【TI首届低功耗设计大赛】微型LCR测试仪-硬件篇之二

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      欢迎大家回来，这篇小文将要描述的是微型LCR测试仪的信号源部分。
        
        上图是测试仪的信号源部分原理框图。信号源核心部分是一个5阶开关电容滤波器，参数很多，我们关心的最重要的是Clock-to-Corner Ratio，在这里为100:1，简单说，如果我们想要输出1kHz信号，那么CLK即为1kHz*100 = 100kHz
      

      
        首先，单片机由TA0_CCR1输出信号频率的方波，经过缓冲器后对虚拟地进行电阻分压，这将决定输出信号的电平。信号进入开关电容滤波器Input，滤波器Clk信号由TA1_CCR1输出，频率为信号频率的100倍，方波信号进行分解后为1、3、5....次基波信号的叠加，根据之前滤波器特性，输出为基波频率的正弦信号，由带有滤波功能的缓冲器推动后输出，源内阻固定为100ohm。另外专门配置了一个过零比较器，用于精确捕捉信号的过零点，为ADC采样点提供时间基准
        特别注意的是，输出缓冲器要求为单电源低电压，轨到轨运算放大器，且要求有一定的电流输出能力，否则即使有100ohm源内阻存在，在测试端短接时也会有严重的信号幅值下降或者是直接产生失真。在这里，最初选用的放大器为OPA890，实际应用中发现输出能力不足，遂换用OPA340，实际验证发现效果不错，故沿用至今，但对其特性未做详细分析，这是不严谨的，但一般来说，这样一颗放大器处理最高10kHz的信号，总归是没有问题的。
      
        经过源内阻后，信号即直接加在被测件上，作为电桥的高端激励信号(HC)。本机的输出电平为固定的0.5Vrms，这个是因为当初设计时对MSP430的ADC考虑不周造成的，本来设计为0.6V，虚地点为1.65V，到ADC满度2.5V，中间只有约0.85V可用，再加上一定的余量，只好选择0.5Vrms(Vp=0.7V)，另外，这样将导致本来0-2.5V的可用范围，只用了约1.4V，浪费很多，下版要改......

snoweaglemcu

a136498491 发表于 2014-11-22 22:07
开关电容滤波器。。。请问成本？

在可接受范围内，不计成本，以实现功能为唯一目标
这个器件大概要10块钱吧，好像$1.38
其实也可以用二阶滤波器级联的方式，或者直接用PWM滤波方式产生信号，成本可以降低的