本次改造的主角还是那块DT-840万用表,这块表到我手上已经经历了多次打磨,这次也就到头了,应该说这块表差不多被我榨干了所有性能
打磨的目的最重要是为了玩,在玩的同时了解相关仪表知识,其次才是升级万用表,也让低端表在某些方面赶上高端表的性能,但实际上基本用不到。
前几次打磨可见这里,详细记录了这块DT-840万用表一步步升级历程
第一次打磨:http://forum.eepw.com.cn/thread/240883/1
第二次打磨:http://forum.eepw.com.cn/thread/240884/1
数字万用表的核心表头只能测量直流电压,要想测量交流电压必须增加AC/DC准会电路,通常数字万用表为了降低成本和简化电路,都采用运放
和二极管组成的平均值检波电路,这种电路虽然线性度好,精度高,成本低,但是这种电路只能测量正弦交流信号,对于失真的正弦信号,方波,
三角波,锯齿波,就会引起误差,而想测量非正弦信号的有效值,就必须采用真有效值(TRMS)仪表。
现在市面上的真有效值转换芯片很多,常见的AD636,AD736,AD8436,LTC1966,LTC1967,LTC1968
其中AD636在真有效值万用表中应用较多,但是这个芯片用起来比较繁琐,而且价格很贵
这一次选用的是Linear的LTC1966,这是其官方介绍:
使用简单,只需要一个电容器
采用 ΔΣ 技术的真正 RMS 至 DC 转换高准确度:0.1% 增益准确度 (从 50Hz 至 1kHz),0.25% 总误差 (从 50Hz 至 1kHz)
高线性度:0.02% 线性度可实现简单的系统校准
低电源电流:155μA (典型值),170μA (最大值)
超低停机电流:0.1μA恒定带宽:与输入电压无关,800kHz -3dB,6kHz±1%
灵活的电源:2.7V 至 5.5V 单电源,高达 ±5.5V 的双电源
灵活的输入:差分或单端轨至轨共模电压范围,高达 1VPEAK 的差分电压
灵活的输出:轨至轨输出,单独的输出基准引脚可提供电平移动
宽温度范围:-55℃ 至 125℃
小外形尺寸:节省空间的 8 引脚 MSOP 封装
这个芯片也不便宜,不过相对60大洋的AD636,这已经不错了
如果说花这么多钱打磨有什么用,其实这个功能在某些方面还是很有用的,比如测量可控硅调光,用TRMS电压表才能准确测出负载上的交流有效值。还有就是制作逆变器,如果输出不是正弦的,用普通万用表是没法正确测量输出电压的,此时就需要TRMS电压表
这是本次用到的LTC1966
MSOP封装过于细小,因此需要用到转接板
这个电路确实极其简单,只需要一只电容器就可以了
两个贴片的电源退耦电容是选装的
这是搭好的TRMS转换电路
在万用表内找一个合适的地方固定下来
接上线路,改造的同时,原有的平均值整流电路并没有拆除
这样,就算改造失败,补救起来也比较容易
只要断开原来平均值整流电路的输出,接上TRMS电路就可以了
电源就取自表内的正负电源
装好测试,首先测试的是正弦交流信号,来自一个24V变压器
用AC 200V挡,对照的是一个采用平均值整流电路的杂牌DT-9205万用表
可以看出,在纯正弦信号时,平均值整流电路和TRMS电路几乎没有差别
然后测试非正弦信号,
信号源是电脑声卡+TPA3123功放,10R假负载电阻
用虚拟信号发生器产生50Hz的信号
首先是三角波
可以看出,两个表有了偏差
然后是方波信号
锯齿波信号
最后是改造电路图,非常简单
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