5位半的万用表硬件开源设计资料分享 -

标题: 5位半的万用表硬件开源设计资料分享 [打印本页]

作者: 临渊丶 时间: 2017-12-7 10:46
标题: 5位半的万用表硬件开源设计资料分享
前段时间，项目需要，做了一个1ua~100ma的电流，0v~12v电压检测项目。在网上找到了一个不错的资料。5位半开源设计万用表硬件。
采用TI的24位ADC。

万用表输入电路部分：

1、继电器切换电压输入高量程或者2V基本量程，高压分压比最高1/1000
2、用继电器来选择电阻测量或是电压测量，继电器最好选择小体积的双线圈磁保持继电器。
3、对于电流测量，可以采用阻值更小的检流电阻，配合零漂移运放。
4、COMM是虚地，来自2.5V基准缓冲后输出或者采用+5V分压取得。
5、分压电阻预留了CADDOCK 1776-C481精密陶瓷薄膜排阻的位置，也可以使用分立低温漂精密电阻代替。
6、采用SOP8双运放，需要是RRIO精密低Ib并且低噪声品种，甚至零漂移的，如AD8629等
7、采用虚地单电源结构后，大大简化了电路。
8、放电管漏电极小，压敏电阻MOV漏电稍大。
9、分压量程切换模拟开关需采用+5V，低Ron，低泄漏的品种
10、电压基本量程平时输入电阻10M欧，当测电阻时10M欧电阻断开，成高阻态

模数转换及基准电路

1、采用了LTC6655-2.5，可直接驱动100uF的大电容，省去了基准缓冲，简化了电路
2、COMM电位缓冲驱动采用可驱动容性负载的结构，为减小体积采用了SOT23-5运放，通用运放即可
3、增加TVS管用来保护电路，防止意外
4、ADC差分输入的滤波电容最好采用薄膜PPS电容，或者用C0G陶瓷贴片电容(注意陶瓷电容有压电效应)
5、模拟供电采用12V输入供欧姆恒流源，二次稳压5V后提供运放及ADC
6、数字电路供电3.3V采用独立的D5V供电稳压后获得，基于性能考虑数字、模拟要独立的供电
7、注意ADC 基准输入电容，精心选择低ESR的品种，POSCAP聚合物钽电容、普通钽电容、X7R陶瓷电容。。。
8、模拟和数字地直接在ADC芯片下方铜箔直接连接，但是布局上严格区分模拟和数字电路，并且地平面做分隔

万用表电阻测量恒流源

1、采用双4位模拟开关，用开尔文方式来选择电流源，模拟开关需低泄漏品种
2、由于电流非常小，最低仅1uA因此要注意PCB漏电、多用等电位方式
3、4个量程电阻采用低温漂的MELF晶圆电阻
4、5+2电阻采用同规格的低温漂MELF晶圆电阻。

万用表外围电路

1、电感采用1812 SMD贴片电阻封装，可以适用SWPA
3015 / 4030 / 5040 型功率电感
2、电容可采用22uF的1206 X7R + 0.1uF 0603 陶瓷电容
3、共模电感可选

1、由于高精度ADC电路对模拟供电干扰非常敏感，DCDC的纹波噪音高达200mVpp，故采用DCDC方案需要加强滤波，滤波需采用一串不同容量的电容并联。
2、不确定采用DCDC方式对精密模拟电路所造成的性能损失，故增加了预留了+15V线性供电插座焊盘
3、电路设计采用共模电感加强滤波切断来自DCDC的共模干扰，可视实际情况是否焊接
4、DCDC将5V变换成15V后，先稳压至12V供恒流源，再二次稳压得到5V，供其他模拟电路
5、模拟电源消耗电流不超过40mA，考虑到模拟和数字电路的布局优化，将模拟电源供电入口安置在PCB右侧中间
6、+5VA电源是从+12V稳压而来，因此要考虑到耗散功率500mW左右，需将产生的热量对ADC和基准影响也考虑进去
7、DCDC输出纹波噪声高达200mVpp，且处于数百KHZ高频，此时ADC、运放及LDO的PSRR是极差的，会造成ADC读数严重跳动，故采用LC+LC滤波方式
8、+12V供电采用一级LT1763 LDO稳压
9、+5V供电采用二级并联稳压，由于电流小并且稳定，故采用TL431精密并联基准稳压，计算好TL431输入串联电阻，使其能满足供电电流并消耗主要功率。

关于与主控板的接口
万用表电路类似PMOD标准TYPE2 规范
采用12PIN 2.54mm间距的插座通过排线与控制板连接
12PIN 接口定义如下：
1 : SS       2  : INT
3 : MOSI    4 : NC
5 : MISO    6 : IO7
7 : SCK       8 : NC
9 : GND    10: GND
11: 5V       12: 5V
其中 SS / INT / IO7这3个引脚均可以采用STM32的普通GPIO
电路输出为3.3V CMOS电平，可承受5V

原理图51hei下载地址（pdf格式的清晰电路图）：

5位半万用表.zip (8.4 MB, 下载次数: 934)

作者: GUOXUAN 时间: 2017-12-8 21:37
感觉好复杂呀,给我全部元件我都可能装不起来.

