[實用新型]一種絕對電容和差動電容測量電路

有效

• 申請號: 201420683217.2
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN204177872U
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 梁亮;石屹然;周秀文;石要武;高偉;李新波;馬彥;方盛洲;付云博
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

1.一種絕對電容和差動電容測量電路，其特征在于：包括測量絕對電容的晶體震蕩電路和差動電容測量電路；其中測量絕對電容的晶體震蕩電路包括：兩個NPN三級管Q1和Q2，四個電阻R1、R2、R3和R4，三個已知電容C1、C2和C3，一個電感L1，一個晶體震蕩器Y1，一個反相器U1A和一個待測電容Cx；

所述待測電容Cx的一號端接地，二號端接晶體震蕩器Y1的一號端；晶體震蕩器Y1的二號端、電阻R1、R2各自的一號端和電容C1的一號端相接，并連接到了NPN三級管Q1的基極；電阻R1的二號端接電源VCC，R2的二號端接地；

所述電容C1的二號端、電容C2的一號端、電感L1的一號端和NPN三級管Q1的發射極相接，并連接到了NPN三級管Q2的基極；NPN三級管Q1、Q2的集電極均接到了電源VCC；

所述電容C2的二號端、電感L1的二號端、電容C3的一號端和電阻R3的一號端相接；電容C3的二號端和電阻R3的二號端均與地相接；這樣電容C2和L1就構成一個LC回路，其諧振頻率f₀可由下式計算：實際應用中晶體震蕩器的標稱頻率應大于f₀，以使電路起振；

所述NPN三級管Q2的發射極與電阻R4的一號端和反相器U1A的輸入端相連，電阻R4的二號端與地相連；

所述反相器U1A的輸出端接后續的頻率測量電路，通過測量輸出頻率得到所測電容的絕對電容值；

所述的差動電容測量電路包括：一待測差動電容、一晶體震蕩電路1、一晶體震蕩電路2和一頻率差提取電路；

所述的晶體震蕩電路1和晶體震蕩電路2均與所述的測量絕對電容的晶體震蕩電路的結構相同；差動電容三個極板間形成的兩個電容可分別視為晶體震蕩電路1和晶體震蕩電路2中的待測電容；其中待測差動電容上極板接晶體震蕩電路1中晶體震蕩器的一號端，中間極板接地，下極板接晶體震蕩電路2中晶體震蕩器的一號端；晶體震蕩電路1和晶體震蕩電路2中晶體震蕩器的標稱頻率不相同，可得到差動電容的電容值變化方向；

所述的頻率差提取電路的核心為一個D觸發器，晶體震蕩電路1的反相器輸出端接D觸發器的D端，晶體震蕩電路2的反相器輸出端接D觸發器的CLK端，D觸發器的CLR和PR端接電源VCC；頻率差提取電路的輸出信號為D觸發器的輸出端Q的輸出信號，D觸發器的輸出端Q接后續的頻率測量電路，通過測量D觸發器的輸出端Q的輸出頻率得到所測?差動電容的電容差值。

2.根據權利要求1所述的一種絕對電容和差動電容測量電路，其特征是：所述的差動電容測量電路，當差動電容上極板接地，其它電路不變時，可測得下極板與地之間形成的電容的絕對電容值；當差動電容下極板接地，其它電路不變時，可測得上極板與地之間形成的電容的絕對電容值。