通信網(wǎng)banner.jpg)
相關(guān)專題：
引言
由于電容元件本身的儲(chǔ)能特性，因此它被廣泛地應(yīng)用于整流，濾波，耦合，振蕩等電路中，幾乎成為現(xiàn)代整機(jī)產(chǎn)品中不可或缺的分立元器件。因此，無論是對(duì)電容生產(chǎn)廠商或整機(jī)設(shè)計(jì)維修工程師來講，通過電容測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確地了解電容元件的參數(shù)特性都非常有必要，尤其是模擬電路和射頻電路設(shè)計(jì)工程師。由于電容元件的本身儲(chǔ)能特性，使得人們?cè)跍y(cè)量時(shí)總是會(huì)因?yàn)檫@樣或那樣的原因而忘記先放電再測(cè)量，導(dǎo)致電容測(cè)試儀被燒毀的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此自電容測(cè)量?jī)x誕生以來的過去幾十年中，人們就一直在探索既保證電容測(cè)量精度的同時(shí)又能防高壓?jiǎn)栴}的最佳解決方案。正是基于此，本文介紹了一種基于賽普拉斯的8位PSoC芯片為核心，具有高精度，寬量程，耐高壓的電容測(cè)量解決方案。
PSoC 簡(jiǎn)述
PSoC是Cypress半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的的可編程片上系統(tǒng)芯片。它主要由8位微處理器，可編程模擬模塊和數(shù)字模塊，外加可編程恒流源(IDAC)， I2C，F(xiàn)lash, SRAM等周邊外圍模塊組成，如圖1所示。
圖1 PSoC的功能框圖
因此，PSoC除了能實(shí)現(xiàn)一般MCU的功能外，還可通過可編程模擬和數(shù)字模塊靈活地實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)所需的模擬與數(shù)字外圍功能。為了方便用戶簡(jiǎn)單而快速地實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)字外圍功能的設(shè)計(jì)，Cypress基于可編程數(shù)字模擬模塊構(gòu)建了大量的用戶模塊，如可編程運(yùn)算放大器，比較器，6至14位的模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，濾波器，8/16 /24/32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，脈寬調(diào)制器，觸摸感應(yīng)等模塊。這些用戶模塊將PSoC內(nèi)部的寄存器配置，數(shù)字模塊和模擬模塊之間的內(nèi)部連線，底層API(Application Program InteRFace, 應(yīng)用程序接口)函數(shù)都已設(shè)計(jì)好了。當(dāng)用戶需要某個(gè)數(shù)字模擬外圍功能時(shí)，只需要簡(jiǎn)單地調(diào)用相應(yīng)的用戶模塊即可實(shí)現(xiàn)。
電容容量參數(shù)測(cè)量方法
從數(shù)字化與自動(dòng)化測(cè)量角度來講，電容容量參數(shù)測(cè)量通常有三種方法：容抗法,振蕩法和充電法。
容抗法是指利用電容對(duì)交流信號(hào)源所表現(xiàn)出的阻抗特性，通過測(cè)量電容在某一頻率下的容抗值，再利用z=1/wc(w為角頻率)關(guān)系式根據(jù)已知信號(hào)源的角頻率w計(jì)算出待測(cè)電容容量的方法。這種方法能較好地反映出電容元件交流頻率特性，可用來測(cè)量電容元件的多方面參數(shù)特性，例如容量，介質(zhì)損耗等，是當(dāng)前電容測(cè)試儀產(chǎn)品應(yīng)用最廣的一種方法。但是，它有一個(gè)缺點(diǎn)：電容的充電和放電同處于一個(gè)回路之中，要做到既能保證測(cè)量精度又能防高壓設(shè)計(jì)比較困難。
振蕩法是指利用由電阻、電容或電感無源元器件構(gòu)成的振蕩電路，通過測(cè)量振蕩信號(hào)的頻率，再利用w=1/RC或w2=/LC關(guān)系式，根據(jù)已知其它無源元器件參數(shù)值計(jì)算出待測(cè)電容容量的方法。這種方法測(cè)量精度一般比較差，而且對(duì)振蕩電路所需的元件精度與穩(wěn)定性都要求都很高，因此它主要應(yīng)用在一些精度要求不高的產(chǎn)品或領(lǐng)域里。