作者: wfliu 时间: 2018-1-5 23:35
好复杂，还是要学习一下，谢谢分享

作者: 白哎哎 时间: 2018-2-26 22:44
谢谢分享

作者: coulomb 时间: 2018-3-1 00:59
很不錯，有參考的價值。頂一個！

作者: qa490739173 时间: 2018-3-4 23:17
感谢分享

作者: yys1990 时间: 2018-3-16 17:16
谢谢分享！！学习一下

作者: lt9815124 时间: 2018-3-20 23:35
谢谢分享！！学习一下

作者: jxgxlm2008 时间: 2018-4-10 09:28
好贴，mark！

作者: tieq1952 时间: 2018-4-12 07:09
谢谢分享,学习了

作者: gggge123 时间: 2018-5-28 19:49
very good!

作者: samchiou 时间: 2018-6-20 08:59
這資料非常好，感謝樓主分享

作者: samchiou 时间: 2018-6-20 09:23
很讚的資料，感謝樓主無私分享

作者: 太阳黑子1 时间: 2018-6-24 21:23
非常不错，谢谢！

作者: 太阳黑子1 时间: 2018-6-24 21:24
非常不错，太谢谢了！

作者: bnjzhang 时间: 2018-6-26 21:22
感觉好复杂呀

作者: qwaq32 时间: 2018-6-28 11:40

感觉好复杂呀,给我全部元件我都可能装不起来.

作者: wwdragonfly 时间: 2018-8-17 13:33
学习一下，谢谢分享

作者: mjwzdhxhn 时间: 2018-8-22 19:09
看来真的要从基础开始学才行啊！真心看不懂！不过真心是好贴

作者: Jpower 时间: 2018-8-31 20:19
资料很全，值得学习

作者: WORKSP 时间: 2018-9-1 22:37

谢谢分享！！学习学习！，

作者: WORKSP 时间: 2018-9-1 22:39
学习一下

作者: jiangqq 时间: 2018-9-7 20:18
感觉好多了，终于找到了.

作者: fsj5098 时间: 2018-9-7 22:24
感觉好复杂呀,给我全部元件我都不一定能装起来.

