“最簡單" 的 ESR meter, 可以更好嗎

http://wp.me/ph3BR-1Xw

 

 

“最簡單" 的 ESR meter 焊到 PCB 上面
2013/01/01 by xiaolaba, posted in electronics、homebrew PCB
http://wp.me/ph3BR-Kd

 

設計師需要時間.

覺得有需要改善一下解析度, 因此翻了很久, 找到了一部分的源碼, 基本上都忘記當時設計的限制或概念.

HC908 ESR meter

 

;2012-07-29

; ESR meter, 4 ohm max, no better than 0.25 ohm resolution
; 3V
; PTA0 / TCH0, 100KHZ output drive
; PTA5 / ADC3, ADC input, ESR reading, convert to PWM drive signal, 0ohm = 110, 4ohm = 82
; PTA1 / TCH1, PWM output, 14 step

 

配合電路圖

ADC = 82, 0 ohm

ADC = 110, 4 ohm

PWM step, 14

所以解析度是 (110 – 82) / 14 step = 28 / 14 step = 2LSB /step

每個 step = 4 ohm / 28 = 0.14 ohm

即 2LSB x 0.14 ohm = 0.28 ohm

如果要做到 0.05 ohm 解析度, 則需要把總體解析度怎加6倍

要把算法和硬件修改.

“最簡單" 的 ESR meter

翻一下, 原來又沒有做好筆記. 還好, 這次有留資料.

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近來因為學習修整示波器, 所以要拆很多電解電容來量, 畢竟大容量的買也不會便宜. 拆也很麻煩, 所以拆之前都會用好久以前 [抄襲] 得來的 ESR METER 先看看 ESR 讀數. 原來設計是用 HC7404做的, 總是覺得他的量程太大 (大約0-50 ohm), 解析度也不是很好, 不太合胃口, 而且要特別買50uA的表頭.

學習的過程中, 也順道學習了晶體管的基礎. 然後突發奇想, 為甚麼不自己設計一個讓俺覺得 “爽" 的, 練好武功, 總想試試身手呢. 所以, 就 “設計" 了一個, 全部在麵包板上試驗, 還沒固化, 零件都是隨手有的, 最稱用的, 除了 MCU 也沒特別, 

用 NE555 DIY ESR meter

看了很多人換電解電容, 也看過很多人學壞師的例子.

基本上, 有些少基礎知識, 就不會有此繆誤.

換電解電容, 最基本要注意兩個元素,

1) ESR, Equivalent Series Resistance (等效串聯電阻值)

2) 容量和耐壓值

最初看這個題目, 是因為久遠之前, DIY 修理 CRT 電視機的行掃描, 通常因為高溫, 日久, 電容乾了, ESR 增加, 導致供電不穩定, 輸出電壓驟降, 推動電壓不足導致行掃描推動的原子粒永遠沒有截止, 溫度過高而燒毀.

題外話, 原子粒, 港燦稱為 原子粒, 大陸燦稱為 晶體管 或 三極管, 外國燦稱為 TRANSISTOR, 台灣燦稱為 電晶體, 反正, 地球表面的燦們, 所有用語都是指這個基本上是三只腳的物體, 謠傳是外星人教法國人或美國人發明的.

經驗足夠的, 修理 CRT 電視機 或 CRT 電腦螢幕, 就很簡單, 隨便看看, 全換再說. 可是, 有時候, 換了不一定成功, 因為, 換上去的, 有可能也不是什麼優良的零件. 這個時候, 需要借助儀錶, 看看 ESR 是否夠優. ESR 的讀數是越小越好.

人家說過的原理, 可以參考.

http://members.shaw.ca/swstuff/esrmeter.html

http://hk.myblog.yahoo.com/xiao-laba/article?mid=1844

ESR meter 的詳細原理也大概有解釋, 高頻低壓的 170 KHZ 的 AC, 方形波 (Square wave), 通過待測電容, 並聯 ESR 後, 得到的 AC 電壓降低幅度, 再轉換並放大成 DC 直流電壓, 供指針表顯示. 所以就實驗人家的設計, 的確可用. 簡單的工具加上比較法, 得到95% 的可信度, 花費只是一點點.

DIY的最後步驟是 CALIBRATION, 意思就是用純電阻, 測試儀表的反應, 從 1 Ohm, 校正到 10 Ohm 或 20 Ohm, 應該就非常足夠了. 有了小工具幫助, 就容易判斷電解電容是否元兇.

今天, 2010年10月26日, 全世界應該不會再出產 CRT 螢幕的機器, 那這類儀表還有什麼用 ?!

問者自答, 電解電容依然存在, 應該不會短期內消失, LCD 面板的供電, 背光升壓, SMPS (如NOTEBOOK的供電開關電源) 依然是用類似的結構, 還是不斷出現 ESR 的問題需要查找………

DIY 開始….基本上零件的成本大概 HK$10以內, 加上一個 DMM 或 指針式萬用錶.

又來題外話, 地球表面的燦們, 對這個 DMM 也有好多種稱呼, 例如 DMM, 萬用錶, 三用電錶, 萬能錶, 等等. 意識形態作祟, 很多動物, 認為台灣燦的叫法不對, 另外一些動物, 認為大陸燦的叫法有問題, 最不好的經驗是某些港燦當年嘲笑某些大陸燦, 所以, 地球燦們, 還是會不斷以階級地域做區分, 正如當年日耳曼民族自認最優一般.

有$$, 口袋又深, 懶惰的人通常不會 DIY, 因為市售的產品從 U$XX 到 U$XXX 都有. 會 DIY 只有兩個可能, $$ 不夠 或 想改變某些東西, 配合自身的需要.

下一步希望作的,

1) 改改 NE555 的設計, 使 DUTY CYCLE 固定50%左右, 不隨頻率調整變化.

2) 單一 MCU 取代 NE555, 讀數顯示等, 完成所有功能, 應該不需要搭配 DMM 使用, Atmel ATTINY13 或 MOTOROLA HC08QT2 可能是不錯的選擇.