[發(fā)明專利]一種精確數(shù)字調(diào)節(jié)可變電容器電路

無效

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• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103197593A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王家軍;俞梟辰;宋小川
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G05B19/07
• 分類號: G05B19/07
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動化、電氣控制和電子設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種精確數(shù)字調(diào)節(jié)可變電容器電路。

背景技術(shù)

電容按結(jié)構(gòu)可分為固定電容、微調(diào)電容、可變電容等，其中可變電容顧名思義，是一種電容量可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電容器，它在當(dāng)前的自動化、通信設(shè)備和電子儀器等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

可變電容器按其使用的介質(zhì)材料可分為空氣介質(zhì)可變電容器和固體介質(zhì)可變電容器。空氣介質(zhì)可變電容器的電極由兩組金屬片組成，兩組電極中固定不變的一組為定片，能轉(zhuǎn)動的一組為動片，動片與定片之間以空氣作為介質(zhì)，這種電容器的容量取決于兩組極片間的距離和極片面積的大小，所以往往體積較大。固體介質(zhì)可變電容器由金屬材料制成的半圓形動片、定片以及之間的云母片或塑料薄膜介質(zhì)構(gòu)成，外殼為透明塑料，雖然體積小、重量輕但同時存在雜聲大、易磨損等缺點。這兩種可變電容器雖然可以實現(xiàn)電容量的連續(xù)調(diào)節(jié)，但是都無法直接得到接入電路的電容值的大小。

當(dāng)前可變電容存在幾個致命的缺點：1）存在定片、動片、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸等，存在機械磨損，使用壽命有限；2）電容器容量與電極片面積大小有關(guān)，所以電容器較為笨重；3）無法獲得連續(xù)可變的電容值；4）都需要手動調(diào)節(jié)，很難適應(yīng)于自動電容調(diào)節(jié)的場合；5）無法精確控制接入電路的電容值。6）必須針對某種特定類型的電容，對于很多其他類型的電容無法實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種精確數(shù)字調(diào)節(jié)可變電容器電路。

一種精確數(shù)字調(diào)節(jié)可變電容器電路包括固定電容C16、第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、光電隔離和驅(qū)動電路、單片機主控單元、電源輸入電路、鍵盤輸入單元、串口輸入單元、四位數(shù)碼顯示單元；所述的固定電容C16的一端與第二開關(guān)管Q2的漏極連接并接輸出端口，固定電容C16的另一端與第一開關(guān)管Q1的漏極連接，第一開關(guān)管Q1的源極與第二開關(guān)管Q2的源極連接并接輸出端口，電源輸入電路模塊向單片機主控單元提供穩(wěn)定的直流電；鍵盤輸入單元、串口輸入單元均可向單片機主控單元輸入電容比例值的給定信號；單片機主控單元向光電隔離和驅(qū)動電路輸出PWM控制信號，向四位數(shù)碼顯示單元輸出實時的電容比例值信號；

電源輸入電路包括第一接插件JP1、第一電阻R1、第二電阻R2、第一發(fā)光二級管D1和第二發(fā)光二極管D2；第一接插件JP1的1腳接外部+5V電源，2腳接外部電源地，3腳接外部+15V電源；第一電阻R1的一端與第一接插件JP1的+5V電源輸入端連接，另一端接第一發(fā)光二級管D1的正極；第二電阻R2的一端與第一接插件JP1的+15V電源輸入端連接，另一端接第二發(fā)光二級管D2的正極；第一發(fā)光二級管D1的負(fù)極與第二發(fā)光二級管D2的負(fù)極連接并接地。

單片機主控單元包括單片機芯片U1、第三電阻R3、第一按鍵S1、第一極性電容C1、第一匹配電容C2、第二匹配電容C3、第一晶振Y1；

所述的單片機芯片U1的9腳與第一按鍵S1的一端、第一極性電容C1的負(fù)極和第三電阻R3的一端連接，第一按鍵S1的另一端與第一極性電容C1的正極連接并接+5V電源；單片機芯片U1的18腳與第一晶振Y1的一端、第二匹配電容C3的一端連接，19腳與第一晶振Y1的另一端、第一匹配電容C2的一端連接，20腳與第三電阻R3的另一端、第二匹配電容C3的另一端和第一匹配電容C2的另一端連接并接地，29腳、31腳、40腳接+5V電源，12腳、13腳、14腳、15腳、16腳、17腳、30腳、32腳、33腳、34腳、35腳、36腳、37腳、38腳和39腳架空；所述的單片機芯片U1采用的型號為AT89C51；

所述的光電隔離電路包括第一光電隔離器U2、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第三匹配電容C4和第四匹配電容C5；

所述的第一光電隔離器U2的1腳、4腳、7腳架空，2腳與第四電阻R4的一端連接，3腳接地，5腳與第三匹配電容C4的一端、第四匹配電容C5的一端和第一開關(guān)管Q1的源極連接，6腳與第五電阻R5的一端、第四匹配電容C5的另一端和第六電阻R6的一端連接，8腳與第三匹配電容C4的另一端、第五電阻R5的另一端連接并接+15V電源，第四電阻R4的另一端與單片機芯片U1的27腳連接，第六電阻R6的另一端與第一開關(guān)管Q1的柵極連接；

所述的驅(qū)動電路包括第二光電隔離器U3、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第五匹配電容C6和第六匹配電容C7；