本帖最后由 suhetao 于 2026-4-1 17:19 编辑
DIY史上最便宜和最简单的LCR表，真有手就行！！！ 理论基础： LCR表的工作原理就是欧姆定律，通过向一个已知电阻发送正弦波测试信号，并测量该电阻上的复数电压Vr，以获得通过该电阻的电流。然后让该电流流过被测元件，并测量元件上的复数电压，已知电流和电压，即可计算阻抗。硬件上需要DAC生成正弦波，ADC采集电压和电流。电脑板载声卡默认支持立体声输入和输出刚好具备这个硬件基础，那么是否可以利用电脑板载声卡播放和录音来实现一个LCR表呢？答案是肯定的。 通过声卡的音频输出一个正弦波，假设声卡输入端具有无穷大的阻抗，则Rref两端的电压，即立体声麦克风左右声道输入端之间的电压差Vl - Vr，其中Vl和Vr均为R + jX形式的复数值。通过Rref的复电流Io则可表示为： Io = (Vl - Vr) / Rref。 如果立体声麦克风右声道输入端具有无穷大阻抗，相当于断路，没有电流流入，则Io几乎全部流过被测元件的复阻抗Zc。已知电流Io和电压Vr，我们可以通过欧姆定律求出Zc： Zc = Vr / Io 基础测量模型工作原理如下图所示：
参考上面的电路图，只需要准备2个3.5mm接口，一个参考电阻（确定电阻阻值的高精度电阻），导线若干。 3.5mm音频接口分别接声卡的立体声输入和输出把接口引出来，加个参考电阻，就可以利用电脑板载声卡的功能实现一个简易的LCR表。
然而这个电路模型太过于理想，相对于现实实际情况来说，大概要解决以下几个问题 1、 声卡麦克风输入端并非无穷大，通常20K欧姆附近。具体查阅板载Audio Codec芯片型号说明文档中的麦克风输入阻抗参数表。 2、上图所示的接地路径实际上包含了一些与Zc串联的接线阻抗Zg。 3、尽管声卡立体声麦克风输入默认情况下应该具有相同的增益，但匹配度并不一定足以进行精确测量。 因此修正后的电路模型由下所示：
流过参考电阻的电流Io被分成两部分Ic和Ir，后续我们进行相关的校准确定Zr和Zg的值才能够计算Zc。
校准步骤：
第一步：校准 - 参考电阻短路
通过跳线短接参考电阻，计算立体声麦克风输入的左右声道的比例
Ratio = Vl/Vr
第二步：校准 - 测试夹具开路
测试夹具不接被测元件，计算Zr右声道输入的对地阻抗
Zr = Vr / Ir = Vr / Io = Vr / ((Vl - Vr) / Rref)
第三步： 校准 - 测试夹具短路
测试夹具短接，计算Zg线材阻抗
Io = Ic + Ir
Ic = Io - Ir = (Vl - Vr)/Rref - Vr / Zr
Zg = Vr / Ic = Vr / ((Vl - Vr)/Rref - Vr / Zr)
通过已知的Ratio，Rref，Zg，Zr计算阻抗：
Io = Ic + Ir
Io = (Vl - Vr)/Ref
Ic = Vr / (Zc + Zg)
Ir = Vr / Zr
Ic = Io - Ir = (Vl - Vr)/Ref - Vr / Zr
Zc = Vr / ((Vl - Vr)/Ref - Vr / Zr) - Zg
就可以计算Zc的值。实际上我们并不能直接测量一个复数阻抗。只能通过测量相位差和模（幅值）来间接计算，具体原理这里不累述。可以看看我公开的win32应用端中的代码。通过正交分解来计算幅值和相位差。
实际电路成品效果图：
板载声卡
利用外置USB声卡
Windows配套应用端软件操作说明 启动程序后的画面
选择设备输入和输出
校准过程
校准完成后
软件开源地址 https://gitee.com/suhetao_b58c/LCR_METER_WIN32
编译好程序下载地址 板载声卡的ADC/DAC的性能虽然有点拉跨，我台式主机板载声卡的底噪竟然是7mv~10mv。但是得益于实时的正交分解的算法处理，对底噪并不是特别的关心，分辨率轻松达到0.5欧姆左右。靠几根线加个精密电阻就有这个效果，确实有点让我意外！
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发表于 2026-4-1 17:13:41
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