[实用新型]一种多路微小电容信号采集处理电路

说明书

本实用新型涉及一种多路微小电容信号采集处理电路，该采集处理电路包括低通放大模块、多路模拟开关、高通放大模块、显示装置、单片机、偏距点检测模块，所述多路模拟开关的数量为n个，每个多路模拟开关的通道数为m，每个多路模拟开关的一路通道连接一个低通放大模块；每个低通放大模块连接一路微小电容信号；每个多路模拟开关的输出接口经高通放大模块连接单片机的相应模拟输入口，同时每个多路模拟开关的控制端口连接单片机的I/O端口；所述单片机的相应的模拟输入口连接偏距点检测模块；所述显示装置与单片机连接。该采集处理电路能够实现多路同时测量，在实际采集测试中采集速度高且信号稳定，电路复杂度一般，成本较低。

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，具体是一种多路微小电容信号采集处理电路。

背景技术

科学研究的发展使得对高精度测量、数据采集系统高响应性的要求越来越高，传统的机械式传感器难以满足要求，随着越来越多电子传感器的应用，微小信号采集处理电路成为研究重点之一。

电容式传感器具有温度稳定性好、适应性强、动态响应好等优点，广泛应用于压力、位移、加速度、振动等测量中。目前对电容信号的处理为RC串联回路充放电的方法，然而此方法检测电路复杂，响应速度一般，对多路、高速采集电容信号的要求难以满足。邵学涛等人(邵学涛,李新娥.振荡式微小电容测量电路[J].电子测试,2011(1):50-53.)采用振荡法测量微小电容，将电容的改变转化为输出频率的改变，和RC串联回路充放电方法类似，此方法需计算振荡周期，多路采集困难，高速采集时会存在激励源频率过高带来的易受干扰等消极影响。基于此，本实用新型提供了一种多路微小电容信号采集处理电路。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有微小电容信号采集处理电路复杂、采集速度慢的问题提供了一种多路微小电容信号采集处理电路。该采集处理电路能够实现多路同时测量，在实际采集测试中采集速度高且信号稳定，电路复杂度一般，成本较低。

本实用新型的技术方案为：

一种多路微小电容信号采集处理电路，其特征在于该采集处理电路包括低通放大模块、多路模拟开关、高通放大模块、显示装置、单片机、偏距点检测模块，所述多路模拟开关的数量为n个，每个多路模拟开关的通道数为m，每个多路模拟开关的一路通道连接一个低通放大模块；每个低通放大模块连接一路微小电容信号；每个多路模拟开关的输出接口经高通放大模块连接单片机的相应模拟输入口，同时每个多路模拟开关的控制端口连接单片机的I/O端口；所述单片机的相应的模拟输入口连接偏距点检测模块；所述显示装置与单片机连接；

所述低通放大模块由仪表放大器U1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2组成，其中第一电容C1一端接入仪表放大器U1的同相输入端，一端与偏距电压V_ref相连；第一电阻R1一端与偏距电压V_ref相连，一端接入仪表放大器U1的反相输入端；第二电容C2和第二电阻R2并联后的两端分别接入仪表放大器U1的反相输入端和输出端；所述仪表放大器U1的同相输入端与微小电容信号相连，输出端接入多路模拟开关的一路通道中；

所述高通放大模块由仪表放大器U3、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和二极管D组成，其中第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3、第四电容C4共结点，第三电阻R3的另一端连接多路模拟开关U2的输出接口，第四电阻R4的另一端与偏距电压V_ref相连，第三电容C3的另一端接入仪表放大器U3的反相输入端，第四电容C4的另一端连接仪表放大器U3的输出端；第五电阻R5的一端接入仪表放大器U3的同相输入端，一端与偏距电压V_ref相连；第六电阻R6的两端分别接入仪表放大器U3的反相输入端和输出端；第七电阻R7一端连接仪表放大器U3的输出端，另一端与第五电容C5串联接信号地；与电阻R7连接的第五电容C5的一端和二极管D的正极共结点接入单片机模拟输入口，二极管D的负极与工作电压V_DD相连；