作者: pxm2599 时间: 2018-9-20 14:57
厉害了，很强的功底啊！高手！

作者: tttx123 时间: 2018-9-23 00:58
谢谢分享，资料很全

作者: 小小卋界 时间: 2018-10-31 15:59
感谢分享！！！

作者: 1315150719 时间: 2018-11-27 17:57
感谢分享，一时间还看不懂，先mark一下

作者: qwtjhtjh 时间: 2018-12-5 21:37
好东东！点赞！

作者: qwtjhtjh 时间: 2018-12-5 21:50
有点难哟！

作者: beta500 时间: 2018-12-13 16:41
正需要这个表，多zei

作者: beta500 时间: 2018-12-13 16:43
第一张图是空白，怎么回事

作者: mamahuhu121 时间: 2018-12-18 13:24
跟着这等好帖学习着做

作者: qewtggg 时间: 2019-1-23 09:06
顶一下，跟着学习学习

作者: mirage 时间: 2019-1-29 09:17
要是有套件出一定要一套

作者: wveryw 时间: 2019-3-16 15:32
谢谢分享，学习学习

作者: kaisa0826 时间: 2019-3-22 15:08
正好参考下，有没有国外的一些原理图

作者: 艰难018jin 时间: 2019-3-28 01:04
很好学习一下

作者: ssht428 时间: 2019-4-10 22:16
顶一下，跟着学习学习

作者: wade_tan 时间: 2019-4-12 10:50
谢谢分享

作者: dm8510 时间: 2019-4-26 00:49
谢谢分享

作者: 盛世游龙 时间: 2019-4-30 14:25
谢谢楼主分享！

作者: 人工智能威力 时间: 2019-5-2 12:47
感觉好复杂呀,给我全部元件我都不一定能装起来.顶一下，跟着学习学习

作者: 小小白吧 时间: 2019-5-2 18:12
值得学习

作者: 蓝￡雨 时间: 2019-5-4 01:13
很讚的資料，感謝樓主無私分享

作者: 繁星艾尔 时间: 2019-5-4 10:06
感谢分享

作者: hanbing333444 时间: 2019-5-10 23:43
好资料，谢谢楼主分享。

作者: yangzhesmu 时间: 2019-5-17 11:00
太棒了！感谢分享

作者: yangzhesmu 时间: 2019-5-17 11:01
太棒了！感谢分享

作者: yangzhesmu 时间: 2019-5-17 14:08
楼主能否私信分享，新人黑币有不起

作者: jiangquancai 时间: 2019-5-19 19:56
这才是好东西。比赛用舒服啊

作者: A_MUMU 时间: 2019-5-20 09:41
谢谢分享，感觉很复杂

作者: 迁就 时间: 2019-5-20 12:24
谢谢分享

作者: harly2200 时间: 2019-5-22 10:00
谢谢分享，楼主好人

作者: lhb780511 时间: 2019-5-29 20:56
都是大神啊，下载资料，做一个！

作者: lhb780511 时间: 2019-5-29 23:52

beta500 发表于 2018-12-13 16:43
第一张图是空白，怎么回事

那是３D文档，用ADOBE的PDF阅读器，设置信任文档，就能看见3D文档了，是PCB的3D预览图，支持旋转，缩放，就像AD软件的3D预览模式。

作者: waspxyz 时间: 2019-5-30 08:30
谢谢分享，好好学习一下

作者: Sampkia 时间: 2019-6-3 20:00
顶正好需要谢谢分享

作者: 1980yangfei 时间: 2019-6-4 12:31
谢谢楼主分享！下载学习

作者: 老愚童63 时间: 2019-6-7 10:29
高精度仪表业余制作非常困难！要获得高精度的电阻并不容易，所以，自制高精度仪表不容易，成本也不划算。不如购买成品。当然，作为DIY，电路可以给爱好者提供参考。

作者: 风吹群起冻鸡鸡 时间: 2019-6-8 10:45
楼主好人一生平安！

作者: 梦园心田 时间: 2019-6-15 23:46
好东西(▽)感谢分享

作者: jim_Lu 时间: 2019-6-26 15:59
为什么最近老是下载不了？分是扣了

作者: lqb7733 时间: 2019-7-24 15:10
学习一下！！！！！

作者: hyq-chip 时间: 2019-8-10 13:55
谢谢分享

作者: 586486 时间: 2019-8-22 22:15
非常好的学习材料。谢谢分享。

作者: wozailijiang 时间: 2019-8-23 14:10
感觉好复杂可能装不起来.

作者: kanwoe 时间: 2019-8-23 21:57
感谢楼主的分享，下载学习电路设计知识。

作者: tieq1952 时间: 2019-8-24 06:39
谢谢分享!!!

作者: coulomb 时间: 2019-8-24 15:43
感谢分享

作者: gowin31581191 时间: 2019-8-30 00:32
好利害，高手高手高高手

作者: 蓝￡雨 时间: 2019-10-15 22:18
好资料，谢谢楼主分享。

作者: fawstar 时间: 2019-10-25 10:25
用过福禄克的五位半，真心觉得楼主了不起

作者: aaa2742 时间: 2019-11-3 12:14
谢谢楼主

作者: kssxdz 时间: 2019-11-4 19:51
谢谢分享！！！

作者: luoronglove 时间: 2019-11-11 11:19
要是有套件出一定要一套

作者: ftron 时间: 2020-1-19 09:56
有能测量电感的吗？

作者: lxm5200 时间: 2020-1-27 23:50
这个不错来学习学习

作者: fjc4445 时间: 2020-2-1 21:19
非常不错，太谢谢了！

作者: yizhenfeng 时间: 2020-2-29 11:47
太复杂了。搞不懂。有套件的话可以玩玩、

作者: aide51 时间: 2020-2-29 14:57
这个蛮复杂的，做起来要很多技术含量的

作者: xxmxmxm 时间: 2020-3-3 16:41
感谢分享

作者: qfg138 时间: 2020-3-5 19:38
软件复杂

作者: xiniukeji 时间: 2020-3-5 22:04
谢谢分享！！学习一下

作者: ygy520 时间: 2020-11-12 15:17
感觉好复杂呀,

作者: gmh0601 时间: 2020-11-26 14:12
楼主辛苦了，谢谢了。

作者: akaichan 时间: 2021-3-28 10:49
太精密了, 學習一下

作者: cooleaf 时间: 2021-3-28 12:03
这个蛮复杂的，可以在理论层面学习学习！！感谢分享！！

作者: 149764943 时间: 2021-4-11 00:44
手残党表示焊接是一大难事

作者: KL泡泡调 时间: 2021-4-12 22:50
谢谢楼主分享，可以拿来学习学习

作者: xlyuan 时间: 2021-4-13 11:39
牛人，下图看不明白，请问在这里有什么作用的？谢谢！

作者: cs815007807 时间: 2021-4-15 11:41

不错的开源项目

作者: huangxianbing 时间: 2021-5-27 13:33
看起来挺复杂的感谢楼主的分享

作者: dod1.3 时间: 2021-6-1 08:01
授人以渔

作者: aide51 时间: 2021-6-4 22:36
这个有个参考价值值得分享

作者: th632136402 时间: 2021-7-2 22:39
smv 4线 5W 0.130PPM,是什么东西

作者: jxdianqi 时间: 2021-7-2 23:29
挺复杂的，diy的话简单点的电路比较好

作者: 龙小白 时间: 2022-9-17 14:53
有没有做出来的，分享一下

作者: 1018080881 时间: 2023-6-12 08:42
难制作吗

作者: yyzf998 时间: 2023-7-2 07:43
楼主，源代码能给我一下吗？我想玩玩。感谢！！

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