（DIY教程）高精度音频数字电桥原理图及程序设计说明-电路方案

简介：
本教程详细讲解了高精度音频数字电桥的设计与实现方法，包括原理图和编程指导，旨在帮助电子爱好者掌握其电路设计方案。 该音频数字电桥设计简单但耗时较长，前后花费了近一个月时间进行开发与改进。以下是电路的基本情况： - 工作频率：100Hz、1kHz 和 7.813kHz。 - 最小分辨力：电阻为0.5毫欧姆（mΩ），电感为0.03微亨利(uH)，电容为0.02微微法(pF)。 - 最大精度可达G欧姆级别。 在选择合适的电阻并精心制作后，可以达到约 0.25% 的基本量程精度。AD转换器的非线性误差小于 0.05%，且通过直流偏置消除了 AD 零点误差。信号源采用软件合成正弦波和方波 DDS 技术生成。 显示部分由四个 LED 组成，单片机使用的是STC12C5A60S2型号。 该LCR表的具体特性如下： - 使用过采样技术的AD转换器字数约为 1000 字，有效分辨力为约 2000 字。 - 测量方法采用准桥式测定法，测量原理类似于比例法测电阻。主要测量范围：从1欧姆至50万欧姆（精度理论值为±0.5%），实际误差未超过 ±0.3%，有效测量范围则在2mΩ 至 10兆欧之间。 - 测量最小分辨力为1毫欧，串联残余误差为2毫欧，在低阻情况下需特别注意；并联残余误差为50M欧姆，在高电阻测量时同样需要注意。Q值和D值的相对误差分别为±0.003（适用于 Q<2 和 D>2），其他情况下的估计误差约为 ± 0.5%。 - 测试信号幅度：峰值电压在不同频率下分别设定为100Hz 下200mV、1kHz 下180mV 及7.8kHz 下140mV。 - 对于电感测量，分辨力可达至小数点后两位微亨利（uH），范围从 0.1μH 至500亨利(H)，超过此值未进行测试。而对于电容，则根据夹具的不同情况可达到最小分辨力为 0.2pF 或更高。 - 测试基准源采用四个电阻作为标准，精度需达至±0.1%，金属膜电阻筛选即可满足要求；时间基准使用32MHz石英晶体振荡器提供。 频率实际值分别为99.18Hz、999.45Hz 和7812.5Hz（简写为 100Hz、1kHz 及7.8kHz），由DDS技术决定的精度约为±0.02%。信号源失真度通过高通滤波后用示波器观察，未发现明显误差。 该设备具有较高的测量准确性和分辨率，在适当的校准条件下可以达到很高的精度水平。