[发明专利]一种小容量电容高速检测电路

权利要求书

1.一种小容量电容高速检测电路，其特征在于：包括单片机，与单片机双向连接实现数据双向传输的PC机；以及通过电子开关K1和K2与单片机相应连接的激励电源Ui1和激励电源Ui2；

激励电源Ui1、Ui2输出信号Ui与被测电容CX、标准电容CN连接，在被测电容CX和标准电容CN上产生一个激励电流，加到变压器电桥检测电路，在变压器电桥检测电路的输出端产生一个输出电压Uo1，Uo1接到放大电路中，通过放大电路输出信号Uo；

单片机通过放大倍数调节电路与放大电路连接；

所述的信号Uo和信号Ui通过相位检测电路的输出信号YC与单片机连接，相位检测电路对信号Ui和信号Uo进行相位检测，判断被测电容CX与标准电容CN的大小关系；

所述的输出电压Uo和基准电压U_REF 通过电压比较电路的输出信号YA与单片机连接，电压比较电路对输出电压Uo和基准电压U_REF进行电压比较，得出的结果作为放大倍数调节电路的依据；

所述的信号Uo为模拟信号，通过VPC转换电路与单片机连接，将模拟信号Uo转换为数字信号YB；单片机把测量数据传输给PC机，由PC机计算被测电容器CX的电容值和误差分档信号；

与单片机输出信号连接的电容误差分档指示信号电路和电容值数据显示电路。

2.根据权利要求1所述的一种小容量电容高速检测电路，其特征在于：所述的单片机通过电子开关K1和K2选择激励电源Ui1和激励电源Ui2；当被测电容CX<20pF时，接通激励电源Ui1；当被测电容CX≥20pF 时，接通激励电源Ui2。

3.根据权利要求1所述的一种小容量电容高速检测电路，其特征在于：当CX=CN时，电压Uo1=0；当CX≠CN时，Uo1=K△C；K为比例系数，受电路的分布电容和接触电阻影响，当电路确定时，K为常数；使用前可以通过对标准电容的测量自动获得K的值。

4.根据权利要求1所述的一种小容量电容高速检测电路，其特征在于：所述的激励电源Ui1为1MHz的12V正弦交流电源,激励电源Ui2为500KHz的12V正弦交流电源；所述的激励电源大于等于10个信号周期时，电容检测电路进入稳定状态，能有效测出被测电容器CX的电容值。

5.根据权利要求1所述的一种小容量电容高速检测电路，其特征在于：所述相位检测电路对信号Ui和信号Uo进行相位检测，判断被测电容CX与标准电容CN的大小关系；当YC=0时，则Ui和 Uo两个电压反相，CX>CN；当YC=1时，则Ui和Uo两个电压同相，CX<CN。

6.根据权利要求1所述的一种小容量电容高速检测电路，其特征在于：所述的电压比较电路对电压Uo和基准电压U_REF进行电压比较，当电压Uo<U_REF，YA=0输入单片机，单片机输出控制信号到放大倍数调节电路，调节放大电路的放大倍数；在保证信号Uo不失真的情况下，输出较大的电压信号，使信号Uo达到较大数值，保证小电容的测量精度能够达到0.01%；当输出电压Uo>U_REF，YA=1输入到单片机，则信号Uo满足设计要求。

7.根据权利要求1所述的一种小容量电容高速检测电路，其特征在于：所述数字信号YB的脉冲宽度与模拟信号Uo的大小成正比。