDA2030，用两个运放结成47耳房形式电路并联提供电流，实际测量最大Ic只有60mA左右。 三、用2个运放分别对基极、集电极进行缓冲，这样同时可以加入恒定基极电流测量功能。（通过短接JP_Current跳线实现恒流测量) 四、不使用零插拔力插座，直接使用集成电路插座作为测量。 五、ADS7871可以用JP_VERF跳线选择内置基准或者外置可变基准，外置可变基准由M62359其中一个通道提供。并由ADS7871用自己内部1.15V基准电压进行校准。 六、因为M62359输出给ADS7871做基准电压，所以M62359不能使用12V电源，和其他数字电路一样使用+5V供电，DAC的基准电压为TL431的2.5V。同时改大了电压放大部分增益。   用多种基准的好处时可以提高测量灵敏度，例如使用1V和4V两个基准电压测量，其灵敏度比固定的基准电压能够提高4倍。    实验中，基准电压设定了3种：0.8171V / 1.9610V / 4.706V，手册上说ADS7871的Vref为0.9-5V，实际上的确差不多，可能是受ADS7871的Vref_Buff输出的限制吧，Buf_out端子对于小于0.7V的电压就不能很好的跟随了。   下面是固定一个基准电压下的测量NPN的Vbe－Ic曲线，从上到下分别是内置基准1.15V、 2.5V、外置基准 4.706V、1.961V、0.817V这5种基准电压下的测量Vbe的放大图，他们的单调性都很好，波动也都在1mV内。

但不幸的是，如果将程序改成动态使用不同基准电压的话：就是先用1.961V测量，如果溢出、就切换到4.7V作为基准电压再测量、如果小于某个程度，就用0.817V基准电压再测量。但这种方法测量出来的曲线波动很大，超过5mV,（以前LTC1090也是用这种3基准方法，测量的波动也是测不多），不固定2.5V基准电压方式的大很多。可能多基准真的有问题吧。  又验证了恒流发生器的功能，通过短路JP_current跳线，就工作在恒定基极电流状态下，实际将电流表接在B E之间，E极的电压从2V变到20V,而电流只变化10％左右，还算可以，算一下其动态内阻大约380K左右。不过恒流功能因为必须使用运放缓冲，而用运放的话，限制了这块板最大工作电压为40V；而实际上测量时是固定了Vbh的，那么Ib=(Vbh－Vbe)/Rb,因为Vbe变化很小，如果Vbh>>Vbe，这个Ib也可以认为是恒定的，所以个人觉得最终还是取消这个恒流电路，这样就能适应24－100V的工作电压范围了。  后面还要进行的是对运放的失调电压进行校正、和对分压电阻分压系数的校正程序。

locky_z · 发表于 2007-3-28 11:56

<div class="quote">以下是引用aili在2007-3-28 9:47:00的发言： LZ的精神值得称赞，实用性、易用性还有待完善，如果仅仅只适合“老鸟”使用，就失去了推广、普及的意义。</div>系统虽然只须一个单电源，但通过程序转换产生相对负电压，通过程序改进，已经没有了上述问题，不过仍旧需要使用者知道被测管工作时各个脚之间的电平关系和相对电压高低，因为我这个系统都是以发射极为电压基准0点，例如测量NPN时，使用者需要知道Vb Vc应该设置为正的电压；测PNP时，Vc Vb要设置为负的电压，测N-JFET时要设栅极为负，漏极为正。。。等等，如果连这些工作电平都不了解的话？？？设置错误，出来的曲线也是一塌糊涂的。

highling · 发表于 2007-3-28 10:21

lz真是牛人啊，我这样的菜鸟完全看不懂了!

aili · 发表于 2007-3-28 09:47

<div class="quote">以下是引用locky_z在2006-7-19 23:50:00的发言：     这个系统不容易使用，你必须了解各种半导体正常工作时的各个脚电平关系，如果可以的话，最好是当面操作一遍，并且我到现在还没有写过使用帮助。    例如用某个参数设置测量后，如果得到的曲线和你预期不同，要自己懂得分析是什么原因导致这样，是那个条件设置得不好，修正后再测量，不断修正测量参数直到得到你所需的结果为止。特别是对P型半导体测量时的测量参数设置要理解清楚。    但设置错参数一般不会烧管，因为还有一个最大电流设定，如果超过你设定的最大电流，测量会立即中止。    对于刚入门或者不懂得半导体电路的，不建议使用，这个系统只适合老鸟使用。</div>LZ的精神值得称赞，实用性、易用性还有待完善，如果仅仅只适合“老鸟”使用，就失去了推广、普及的意义。

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